2024级自动化专业单片机实训指导书.docx

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1、电信学院2024级自动化专业单片机系统设计与PROTEUS仿真实训指导书指导老师：牛勇刘炜蔡静之祝玲指导书编写人：牛勇参与实训班级：2024级自动化专业（两个班）实训时间：2012年12月24日-2013年1月4日北方民族高校电气信息工程学院2012年9月14日单片机系统设计与PROTElJS仿真实训指导书一、实训的目的和作用课程实训是培育和熬炼学生在学习完本门课后综合应用所学理论学问解决实际工程设计和应用问题的实力、进行工程实训的重要教学环节，它具有动手、动脑，理论联系实际的特点，是培育在校工科高校生理论联系实际、敢于动手、擅长动手和独立自主解决设计实践中遇到的各种问题实力的一种较好方法。单

2、片机原理及应用是一门应用性、综合性、实践性较强的课程，没有实际的有针对性设计环节，学生就不能很好的理解和驾驭所学的技术学问，更缺乏解决实际问题的实力。所以通过有针对性的课程设计，使学生学会系统地综合运用所学的技术理论学问，提高学生在单片机技术应用方面的开发与设计本事，系统的驾驭单片机硬软件设计方法。通过实训，不仅要培育学生的实际动手实力，检验学生对本门课学习的状况，更要培育学生在实际的工程设计中查阅专业资料、工具书或参考书，驾驭工程设计手段和软件工具，并能以图纸和说明书表达设计思想和结果的实力，培育学生事实求是和肃穆仔细的工作看法。通过实训过程，要求学生熟识和驾驭单片机系统的软件、硬件设计的方

3、法、设计步骤，使学生得到微机开发应用方面的初步训练。同时让学生驾驭先进的计算机仿真技术在单片机系统设计方面的应用，让学生独立或集体探讨设计题目的系统方案论证设计、编程、软件硬件调试、查阅资料、绘图、编写说明书等问题，真正做到理论联系实际，提高动手实力和分析问题、解决问题的实力，实现由学习学问到应用学问的初步过渡。二、设计题目与任务设计题目的出题原则：依据教学大纲对本门课程的教学要求和所讲授的课程内容，结合现有的教学试验设备和实力，依据课程设计的目的和作用所提出的要求，选择符合教学内容、符合学生水平、符合试验室条件，综合本门课的全部学问，难易适中，使学生能在规定的时间内的通过集体探讨、查阅资料后

4、可以完成课题。全部的题目都要求用8031、8051或AT89C51/52微处理器，以所学过的常用接口芯片及存储器为外围扩展器件，软、硬件结合，完成题目给定的设计任务，要求画出正确的硬件电路并给出完整的程序清单。每个学生都要求在仿真系统中通过所设计的系统。评分标准按百分制评分。本任务书在第四周下发给学生，并由学生结合所学习内容起先课程设计的打算工作，老师依据学生要求赐予设计指导，在第十八、十九周学生集中做设计。分组要求：每3-4人一组，每人有明确的设计任务分工，在老师的指导下应独立完成规定的设计任务。学完本课程后应达到以下要求：（1）驾驭单片机组成及工作原理、单片机基本指令系统、及常用程序的设计

5、方法和技巧。（2）驾驭单片机硬件系统的扩展技术。（3）驾驭单片机系统的硬软件的设计方法和设计步骤、PROTEUS仿真软件的应用方法与系统的开发及硬件电路调试、程序调试等与单片机有关的技术。三、实训指导及要求实训是在老师指导下，各组可以集体探讨，但实训报告由学生独立完成，不得相互抄袭。老师要指明设计思路，启发学生独立设计的思路，解答疑难问题和按设计进度进行阶段审查。学生必需发挥自身学习的主动性和能动性，主动思索问题、分析问题和解决问题，而不应到处被动地依赖指导老师查资料、给数据、定答案。同组同学要发扬团队协作精神，主动主动的提出问题、解决问题、探讨问题，相互帮助和启发。学生在设计中可以引用所需的

6、参考资料，避开重复工作，加快设计进程，但必需和题目的要求相符合，保证设计的正确。指导老师要引导学生学会驾驭和运用各种己有的技术资料,不能盲目地、机械地抄袭资料，必需具体分析，使设计质量和设计实力都获得提高。学生要在老师的指导下制定好自己各环节的具体设计进程支配，按给定的时间支配保质保量的完成个阶段的设计任务。设计中可边设计，边绘图，边修改，软件设计与硬件设计可交替进行，问题答疑与调试和方案修改相结合，整个设计过程中要保留全部的设计纪录，边设计边整理边书写报告，提高设计的效率，保证按时完成设计工作并交出合格的设计报告。四、实训报告内容及考核方法本门课程考核评分方式采纳提交实训设计报告、检查仿真结

