2013级单片机系统设计课程设计计划与师资安排

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该文档是自动化与电气工程学院2013级《单片机原理及系统设计》课程设计的计划和实施方案。课程设计的主要目的是通过实践环节强化学生对单片机系统设计的理解和应用能力,包括软件和硬件两方面的技能。课程设计任务着重于培养学生设计、调试单片机系统、技术改造和产品研发的能力,同时提升他们的创新意识和问题解决能力。 设计活动分为以下几个阶段: 1. 课程设计教师培训:2015年12月4日,由课程负责人王思明进行单片机原理及系统设计的教师培训,确保所有参与课程设计的教师都了解课程设计的目标和要求。 2. 指导教师安排:课程设计覆盖自动化学院三个专业十个班级,每个班级有一名负责人,每个指导教师负责的学生数量有限制,以保证教学质量。答疑时间会在课程开始后向教务办公室报告。 3. 课程设计进度:课程设计时间为2015年12月7日至12月31日,为期四周,期间将进行课程设计的基本要求讲解、课题分配和答疑时间安排。 4. 教学实施:课程设计开始后,教师会统一讲解基本要求,然后根据学生名单分配具体的课题,并对关键知识点和扩展设计内容进行串讲。指导教师在整个过程中会积极解答学生的问题。 通过这个课程设计,学生将在实践中深入理解单片机的工作原理,掌握系统设计的实际操作技巧,为未来在工业控制、仪器仪表、嵌入式系统等领域的发展打下坚实基础。整个过程注重理论与实践的结合,旨在培养学生的综合素质和工程实践能力。
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课程设计说明书 (2011 /2012 学年第 1 学期) 课程名称 : 单片机原理课程设计 题 目 : 时 钟 专业班级 : 08级应物一班 姓 名 : 学 号: 指导教师 : 周向宁 设计周数 : 2周 设计成绩 : 年 月 日 1. 课程设计目的 1.1学习单片机的重要性 20世纪末,电子技术获得了飞速的发展,在其推动下,现代电子产品几乎渗透了社会 的各个领域,有力地推动了社会生产力的发展和社会信息化程度的提高,同时也使现代 电子产品性能进一步提高,产品更新换代的节奏也越来越快。单片机正朝着高性能和多 品种方向发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格 和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势。单片机应用的重要 意义还在于,它从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。从前必须由模拟 电路或数字电路实现的大部分功能,现在已能用单片机通过软件方法来实现了。这种软 件代替硬件的控制技术也称为微控制技术,是传统控制技术的一次革命。 1.2课程设计的目的 (1)巩固和提高学过的基础理论和专业知识; (2)提高运用所学专业知识进行独立思考和综合分析、解决实际问题的能力; (3)培养掌握正确的思维方法和利用软件和硬件解决实际问题的基本技能; (4)增强对实际电路的认识,掌握分析处理方法,进行调试、计算等基本技能的训 练,使之具有一定程度的实际工作能力。 (5)掌握科研、资料查询的基本方法以及获取新知识的能力。 (6)促使我们学习和获取新知识,掌握自我学习的能力。 (7)通过参与实际工作,使我们了解社会和工作,具备一定的实际工作能力 (8)通过设计数字电子钟,了解电子钟的工作原理和内部构造。 1.3数字时钟的重要性 数字钟是采用数字电路实现对.时,分,秒.数字显示的计时装置,广泛用于个人家庭,车 站, 码头办公室等公共场所,成为人们日常生活中不可少的必需品,由于数字集成电路的发展 和石英晶体振荡器的广泛应用,使得数字钟的精度,远远超过老式钟表, 钟表的数字化给人们生产生活带来了极大的方便,而且大大地扩展了钟表原先的报时功 能。诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、自动起闭路灯 、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启用等,所有这些,都是以 钟表数字化为基础的。因此,研究数字钟及扩大其应用,有着非常现实的意义。 数字钟已成为人们日常生活中:必不可少的必需品,广泛用于个人家庭以及车站、码 头、剧场、办公室等公共场所,给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由 于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术,使数字钟具有走时准确、性能稳 定、携带方便等优点,它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。 