计算机接口技术及应用课程设计指导书

长沙学院
课程设计指导书
课程设计名称计算机接口技术及应用
系（部）机电工程系
专业机械设计制造及其自动化班级10级机本1-5班
2012年12月6日
课程名称：《计算机接口技术及应用》课程设计
课程编号：
主笔人：程立志
主审人：许焰
1、课程设计的目的
通过《计算机接口技术及应用》课程设计，使学生初步具备以下能力：
1.1、加深对《计算机接口技术及应用》所学知识的理解；
1.2、掌握单片机内部资源的使用方法和步骤；
1.3、掌握单片机应用的环节和步骤；
1.4、进一步熟悉在proteus软件里进行硬件设计和编程调试；
1.5、能使用汇编语言或C语言编程环境Keil编写程序、编译、仿真和修改程序；
1.6、能初步判断分析单片机系统的简单故障；
1.7、能对自己的实践工作进行总结，具备编写实习报告书能力；
1.8、初步具备辩证思维和逻辑分析的能力；
1.9、培养学生热爱科学，实事求是的学风和创新意识、精神，合作精神。

2、课程设计的题目
单片机的应用领域非常广泛，就其基本的控制原理和实现方法无外乎是对一些常见的如：距离或位移（米）、重量（千克）、时间（秒）、电流或电压（安培）、温度（开尔文）、等物理量进行测量控制，鉴于单片机当前的应用状态和学员对其应掌握的程度，本次课程设计题目的设定主要是以贴近现实生活为主，提出了一些在教学、工业控制和科研等领域基本常见的课题，其目的是要让学员们拓宽视野，着重体会其学习基本的原理及控制编程基础的重要性，以期达到培养学员们的兴趣和今后再学习的愿望。

2.1、；LED流水灯控制设计：
拓展：广告灯的左移右移控制设计；汽车尾灯模拟控制设计；城市景观灯的控制设计；…
2.2、电子日历、数字钟设计：
拓展：智能晨起系统控制设计；智能全自动洗衣机控制设计；秒表/时钟计时器控制设计；…
2.3、数字温度计的控制设计：
拓展：新生儿恒温箱监控系统设计；多点温度的控制设计；传导系数测量仪的应用设计；…
2.4、16×16 点阵LED汉字显示设计：
拓展：机场、车站、码头、商场、银行、政务等公共服务场所信息指示牌设计；…
2.5、1602液晶显示屏显示设计：
拓展：机场、车站、码头、商场、银行、政务等公共服务场所信息指示牌设计；…
2.6、128×64点阵LED汉字显示设计：
拓展：机场、车站、码头、商场、银行、政务等公共服务场所信息指示牌设计；…
2.7、直流电机控制设计：
拓展：传送带单控与顺序控制设计；电子装配生产线部件移动控制设计；多层电梯控制设计；…
2.8、步进电机控制设计：
拓展：机械手动作行程控制设计；安防监控自动寻迹云台的控制设计；条码打印机的控制设计；…
2.9、AD/DA转换控制设计：
拓展：简易数字电压表设计；简易数字压力计设计；吊车悬臂角度的控制设计；超声波测距器的设计…
2.10、逻辑算法控制设计：
拓展：抢答器控制设计；交通灯设计；多层电梯控制设计；4×4 矩阵键盘计算器设计…
2.11、遥控设计：
拓展：无线电遥控升降系统控制设计、红外遥控升降系统控制设计、红外遥控多路开关控制设计；…
2.12、PWM方式控制设计：
拓展：直流电机调速控制设计；城市立交桥景观带的控制设计；…
2.14、电子琴设计；
拓展：报警发生器控制设计；函数信号发生器的设计；
3、课程设计内容（主要技术关键的分析、解决思路和方案比较等）
要求学生根据所选课题，结合实际工程应用情况参照以下几例给出的具体实现功能和控制参数完成课题的设计任务书。