7、果和答辩的方式进行。平常考勤占总成果的10%,现场提问或调试、动手实力占总成果的10册仿真结果45%、实训报告占总成果的15%,答辩占总成果的20双实训设计报告的内容的主要有：方案确定，硬件电路图和设计说明，软件设计清单和设计说明，要求软件要有注释，设计报告的书写要求字迹清晰，语言流畅。设计的系统以仿真结果为准。实训报告主要包括以下内容：1 .设计题目分析2 .总体方案设计分析、探讨3 .硬件原理图设计（用自动布线绘图软件最好），要有设计过程说明。4 .软件流程框图及程序清单（汇编语言源程序必需加注释说明）要有设计过程说明。5 .设计总结和心得体会6 .PROTEUS仿真结果五、进度支配（共2

8、周）具体进度支配如下：1、熟识设计题目，查阅相关资料，总体方案，软、硬件功能划分，硬件接口原理图设计,软件框图及程序设计等工作可以在题目安排后提前做打算工作，实训题目在第4周后下达给学生，学生可以利用课余时间，通过学习到的理论学问提前为课程设计做打算。（由学生依据自己的学习状况做打算）2、探讨设计任务，完成设计方案2天3、完成硬件电路设计、软件编写2天4、熟识PROTEUS仿真软件1天5、在PROTElJS仿真软件下设计和调试系统，撰写设计报告4天6、答辩1天六、实训评分方法评分标准1、报告书写：（1）对课程设计的目的和意义的表述和理解5分（2）语言通畅，逻辑层次分明，无错别字，标点符号正确1

9、0分2、硬件电路设计：阐明白硬件设计的基本原理和设计要求与方法经仿真验证电路设计能满意题目要求20分3、软件设计：阐明白软件设计的基本原理和设计要求与方法（1）经仿真验证软件设计能满意题目要求10分（2）主程序流程图、子程序流程图10分（3）程序注释说明5分4、现场提问或调试、动手实力10分5、考勤10分6、答辩20分注：1）假如仿真软件库中没有满意题目要求的电子器件或接口电路，学生可按题目要求采纳能实现试验和应用的其它方法设计，设计的结果由老师检查其正确性。2）答辩为每位学生单独简洁叙述设计过程，说明自己负责设计部分设计过程，回答或说明老师提出的3-4个设计中的问题，答辩的成果按答辩结果由老

10、师给出。七、参考资料1、单片机原理及好用技术，李刚民编著，高等教化出版社，2024年。2、PROTEUS在MCS-51&ARM7系统中的应用百例,周润景编著，电子工业出版社，2024年。3、PROTEUS入门好用教程，周润景编著，机械工业出版社，2024年。4、基于PROTEUS的电路及单片机系统设计与仿真,周润景编著，北京航空航天高校出版社，2024年。5、单片机原理与接口技术，肖金球编著，清华高校出版社，2024年。6、单片机原理及应用,万文略著，重庆高校出版社，2024年。7、单片机原理与接口技术，李朝青编著，北京航空航天高校出版社，1999年。8、学生可以参照其它相关的技术资料八、实训

11、题目：1 .单片机键盘与显示系统的设计与仿真任务：设计一个单片机最小系统。要求系统具有5X5键盘阵列，可从键盘输入0-9数字、A、B、C、D、E、F字母，另有确认，清除键。8个LED数码管，能正确按输入依次显示键盘字符，当输入字符超过6个时，只显示最终输入的6个字符全部口线均通过接插件与外界连接。2 .单片机双机通信设计与仿真任务：设计一个单片机串口通信系统。要求系统具有4X4键盘阵列，可从键盘输入0-9数字、A、B、C、D、E、F字母，6个LED数码管，输入的6个数据在输入完后，按确认键后可传送到另一个单片机上，另一个单片机可以将所接收到的数据按依次显示出来。3 .单片机简易电子琴（生日欢乐

12、歌或自选一首歌曲）的设计与仿真任务：依据音乐产生的原理，设计一个简易电子琴，系统要求由4X4矩阵式按键组成，设计成16个音，可弹奏音乐。4 .单片机简易计算器的设计与仿真任务：设计一个16键简易计算器。要求外接4X4矩阵式键盘和4位7段式LED数码管,包括“C”键(清零)、“0-9”数字键，“+、一、X、”和“=”等运算键。要求能完成2位十进制整数的运算，除法运算要求保留一位小数5 .单片机交通灯限制系统的设计与仿真任务：设计一个路口交通灯限制系统。完成对交通灯明灭、闪耀的限制，完成对LED显示系统的限制。要求外接4个路口的交通灯，分别用3*4个LED分别表示各个路口的红、黄、绿灯，其中黄灯在

