微机原理与接口课程设计指导书

微机原理与接口（ B）课程设计一、教学任务和目标微机原理与接口技术综合实践是配合微机原理与接口技术课程的实践性环节，是机电学院测控技术专业的技术基础类必修的实践环节。 通过课程设计使学生运用所学理论知识完成一个单片机应用系统的设计与调试， 熟悉和掌握单片机应用系统的开发方法和过程， 从而培养学生利用计算机 解决问题的基本思路和应用开发能力，培养学生综合运用知识、动手能力和解决实际问题的能力。二、教学内容及基本要求测控技术与仪器专业的课程设计要求学生设计一个MCS-51 单片机的应用系统，完成相对完整的测试、控制任务。启发和鼓励学生参与题目的设计和确定，使课程设计的任务既能贴近工程实际 应用，又能兼顾学生的兴趣。1 课程设计的内容：（一）电子日历（ M5832 时钟 / 日历芯片）在多功能实验板上，扩充一片 M5832 时钟芯片。要求做到：1 M5832 的数据线接8031 的 P10P13；2 M5832 的地址线A0A3 接 8155 的 PA0PA3 ；3 M5832 的 WR ， RD ， HOLD 接 8155 的 PA5PA7 ；4能够对其年，月，日，星期，时，分，秒的内容进行读写；5扩充功能键，用来选择显示年、月、日、星期、时、分、秒；6走时准确。（二）模拟量输入/模拟量输出在多功能实验板上，扩充一片 ADC0809 芯片和一片 DAC0832 芯片。 ADC0809 其中一路输入模拟信号（可由电位器输入） ， DAC0832 芯片输出到示波器，要求：1 用开关选择输出正旋波或三角波；2 当输入模拟量变化时，输出波幅值变化（0 5V ） ；3 当按动按扭开关时，输出波频率变化，增到最大，再逐步减到最小，再逐步增到最大，如此循环。4 实验板上的数码管显示输出波频率。（三） 交通灯控制在多功能实验板上，扩展两组指示灯，每组分为红，黄，绿代表交通灯。方案一：设有一个十字路口 1、 3 为南北方向（主街道） ， 2、 4 为东西方向（付街道） ，初始状态为 4 个路 口的红灯全亮。之后， 1、 3 路口的绿灯亮， 2、 4 路口的红灯亮， 1 、 3 路口方向通车，延时20 秒后，1、 3 路口的绿灯熄灭，而1、 3 路口的黄灯开始闪烁，闪烁 8 次后， 1、 3 路口的红灯亮，而同时2、4 路口的绿灯亮，2、 4 路口方向开始通车。延时10 秒后， 2、 4 路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。闪烁 8 次后，再切换到 1 、 3 路口方向。之后重复上述过程。扩展三个功能键：1 1 # 键拨动，主街通，付街停；2 2 # 键拨动，付街通，主街停；3 3 # 键拨动，主街，付街均亮红灯。表示有特殊车辆通过。实验板上的数码管倒计时显示时间。万案一：观察车公庄十字路口交通灯变化情况，并搭电路进行调试。（四） 译码电路一彩灯控制在多功能实验板上扩展一片74LS138译码器，外扩八片 74LS373锁存器，每个锁存器位线驱动一个发光二极管，要求：按自己的爱好，设计一种图案，如：编制程序，使图形每秒变化一种。（五）8253可编程定时/计数器频率测量、方波输出系统在多功能实验板上，扩展一片8253芯片，并扩3个功能键，要求：1. K1按下时，8253的定时/计数器0测频，范围为065535HZ;2. K2按下时，8253的定时/计数器1测频，范围为1MNZ3. K3按下时，8253的定时/计数器2输出1KHZ的方波；4. 当按动实验板上的 J键，输出方波频率变化。观察测得的频率和信号发生器发出的信号频率是否一致，若不一致，分析原因，找出解决办法。（六）模块化液晶显示系统在多功能实验板上扩充一块模块化液晶显示器。要求：1. 液晶显示器的数据线 D0D7接到8155的PA 口上；2. RS显示选择线接 8031的P10;3. R/W读写选才i线接 8031的P11;4. E输入允许端接 8031的P14;5. 