本科毕业设计论文--单片机课程设计指导书.doc

《单片机原理及应用课程设计》指导书
使用班级：
编 写：高玉芹 陈奎

电子信息科学与技术教研室
2012年5月

一、课程设计目的
《单片机原理及应用》是一门技术性，应用性、实践性很强的学科。课程设计是学好本门课程的又一重要实践性教学环节，课程设计的目的和任务就是配合单片机的教学和平时实验，以达到巩固消化课程的内容，进一步加强综合应用能力及单片机应用系统开发和设计能力的训练，启发创新思维，使之具有独立单片机产品和科研的基本技能，是以培养学生综合运用所学知识的过程，是知识转化为能力和能力转化为工程素质的重要阶段。
二、课程设计要求
1、每个学生可以从下面的14个课程设计题目中任选一个（也可以根据自己的兴趣选题，但选题必须是和单片机应用有关的其他控制或测试系统，同时要通过指导老师确认），一个选题最多2个学生做。选题后按任务书的要求查阅资料，完成系统的总体设计和各个模块的软硬件设计。具体实现可以用Proteus仿真，也可以用硬件。
2、进入实验室以后应根据课程设计实施计划表的要求，在2周内独立完成设计、仿真和调试任务。课程设计过程中，要认真记录资料来源、出现的问题和解决方法。
3、不同的学生如果选题相同，相互之间可以相互探讨，但杜绝抄袭。如果发现雷同，均按零分计算。
4、设计完成后学生要按要求认真撰写课程设计报告，并于设计完成后2天内交指导老师评阅。同时准备设计系统测试和答辩。
三、时间安排
1、16周之前完成分组和选题。
2、17周根据任务书的设计要求，查阅相关的资料，完成系统总体方案设计及各模块的软硬件设计，并焊接硬件电路。
3、最迟18周进入实验室进行仿真、调试，并馔写设计报告，于19周周一交给指导教师，并准备系统测试和答辩。
四、设计作品提交
1、课程设计报告书，后面附设计任务书（格式参考学校网站课程中心的单片机原理及应用课程资源）。
2、proteus仿真程序（对于用proteus仿真的学生）
3、硬件实物（对于用实物做设计的学生）及单片机源程序文件
五、设计报告的撰写
1、设计报告采用统一的格式，封面包括：课程设计名称、班级、姓名、学号、设计时间，格式参考学校网站课程中心的单片机原理及应用课程资源上的课程设计封面摸板。
2、设计报告书写规范，具体分以下几个部分进行书写：
1）绪论：介绍设计的背景和意义
2）系统总体方案设计：给出系统设计硬件框图，说明实现的基本原理。
3）硬件系统设计：针对框图中的硬件模块，选择元器件，画出详细的硬件原理图。
4）系统软件设计：根据功能划分功能模块，画出系统主程序和个功能模块的软件流程图。并编写程序，完成系统的仿真调试和正确运行。
5）设计总结：总结设计中存在的问题和解决的方法及设计体会。
6）设计报告的排版格式按照毕业设计摸板进行。
六、课程设计内容及提示（加*号为扩展内容，可以提高成绩）
题目1：彩灯控制器的设计
设计任务：
1、用16盏以上的LED小灯，实现至少4种彩灯灯光效果（不含全部点亮，全部熄灭）
2、可以输入按扭在几种灯光效果间切换。
3、可以通过按扭暂停彩灯效果，使小灯全亮，再次相同按扭后继续之前的效果。
设计提示：
1、 LED小灯可以采用共阳极或共阴极直接接在并行口，也可以用8255扩展更多的小灯。
2、 多种效果可以放在不同的子程序或函数中，主程序或主函数通过散转或多分支语句访问不同的子程序或函数。
3、 暂停效果可以用中断或定时扫描实现。
成品效果图：

题目2：LED点阵广告牌的设计
设计任务：
1、 设计一款能够显示不同字符的LED点阵广告牌，至少显示两个汉字。
2、 设计不同的字符切换效果（如闪烁、左移、右依等）。
3、 设计不同控制按钮，可以在不同效果间切换。
4、 *能够显示图形或自定义字符。
5、 *通过串行口从电脑上下载更新需显示的字符。
设计提示：
1、 利用8×8点阵4块组成16×16点阵显示一个汉字。
2、 使用按键实现不同效果间切换。

