《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計指導(dǎo)書徐小棟編云南能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機(jī)與信息工程系?一、課程設(shè)計目的《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計是在《單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)》課程的基礎(chǔ)上，由同學(xué)獨(dú)立完成一個較為完整的實(shí)踐性單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計.通過設(shè)計,使同學(xué)掌握單片機(jī)系統(tǒng)以及常用接口電路的設(shè)計及調(diào)試方法，掌握常用工具軟件的使用方法,熟識如何用匯編語言或C語言管理硬件設(shè)備等。通過課程設(shè)計,訓(xùn)練同學(xué)如何綜合運(yùn)用所學(xué)知識去分析和解決實(shí)際問題，掌握單片機(jī)系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計及調(diào)試的基本過程，并學(xué)習(xí)如何撰寫總結(jié)報告，以培育同學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng)和科學(xué)態(tài)度以及探究創(chuàng)新精神。二、基本要求依據(jù)課題任務(wù)書及供應(yīng)的實(shí)驗條件各自組獨(dú)立完成硬件的設(shè)計、軟件的設(shè)計、編程及調(diào)試。設(shè)計結(jié)果達(dá)到課題技術(shù)要求，功能完善,運(yùn)行穩(wěn)定。寫出設(shè)計報告.要求條理清楚，重點(diǎn)突出，結(jié)構(gòu)合理。對電路有簡略分析,所用芯片有簡略介紹,并附有完整電路圖及帶有注釋說明的完整的軟件源程序清單。課程設(shè)計報告的內(nèi)容包括:設(shè)計題目、設(shè)計任務(wù)和設(shè)計要求、性能指標(biāo)、設(shè)計方案、硬件設(shè)計、軟件設(shè)計、Ｐrotｅｕｓ軟件仿真與調(diào)試過程、課程設(shè)計體會、參考文獻(xiàn)、附錄等。設(shè)計成果：課程設(shè)計報告一份；Ｐｒotｅuｓ設(shè)計文件（包括源程序文件)。三、設(shè)計組織方法１．分組選題:每班分若干組，每組任選一個課題(可依據(jù)課題工作量大小,合理安排人數(shù)），每組設(shè)組長一名，負(fù)責(zé)該組設(shè)計工作的協(xié)調(diào)、分工等。2．設(shè)計過程：①按組商量、進(jìn)行明確分工，并確定設(shè)計方案;②在認(rèn)真查閱理解相關(guān)資料基礎(chǔ)上，設(shè)計系統(tǒng)電路圖并在prｏｔeｕs中繪制電路原理圖；③在proｔｅｕs軟件自帶的ASEＭ51編輯器中輸入同學(xué)們編寫的匯編源程序（或者在KeilC51軟件中編寫C程序），并使之編譯通過。④在pｒotｅuｓ中加載程序,觀察仿真情況,驗證設(shè)計的合理性。⑤撰寫課程設(shè)計報告。四、課程設(shè)計成果考核１、考核內(nèi)容課程設(shè)計的考核必須充分重視同學(xué)的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培育，全面提高同學(xué)的工作能力和綜合素養(yǎng)，包括如下幾個方面：①工作的責(zé)任心；②調(diào)查討論、查閱文獻(xiàn)和搜集資料的能力;③工作計劃和組織能力;④分析與解決問題能力;⑤實(shí)際動手和操作能力;⑥創(chuàng)新意識和制造能力；⑦團(tuán)結(jié)協(xié)作、相互溝通能力；⑧課程設(shè)計報告撰寫能力;2、考核方法①指導(dǎo)老師在評分中應(yīng)堅持嚴(yán)格要求和實(shí)事求是的原則，依據(jù)同學(xué)在課程設(shè)計中獨(dú)立完成的實(shí)際情況和評分標(biāo)準(zhǔn)做出評定。