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　　有关《单片机系统设计》综合实践课程的实施与效果研究论文 摘 要：单片机系统设计是一门实践性和应用性都很强的课程。为了充分激发学生的创造力，使学生熟悉单片机应用系统的研制和开发过程，掌握单片机的设计原理和开发步骤，我们开设了单片机系统设计综合实践课程。本文阐述了此综合实践课程的实施方案，给出了典型的设计范例。经过几年的教学实践，本课程取得了良好的教学效果。 关键词：单片机系统；综合实践课程；实践教学 Abstract: Single-chip system design is a practical application and have a strong curriculum. In order to fully stimulate the creativity of students so that students are familiar and development process, to master the single-chip design and development of the principle, design practice courses. This article describes the practice of integrated curriculum implementation plan, gives a typical example of the design. After several years of teaching practice, this course has been a good teaching results. Key ; the practice of integrated curriculum; teaching practice 1前言 单片机系统设计是一门实践性、应用性很强的课程。传统的单片机系统设计实验教学，具有：①实验应用机会少；②缺乏具体的实验教学内容和完善的考试、考核方法；③验证性多，创新性少；④实验教学内容与实践应用脱节的弊端1。这样的教学模式和方法.freelCS-51系列微处理器和伟福Lab6000系列单片机仿真实验系统所提供的硬件资源，自由选题实现一个简单实用的单片机系统。 （2）要求具备必需的人机接口。 （3）可以选用汇编或C51语言进行控制程序开发。 设计的系统性能如下： （1）系统运行稳定，具有一定的抗干扰和故障自测能力。 （2）系统设计安全可靠，具有出错报警和应急关闭能力。 （3）系统精度达到一般民用品的基本要求。 （4）人机接口界面友好、直观、操作简单。 另外，我们提供了一些选题供学生拓展思路，主要有： （1）出租车计价器。 （2）温度控制系统。 （3）可编程交通灯系统。 （4）P电机调速系统。 （5）数字温度计。 （6）数字频率计。 3设计范例 3.1P电机调速系统 P电机调速系统如图1所示，系统包含电机驱动电路和测速电路，两者构成闭环系统。电机驱动采用脉宽P调压电路，测速电路的核心部件是霍尔元件。 图1P直流电机调速系统原理图2 霍尔元件是一种磁传感器。用它可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。在外磁场的作用下，当磁感应强度超过霍尔元件导通阈值BOP时，霍尔元件输出管导通，输出低电平。若外加磁场的B值降低到BRP时，输出管截止，输出高电平。在直流电机的转盘上粘贴着一枚小磁铁，霍尔元件安装在转盘附近，每当磁铁靠近霍尔元件时霍尔元件导通，输出低电平，远离时霍尔元件截至，输出高电平。这样，直流电机转动一圈，霍尔元件就会输出一个脉冲，通过这个原理能够测出电机的转速。 P是单片机系统中常用的模拟量输出方法，通过外接的转换电路，可以将脉冲的占空比转化成电压。直流电机的转速和驱动电压呈近似线形关系，改变脉冲的占空比，就可以改变直流电机的转速。 系统结构图如图2，闭环工作时，测速电路测得的转速和给定的转速相减获得差值e，根据差值e运用PID增量控制算法获得控制量，即占空比，通过MCS-51的口线输出给定占空比的脉冲，再通过转换电路转化成电压来驱动直流电机。系统控制算法采用增量型PID控制算法，如果k时刻电机当前转速是y(k)，给定转速是r(k)，PID控制器输入信号为e(k)，输出信号为u(k)，则离散的PID递推算法如下： 图2P直流电机调速系统结构图 3.2数字温度计 数字温度计的核心电路——温度传感器调理电路如图3所示，温度传感器采用负温度系数的热敏电阻（NTC），NTC的阻值随着温度的上升而非线性下降，具体温度-阻值特性为 （4） 式中，RT、RT0是温度分别为T、T0时的电阻值；B为负温度系数热敏电阻的材料常数3。 固定电阻和NTC组成的电阻桥输出电压随NTC阻值的变化而变化，这种变化经过差动放