上學(xué)期-單片機綜合課程設(shè)計安排

1、2016年單片機系統(tǒng)綜合設(shè)計說明2016年7月16日開始至7月22日上午結(jié)束。每天早上8：30開始至晚上9點，每個班級的學(xué)生在指定的實驗室進行課程設(shè)計，期間學(xué)生需要上網(wǎng)或購買器件等，在征得指導(dǎo)教師同意后，可以到圖書館或機房等其他地方查閱資料，或到三站電腦市場購買元件。每位指導(dǎo)老師的指導(dǎo)時間80學(xué)時。電氣1401-逸夫?qū)嶒灅?02電氣1402-逸夫?qū)嶒灅?04電子1401-逸夫?qū)嶒灅?06電子1402-逸夫?qū)嶒灅?08電子1403-逸夫?qū)嶒灅?10電子1404-逸夫?qū)嶒灅?12(一)設(shè)計主題：單片機綜合系統(tǒng)設(shè)計（二）課程設(shè)計實施方法1、本學(xué)期開展的單片機課程綜合設(shè)計要求每2人一組，每組所需的單片

2、機最小系統(tǒng)板及相關(guān)元件，由學(xué)院統(tǒng)一分發(fā)。每組必須在最小系統(tǒng)板的基礎(chǔ)上完成單片機課程設(shè)計作品，不允許用自己購買的單片機板或單片機實驗箱作為最小系統(tǒng)。2、學(xué)院分發(fā)的最小系統(tǒng)板只提供單片機的最基本功能，要完成單片機設(shè)計作品，必須在單片機板子的基礎(chǔ)上，搭建外圍接口電路，外圍電路可在最小系統(tǒng)線路板上預(yù)留的實驗焊盤上搭建。搭建系統(tǒng)時所需的其他器件材料（外圍所需的集成電路芯片、電阻、電容、傳感器、按鍵、光耦、繼電器、數(shù)碼管、排線、開關(guān)、LED點陣、液晶等等），由每組同學(xué)自己從網(wǎng)上購買，或者到三站電腦市場購買，費用自理。（三）設(shè)計工具電路圖繪制工具- Proteus ISIS 單片機原理圖與仿真工具 OR A

3、ltium Designer (Protel風(fēng)格，Protel 99也可以)；51源程序編譯環(huán)境：一般選用Keil C51集成開發(fā)環(huán)境；硬件電路制作：實驗室提供基于STC12C5A60S2單片機的最小系統(tǒng)電路板及擴展用洞洞板，提供烙鐵、焊絲等焊接工具。其他元器件、導(dǎo)線由同學(xué)根據(jù)所設(shè)計系統(tǒng)自行購買。（四）設(shè)計要求 要求基于STC12C5A60S2單片機，設(shè)計一個具有一定功能的單片機綜合系統(tǒng)，根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，應(yīng)用課程中所學(xué)的知識，完成硬件電路的設(shè)計和軟件控制程序的編程，通過運行、調(diào)試，完成系統(tǒng)設(shè)計。 系統(tǒng)應(yīng)用以下單片機設(shè)計知識： 51單片機最小系統(tǒng)設(shè)計； 單片機片內(nèi)集成資源的應(yīng)用（定時器、中斷

4、系統(tǒng)及口資源的應(yīng)用等）； 資源擴展（口資源擴展、存儲系統(tǒng)擴展）； 輸入設(shè)備（按鍵、鍵盤、傳感器、模/數(shù)轉(zhuǎn)換器等）； 輸出設(shè)備（LED、數(shù)碼管、蜂鳴器、電機驅(qū)動、繼電器等）； 通信（串行通信、紅外通信、無線通信等）；在已提供的基礎(chǔ)上，所設(shè)計系統(tǒng)必須包含，可根據(jù)功能應(yīng)用，以及其它所需要的設(shè)計技術(shù)。（五）設(shè)計內(nèi)容第一階段：題目擬定。根據(jù)個人興趣、知識面，鼓勵發(fā)揮創(chuàng)造思維，擬定設(shè)計題目（可參考后面給出的設(shè)計題目），進行系統(tǒng)功能設(shè)計，確定系統(tǒng)功能要求。將題目及系統(tǒng)簡要說明提交給指導(dǎo)老師，通過審查后，可進行下一階段。第二階段：軟硬件設(shè)計。根據(jù)系統(tǒng)的功能要求，首先進行硬件電路設(shè)計，利用Proteus ISI

5、S環(huán)境/Altium Disigner完成硬件電路原理圖的設(shè)計，在此基礎(chǔ)上，使用C51或匯編編寫系統(tǒng)控制程序。建議使用Proteus 環(huán)境進行仿真調(diào)試，直至可在Proteus環(huán)境中仿真運行，顯示系統(tǒng)的功能效果。根據(jù)電路原理圖的設(shè)計，進行元器件的焊接，完成硬件電路設(shè)計，將目標(biāo)程序（*.hex）下載到系統(tǒng)電路中，進一步調(diào)試、修改，直至達到要求的效果。第三階段：撰寫設(shè)計報告。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計過程，撰寫設(shè)計報告，內(nèi)容應(yīng)包含硬件電路框圖、各功能模塊的電路設(shè)計說明、控制程序的設(shè)計思路（按照模塊化設(shè)計方法，說明系統(tǒng)模塊的劃分）、各軟件模塊的程序流程圖、仿真調(diào)試的方法和過程，以及設(shè)計中遇到的問題、解決方法及心得體