3.1、简易数字电压表的设计
利用MCS-51系列单片机设计简易数字电压表测量0～5v的8路输入电压值，并在四位LED数码管上轮流显示或单路选择显示。

测量最小分辨率为0.019V，测量误差约为±0.02V
3.2、秒表/时钟计时器的设计
秒表/时钟计时器要求使用六位LED数码显示管显示时、分、秒，以24（小时）计时方式。

使用按键开关可实现时分调整、秒表/时钟功能转换功能。

3.3、电子日历的设计
电子日历上能显示阳历年，月，日，星期，时，分，秒和阴历年、月，使用按键开关可实现调整。

3.4、超声波测距器的设计
设计一个超声波测距器，可以应用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控，也可用于如液位、井深、管道长度的测量等场合。

要求测量范围在0.10-4.00m，测量精度1cm，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定地显示测量结果。

3.5、DS18B20数字温度计的设计
利用89C51单片机、DS18B20温度传感器，制作数字温度计。

要求测温范围为-50～110℃，精度误差在0.1℃以内，LED数码管直接显示测量温度值。

3.6、1602液晶显示屏设计
设计一个室内用1602液晶显示屏，要求在目测条件下LED显示屏个点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形或文字应稳定、清晰无串扰。

图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。

3.7、六路数字抢答器的设计
1）、抢答器同时供6名选手或6个代表队比赛，分别用6个按钮S0 ~ S5表示。

2）、设置一个系统清除和抢答控制开关S，该开关由主持人控制。

3）、抢答器具有锁存与显示功能。

即选手按动按钮，锁存相应的编号，并在LED数码管上显示，同时扬声器发出报警声响提示。

选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。

4）、抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。

当主持人启动"开始"键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间0.5秒左右。

5）、参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。

6）、如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。

3.8、机械手动作行程控制
1）、设“单步”、“单程”、“往返”、“连续”4个按钮及4个键值灯；
2）、设“左上”、“左下”、“右上”、“右下”4个电磁位置开关及4个指示灯。

3）、设“左上”为初始位置，根据不同的选择按钮，驱动相应的（3台）直流电机正反转，完成相应的行程动作。

3.9、三层楼电梯呼叫控制
1）、第一层只设“上”、第二层设“上”、“下”、第三层只设“下”共四个按钮；
2）、每层都设一个电磁位置开关，轿厢上下指示灯；共享一台直流电机正反转。

3）、电梯轿厢内设“1”、“2”、“3”三个楼层键及键位指示灯，轿厢上下指示灯，开关门指示灯，电梯根据当前层位和楼层选择按钮的先后顺序，决定向上或向下，电机以正反转时延2秒完成层间动作。

3.10、16×16 点阵LED汉字显示设计。

1）、点阵显示汉字“长沙大学机电系”；
2）、实现自定义滚动效果，如左滚屏，有滚屏，上、下卷帘等。

单片机的应用系统随着用途不同，它们的硬件和软件结构差别很大，但系统设计的方法和步骤基本上是相同的。

一般包括总体设计、硬件设计、软件设计、仿真调试、固化程序、应用系统独立运行等步骤。

课程设计由于时间安排、学生水平、实验条件等诸方面的限制，仅要求学生完成仿真调试即可,同时根据实际情况，在试验箱上调试通过。

由于设计时间紧迫，不要在完成全部设计后再编写设计说明书。

而应在设计过程中逐步完成。

一开始不可能设计出满意的主程序框图。

因此，总体设计部分在完成全部设计任务后再写。

而硬件部分和软件部分可以在设计过程同步完成。

4、注意事项
4.1、充分调研相关文献，针对课题需要进行系统详细的论证，不能盲目生搬硬套，严谨抄袭；
4.2、以小组为单位（原则上是3人一组），小组内成员分工明确，各司其职，按照所分配的任务在规定的时间内合理的完成好。

4.3、课程设计报告要包括：设计功能要求，设计控制参数，硬件电路设计（元件选型，硬件电路布局），系统程序的设计（注意总结出现的问题、疑难以及解决的方法和思路，对以后的借鉴作用等），调试及性能分析，课程设计小结、控制源程序清单等；图包括设计方案框图、硬件原理图（要求有描述）、程序流程图等。