二、数字时钟设计 2.1、数字钟的软件设计 2.1.1、系统分析 系统的软件设计也是工具系统功能的设计。单片机软件的设计主要包括执行软件(完 成各种实质性功能)的设计和监控软件的设计。单片机的软件设计通常要考虑以下几个 方面的问题: (1)根据软件功能要求,将系统软件划分为若干个相对独立的部分,设计出合理的 总体结构,使软件开发清晰、简洁和流程合理; (2)培养良好的编程风格,如考虑结构化程序设计、实行模块化、子程序化。既便 于调试、链接,又便于移植和修改; (3)建立正确的数学模型,通过仿真提高系统的性能,并选取合适的参数; (4)绘制程序流程图; (5)合理分配系统资源; (6)为程序加入注释,提高可读性,实施软件工程; (7)注意软件的抗干扰设计,提高系统的可靠性。 2.1.2系统设计 这次的数字电子钟设计用到很多子程序,它们的流程图如下所示。 2.1.2.1主程序流程图 主程序是先开始,然后启动定时器,定时器启动后在进行按键检测,检测完后,就可 以显示时间。 2.1.2.2按键处理流程图 按键处理是先检测秒按键是否按下,秒按键如果按下,秒就加1;如果没有按下,就 检测分按键是否按下,分按键如果按下,分就加1;如果没有按下,就检测时按键是否按 下,时按键如果按下,时就加1;如果没有按下,就把时间显示出来。 2.1.2.3定时器中断流程图 定时器中断是先检测1秒是否到,1秒如果到,秒单元就加1;如果没到,就检测1分钟 是否到,1分钟如果到,分单元就加1;如果没到,就检测1小时是否到,1小时如果到, 时单元就加1,如果没到,就显示时间。 2.1.2.4 时间显示流程图 时间显示是先秒个位计算显示,然后是秒十位计算显示,再是分个位计算显示,再然 后是分十位显示,再就是时个位计算显示,最后是时十位显示。 2.1.3系统实施(c语言版) 2.1.3.1主程序设计 main() //主函数 { TMOD "=0x01; //定时器0 10ms in 12M
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2009级单片机原理及系统课程设计计划 课程设计内容与要求 设计步骤的规范不但可以培养学生科学的工作方法和作风,而且还能有效地减少错误 ,提高工作效率。因此必须严格执行良好的实验步骤规范(包括上机操作规范)。本课 程设计的基本步骤是: 1. 问题分析及解决方案框架确定 充分地分析和理解问题本身,弄清要求做什么(What to do?)。在确定解决方案框架过程中(How to do?),综合考虑系统功能,考虑怎样使系统结构清晰、合理、简单和易于调试。最后确 定每个模块的选择及设计方案。 2. 详细设计 确定各个模块与单片机的接口方法,分配好单片机的资源,在此基础上进行程序设计 。 3. 上机调试 选择自己熟悉的单片机开发环境,或者利用实验室现有资源,检查、调试、验证自己 所做系统设计的正确性。 4. 完成课程设计报告 本课程设计共一周(5天),时间安排为: 1) 下达设计任务书,熟悉设计系统任务和要求;查阅设计资料; 2) 系统软、硬件总体设计; 3) 设计电原理图, 系统硬件调试; 4) 编写软件,系统软件调试; 5) 完成课程设计报告并参加课程设计检查; 6) 封面格式如下页所示。 7) 论文内容要求如下。 1) 引言 2) 设计方案及原理 3) 硬件设计 4) 软件设计 5) 总结 6) 参考文献 7) 附录 设计说明书要求 (1)设计说明书仅是对设计目的、设计任务及自己所做图纸的说明,不允许对原理 内容描述过多,正文字数控制在3000字~5000字(3~5页)。 (2)设计说明书格式要求 1) 纸 型:A4纸,单面打印; 2) 封面填写内容格式:中文,宋体,四号;数字及英文字符,Times New Roman,四号。 3) 页边距:上2.5cm,下2.5cm,右2.5cm,左:3.5CM,左侧装订。 4) 页眉页码:页码居中,底部,Times New Roman,小五,正文起始页页码为1。封面不允许出现页眉页码。页眉页码由正文 开始,一律用阿拉伯数字连续编页码。页码必须标注在每页页脚底部居中位置, 宋体,小五。行距为最小值9磅,段前为30磅、段后为0。页眉宋体,五号,居中 。填写内容是"单片机原理及系统课程设计报告"。行距为最小值9磅,段前为0、 段后为30磅。 5) 正文格式: (a) 章节标题格式: 一级标题:中文,宋体,加粗,英文,Times New Roman,加粗,小三,1.5倍行距,居左; 二级标题:中文,宋体,加粗,英文,Times New Roman,加粗,四号,1.5倍行距,居左。 (b) 正文格式: 中文:宋体,小四; 英文:Times New Roman,小四; 多倍行距 1.25,间距:段前、段后均为0行,取消网格对齐选项。设计(论文)中文字之间不允许 有空行,文字与图之间不允许有多行空白。 (c) 源程序代码格式:Times New Roman,小四,单倍行距。 