6、會等等。（請使用給定的報告模版）第四階段：設(shè)計答辯。設(shè)計完成后，將按組進行現(xiàn)場驗收、答辯，評定成績，具體方法請參考以下說明。（六）驗收及成績評定說明 驗收形式：包括當(dāng)堂演示作品、設(shè)計內(nèi)容答辯和提交設(shè)計文檔的檢查。 答辯時間：課程設(shè)計的最后一天。 設(shè)計報告提交時間最后期限為設(shè)計答辯當(dāng)天。 提交內(nèi)容：1、實物演示2、紙質(zhì)打印版 設(shè)計報告3、電子版文檔以學(xué)號+姓名命名打包Proteus/Altium Designer繪制的電路原理圖v系統(tǒng)程序源文件v設(shè)計報告v v說明：設(shè)計報告格式，請參考文檔后續(xù)給定模版；程序文件包括工程文件、匯編（*.asm）/C51(*.c)程序源文件，以及編譯生成的二進制文件

7、(*.hex)； 答辯涉及的知識范圍： 系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)用到的各種技術(shù)知識； 硬件電路基礎(chǔ)分析能力； 硬件系統(tǒng)設(shè)計問題的分析能力； 單片機及嵌入式系統(tǒng)了解性知識； 成績評價方式： 設(shè)計表現(xiàn)（日常）20%原理圖、源碼、設(shè)計報告50%演示、答辯30%總分100分2016年單片機綜合設(shè)計參考題目題目一 秒表設(shè)計基本要求：設(shè)計一個秒表，用4位的LED數(shù)碼管顯示時間，從00：00秒到59：59秒，然后利用2個按鍵來控制：按鍵1開始/暫停，按鍵2 歸零。發(fā)揮部分：1、利用8位LED數(shù)碼管，顯示年月日時分秒，要求單片機掉電重啟時，不影響時間計時?？蛇x用RTC時間芯片配合鈕扣電池，簡化設(shè)計。2、將時間轉(zhuǎn)換為ASC

8、II碼，以9600 bps輸出，與/由PC機進行同步。題目二 環(huán)境溫度采集和轉(zhuǎn)換基本要求：利用NTC熱敏電阻采集室內(nèi)環(huán)境溫度，并將溫度（保留1位小數(shù)位）在數(shù)碼管或者LCD屏上顯示，要求精度達到1度（提示利用matlab模擬溫度電阻與溫度的關(guān)系曲線方程）。同時將溫度值轉(zhuǎn)換為線性的周期方波輸出，要求50攝氏度時輸出一個下限（或上限）頻率方波，20攝氏度時輸出一個上限（或）頻率方波，要求方波頻率與溫度成正比。發(fā)揮部分：溫度精度達到0.5度，同時將溫度值轉(zhuǎn)換為4-20ma電流輸出，50攝氏度輸出20ma電流，0攝氏度輸出4ma電流。題目三 恒溫加熱基本要求：利用鉑電阻溫度傳感器PT100檢測水溫，利用

9、繼電器控制220V電熱水器或電熱絲，使得水溫保持在設(shè)定值（正負(fù)誤差不超過1度）。要求通過按鍵和LED數(shù)碼管設(shè)定水溫參數(shù)。并利用PID算法控制繼電器時間，通過按鍵實時修改PID的參數(shù)。發(fā)揮部分：利用1K歐電阻模擬水位傳感器的高度輸出，測量并利用LCD顯示水位的高度，低于下限報警停止加熱，并啟動進水繼電器，高于上限則停止進水。題目四 自動LED光源設(shè)計基本要求：利用光敏電阻對環(huán)境亮度進行檢測，利用按鍵和液晶屏/數(shù)碼管顯示照度并輸入?yún)?shù)，環(huán)境亮度低于設(shè)定值時，利用PWM控制LED發(fā)光管的發(fā)光強度，使之穩(wěn)定在設(shè)定值。發(fā)揮部分：根據(jù)PC主機端編寫簡單控制程序，通過串口修改參數(shù)設(shè)置。題目五 基于單片機的密

