单片机原理及应用课程设计教学大纲

文档《单片机课程设计》教学大纲课程设计名称：单片机课程设计课程设计代码：0850322课程设计周数：2周课程设计学分：2学分适用专业：电气工程及其自动化一、课程设计教学的性质和任务《单片机课程设计》是电气工程及其自动化专业的专业必修课程。《单片机课程设计》是单片机课程教学的最后一个环节，是综合应用课程知识的教学环节，学生根据任务要求科学合理地选择相应理论知识，培养学生应用课程知识解决实际问题的能力，提高对课程内容的认识和理解，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的思维能力。提高学生全局考虑问题、综合应用专业知识的能力。通过本次课程设计使学生能够掌握用单片机进行实际产品开发的基本过程，加强模块化设计思想的培养，养成良好的设计、编程习惯，同时也增加了学生对本专业的兴趣，培养学生实际操作和编程技能，为今后专业课程的学习和走向工作岗位打下良好的基础。二、课程设计教学的主要内容和基本要求1、知识、能力、素质的基本要求设计要求学生能够把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统，进一步激发学生再深一步学习的热情，其教学组织过程有：基本理论、讨论、理论设计、模拟仿真、报告书写。主要通过多媒体结合板书、图示、举例、讲解、演示等方式进行；设计需使用专用的计算机、配备相应的模拟仿真软件进行；课程设计是在教师的安排下由学生自己进行系统方案的设计、修改和调试。课程设计每个课题可以采用不同的设计方法，可以充分调动学生积极参与到设计过程中，使学生学会分析、思考，促进学生的自我发展。报告采用分组形势，建议3-4人一组，确定好组员中不同的分工，相互协调合作，共同设计出硬件电路以及相应的软件程序（汇编或C语言），最终提交课程设计纸质版报告。该过程既可以体现小组成员的团队合作精神，又可以提高大家查阅参考文献的能力及设计报告的文字整合能力，可以充分的让学生建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，为后续课程的学习、及今后读研或在单片机方面的就业提供一个很好的引导。2、教学模式基本要求课堂教学采用启发式教学法、讨论式教学法、实例教学法、上机练习等新方法。选取一个典型的设计题目来给学生作为指导，消化理解相关的基础知识，掌握分析、设计方法。要求学生认真查阅相关的文献资料，做到可以应用相关的理论解决一定的实际问题，设计时要注意从不同侧面、采用不同的方法分析问题。期间小组同学之间相互讨论，养成良好的学习风气。三、时间分配表文档序号课程设计内容教学形式地点分组情况天数1课程设计任务书讲解，提供设计题目讲授校内整体12查阅相关文献资料、确定分组和题目图书馆网络校内４人23针对某一设计内容，讲解设计流程讲授校内整体24针对所选的题目进行设计（软硬件）上机校内４人4５小组设计完毕答辩每个小组代表讲解，设计结果演示，指导教师问题提问校内４人1６设计报告撰写与提交课堂校内１人合计10四、课程设计参考题目课程设计的题目可以采用如下题目，也可根据自己想法自拟。１、免超载长途车自动控制系统设计设计要求：（1）当检测到有人进车时能够自动开启车门，开启后延时10秒自动关闭。开门系统由电动机控制，开门时电动机正转，闭门时电动机反转。开门限度由限位开关确定；（2）能够自动记录进入车内人的个数，当人数超过50时不再开启进车门；（3）当车内人员有特殊情况需外出时，只能通过按下车内请求按钮，后门开启才能离开，离开之后记录人数自动减1；（4）当车内人员未满绿色显示灯亮，正常满员时，车门上黄色显示灯亮；当有超载情况出现时，车内报警器自动报警，同时车门红色灯亮。2、题目：半导体致冷恒温系统设计设计要求：（1）通过温度传感器测量制冷片的温度，并能通过数码管显示，显示3位即可；（2）通过单片机控制半导体制冷温度为恒温。即若温度过高，可以将电压调高，制冷效果好，温度降低；若温度低，可以将电压调低，制冷效果差，温度升高。（3）若温度正常时绿色显示灯亮，温度过高时红色显示灯亮，温度过低时黄色显示灯亮，温度异常报警。