②課程設(shè)計成果由平常成果、課程設(shè)計作品及課程設(shè)計報告三部分組成。其中：平常成果占2０％(其中:出勤１0％、工作表現(xiàn)1０％），課程設(shè)計作品占５０%，課程設(shè)計報告占３０%。③評分基準(zhǔn):有課程設(shè)計報告和Ｐｒｏｔeus設(shè)計文件(包括源程序文件），給予60分的基本成果；所設(shè)計作品能完成基本功能的，在基本成果基礎(chǔ)上加10～１9分;所設(shè)計作品能完成全部功能的，在基本成果基礎(chǔ)上加20~2９分;所設(shè)計作品不但能完成設(shè)計指導(dǎo)中所規(guī)定的全部功能，而且還有所創(chuàng)新,在基本成果基礎(chǔ)上加30~4０分.缺席一次，扣成果分３分；遲到一次，扣成果分1分.有明顯抄襲痕跡的直接給予不及格的成果。3、考核成果等級課程設(shè)計實(shí)際成果一般分五個等級：優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格。五、時間和地點(diǎn)支配1、時間：2０11-2012學(xué)年第一學(xué)期:第16—17周，即２0１1年1２月１2日至12月23日.２、地點(diǎn)：新校區(qū)第一教學(xué)樓六樓3、指導(dǎo)老師與機(jī)房支配《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計機(jī)房支配序號日期周次星期節(jié)次指導(dǎo)老師使用機(jī)房112月１2日1６一1徐小棟11機(jī)房2１2月1２日16一2徐小棟11機(jī)房312月１2日16一３徐小棟1機(jī)房４１２月13日１6二1徐小棟14機(jī)房512月1３日16二2徐小棟１2機(jī)房６1２月13日16二3徐小棟17機(jī)房7１2月14日16三1徐小棟11機(jī)房812月14日1６三２徐小棟1６機(jī)房912月１4日16三３徐小棟本班教室１０１2月15日１6四1徐小棟1１機(jī)房１１12月15日1６四2徐小棟1機(jī)房１2１2月1６日16五１徐小棟17機(jī)房１312月１６日16五2徐小棟17機(jī)房１412月1６日１６五３徐小棟1７機(jī)房1512月1９日１7一1徐小棟1４機(jī)房16１２月1９日１7一２徐小棟14機(jī)房１71２月1９日1７一３徐小棟13機(jī)房１8１２月2０日１7二1徐小棟1４機(jī)房1９12月20日17二2徐小棟1４機(jī)房20１2月２0日17二3徐小棟13機(jī)房２１12月２1日1７三1徐小棟14機(jī)房2212月21日17三2徐小棟１4機(jī)房23１2月21日１7三3徐小棟12機(jī)房2４１2月22日1７四１徐小棟12機(jī)房25１2月２2日1７四2徐小棟1２機(jī)房２61２月2３日17五１徐小棟1４機(jī)房２712月23日17五２徐小棟1４機(jī)房2８12月2３日17五3徐小棟1４機(jī)房六、程序設(shè)計報告格式及要求設(shè)計報告書應(yīng)包括以下幾方面內(nèi)容：1、封面;2、摘要、關(guān)鍵詞;３、名目;４、正文：①設(shè)計任務(wù)(要求)和性能指標(biāo)；②設(shè)計方案;③硬件設(shè)計;④軟件設(shè)計；⑤Prｏteus軟件仿真與調(diào)試過程;⑥課程設(shè)計體會。5、參考文獻(xiàn)7、附錄:①系統(tǒng)原理圖②源程序代碼;說明：設(shè)計報告以WOＲＤ文檔的電子稿形式上交指導(dǎo)老師。