10、碼鎖設(shè)計 采用單片機設(shè)計一種可防止多次試探破譯的密碼鎖系統(tǒng)，系統(tǒng)采用電磁鎖，有門內(nèi)/外兩個鍵盤，由單片機根據(jù)輸入的密碼情況，控制電磁鎖的開關(guān)。具體功能要求如下： 可設(shè)置8位密碼，每位密碼可取值09； 用戶能夠自行設(shè)定和修改密碼； 輸入密碼時，每個按鍵有提示音； 若輸入的8位密碼不正確，則報警3秒提示； 若連續(xù)三次輸入錯誤密碼，系統(tǒng)報警1分鐘，報警器間輸入密碼無效，以防竊賊多次試探密碼； 若輸入的8位密碼完全正確，開鎖，同時發(fā)出1秒的提示音； 系統(tǒng)使用電磁鎖，開鎖時，電磁線圈打開5s,而后恢復(fù)初始狀態(tài)； 系統(tǒng)設(shè)有兩個鍵盤，門外密碼鍵盤只提供數(shù)字09用于輸入密碼，門內(nèi)鍵盤除帶有數(shù)字鍵外，還提供確認(rèn)

11、和設(shè)定按鍵，以便重新設(shè)置密碼； 門內(nèi)部分帶有顯示器件，要求使用8段LED數(shù)碼管，用于提示密碼的設(shè)定情況；發(fā)揮部分：設(shè)定密碼時，增加LCD顯示設(shè)定的密碼，輸入完畢后，按下確認(rèn)鍵，如果不足8位，LCD顯示ERR（數(shù)碼管也可顯示類似字型），此時設(shè)定的密碼無效。如果輸入的密碼滿8位，則LCD顯示AGN提示字符，要求重新輸入一遍，兩次輸入吻合的情況下，密碼設(shè)定成功，LCD顯示OK提示，并伴有2S的提示音。題目六 基于單片機的水溫控制器設(shè)計 采用單片機設(shè)計一個簡單的水溫控制系統(tǒng)，可設(shè)想用于類似于熱水器/飲水機等家用電器。這里給出的功能要求提示，可根據(jù)你所設(shè)想的應(yīng)用場合進行調(diào)整。 水溫控制溫度設(shè)置，可設(shè)置為

12、某一溫度，或通過類似于高/中/低三個按鍵，固定調(diào)整到某一溫度； 增加數(shù)字小鍵盤和數(shù)碼管顯示器，用于顯示輸入的溫度值； 可采用任何一種溫度傳感器，用于檢測當(dāng)前的水溫； 如果水溫低于用戶設(shè)定的溫度，則控制加熱裝置工作，如果水溫高于用戶設(shè)定的溫度，則關(guān)斷加熱裝置； 設(shè)計安全措施，如果加熱控制模塊出現(xiàn)故障，系統(tǒng)無法正常控制加熱裝置的關(guān)斷，可設(shè)計一個安全溫度（如70），當(dāng)水溫高于這一溫度時，系統(tǒng)蜂鳴器長響報警，只有斷電復(fù)位后，蜂鳴器停止發(fā)出聲音。 發(fā)揮：控制水溫的上下限不超過0.5攝氏度。題目七 基于51單片機的數(shù)顯交通燈采用單片機設(shè)計一個帶有數(shù)碼管顯示的交通燈控制系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能要求：東西、南北

13、方向紅、綠、黃燈亮/滅的合理控制；東西、南北方向紅、綠燈狀態(tài)下，倒計時顯示；緊急情況處理，一鍵控制四個方向全部點亮紅燈，數(shù)碼管熄滅；擴展功能要求：可選擇小鍵盤或者串口方式，根據(jù)實際交通狀態(tài)，進行各方向通行時間調(diào)整，使交通控制更加合理。發(fā)揮：增加路口左拐和右拐指示燈，及人行道指示燈控制設(shè)計。題目八 多功能電子鬧鐘基本要求：利用RTC芯片（例如DS1302）制作一個帶有鬧鐘定時的電子鐘。使用LCD或者數(shù)碼管顯示器限制當(dāng)前的日期、時間信息，通過設(shè)置按鍵，支持調(diào)時功能和鬧鐘設(shè)定功能，在定時時間到達時，通過蜂鳴器發(fā)出聲音信號進行提示。提示聲音可手動關(guān)閉，可規(guī)定一定時間長度后自動關(guān)閉。 發(fā)揮：可嘗試支持多鬧鐘功能。題目九 數(shù)字溫度表基本要求：利用單片機+數(shù)字溫度傳感器（例如DS18B20），設(shè)計數(shù)字溫度采集終端，并設(shè)計一個帶有LCD或數(shù)碼港的主機。主機通過485串口與從機通信，主使用按鍵控制從機溫度的采集，使用LCD或者數(shù)碼管顯示當(dāng)前溫度。發(fā)揮：支持多點（至少2個從機）溫度采樣，并能夠進行歷史溫度記錄與分析功能。設(shè)計報告模版2015-2016第一學(xué)期 單片機系統(tǒng)綜合設(shè)計報告單片機課程綜合設(shè)計設(shè)計題目：xxx 學(xué) 號 ： 姓 名 ： 班 級 ： 提交日期 ： 信息與電氣工程學(xué)院11第一章 系統(tǒng)介紹第二章 系統(tǒng)設(shè)計方案2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計 系統(tǒng)硬件框圖 主要