必威体育精装版《单片机原理及应用》课程设计指导书.doc

《单片机原理及应用》 课程设计指导书2014年6月 前 言 单片机原理及应用课程设计，是针对自动化、电气工程及其自动化、机械设计制造及其自动化等专业的学生学习单片机原理及应用课程，配套开设的课程设计。 作为嵌入式系统低端的单片机已成为电子系统中最普遍的应用手段，已经深入到国民经济与人民生活的各个领域。《》课程已被几乎所有工科院校中仪器仪表、测控技术、机电一体化、电子、通信、计算机等类专业列为本科主干专业课程，是培养现代电子技术应用类专业人才的重要技术课程。通过本课程的学习，为今后在相关领域中从事与单片机有关的设计、开发、应用等工作打下良好的基础。《》课程设计目的 课程设计作为独立的教学环节，是及相关专业集中实践性环节系列之一，是学习完《单片机原理及应用》课程后，并在进行相关课程设计基础上进行的一次综合练习。 单片机课程设计学生通过查阅资料、接口设计、程序设计、安装调试等环节/计数器、中断、片内外存贮器、I/O接口、串行口等。使学生了解和掌握单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现，强化单片机应用电路的设计与分析能力提高学生在单片机应用方面的实践技能和科学作风；培育学生综合运用理论知识解决问题的能力。课程设计要求 课程设计应以学生认知为主体，充分调动学生的积极性和能动性，重视学生自学能力的培养。根据课程设计具体课题安排时间，确定课题的设计、编程和调试内容，分开展课程设计活动，按时完成每部分工作。课程设计集中在进行。在课程设计过程中，坚持独立完成，实现课题规定的各项指标，并写出设计报告。要求学生自己调研、设计系统功能、划分软硬件功能、选择器件，用软件在机上硬件原理图设计然后通用Multisim仿真软件在PC机进行系统仿真，调试电路修改调试程序。烧录程序，对整个系统做试运行，有问题再进一步修改调试，直至达到设计的要求和取得满意的效果。最后编写系统说明书，其内容主要包括系统的功能介绍、使用范围、主要性能指标、使用方法、注意事项等。课程设计时间及进度安排 课程设计集中在周进行具体要求安排如下： 顺 序 内 容 1 布置课题，落实任务，确定课题及组织形式，查阅技术资料。 2 方案论证、分析、讨论 3 Proteus、Keil软件的基本操作使用 1 4 电路设计、各模块程序框图 5 软件设计 6 调试 7 写课程设计报告 8 提交作品，答辩 2 课程设计的步骤确定任务 单片机系统的开发过程是以确定系统的功能的技术指标开始的。首先要细致分析、研究实际问题，明确各项任务与要求，综合考虑系统的各种性能，拟定出合理可行的技术性能指标。 总体设计 在对应用系统进行总体设计时，应根据应用系统提出的各项技术性能指标，拟定出一套合理的方案。 首先，根据任务的繁杂程度和技术指标要求选择单片机芯片。其次，选择系统中要用到的其它外围元器件，如显示器、执行机构等。 硬件设计 硬件设计是指应用系统的电路设计，包括单片机芯片、控制电路、存储器、I/O接口等等。硬件设计时，应考虑留有充分余量，电路设计力求正确无误，因为在系统调试中不易修改硬件结构。 在单片机应用设计系统中硬件电路设计时应注意的几个问题。 单片机 程序存储器 外扩程序存储器时，一般选用容量较大的EPROM芯片，尽量避免用小容量芯片组合扩充大容量的存储器。程序存储器容量大些，则可用编程空间充裕。 数据存储器 根据系统功能的要求，如果需要扩展外部RAM，那么RAM芯片可选用6264（8KB）等。扩展外部RAM的原则和扩展外部ROM相同：尽量减少芯片数量，使电路结构简单。 I/O接口芯片 I/O接口芯片的扩展也需要根据应用系统功能的要求来确定。常用的I/O接口芯片一般选用855芯片。这类芯片可利用功能多、具有口线多、硬件逻辑简单等特点。 总线驱动能力 MCS-51系列单片机的外部扩展功能很强，但4个8位并行口的带负载能力是有限的。P0口能驱动8个TTL电路，P1～P3口只能驱动3个TTL电路。在实际应用中，这些端口的负载不应超过总负载能力的70%，以保证留有一定的余量，以增强系统的抗干扰能力。在外接负载较多的情况下，应采用总线驱动电路，以提高端口的驱动能力和系统的抗干扰能力。 总线驱动有相应的驱动器，如双向8路三态缓冲器74LS245可作为数据总线使用；地址和控制总线可采用单向8路三态缓冲区74LS244作为单向总线驱动器。 软件设计 单片机应用系统的软件设计是研制过程中任务最关键的一项工作。没有软件，就无法实现单片机的控制；不同软件可以实现功能不同的控制。所以，要编写软件一定要把要实现的控制对象及其功能全面掌握，要做到心中有数。单片机应用系统的软件设计千差万别，不存在统一模式。开发一个软件的基本方法是尽可能采用模块化结构。根据系统软件的总体构思，按照先粗后