编写显示程序（1） 向左移屏显示（2） 向右移屏显不（3） 静态显示（4） 显示汉字（七）点阵式 LED显示屏在多功能实验板上，扩展一块点阵式LED显示屏。要求：编制软件，使显示屏每隔一秒显示一屏简单汉字，分红，绿，黄三色。例：庆一回一归；庆一国一庆；北一京一交一大等。（八）74LS164串行键盘/LED显示系统在多功能实验板上，利用 8031的串行口扩展7片74LSS164移位寄存器，其中 6片作为七段显 示器的静态显示口，一片作为键扫描输出口，8031的P34, P35作为键输入线，P33作为同步脉冲输出控制线。要求：1 .执行程序后，电脑时钟初始化，显示 00 00 002 .按下“1”键，电脑时钟开始走时，显示时分秒；3 .按下“ 2”键，电脑时钟分单元加 1;4 .按下“3”键，电脑时钟时单元加 1。（九）AD590测温系统在多功能实验板上扩展 AD590测温电路。要求：1.测量室温并显示；2.观察测得的室温值和室温是否一致，若不一致，分析原因，找出解决办法。（十）MAX7219串行输入/输出共阴极显示系统在多功能实验板上，扩展一片MAX7219及6位共阴极数码管。要求：显示电脑时钟。（十一）单色点阵 LED显示屏在多功能实验板上，扩展一块单色点阵式LED显示屏，要求：编制软件，使显示屏每隔一秒显示一屏简单汉字。（十二）数字温度计在多功能实验板上，利用 8031单片机、DS1820温度传感器，制作数字温度计。要求：1、数码管实时显示测量温度值；2、测量温度误差不大于1度（十三）出租车计价器在多功能实验板上，利用 8031单片机设计出租车计价器。要求：1、利用信号发生器或电机模拟汽车轮子的转速；2、实时显示车费总金额和时间；3、按里程和时间计价；4、发票打印：车牌号、里程、等待时间和车费总金额。（十四）可视可听的公共汽车自动报站器在多功能实验板上，利用8031单片机设计制作公共汽车自动报站器，该报站器具有语音报站和LED汉字显示站名两种功能。要求：1、公共汽车的全程设置若干停靠站，当车到达一站时，按下键之后，扬声器发出“A站到了“请各位乘客注意安全”的语音提示站名。2、在语音报站的同时，用 8*8的LED点阵屏显示汉字站名。（十五）恒温加热系统在多功能实验板上，利用 8031单片机，设计恒温加热系统，用 AD590温度传感器测量温度。要 求：1、用键盘输入给定温度值；数码管显示给定温度和实测温度。2.课程设计基本要求1 .学生可任选其中的一个题目，也可以经指导教师同意自行选择自动测试与控制系统方面的题 目。2 .根据课程设计题目，收集相关资料，进行系统总体方案设计，选择最优方案；3 .完成所选方案的硬件、软件设计，并调试通过；4 .完成课程设计说明书一一陈述设计思想和解决问题的方案、方法；画出系统原理电路图、程 序流程图；写出调试结果及分析；5 .附参考文献；6 .通过答辩学时安排及实验类型序号内容学时类型备 注01微机原理与接口技术综合实践64综合设计合计四、考核与成绩评定本课程设计的考核从以下几个方面综合考虑：(1)学生所设计系统的软硬件成果；安排时间对学生软硬件成果进行演示验收，根据任务完成情况评定成绩。约占总成绩 50%。(2)课程设计中学生所承担的任务，对待课程设计的态度，工作努力程度及成效。约占总成绩20%。(3)课程设计论文的质量。约占总成绩20%。(4)答辩中的表现。约占总成绩10%。根据以上四个方面按五级记分制(优、良、中、及格、不及格)给出成绩。五、与理论课程的联系本课程设计的先修课为微机原理与接口技术，在课程中学生重点学习基础知识和理论，以及基本应用方法，而课程设计中设计任务的系统性、综合性、实用性都有所加强，更加强化学生对这一工具的掌握。要完成一个计算机测控系统的设计，还需用到传感器原理、传感器调理电路等其它先修课的知识，也使学生对相关课程理论知识的学习有了实践的机会。后续课程如微型计算机控 制技术，毕业设计，都是基于学生对微型机工具了解掌握，并具有一定的实际设计经验的基础之 上，否则后续教学环节尤其是其中的实践环节将无法进行。六、建议教材及教学参考书1李华.MCS 51系列单片机实用接口技术.