附件一:設(shè)計任務(wù)書課題1:步進(jìn)電機(jī)掌握器一、設(shè)計任務(wù)及功能要求利用MCS－５１單片機(jī)掌握步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向和旋轉(zhuǎn)速度,各掌握功能通過按鍵實(shí)現(xiàn)。該設(shè)計的功能要求如下：能掌握步進(jìn)電機(jī)正向和反向旋轉(zhuǎn),有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)掌握按鍵；在肯定范圍內(nèi)可以掌握步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)速度,有加速和減速掌握按鍵;在不切斷電源情況下可以停止步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，有一個停止按鍵。二、設(shè)計要求首先進(jìn)行預(yù)設(shè)計，依據(jù)設(shè)計的任務(wù)要求,先確定系統(tǒng)總體設(shè)計方案,然后進(jìn)行硬件電路的初步設(shè)計，在計算機(jī)上使用Pｒｏｔeuｓ畫出硬件電路原理圖，在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行修正硬件電路圖，并對所涉及的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置.該原理圖也是后面仿真運(yùn)行的基礎(chǔ)。在確定了硬件設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，要進(jìn)行軟件的總體設(shè)計,包括軟件主程序的設(shè)計以及各子程序的設(shè)計，然后進(jìn)入編程工作。源程序可以使用匯編語言編寫，也可使用C語言編寫。最后統(tǒng)一在ＫeiluＶisｉon中建立uVｉsｉoｎ工程,編譯生成可執(zhí)行的。Hex文件。最后進(jìn)入仿真運(yùn)行和程序調(diào)試階段。運(yùn)用Ｐrｏteｕｓ軟件進(jìn)行系統(tǒng)的仿真運(yùn)行，并觀察仿真運(yùn)行的效果.若程序設(shè)計有誤，可通過ＫeｉｌｕViｓｉoｎ和Proteus的聯(lián)機(jī)調(diào)試來發(fā)現(xiàn)和找出錯誤，并修改錯誤和重新生成可執(zhí)行文件，直到整個程序調(diào)試完成。最后寫出課程設(shè)計報告。課題2：基于ＤS1３02的數(shù)碼時鐘一、設(shè)計任務(wù)及功能要求以單片機(jī)為核心元件,設(shè)計一個基于DS13０2的數(shù)碼時鐘。要求用ＤS13０２芯片完成數(shù)碼時鐘設(shè)計，通過擴(kuò)展按鍵來實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)和調(diào)時，利用LED數(shù)碼管顯示時、分、秒。顯示格式為00—０0—00,若為23－５９-5９后，從00-０0-００重新開頭計時。要求人機(jī)界面友好，掌握簡潔。二、設(shè)計要求首先進(jìn)行預(yù)設(shè)計，依據(jù)設(shè)計的任務(wù)要求,先確定系統(tǒng)總體設(shè)計方案，然后進(jìn)行硬件電路的初步設(shè)計，在計算機(jī)上使用Prｏｔeus畫出硬件電路原理圖,在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行修正硬件電路圖，并對所涉及的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。該原理圖也是后面仿真運(yùn)行的基礎(chǔ)。在確定了硬件設(shè)計方案的基礎(chǔ)上，要進(jìn)行軟件的總體設(shè)計,包括軟件主程序的設(shè)計以及各子程序的設(shè)計,然后進(jìn)入編程工作。源程序可以使用匯編語言編寫,也可使用C語言編寫。最后統(tǒng)一在ＫeiluVisioｎ中建立ｕViｓｉoｎ工程,編譯生成可執(zhí)行的.Heｘ文件。最后進(jìn)入仿真運(yùn)行和程序調(diào)試階段.運(yùn)用Prｏｔeuｓ軟件進(jìn)行系統(tǒng)的仿真運(yùn)行,并觀察仿真運(yùn)行的效果。若程序設(shè)計有誤，可通過KｅilｕＶｉsｉoｎ和Ｐrotｅｕs的聯(lián)機(jī)調(diào)試來發(fā)現(xiàn)和找出錯誤，并修改錯誤和重新生成可執(zhí)行文件,直到整個程序調(diào)試完成。最后寫出課程設(shè)計報告。課題3:基于ＤＳ１８B2０的數(shù)字溫度計一、設(shè)計任務(wù)及功能要求以單片機(jī)為核心元件,設(shè)計一個基于DS１302的數(shù)碼時鐘.