单片微型计算机原理及接口技术--实验指导书(w)

1微型计算机原理与接口技术（单片微型计算机原理及接口技术）实验指导书适用于微电子专业、 测控专业 必修课程2微型计算机原理及接口技术实验指导书1、教学目的1本课程的前导课程为C 语言及其在单片机中的应用，后续课程为单片机系统应用技术，组成基于 单片机的微型计算机原理及相关技术模块，目的是让学生尽早接触与本专业相关的基本技能，明确学习目的，获得更多的学习、 训练机会。2本课程注重培养学生的动手能力、自学能力和理论联系实际的习惯，培养基本的组织管理服务意识和能力。通过实例训练使学生对本专业课程产生兴趣和增强学习自信心。3为同期课程、后续课程提供 实践基础、感性 认识基础。2、教学方法1坚持先行后知，先会后懂的原则。 讲授以方法为主，知识为辅；训练以会用为主，概念为辅。掌握外部特性为主，了解内部原理为辅。2充分考虑学生的学习特点，所有技能都以 实例教学，尽量使学生避免理解理论概念的困难；不要求学生一次性搞懂所有理论概念；通过反复实践，重点是动手做，逐渐达到完整、准确掌握技能和基本原理。3注意引导、培养学生兴 趣。 让学生自己做实验，不越俎代庖， 实验指导书3只提目标要求，不给出具体实验操作内容；所有实验都是设计型综合实验，不是演示型实验。4本课程必须在有 Proteus、Keil C51 及教师- 学生计算机互动教学软件的机房进行。3、实践环节教学组织办法1本课具有很强的实践性，为保证教学质量， 实践环节与理论教学配合协调进行。所有综合设计题目均 为设计性实验。2按班级分组，每组 4 人左右，选一名组长。学生分组选题（每组 1 题，允许多选），分工合作，但每位同学必须独立地、完整地完成报告。3分立项、进度管理、结项三个阶段进行。立项阶段 1 周，学生需提交所选题目的设计思路及基本方案；随后 2 周辅导学生进行软硬件设计，要求学生有进度管理；结项阶段 1 周，学生需提交设计实物（Proteus 仿真及开发板模拟设计实物）及设计报告。设计报告包括如下文件：1项目申请书。2项目任务书。3结项报告书。4电原理图。5元器件清单。6硬件设计说明。7软件流程图。8软件清单。49软件设计说明。10PROTEUS 仿真文件及仿真 说明。11文档目录。4、考试方法说明理论教学考试内容为闭卷考试，占总成绩 30%，综 合设计实践环节占总成绩 40%,平时作 业占总成绩 20%，考勤占 10%。综合设计评分标准：1) 文件齐全，思路明确，表达清晰，最高占 60 分；2) PROTEUS 仿真完整，说明清楚，最高占 20 分；3) 开发及实验成功，最高占 20 分；合计 100 分。5、综合设计题目1. 密码锁设计目标： 十进制数，8 位 组合式，时序式 有防盗考虑 Proteus 仿真2. 双电压测控装置设计目标： 测量两路电压5 两路电压之差输出 上述电压差还控制步进马达旋转 1602 显示 Proteus 仿真3. 光控延时 LED 灯设计目标： 亮度测量显示 亮度控制 LED 发光亮度，亮度变化大于 7 级 外部亮度超限后延迟 1 分钟熄灭，且开关无效 Proteus 仿真4. 电子琴设计目标： 12 个琴键，12 均分律 按 下 按 键 发 声 ，松 开 延 时 一 段 时 间 停 止 。 延 时 期 间 再 按 别 的 键 则 发 另 一 音 调 的 声 音 。 声光显示 Proteus 仿真5. 交通灯设计目标： 定时可设置，4 按键 红、黄、绿 带剩余时间显示 Proteus 仿真66. 万年历设计目标： 万年历 1602 或 12864 显示 整点报时 4 按键设置 Proteus 仿真7. 计算器设计目标： 4 位数加、减、乘、除 0-9 数字键， +-*/=键 可存储中间结果 1602 显示 Proteus 仿真8. 频率计设计目标： 频率测量范围：1-10KHz 脉冲发生器范围：1-10KHz 1602 显示，4 键切换 Proteus 仿真9. 温控电机设计目标： 温度测量显示7 温度 PWM 控制直流电机旋转 红外遥控比例控制电机 Proteus 仿真10. 时间继电器设计目标： 4 按键设置 延时时间 1 分-12 小时 最多 2 位数码管显示，可增加最多 8 个 LED 指示灯 Proteus 仿真11. 动态彩灯图案设计目标： 8X8 彩色点阵、双 8LED 静态 PWM 控制 下雪周期可设置， （32LED 仿真） Proteus 仿真12. 波形发生器设计目标： 产生正弦波、方波、三角波、梯形波、锯齿波。波形可选择。 输出幅度 5V。 最高频率 1KHz。频率可选择。 LCD 显示。 Proteus 仿真13. 8×8 LED 点阵屏模仿电梯数字滚动显示8设计目标： 按键开关 K1K8 代表 1 楼8 楼。按下某按键，点阵屏从当前位置平滑滚动显示到指定楼层的位置。 系统可同时识别依次按下的多个按键 在到达指定位置后蜂鸣器发出短暂提示音且 LED 闪烁。 运行方向先同向后反向。 Proteus 仿真14. 数字音乐盒设计目标： 最少 5 首乐曲，每首不少于 30s。 LCD 显示信息。 开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号（或名称）。 