成品效果图：

题目3：电子时钟的设计
设计任务：
1、用6个7段LED数码管作为显示设备，设计时钟功能，
2可以分别设定小时、分钟和秒，复位后时间为00：00：00
3、秒钟复位功能，秒复位键按下后，秒回到00
4、*日期、时间切换功能
5、*使用LCD 1602取代LED作为显示设备
设计提示：
1、 LED宜采用动态扫描法显示
2、 如果只进行时间显示可以利用单片机内部的定时器。
3、如果需要制作电子万年历，可以考虑外部扩展专用时钟芯片，如DS1302等
成品效果图：

题目4：多路抢答器的设计
设计任务：
1、设计一个6路或以上的抢答器。
2、设计一个抢答控制开关供主持人使用，开始抢答后才允许答题者抢答
3、设定抢答时间限制，超过时间后，该题作废。
4、数字LED显示当前答题者号数；有犯规的（未按开始键就抢答的），显示其号数
设计提示：
1、 主持人使用的抢答控制开关可以单独使用一个按键，并用蜂鸣器提示抢答开始。
2、 采用外部中断实现不同开关的抢答。
3、抢答时间采用倒计时形式。
题目5：基于点阵LED的数字式温度计的设计
设计任务：
1、用温度传感器DS18B20设计一款能显示当前温度值的温度计
2、用8×8点阵LED显示温度值，精确到小数点后一位
3、*可以实现温度超限报警功能
设计提示：
1、8×8点阵字符可以采用取字模程序获得，也可以自定义。
2、小数点后一位的获得可以查表实现。
实物效果图：

题目6：单片机和PC计算机通信系统的设计
设计任务：
1、设计单片机和PC计算机的通信硬件电平转换连接电路
2、计算机上设计通信界面，可以向单片机发送命令，控制单片机工作；可以
求单片机发送数据并完成显示。
设计提示：
1、 调试单片机的通信程序时，可以下载免费的串口调试器进行。
2、单片机的通信程序调试成功后，在VB6.0（或VC）环境下设计通信界面，利用通信控件MSCOMM编写通信程序，实现数据的发送、接收和显示功能。
题目7：现代交通灯的设计
设计任务：
1、设计一款带左转、直行和右转三种通行绿灯的交通灯系统，参见事物效果图
2、带紧急按钮功能，当紧急按钮按下时，所有方向均亮起红灯
3、夜间运行模式按钮，按下时，所有方向黄灯闪烁
4、*可在线更改红绿灯等待间隔时间
5、*实现显示倒计时功能
设计提示：
1、Proteus里的traffic模块为传统交通灯模型（只有红、绿和黄三色）；
现可用单管LED或点阵LED来取代左右转指示或直行指示
2、实物效果图：

题目8：波形发生器的设计
设计任务：
1、设计一款能产生3种以上波形的波形发生器；
2、设计波形选择按钮，实现对波形的选择；
3、LED或LCD显示波形代码（如1为正弦波，2为方波…）；
4、*能够同时输出两种波形。
设计提示：
1、 波形的产生可以用D/A转换器实现。
2、 正弦波的产生可以采用查表实现
题目9： 篮球记分器的设计
设计任务：
1、设计一款能够显示篮球比分的记分器
2、通过加分按钮可以给A队或B队加分
3、设计对调功能，更换场地后，AB队分数互换
4、*增加比赛时间倒计时功能
设计提示：
1、加分时可以采用按键中断，在中断服务程序只实现加1。
实物效果图：

题目10：电子音乐盒的设计
设计任务：
1、查阅资料，了解单片机控制单音喇叭发声原理
2、设计一款基于单片机的音乐盒
3、通过按钮可以选择不同的音乐
设计提示：
单片机利用定时器产生调制信号实现音乐播放
题目11： 电风扇模拟控制系统设计
设计任务：
1、用4个LED显示电风扇的工作状态（1、2、3、4四档风力），显示风类：“自然风”、“常风”和“睡眠风”。
2、设计“自然风”、“常风”和“睡眠风”三个风类键用于设置风类
3、设计一个“定时”键，用于定时时间长短设置
4、*设计过热检测与保护电路，若电风扇电机过热，则电机停止转动，蜂鸣器报警，电机冷却后电机又恢复转动。
5、*设计一个“摇头”键用于控制电机摇头。
设计提示：
1、 “自然风”、“常风”和“睡眠风”可以通过控制不同占空比的PWM信号实现。
2、 电风扇的“摇头”，使用舵机转向来实现。
3、 过热检测采用温度传感器。
题目12：多机串行通信的设计
设计任务：
1、设计三个单片机实现主从式串行通信的系统，主机发送数据到从机，并在LED数码管上显示。
2、可通过接在主机上的键盘输入数据，通过主机发送到从机。
设计提示：
先设计一台主机和从机的通信程序，调试通过后再调试其它从机。从机的地址为8位，可以软件设定，也可以通过波动开关设置。
题目13： 电子密码锁的设计
设计任务：
1、 系统通过4×4键盘输入或设定开锁密码；
2、 开锁功能，当按下开锁键，系统将输入与密码比较，正确将开锁。
3、 *可以通过LCD查看已输入的字符个数[显示为*****]
3、*可以通过特殊按键方法清除用户密码
设计提示：
1、 密码正确开锁可以通过发光二极管指示。
2、 三次密码输入错误可以用蜂鸣器报警。
题目14：步进电机的控制
设计任务：
1、查阅资料，了解步进电机的工作原理。
2、通过单片机给步数，控制电机的转动。
3、通过按钮可控制启停、正反转及方向和转速。
设计提示：
1、设计4×4键盘，10个数字键设定电机转动步数。
2、4个命令键控制电机启动、停止、正转和反转。
3、选择通过单片机的P1 口控制步进电机的控制端，使其按一定的控制方式进行转动。
2. 可以选择采用双四拍（AB→BC→CD→DA→AB）方式、单四拍（A→B→C→D→A）方式和单双八拍（A→AB→B→BC→C→CD→D→DA→A）方式编程，控制步进电机的转动方向和转速。