要求用DS１30２芯片完成數(shù)碼時鐘設(shè)計，通過擴(kuò)展按鍵來實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)和調(diào)時，利用ＬED數(shù)碼管顯示時、分、秒。顯示格式為00-０0-0０，若為23-５９-59后,從0０－０0—00重新開頭計時。要求人機(jī)界面友好,掌握簡潔。二、設(shè)計要求首先進(jìn)行預(yù)設(shè)計，依據(jù)設(shè)計的任務(wù)要求，先確定系統(tǒng)總體設(shè)計方案,然后進(jìn)行硬件電路的初步設(shè)計,在計算機(jī)上使用Proｔeus畫出硬件電路原理圖,在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行修正硬件電路圖，并對所涉及的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置。該原理圖也是后面仿真運(yùn)行的基礎(chǔ)。在確定了硬件設(shè)計方案的基礎(chǔ)上,要進(jìn)行軟件的總體設(shè)計，包括軟件主程序的設(shè)計以及各子程序的設(shè)計，然后進(jìn)入編程工作。源程序可以使用匯編語言編寫,也可使用Ｃ語言編寫。最后統(tǒng)一在KeiluViｓion中建立uVision工程,編譯生成可執(zhí)行的.Ｈex文件。最后進(jìn)入仿真運(yùn)行和程序調(diào)試階段。運(yùn)用Protｅus軟件進(jìn)行系統(tǒng)的仿真運(yùn)行，并觀察仿真運(yùn)行的效果.若程序設(shè)計有誤,可通過ＫeiluVｉsiｏn和Ｐｒoｔeus的聯(lián)機(jī)調(diào)試來發(fā)現(xiàn)和找出錯誤，并修改錯誤和重新生成可執(zhí)行文件，直到整個程序調(diào)試完成。最后寫出課程設(shè)計報告。課題4:數(shù)字電壓表一、設(shè)計任務(wù)及功能要求以單片機(jī)為核心元件，設(shè)計一個數(shù)字電壓表。數(shù)字電壓表要求利用A/D轉(zhuǎn)換器對輸入電壓值進(jìn)行采樣,得到相應(yīng)的數(shù)字量,再依據(jù)數(shù)字量與模擬量的比例關(guān)系運(yùn)算得出對應(yīng)的模擬電壓值，通過顯示器顯示出來。輸入電壓范圍為0～５Ｖ，要求能在7段LED數(shù)碼管上顯示。測量的最小分辨率為0.０１９Ｖ,測量誤差為±0．02Ｖ。二、設(shè)計要求首先進(jìn)行預(yù)設(shè)計，依據(jù)設(shè)計的任務(wù)要求，先確定系統(tǒng)總體設(shè)計方案，然后進(jìn)行硬件電路的初步設(shè)計,在計算機(jī)上使用Ｐroｔeus畫出硬件電路原理圖,在老師的指導(dǎo)下進(jìn)行修正硬件電路圖,并對所涉及的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置.該原理圖也是后面仿真運(yùn)行的基礎(chǔ).在確定了硬件設(shè)計方案的基礎(chǔ)上,要進(jìn)行軟件的總體設(shè)計，包括軟件主程序的設(shè)計以及各子程序的設(shè)計,然后進(jìn)入編程工作。源程序可以使用匯編語言編寫，也可使用C語言編寫。最后統(tǒng)一在ＫeｉｌuＶiｓｉon中建立uVｉsion工程,編譯生成可執(zhí)行的.Hex文件。最后進(jìn)入仿真運(yùn)行和程序調(diào)試階段。運(yùn)用Pｒoteuｓ軟件進(jìn)行系統(tǒng)的仿真運(yùn)行,并觀察仿真運(yùn)行的效果。若程序設(shè)計有誤,可通過KｅｉluVisiｏｎ和Pｒoteｕｓ的聯(lián)機(jī)調(diào)試來發(fā)現(xiàn)和找出錯誤，并修改錯誤和重新生成可執(zhí)行文件，直到整個程序調(diào)試完成。最后寫出課程設(shè)計報告。?附件二：常用芯片引腳圖1、MCＳ-51芯片介紹:MＣＳ—51系列單片機(jī)是美國Ｉｎtｅl公司開發(fā)的８位單片機(jī)，又可以分為多個子系列。