13、绿灯后延迟三秒。要参照现行的交通灯限制方式。6 .单片机数字时钟的设计与仿真任务：设计一个数字钟。外接6个LED数码管，分别显示时、分、秒，以24小时制显示时间。系统可由4X4键盘输入标准时间值。另有确认键和清除键，按清除键重新输入标准时间，按确认键起先计时工作。7 .单片机数字温度计设计与仿真任务：设计一个数字温度计。要求采纳温度传感器采纳仿真软件供应的DS18B20,外接3位数码管显示温度，精度要求为温度范围可自行定，但精度要满意要求。8 .单片机步进电机限制系统的设计与仿真任务：设计一个速度可调的步进电机限制系统。要求采纳步进电机驱动芯片实现脉冲安排和驱动，同时要求外接一个4X4键盘，完

14、成输入。要求熟识仿真软件供应的步进电机限制方法，并完成题目的要求。设计2位数码管显示器，可依据输入的数据(1-99)修改步进电机的转速。另用一个并口作为电机旋转方向的限制开关。9 .单片机直流电机限制系统的设计与仿真任务：设计一个直流电机限制系统。要求设计中含有驱动电路，并可限制直流电机的旋转方向，采纳PWM电源方式进行限制，电机的速度由模拟量输入给定。10 .单片机数据采集系统的设计与仿真任务：设计一个单片机数据采集系统，要求采纳8位A/D转换器，外接数据存储器容量为8K,程序存储器容量为8K,采样信号的电压范围为0-5V。设计4个数码管显示器，一个位正数，三位小数。用并口设计三个开关，一个

15、为启动采样，一个为停止采样，一个为显示采样值，显示时每秒显示一个数据，依次依次将采样的前100个数据显示出来。11 .单片机灵能信号发生器的设计与仿真任务：设计一个智能信号发生器。要求分别产生锯齿波和三角波，由DACo832输出，波形的频率由4X4键盘输入，并由两位数码管显示，频率范围l-20Hz12 .单片机频率计的设计与仿真任务：设计一个频率计。要求能测量方波信号、三角波信号的频率，全部信号的幅值范围为0-5V,如测量正弦波或三角波的信号频率，则要求将信号首先整形成方波。测量结果显示在4个LED数码管上，测量范围为0-9999Hz013 .单片机直流稳压电源的设计与仿真任务：设计一个数控直

16、流稳压电源。输出电压的幅值可以调控在0-10V,稳压精度为0.99%o输出电压显示在4个LED数码管上显示。14 .单片机中断采样与显示的设计与仿真任务：设计单片机系统，要求每1秒钟中断一次，通过ADCO809对输入电压进行采样（输入电压幅度0-5V）,将采样值按十进制显示在LED数码管上，并将采样值由DAC0832输出（0-5V）,输出结果用万用表测量是否与输入相符。15、单片机中断采样、显示、输出的设计与仿真任务：设计单片机系统，设计单片机系统，要求每5秒钟中断一次，通过ADCO809对输入电压采样一次（电压幅度0-5V）,将采样值按十进制显示LED数码管上，并将采样值作为输出正弦波的频率

17、，正弦波由DACo832输出（正弦波的值按每2度一个值计算，并将计算好的值保存后查表运用）。要求输出信号的频率在I-IOHz（整数）之间。留意：采样值与正弦波频率的对应关系为：0-0.5V时,频率为1Hz,0.6-1V时，频率为2Hz,1.1-1.5V时，频率为3Hz,依次类推。16、单片机中断采样、显示、输出的设计与仿真任务：设计单片机系统，实时记录外部脉冲数，外部脉冲的频率小于100HZ,幅值为0-5V的标准信号，并将脉冲数显示在LED数码管上。记录够1000个脉冲后，引起中断，由并口的一位输出限制一个发光二极管，使其亮，表示已经计满了数。然后起先新的循环计数，并使发光二极管灭。17、单片

18、机教学楼照明灯限制系统设计与仿真任务：设计单片机系统，要求能显示标准时间值，每10秒钟通过ADCO809对输入电压采样一次。比较采样值，ADCo809的输入值在0-2.5V,四个开关量输出限制的灯全亮，表示室外较暗，楼内的灯不能关闭；输入值大于等于2.5V时，表明室外较亮，在时间段8：50-9：00、9：50-10：10.11：00-11：10关闭四层楼的全部灯，在上课是要打开全部灯。下午从12：00到19：00关闭全部灯。19：00以后开全部灯，22：00-6：30关闭全部灯，6：30以后开灯。每层楼一个开关。六个LED数码管显示格式（冒号用2个LED构成）如下：24595918、单片机三角