4 按键，选择乐曲、暂停、播放。 Proteus 仿真15. 可编程作息时间控制器设计目标： 四路闹钟，控制广播、上下课打铃、灯光。 LCD 显示日期和时钟、闹钟设置。 4 个按键：设置限制的时间/时的调整、显示闹钟设 置的时间/ 分的调整、设置闹钟的时间/设置完成、闹钟更换。 Proteus 仿真16. 模拟时钟设计目标：9 万年历 12864 显示钟表模拟表盘 闹钟，定时精度 1 分钟 4 按键设置 Proteus 仿真17. 远距离分布式电压表设计目标： 串口交换数据 测量电压 12864LCD 显示汉字 实时波形显示 Proteus 仿真18. 超声测距定位仪的数据处理显示部分设计目标： 12864 显示，目标为亮点 显示距离 双探头数据输入，5-250，单位厘米 Proteus 仿真19. 广告动画显示屏设计目标： 12864 显示，汉字 可存储 4 条 16 字语句，按键选择 显示方式可变 16 种，按键选择10 Proteus 仿真20. 32 路 PWM 接口控制器设计目标： 32 路 PWM 输出，TTL 电平 串口设置占空比 动作延迟时间 100 毫秒 数显 Proteus 仿真11附录:产品研发文档格式、文档内容要求1. 元器件清单产品名称 序号 元器件名称 单位 规格 数量 备注说明：1.请认真填写，按实际情况允许缺项。表格位置不够时允许使用作业本续页，注意标记要清晰易辨认，方便老 师批改。2.辨认元器件时尽量在网上查找相关信息，充分利用学习机会。2. 文档目录文 档 目 录序号 文 档 名 编制人 备 注12说明：本练习所有文档按顺序编写目录。133. 电原理图1. 设计图请放置在绘图区域，尺寸不够请续页。2. 注意按要求填写文档登记区。3. 电原理图说明填写必要的绘图解释。4. 硬件设计说明硬件设计说明包括以下内容：一 设计名称。二 设计者。三 报告日期。电原理图单位：尺寸： 编号： 修订：日期： 文件张数文件存储： 绘图人员：电原理图说明：14四 设计目标。包括对功能、性能指标的描述。五 模 块设计 。模块组合应能实现设计目标，且能包括使本系统正常工作的必须模块。另外，模块之间的输入输出关系也应详细描述。六 总体电原理图。七 分模 块电 原理图。以模块为单位，顺序描述本模块中每一个元件的作用及选择理由。5. Proteus 仿真文件及仿真 说明实验功能介绍：电原理图：输入信号、输出探测端描述：15结果截图：1. 仿真文件是指 PROTEUS 运行本例所需文件，如：工程、原理图、ASM 文件、LST 文件等等。要求提交 电子档。2. 填表不能缺项。实验功能介绍指本实验原理及功能、现象描述。电原理图指本实验所使用的电原理图。输入信号、 输出探测端描述指在电原理图上所加的虚拟仪器相关的解释，重点是理由及预期效果。结果截图指图表仿真的结果截图。3. 认真填写，允 许续页。6. 项目建议书一、项目概况1.项目名称2.项目概要（本项目建议书的内容摘要）二、主要技术方案1. 总体技术方案2. 关键技术及实现途径3. 技术可行性分析三、完成目标161.样机（开发机实验，仿真）2.报告文件四、项目的进度计划和阶段考核目标五、结论意见7. 项目任务书封面内容： 编号 项目名称 项目负责人 审核 批准目录页 内容： 项目名称 项目开发内容、主要功能及性能指标 技术关键（难点）及实施方案 项目所需条件（设备、仪器、外 协） 完成目标及项目进度 项目人员情况、分工及职责项目负责人签字： 8. 结项报告书封面内容17 项目名称： 项目参加人员： 项目起止日期： 目录页内容：项目概况（一）项目简介（二）项目主要人员：项目实施情况项目进度表成品实验情况：与立项时的目标相对比。项目经验、教训总结。附件9. 软件流程图程序流程图用于描述程序内部各种问题的解决方法、思路或算法。开始(六角菱型) 、过程描述(四方型)、判断(菱型)、终止(椭圆型)。对程序整体设计使用流程图的方式呈现，比较直观便于交流。绘制时需要注意以下几点：1）布局。流程图中所用的符号应该均匀地分布，连线保持合理的长度。2）符号形状。使用各种符号应注意符号的外形和各符号大小的统一。3）符号内说明文字。流程图中多数符号内的空白供标注说明性文字。应使符号内的说明文字尽可能简明，用动词或动词+名词表示做什么。通常按从左向右和从上向下方式书写。如果说明文字较多，符号内写不完，可使用注解符。若注解符干扰或影响到图形的流程，应将正文写在另外一页上，并注明引用符号。184）符号描述符。为便于进一步理解符号的功能，可标注符号描述符。通常描述符写在符号的右上角。10. 软件清单即程序代码。每一段程序（含子程序）应包括程序头部分和程序主体部分。程序头至少包括： 名称 作者 最后一次修改时间 程序功能描述 输入参量、输出变量 使用寄存器 使用堆栈程序主体包括： 语句序列 必要的标号 详细的注释11. 软件设计说明软件设计说明包括以下内容： 设计名称。 设计者。 报告日期。 设计目标。包括对功能、性能指标的描述。19 模块设计。模块组合应能实现设计目标，且能包括使本系统正常工作的必须模块。另外，模块之间的输入输出关系也应详细描述。 总体模块图。 分模块流程图。以模块为单位， 顺序描述本模块中每一步骤的作用。 特殊说明。