课程设计的成绩评定 课程设计成绩分三部分,平时表现和答疑占40%(即40分),设计过程占30%(即30 分,含报告的修改次数、修改过程的准确性、老师提问、答辩等),设计报告和图纸占 30%(即30分)。总成绩评定:满分为100分,成绩直接打到报告册上。总分=第一项成 绩+第二项成绩+第三项成绩 。其中,90~100分为优秀,80~89分为良好,70~79分为中等,60~69分为及格,60分以下 为不及格。成绩单上按优秀、良好、中等、及格和不及格填写。 有下列情况之一者课程设计不及格: 1.不能按时提交设计; 2.设计报告有严重雷同者; 3.图纸有严重雷同者; 4.对老师的提问完全不能正确回答者。 附:设计报告封皮 单片机原理及系统课程设计 专 业: 自动化 班 级: 动09X 姓 名: ××× 学 号: ××× 指导教师: ××× "评语: " " " " " " " " " " " " " "平时(40)" "修改(3" "报告(3" "总成绩 " " " " "0) " "0) " " " " 兰州交通大学自动化与电气工程学院 2012 年 7月 1日 ----------------------- 单片机原理及系统设计课程设计要求全文共4页,当前为第1页。 单片机原理及系统设计课程设计要求全文共4页,当前为第2页。 单片机原理及系统设计课程设计要求全文共4页,当前为第3页。 单片机原理及系统设计课程设计要求全文共4页,当前为第4页。
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单片机原理与应用课程设计 设计目标 (1)加强对单片机和C51语言的认识,充分掌握和理解设计各部分的工作原理、设计 过程、选择芯片器件、模块化编程等多项知识。 (2)用单片机模拟实现具体应用,使个人设计能够真正使用。 (3)把理论知识与实践相结合,充分发挥个人能力,并在实践中锻炼。 (4)提高利用已学知识分析和解决问题的能力。 (5)提高实践动手能力。 (6)实现自动和手动控制LED灯的亮暗 硬件设计 1、硬件电路 (1)复位电路 接线图如图示 选取原则:电容选取10uf,电阻选取1k欧姆 上电复位原理:VCC上电时,C充电,在10K电阻上出现电压,使得单片机复位;几个毫秒 后,C充满,10K电阻上电流降为0,电压也为0,使得单片机进入工作状态。 手动复位原理:工作期间,按下S,C放电。S松手,C又充电,在10K电阻上出现电压,使 得单片机复位。几个毫秒后,单片机进入工作状态。 (2)晶振电路    晶振电路如图示:                 选取原则:电容选取30pF,晶振为12.000MHz。 作用:产生震荡电流,发出时钟信号。它是时钟电路中最重要的部件,它的作用是向IC等 部件提供基准频率。 软件设计 #include<reg52.h> sbit LED1=P1^0; sbit LED2=P1^1; sbit LED3=P1^2; sbit K2=P2^0; //手动控制开关 定义 sbit K3=P2^3; //自动控制开关 定义 char num,temp; char TAB[]={0xFE,0xFD,0xFB}; void Delay(int n) {int i,j; for(i=0;i<1000;i++) for(j=0;j<n;j++); } void display1() //手动控制子程序 { char i; P1=TAB[i]; if(K2==0) //防抖动 { Delay(1); if(K2==0) { i=(i<2)?i+1:0; Delay(200); } } } void display2() //自动控制子程序 { char i,j; //防抖动 if(K3==0) { Delay(5); if(K3==0) { for(j=0;j<62;j++) {for(i=0;i<3;i++) { P1=TAB[i]; Delay(200); }} } } } void main() //主程序 { while(1) { if(K2==0) { display1(); } else if(K3==0) { display2(); P1=0XFF; break; } } } 运行结果 首先按下总开关,当按下K2开关时,LED灯从第一盏灯开始亮,每次亮一盏亮至第三盏灯 ,再亮第一盏灯,以此循环,直至10分钟后自动熄灭。当按下第一次按下K3开关时,第 一盏灯亮,第二次按下K3开关,第二盏灯亮,第三次按下K3开关,第三盏灯亮,第四次 按下K3开关,第一盏灯亮,第五次按下K3开关,第二盏灯亮…… 心得体会 通过本次课程设计,我深深的体会到了作为一个硬件工程师的艰辛。即使做一个小小的 项目,都需要这么多的辛苦,必须考虑到问题的任何一个细节,否则最后也将是功败垂 成。 在这次课程设计中我确确实实学到了不少东西,使我受益匪浅。在这过程中我犯下 了不少错误,以后我会接受这些教训,同时把这些教训转换为经验应用到以后的此类设 计中。最后,衷心感谢在课程设计期间老师对我们的无私帮助,还要感谢和我同组的合 作者,以及所有帮助过我的同学。