七、主要参考资料：
[1] 林志琦.基于Proteus的单片机可视化软硬件仿真[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.9
[2] 周润景,张丽娜.基于PROTEUS的电路及单片机系统设计与仿真[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.5
[3] 张靖武,周灵彬.单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M].北京:电子工业出版社,2007.4
[4] 周润景,张丽娜.PROTEUS入门实用教程[M].北京:机械工业出版社,2007.9
[5] 戴俊峰.嵌入式系统大屏幕LED点阵显示器[J].现代电子技术,2004,27(19):68-89,72.
[6] 冯寿鹏.基于嵌入式系统的LED信息显示技术研究[J].现代电子技术,2005(1):15-47.
[7] 楼然苗,李光飞.51系列单片机设计实例[M].北京:北京航空航天大学出版社,2003.3
[8] 楼然苗,李光飞.单片机课程设计指导[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.7
[9]. 贾东耀，汪仁煌. 数字温度传感器在仓库温度检测系统的应用[J]. 传感器世界，2001（12）.
[10] DALLAS DS18B20数据手册［Z］.http：//
[11] 付旭,方康玲.利用VB6.0实现PC机与单片口通讯[J].微计算机信息,2002,18(10):30-31
[12] 李江全,张丽,岑红蕾.Visual Basic串口通信与测控应用技术实战详解[M].北京:人民邮电出版社,2007.
[13] 法国Humirel公司.HS1101使用说明手册.
[14] 长沙太阳人电子有限公司.SMC1602A LCM使用说明手册.
八、参考电路

单片机原理及应用课程设计

任务书（范例，3页）

学 院： 信 电 学 院
专 业： 电子信息工程技术

设计题目：
1、课程设计的内容和要求
内容：
1. 熟悉AT89C51/52单片机的硬件资源
2. 掌握Keil μVision 单片机集成开发环境的使用，掌握 C/ASM程序的编辑、编译、调试、仿真的方法。
3. 掌握双机串行通信的基本原理。
4. 了解双机串行通信在实际生活中的应用。
要求：
1. 在Keil μVision 单片机集成开发环境下实现信号的发送和信号的接收。
2. 编写完整单片机C51程序，生成HEX文件。
3. 绘制PROTEUS单片机仿真软件，实现Keil μVision和PROTEUS单片机联合调试和仿真。
4. 根据实际工业仪表、仪器的工作功能和流程，在完成基本要求的情况下适当增加软件、硬件功能。（提高要求）

2、主要参考文献
1.谢维成等.单片机原理与应用及C51程序设计.北京：清华大学出版社，2006
2.谭浩强.C程序与设计（第三版）.北京：清华大学出版社，2003
3.张培仁.基于C语言编程MCS-51单片机原理与应用.北京：清华大学出版社，2003
4.王建校等.51系列单片机及C51程序设计.北京：科学出版社，2002
5.赵亮等.单片机C语言编程与实例.北京：人民邮电出版社，2003

3、课程设计进度计划
起止时间
工作内容
备注
第17周
选题

第18周
查阅资料、文献，学习双机通信的相关知识和功能

第19周
设计硬件电路、编写软件、下载或调试系统功能

第20周
编写课程设计报告和设计说明书

4、考核方式
课程设计的考核采取论文评阅、结果演示和答辩相结合的原则。严禁抄袭。

指导老师签字：
教研室主任签字：