2016上学期-单片机综合课程设计安排概述.

2016年单片机系统综合设计说明

2016年7月16日开始至7月22日上午结束。

每天早上8：30开始至晚上9点，每个班级的学生在指定的实验室进行课程设计，期间学生需要上网或购买器件等，在征得指导教师同意后，可以到图书馆或机房等其他地方查阅资料，或到三站电脑市场购买元件。每位指导老师的指导时间80学时。

电气1401---逸夫实验楼302

电气1402---逸夫实验楼304

电子1401---逸夫实验楼306

电子1402---逸夫实验楼308

电子1403---逸夫实验楼310

电子1404---逸夫实验楼312

(一)设计主题：单片机综合系统设计

（二）课程设计实施方法

1、本学期开展的单片机课程综合设计要求每2人一组，每组所需的单片机最小系统板及相关元件，由学院统一分发。每组必须在最小系统板的基础上完成单片机课程设计作品，不允许用自己购买的单片机板或单片机实验箱作为最小系统。

2、学院分发的最小系统板只提供单片机的最基本功能，要完成单片机设计作品，必须在单片机板子的基础上，搭建外围接口电路，外围电路可在最小系统线路板上预留的实验焊盘上搭建。搭建系统时所需的其他器件材料（外围所需的

集成电路芯片、电阻、电容、传感器、按键、光耦、继电器、数码管、排线、开关、LED点阵、液晶等等），由每组同学自己从网上购买，或者到三站电脑市场购买，费用自理。

（三）设计工具

电路图绘制工具- Proteus ISIS 单片机原理图与仿真工具 OR Altium Designer (Protel风格，Protel 99也可以)；

51源程序编译环境：一般选用Keil C51集成开发环境；

硬件电路制作：实验室提供基于STC12C5A60S2单片机的最小系统电路板及扩展用洞洞板，提供烙铁、焊丝等焊接工具。其他元器件、导线由同学根据所设计系统自行购买。

（四）设计要求

要求基于STC12C5A60S2单片机，设计一个具有一定功能的单片机综合系统，根据系统的功能要求，应用课程中所学的知识，完成硬件电路的设计和软件控制程序的编程，通过运行、调试，完成系统设计。

系统应用以下单片机设计知识：

①51单片机最小系统设计；

②单片机片内集成资源的应用（定时器、中断系统及口资源的应用等）；

③资源扩展（口资源扩展、存储系统扩展）；

④输入设备（按键、键盘、传感器、模/数转换器等）；

⑤输出设备（LED、数码管、蜂鸣器、电机驱动、继电器等）；

⑥通信（串行通信、红外通信、无线通信等）；

在已提供①的基础上，所设计系统必须包含②④⑤，可根据功能应用 ，以及其它所需要的设计技术。

（五）设计内容

第一阶段：题目拟定。根据个人兴趣、知识面，鼓励发挥创造思维，拟定设计题目（可参考后面给出的设计题目），进行系统功能设计，确定系统功能要求。将题目及系统简要说明提交给指导老师，通过审查后，可进行下一阶段。

第二阶段：软硬件设计。根据系统的功能要求，首先进行硬件电路设计，利用Proteus ISIS环境/Altium Disigner完成硬件电路原理图的设计，在此基础

上，使用C51或汇编编写系统控制程序。

建议使用Proteus 环境进行仿真调试，直至可在Proteus环境中仿真运行，显示系统的功能效果。

根据电路原理图的设计，进行元器件的焊接，完成硬件电路设计，将目标程序（*.hex）下载到系统电路中，进一步调试、修改，直至达到要求的效果。

第三阶段：撰写设计报告。根据系统设计过程，撰写设计报告，内容应包含硬件电路框图、各功能模块的电路设计说明、控制程序的设计思路（按照模块化设计方法，说明系统模块的划分）、各软件模块的程序流程图、仿真调试的方法和过程，以及设计中遇到的问题、解决方法及心得体会等等。（请使用给定的报告模版）

第四阶段：设计答辩。设计完成后，将按组进行现场验收、答辩，评定成绩，具体方法请参考以下说明。

（六）验收及成绩评定说明

验收形式：包括当堂演示作品、设计内容答辩和提交设计文档的检查。

答辩时间：课程设计的最后一天。

设计报告提交时间最后期限为设计答辩当天。

提交内容：

设计报告格式，请参考文档后续给定模版；

程序文件包括工程文件、汇编（*.asm）/C51(*.c)程序源文件，以及编译生成的二进制文件(*.hex)；

答辩涉及的知识范围：

•系统设计中应用到的各种技术知识；

•硬件电路基础分析能力；

•硬件系统设计问题的分析能力；

•单片机及嵌入式系统了解性知识；

成绩评价方式：

2016年单片机综合设计参考题目

题目一秒表设计

基本要求：

设计一个秒表，用4位的LED数码管显示时间，从00：00秒到59：59秒，然后利用2个按键来控制：按键1开始/暂停，按键2 归零。

发挥部分：

1、利用8位LED数码管，显示年月日时分秒，要求单片机掉电重启时，不影响时间计时。可选用RTC时间芯片配合钮扣电池，简化设计。

2、将时间转换为ASCII码，以9600 bps输出，与/由PC机进行同步。

题目二环境温度采集和转换

基本要求：

利用NTC热敏电阻采集室内环境温度，并将温度（保留1位小数位）在数码管或者LCD屏上显示，要求精度达到1度（提示利用matlab模拟温度电阻与温度的关系曲线方程）。同时将温度值转换为线性的周期方波输出，要求50摄氏度时输出一个下限（或上限）频率方波，20摄氏度时输出一个上限（或）频率方波，要求方波频率与温度成正比。

发挥部分：

温度精度达到0.5度，同时将温度值转换为4-20ma电流输出，50摄氏度输出20ma电流，0摄氏度输出4ma电流。

题目三恒温加热

基本要求：