“微机原理与接口技术”课程设计指导书.ppt

* “微机原理与接口技术”课程设计指导书 “微机原理与接口技术”是一门实践性和实用性都很强的课程，学习的目的在于应用。本课程设计是配合“微机原理与接口技术”课堂教学的一个重要的实践教学环节，它能起到巩固课堂和书本上所学知识，加强综合能力，提高系统设计水平，启发创新思想的效果。我们希望每个学生都能自己动手独立设计完成一个典型的微机应用小系统。 一、微机应用系统的研制过程 研制一个微机应用系统，可以分为硬件研制和软件研制两个部分，从设计草图开始到样机调试成功，常常要将硬件、软件结合起来考虑，才能取得较好的效果。随着系统的用途不同，它们的硬、软件结构各有不同，但系统研制的方法和步骤是基本相同的，其研制过程可以归纳为以下所述的四个步骤。 (一) 确定任务 如同任何一个新产品设计一样，微机应用系统的研制过程也是以确定应用系统的任务开始的。确定应用系统的功能指标和技术参数，这是系统设计的起点和依据，它将贯穿于系统设计的全过程，必须认真做好这个工作，在确定任务的阶段中必须明确： 1) 本应用系统需要达到的主要目标是什么，有多少个回路，有几个参数需要进行检测和控制？检测和控制的精度为多少？ 2) 本应用系统有多少输入信号和输出信号？输入信号的形式和电压等级及变化频率情况，输出信号的形式，电压等级和驱动功率有何要求？ 3) 本应用系统需要提供哪些人一机对话功能，如：小键盘要多少个按钮，显示器应有几位等。 4) 本应用系统的工作环境情况如：温度、湿度、供电质量、电磁干扰等，是否需要采用特殊的安全保护和抗干扰措施。 5) 本应用系统的经济指标，特别是对新产品的开发，应当综合考虑成本，可靠性，可维护性以及经济效益和社会效益，参考国内外同类产品的资料，提出比较合理的技术指标，使所开发的产品具有最佳的性能价格比。 (二) 总体设计 本阶段的任务便是通过调查研究，查阅资料来初定系统结构的总体方案，其中主要涉及到硬件和软件的功能划分。 应用系统中硬件和软件具有一定的互换性，即某些功能既可能硬件实现也可以软件来完成。一般说来，用硬件实现的优点是可以提高工作速度，但使电路复杂，增加了硬件成本，而用软件代替某些硬件的功能可以使电路简化，硬件成本降低，但软件工作量增大。 总体设计时，必须在硬件和软件之间权衡，分工明确，然后分头开始设计。 (三) 硬件研制过程 1. 将整个硬件系统划分为若干功能单元电路，绘出整个系统逻辑电路图，注明各交单元电路间接口信号，并画出一些重要控制信号的时序图。 2. 完成各单元电路设计： 包括选择合适的各类元器件和电路板设计(元器件布局和走线等) 3. 各单元电路板装配、分调。 4. 整个硬件联机调试、完成后准备与软件联调。 (四) 软件研制过程 1. 采用模块化程序结构设计软件，首先将整个软件分成若干功能模块； 2. 对各模块设计写一个详细的程序流程图； 3. 根据流程图，编写源程序； 4. 上机调试各模块程序； 5. 各程序模块联调； 6. 与硬件一起联调，最后完成全部调试工作。 二、课程设计课题 (一) 家用风扇控制器 1. 设计并制作一个家用风扇控制器。控制器面板为：按钮三个，分别为风速、类型和停止，LED指示灯六个，指示风速强、中、弱，类型为睡眠、自然和正常。 2. 电扇处于停转状态时，所有指示灯不亮，只有按下“风速”键时，才会响应，进入起始工作状态；电扇在任何状态，只要按停止键，则进入停转状态。 3. 处于工作状态时，有： 4. 风速的弱、中、强对应于电扇的转动由慢到快。 (1) 初始状态为：风速-“弱”，类型-“正常”； (2) 按“风速”键，其状态由“弱”?“中”?“强” ?“弱” …… 往复循环改变，每按一下按键改变一次； (3) 按“类型”键，其状态由“正常”?“睡眠”?“自然”?“正常” …… 往复循环改变； 5. 类型的不同选择，分别为： 6. 按照风速与类型的设置输出相应的控制信号。 (1) 正常 电扇连续运转； (2) 自然 电扇模拟自然风，即转4s，停8s； (3) 睡眠 电扇慢转，产生轻柔的微风，运转 8s，停转8s； (二) 汽车信号灯控制系统 1. 设计并制作出汽车信号灯微机控制系统； 2. 所需执行的操作由相应的开关状态反映，所需控制的信号灯有仪表板左/右转弯灯、左右头灯和左右尾灯共六类灯，其驾驶操作与灯光信号对应关系如下：。 *