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单片机系统设计综合实践的实施与效果_自动化论文_0
单片机系统设计综合实践的实施与效果_自动化论文
自动化论文
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
Abstrat: Single-hip syste design is a pratial appliatin and have a strng urriulu. In rder t fully stiulate the reativity f students s that students are failiar ith single-hip appliatin syste and develpent press, t aster the single-hip design and develpent f the priniple, e reated an integrated single-hip syste design pratie urses. This artile desribes the pratie f integrated urriulu ipleentatin plan, gives a typial exaple f the design. After several years f teahing pratie, this urse has been a gd teahing results.
Key rds: single-hip syste; the pratie f integrated urriulu; teahing pratie
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,很难让学生完全掌握单片机系统设计的基本原理和开发方法,更不用说培养学生的创新能力。因此,为了培养和训练学生具备独立设计简单的单片机应用系统、编写系统控制程序的能力和技能,激发学生的创造力,我校在学生完成了《单片机系统设计》的理论课和汇编程序设计、七段数码显示、键盘扫描、AD转换、串行通讯等实验教学后,特开设了为期2周的综合实践教学环节。此教学环节让学生完成一个单片机系统的设计、开发、调试的完整过程,整个综合实践教学环节完成后,学生对单片机系统的学习和应用兴趣更浓了,而且具备了自行设计、开发简单的单片机系统的能力。
2 任务与要求
利用伟福Lab6000系列单片机仿真实验系统构成简单实用的单片机系统,要求如下:
(1)充分应用S-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51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
3.1 P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1 P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BP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
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