单片机设计指导书终极版单片机设计指导书终极版.doc

1. 单片机工程实践方法 1.1 单片机工程实践的内容 1.1.1 单片机工程实践的目的 单片机工程实践的目的是让学生在理论学习的基础上，通过完成一个涉及MCS-51单片机多种资源应用并且有综合功能的小系统目标板的设计与编程应用，使学生不但能将课堂上学到的理论知识与实践应用结合起来，而且能进一步加深对电子电路、电子元器件、印制电路板等知识的认识与理解，同时在软件编程、排错调试、焊接技术、相关仪器设备的使用技能等方面得到较全面的锻炼与提高。为今后能够独立进行某些单片机应用系统的开发设计工作打下一定的基础。着重提高学生在单片机应用方面的实践技能，树立严谨的科学作风，培养学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。通过单片机硬件和软件设计、安装、调试、整理资料等环节的培训，使学生初步掌握工程设计方法和组织实践的基本技能，逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。 1.1.2 单片机工程实践的基本要求 单片机工程实践是单片机技术课程的实践教学环节，是以工程项目和工程应用为课题的。它着重培养学生的工程实践能力、独立工作能力，是对学生进行单片机的综合性能训练，这种训练是通过学生独立进行某一课题的设计、制作、调试来完成的。因此，单片机工程实践的基本要求如下： 根据应用系统的要求，初步掌握总体结构设计的方法和构想，从中选择一种最佳设计方案。 根据应用系统结构规模的要求，掌握单片机外部扩充系统硬件设计的基本过程。 根据任务要求和硬件设计要求，首先画出程序的总体流程图，然后进行各控制模块的程序设计。 掌握如何让应用单片机仿真器来开发应用系统及仿真调试的过程。 1.2 单片机工程实践的基本步骤 1.2.1 单片机系统的设计步骤 单片机系统的设计步骤，一般可以分为需求分析、总体方案设计、硬件设计与调试、软件设计与调试、系统功能调试与性能测试、产品验收和维护、文件编制和技术归档等。下面重点介绍对需求分析、总体方案设计、硬件设计、软件设计、系统功能调试与测试等步骤。 需求分析：需求分析就是要明确所设计的单片机应用系统要“做什么”和“做的结果怎样”。需求分析阶段的结果是形成可操作的设计需求任务书。任务书应包含单片机应用系统所应具有的功能特性和性能指标等主要内容。如果是自主开发产品，还应附有市场调研和可行性论证等内容；如果是委托开发，则应该与委托方讨论拟制的需求任务书是否满足对方的要求。 总体方案设计：总体方案设计就是要从宏观上解决“怎么做”的问题。其主要内容应包括：技术路线或设计途径、采用的关键技术、系统的体系结构、主要硬件的选型和加工技术、软件平台和开发语言、测试条件和测试方法、验收标准和条文等。如果是委托开发，设计需求任务书和总体设计方案的主要内容往往以技术文件的形式附于合同书之后。 硬件设计：硬件设计的主要内容是基于总体方案的设计，选择系统所需的各类元器件，设计系统的电子线路图和印刷电路板，安装元器件的调试硬件线路。硬件设计应确保功能设计和接口设计满足系统的需求，并且充分考虑和软件的协调工作关系，注重选用高集成度的器件和采用硬件软化、软件硬化等设计技术。 软件设计：本阶段的主要任务是基于软件工程的思想，拟制出本系统的软件设计方案，划分出主要的软件设计模块、根据需要绘制部分软件模块的流程图、调试程序和测试软件的基本功能。 系统功能调试和测试：本阶段的重点是基于系统的设计需求，进行系统调试和性能指标的测试，形成测试报告，核对用户需求或设计需求和系统现有功能、指标的一致性程度，提出修改意见，循环上述某些步骤，直至满足需求。 1.2.2 单片机课程工程实践的具体要求 课程工程实践应充分体现“教师指导下的以学生为中心”的教学模式，以学生为认知主体，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，分小组进行。根据合理的进度安排，一步一步、踏踏实实的开展课程设计活动，按时完成每部分工作。课程设计集中在教室、机房进行，每天由班长负责考勤，指导教师抽查。 系统方案设计与论证 综合运用单片机技术课程中所学到的理论知识，学生根据所选课题的任务、要求和条件进行总体方案的设计，通过方案比较，确定总体方案。然后对方案中以单片机为核心的电路进行设计计算，包括元器件的选择和电路参数的计算，并画出总体电路图。 硬件电路制作 设计方案经指导老师审查通过后，学生可向指导教师领取所需元器件等材料，进行电路制作，并对制作的硬件电路进行调试和测试，分析测试结果是否满足设计要求。 软件的编制和仿真 根据已设计出的软件系统框图，用MCS-51汇编语言编制出各功能模块的子程序及整机软件系统的主程序，程序设计时，要充分考虑与所设计硬件电路的连接及有关定量的要求。 撰写实践总结报告。 1.2.3 实践总结报告的要求 书写高质量的工作总结也是