19、波信号发生器设计与仿真任务：设计单片机系统，将由键盘输入的频率值按十进制显示在LED数码管上，并以此频率生成三角波由DACO832输出。频率范围为：10-50Hz,在这个频率范围之外的输入视为无效，显示E,表明输入错，重新输入数据。19、单片机图书馆人员进出限制系统的设计与仿真任务：设计单片机系统，对图书馆三层楼进出的人员进行计数，要求每层楼的进入的人数极限值为100O人，到IoOO时报警，并关闭楼门，报警指示用8255的一位限制一个指示灯,并指示灯闪耀。出去的人要从总的计数值中减去，显示器始终显示每层楼内的实际人员的数量。显示格式:20、单片机电梯限制系统的设计与仿真任务：设计单片机系统，对

20、一个三层楼的电梯进行限制，要求每层楼的楼外有一个显示器显示电梯到达的楼层（与电梯内显示的数据相同），二楼有上行和下行两个恳求按钮，一楼只有上按钮，三楼只有下按钮，电梯内有6个输入（1一3层，开门、关门、呼叫），电梯另有三个到位开关（1-3层），电梯运行的条件为：按下电梯内的关门按钮，门关好开关闭合。电梯停止的条件为：某层楼有呼叫时，到达该层楼后，其到位开关闭合，电梯停止上或下，电梯运行由一个开关限制，须要多少个开关量输入输出由设计者自己计算。21、单片机交通监控系统的设计与仿真任务：设计单片机系统，南北绿灯亮（东西红灯亮）25秒后南北黄灯（左转灯）亮（东西红灯亮）5秒。然后东西绿灯亮（南北红灯

21、亮）25秒后东西黄灯（左转灯）亮（南北红灯亮）5秒。循环上述过程。在限制信号灯的工作下，同时记录车流量和交通闯红灯的状况,要求为：东西南北为三车道，每个方向的三个车道上个有一个可以自动记录车数的传感器作为计数，每个车道上有正常通过的车时，记录为正常流量，如在红灯是过，则为闯红灯，闯红灯发生时报警，并记录次数。22、单片机数字电压表的设计与仿真任务：设计单片机系统，利用12位A/D转换器对被测电压进行测量，测量结果在4个1.ED数码管显示,并能换测量挡（5个挡）。0-5V,5-100V,100-200V,200-400V,400-1000Vo23、单片机8路高精度数据采集与显示系统的设计与仿真任

22、务：设计单片机系统，可完成每秒定时对8路8位A/D转换器的数据采样，被采样数据的幅值为0-5V,采样结果用8组3位LED数码管依次将采样的数据显示出来。九、实训支配进度支配单片机系统设计与PROTEUS仿真实训支配进度表实践课名称单片机系统设计与PROTEUS仿真实训实践时间2012年12月24日一2013年1月4日指导老师姓名职称分工职责牛勇副教授负责自动化101班21名学生的指导工作刘炜副教授负责自动化101班21名学生的指导工作蔡静之教授负责自动化102班21名学生的指导工作祝玲讲师负责自动化102班21名学生的指导工作序号实践项目进程内容目的、要求考核方式场所、时间1讲解实践目的和题目

23、要求起先利用课余时间熟识设计题目，查阅相关资料，设计总体方案，初步完成软、硬件设计，熟识PROTEUS软件。了解系统设计方法，软、硬件设计要求，娴熟驾驭PROTEUS软件的操作。检查设计结果教室，仿真试验室。2天2硬软件设计按题目要求设计硬软件并给出设计说明。驾驭硬软件设计方法并给出设计说明检查设计结果教室，仿真试验室。2天3系统的PROTEUS仿真用PROTEUS仿真软件完成对所设计的系统硬软件进行验证。驾驭仿真软件在单片机设计中的应用方法。检查仿真结果教室，仿真试验室。1天4系统设计的PROTEUS仿真调试用PROTEUS仿真软件完成对所设计的系统硬软件的在线调试。驾驭仿真软件在单片机设计中的应用方法。检查仿真结果教室，仿真试验室。2天5撰写设计报告撰写设计报告，老师检查学生的设计报告。驾驭系统设计报告的书写方法和要求。检查设计报告教室，仿真试验室。2天6系统设计答辩老师提三个设计过程中的三个问题，每个学生讲赐予说明。了解学生独立设计的实力。给出设计成果教室，仿真试验室。1天指导老师名单：牛勇刘炜蔡静之祝玲电气信息工程学院电气自动化系2024年9月14日