ＭCS—5１系列單片機(jī)共有4０條引腳，包括3２條I/O接口引腳、４條掌握引腳、2條電源引腳、2條時鐘引腳.引腳說明：P0.0～P0．7:P０口８位口線，第一功能作為通用I/Ｏ接口，其次功能作為存儲器擴(kuò)展時的地址/數(shù)據(jù)復(fù)用口。P1.0～P1.７:Ｐ１口8位口線，通用I/O接口無其次功能。P2。０～Ｐ2。7：Ｐ2口8位口線,第一功能作為通用I／O接口，其次功能作為存儲器擴(kuò)展時傳送高8位地址。P3．０~P3．7:Ｐ3口８位口線，第一功能作為通用I/O接口，其次功能作為為單片機(jī)的掌握信號.ALE/：地址鎖存允許/編程脈沖輸入信號線(輸出信號）:片外程序存儲器開發(fā)信號引腳（輸出信號)/Vpp:片外程序存儲器使用信號引腳/編程電源輸入引腳ＲSＴ/VPD：復(fù)位/備用電源引腳2、７４LS373芯片介紹：7４LS373是帶有三態(tài)門的八D鎖存器，當(dāng)使能信號線OE為低電平常,三態(tài)門處于導(dǎo)通狀態(tài)，允許1Ｑ-8Q輸出到OＵＴ１—OUT8，當(dāng)ＯE端為高電平常,輸出三態(tài)門斷開，輸出線ＯUT1-OＵT8處于浮空狀態(tài)。G稱為數(shù)據(jù)打入線，當(dāng)７4ＬＳ373用作地址鎖存器時，首先應(yīng)使三態(tài)門的使能信號OE為低電平,這時，當(dāng)G端輸入端為高電平常,鎖存器輸出（1Ｑ－8Q)狀態(tài)和輸入端(1D－８D)狀態(tài)相同；當(dāng)G端從高電平返回到低電平（下降沿）時,輸入端（1D-8Ｄ）的數(shù)據(jù)鎖入1Q—8Ｑ的八位鎖存器中。當(dāng)用74ＬS3７3作為地址鎖存器時,它們的G端可直接與單片機(jī)的鎖存掌握信號端AＬE相連,在ALE下降沿進(jìn)行地址鎖存。引腳說明如下:D0～D７：鎖存器８位數(shù)據(jù)輸入線Q0~Ｑ7：鎖存器8位數(shù)據(jù)輸出線GＮＤ：接地引腳Vcc：電源引腳，+５V有效:片選信號引腳G：鎖存掌握信號輸入引腳３、82５5A芯片說明：82５5A是Inteｌ公司生產(chǎn)的可編程輸入輸出接口芯片,它具有３個８位的并行I/O口,具有三種工作方式，可通過程序轉(zhuǎn)變其功能,因而使用靈敏，通用性強(qiáng)，可作為單片機(jī)與多種外圍設(shè)備連接時的中間接口電路。8255有三種基本工作方式，三種工作方式由工作方式掌握字決定，方式掌握字由CPU通過輸入/輸出指令來供應(yīng)。三個端口中PＣ口被分為兩個部分,上半部分隨ＰＡ口稱為A組，下半部分隨PＢ口稱為Ｂ組.其中PA口可工作與方式0、1和２，而ＰＢ口只能工作在方式0和1.8２5５共有40個引腳，采納雙列直插式封裝，各引腳功能如下:D0—－D7:三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線，與單片機(jī)數(shù)據(jù)總線連接，用來傳送數(shù)據(jù)信息。：片選信號線，低電平有效，表示芯片被選中.：讀出信號線，低電平有效，掌握數(shù)據(jù)的讀出。:寫入信號線，低電平有效，掌握數(shù)據(jù)的寫入。Vｃc:+５V電源.PA０--PA7：A口輸入／輸出線。PB0--PB７:B口輸入／輸出線。PＣ０－－PC７：C口輸入／輸出線。REＳEＴ:復(fù)位信號線。A１、A0:地址線，用來選擇82５5內(nèi)部端口。ＧND:地線。4、6２64芯片介紹：６2６4是８Ｋ＊8位靜態(tài)隨機(jī)存儲器芯片,采納CMOＳ工藝制造，單一＋5V供電，額定功耗2０0mW，典型存取時間2００ｎs,２8線雙列直插式封裝.其引腳功能說明如下:A0～A１2：地址輸入線Ｏ0～Ｏ7：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線，有時用Ｄ０~D７表示:片選信號輸入端,低電平有效：讀選通信號輸入線，低電平有效:寫選通信號輸入線,低電平有效Vcc：工作電源輸入引腳,+5ＶNC：為空引腳CＳ：其次選片信號引腳，高電平有效ＧＮＤ:線路地5、74ＬＳ1３8芯片介紹：74LS13８是一個3—8譯碼器,共16個引腳，其引腳說明如下：Ａ、B、Ｃ:選擇端即信號輸入端、、Ｅ３：使能端,其中、低電平有效，Ｅ３高電平有效Ｙ０~Ｙ7：譯碼輸出信號,始終只有一個為低電平V