单片机原理及系统设计课程设计大纲

《单片机原理及系统设计》课程设计大纲

一、目的

本课程设计是在学习先修课程《单片机原理与系统设计》之后，为加强对学生系统设计和应用能力的培养而开设的综合设计训练环节。本课程设计应结合《单片机原理与系统设计》课程的基础理论，重点强调实际应用技能训练，包括单片机系统设计的软件和硬件两部分。其课程设计任务是使学生通过应用单片机系统设计的基本理论，基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，初步掌握并具备应用单片机进行设备技术改造和产品开发的能力，培养学生的创新意识，提高学生的动手能力和分析问题、解决问题的能力。

二、课程设计的要求和过程管理

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

三、考核评估

课程设计一结束即评定成绩。重点考核以下几个方面的内容：设计内容完成情况（系统软、硬件设计）占总成绩的60%；课程设计报告完成情况占总成绩的20%；平时设计认真，独立思考完成情况占总成绩10%；课程设计宣讲、答辩占总成绩的10%。

优秀：设计认真、准确，设计思想新颖，有一定的独到之处，打印书写工整，电路设计合理，程序设计思路清晰，有较强的独立思考和创新能力，独立思考

完成；

良好：设计认真、准确，打印书写工整，电路设计基本合理，程序设计思路清晰，

单片机课程设计

题目：

班级：

姓名：

学号：

指导教师：

设计时间：

讨论后独立思考完成。

中等：设计认真、较准确，打印书写工整，电路设计基本合理，程序设计思路清晰，有一定的思考能力。

及格：设计较认真、基本准确，打印书写基本工整，电路设计基本合理，程序设计思路较清晰，和同学讨论基本能完成设计任务。

不及格：设计不认真、错误较多，打印书写潦草，未能完成设计任务。四、课程设计实习题

由以下设计题目中学生任选一题，并且带课程设计的教师必须自行出一个大纲题目以外的课题，学生也可自选课题。

题目一：水塔水位控制设计

(1)设计内容

本设计为一个实际应用系统的水塔水位控制部分。在此水塔水位控制系统中，检测信号来自插入水中的3个金属棒，以感知水位变化情况。工作正常情况下，应保持水位在某一范围内，当水位变化发生故障的时候，及时关断电机电源，发出声、光报警信号。

1）完成单片机硬件的设计，包括：CPU、存储器（外扩ROM、RAM）、输入/输出接口（外扩并行I/O口）以及总线连接部分（附控制电路原理图）；

2）完成控制软件的设计（附控制软件清单）；

设计要求

1）因本计算机控制系统还控制有其他多个设备，所以要求水位检测采用中断方式；

2）给出系统硬件电路原理图（用protel或其它电路图软件画出）；

3）给出系统程序流程图、程序清单（加注释）；

4）以论文格式给出设计报告。

题目二：循环灯控制设计

(1) 设计内容

在单片机的P1口接8个发光二极管，通过外部中断、定时器中断和位扫描等程序控制实现每个发光二极管指示灯闪烁10次，并依次循环。正常状态下，这8个灯（发光二极管）按一定流速从左向右流动（假设这8个灯依次从左向右接在上）。

(2) 设计要求

1）在系统设计中，要求使用中断方式完成其功能；

2）给出系统硬件电路原理图（用protel或其它电路图软件画出）；

3）给出系统程序流程图、程序清单（加注释）；

4）以论文格式给出设计报告。

题目三：多功能信号发生器设计

(1) 设计内容

1）信号发生器能产生50-200Hz的正弦波、方波、三角波、锯齿波，数码管显示信号频率；

2）输出哪一种波形由四个按键控制；

3）波形的极性、幅度、周期、占空比可由按键操作设置和修改。

(2) 设计要求

1）给出系统硬件电路原理图（用protel或其它电路图软件画出）；

2）给出系统程序流程图、程序清单（加注释）；

3）以论文格式给出设计报告。

题目四：汽车转向信号灯设计

(1) 设计内容

模拟汽车在驾驶中的左转弯、右转弯、刹车、合紧急开关、停靠等操作。在左转弯或右转弯时，通过转弯操作杆使左转弯或右转弯开关合上，从而使左头信号灯、仪表板的左转弯灯、左尾信号灯或右头信号灯、仪表板的右转弯信号灯、右尾信号灯闪烁；闭合紧急开关时以上六个信号灯全部闪烁；汽车刹车时，左右两个尾信号灯点亮；若正当转弯时刹车，则转弯时原闪烁的信号灯应继续闪烁，同时另一个尾信号灯点亮，以上闪烁的信号灯以1Hz频率慢速闪烁；在汽车停靠开关合上时左头信号灯、右头信号灯、左尾信号灯、右尾信号灯以10Hz频率快速闪烁。任何在下表中未出现的组合，都将出现故障指示灯闪烁，闪烁频率为10Hz。

表模拟驾驶开关作时信号灯输出的信号表