3、题目：多功能绿色垃圾桶设计设计要求：（1）当有人投放垃圾时，垃圾桶打开，持续一段时间自动关闭；（2）当桶内垃圾过多时，不再开启垃圾桶，此时垃圾桶上红色指示灯亮；垃圾未满时，绿色指示灯亮；（3）垃圾桶控制系统的电源有太阳能电池提供，若遇到太阳能电池电量不足时，能够利用自带的5V备用直流电源供电。文档4、题目：单片机控制的60s倒计时设计设计要求：应用定时计数器及其中断实现60s的，并将倒计时过程显示在LED数码管上，倒计时循环进行。(1)硬件设计：1）单片机建议选用AT89C51，它与8051系列单片机全兼容，但其内部带有4KB的FLASHROM，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。2）LED显示系统：采用2个数码管倒计时，时钟信号采用的是内部时钟方式。带有复位功能，P1口和P2口分别接个位和十位数码管。3）电源供电系统：可采用220V电源供电，应设计相应的稳压电源电路。但课程设计受时间限制，也可采用现成的5V直流稳压电源供电，这样可以节约设计时间、简化设计过程。（2）软件设计：根据设计要点，软件设计首先应对系统资源进行分配和说明。为了增加程序的可读性，理清程序的编写思路，建议程序采用模块化结构。5、题目：基于单片机16×16点阵控制系统设计设计要求：16x16点阵需要32个驱动，分别为16个列驱动及16个行驱动。每个行与每个列可以选中一个发光管，共有256个发光管，采用动态驱动方式。每次显示一行，10ms后再显示下一行。（1）硬件设计：1）单片机建议选用AT89C51，它与8051系列单片机全兼容，但其内部带有4KB的FLASHROM，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。2）LED显示系统：16×16LED点阵3）74159集成芯片：其功能是将4位输入译为16输出（低电平有效）。4）电源供电系统：课程设计受时间限制，也可采用现成的5V直流稳压电源供电，这样可以节约设计时间、简化设计过程。（2）软件设计：根据设计要点，软件设计首先应对系统资源进行分配和说明。为了增加程序的可读性，理清程序的编写思路，建议程序采用模块化结构。五、课程设计步骤及报告要求1、课程设计步骤：根据任务书要求分组选择合理的设计题目，查阅相关文献资料，对题目内容进行相应的软硬件设计，利用Proteus及Keil软件进行电路及程序编写，联调进行设计内容的模拟仿真，完成小组答辩及相应的设计报告撰写工作。其中的主要部分是设计内容的软硬件部分，其要求如下：硬件设计的要求：（1）确定元器件的型号及参数。（2）画出硬件设计的结构框图。（3）画出各部分电路的原理图，并说明各部分电路的工作原理设计依据；画出完整的原理图。（4）列出元器件清单。软件设计的要求：根据设计要点，软件设计首先应对系统资源进行分配和说明。为了增加程序的可读性，理清程序的编写思路，建议程序采用模块化结构。具体软件设计要求如下：（1）画出整个控制系统的程序流程图。（2）画出各功能部分的程序流程图，并能够编写相应的原程序。2、设计报告要求设计完成答辩结束后，必须撰写课程设计报告。设计报告必须独立完成，格式符合要求，文字文档（不含图形、程序）不少于3000字，图形绘制规范报告书用A4纸书写，字体等格式按要求书写，最后装订成册，每人一份。设计报告内容顺序如下：封面、内容提要（摘要）、目录、正文、总结（个人所作的工作）、参考文献、附录等。其中正文包含以下内容：(1)所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能；题目的总体设计、方案选择介绍。(2)硬件电路设计及描述：确定元器件的型号及参数；画出完整的原理图；列出元器件清单。(3)软件设计流程图及相关描述；源程序代码。六、考核方式及成绩评定本课程考核由平时表现、最终小组答辩、课程设计报告等几部分组成，其中各部分的比例分配如下：平时表现：45%；最终小组答辩：15%；课程设计报告：40%七、推荐课程设计参考书1、《基于Proteus的51系列单片机设计与仿真(第2版)》，侯玉宝，电子工业出版社，2008年。2、《单片机原理及应用（第２版）》，张鑫主编，电子工业出版社，2010年。3、《电子综合设计教程》，元红妍主编，山东大学出版社，200５年。4、《基于Proteus的51系列单片机设计与仿真(第2版)》，陈忠平，电子工业出版社，2012年。制定：审定：批准：