北京：北航出版社，1998.12何立民.MCS51系列单片机应用系统设计.北京：北航出版社 2000.33何立民.单片机应用系统设计一系统配置与接口技术.北京：北航出版社1999.64张家栋.单片机原理接口及应用实验指导书.北京：北方交通大学1996.10微机原理与接口（ C）课程设计一、教学任务和目标微机原理与接口技术综合实践是配合微机原理与接口技术课程的实践性环节，是机械工程自动化等专业的技术基础类必修的实践环节。 通过课程设计使学生运用所学理论知识完成一个单片机应用系统的设计与调试， 熟悉和掌握单片机应用系统的开发方法和过程， 从而培养学生利用计算机解决问题的基本思路和应用开发能力，培养学生综合运用知识、动手能力和解决实际问题的能力。二、教学内容及基本要求测控技术与仪器专业的课程设计要求学生设计一个MCS-51 单片机的应用系统，完成相对完整的测试、控制任务。启发和鼓励学生参与题目的设计和确定，使课程设计的任务既能贴近工程实际 应用，又能兼顾学生的兴趣。1 课程设计的内容：（一）电子日历（ M5832 时钟 / 日历芯片）在多功能实验板上，扩充一片 M5832 时钟芯片。要求做到：4 M5832 的数据线接8031 的 P10P13；5 M5832 的地址线A0A3 接 8155 的 PA0PA3 ；6 M5832 的 WR ， RD ， HOLD 接 8155 的 PA5PA7 ；4能够对其年，月，日，星期，时，分，秒的内容进行读写；5扩充功能键，用来选择显示年、月、日、星期、时、分、秒；6走时准确。（二）模拟量输入/模拟量输出在多功能实验板上，扩充一片 ADC0809 芯片和一片 DAC0832 芯片。 ADC0809 其中一路输入模拟信号（可由电位器输入） ， DAC0832 芯片输出到示波器，要求：7 用开关选择输出正旋波或三角波；8 当输入模拟量变化时，输出波幅值变化（ 0 5V ） ；9 当按动按扭开关时，输出波频率变化，增到最大，再逐步减到最小，再逐步增到最大，如此 循环。10 实验板上的数码管显示输出波频率。（四） 交通灯控制在多功能实验板上，扩展两组指示灯，每组分为红，黄，绿代表交通灯。方案一：设有一个十字路口 1、 3 为南北方向（主街道） ， 2、 4 为东西方向（付街道） ，初始状态为 4 个路 口的红灯全亮。之后， 1、 3 路口的绿灯亮， 2、 4 路口的红灯亮， 1 、 3 路口方向通车，延时20 秒后，1、 3 路口的绿灯熄灭，而1、 3 路口的黄灯开始闪烁，闪烁 8 次后， 1、 3 路口的红灯亮，而同时2、4 路口的绿灯亮， 2、 4 路口方向开始通车。延时10 秒后， 2、 4 路口的绿灯熄灭，而黄灯开始闪烁。闪烁 8 次后，再切换到 1 、 3 路口方向。之后重复上述过程。扩展三个功能键：2 1 # 键拨动，主街通，付街停；3 2 # 键拨动，付街通，主街停；4 3 # 键拨动，主街，付街均亮红灯。表示有特殊车辆通过。实验板上的数码管倒计时显示时间。万案一：观察车公庄十字路口交通灯变化情况，并搭电路进行调试。（五）译码电路一彩灯控制在多功能实验板上扩展一片74LS138译码器，外扩八片 74LS373锁存器，每个锁存器位线驱动一个发光二极管，要求：按自己的爱好，设计一种图案，如：编制程序，使图形每秒变化一种。（五）8253可编程定时/计数器频率测量、方波输出系统在多功能实验板上，扩展一片8253芯片，并扩3个功能键，要求：1. K1按下时，8253的定时/计数器0测频，范围为065535HZ;2. K2按下时，8253的定时/计数器1测频，范围为1MNZ3. K3按下时，8253的定时/计数器2输出1KHZ的方波；4. 当按动实验板上的 J键，输出方波频率变化。观察测得的频率和信号发生器发出的信号频率是否一致，若不一致，分析原因，找出解决办法。（六）模块化液晶显示系统在多功能实验板上扩充一块模块化液晶显示器。要求：6. 液晶显示器的数据线 D0D7接到8155的PA 口上；7. RS显示选择线接 8031的P10;8. R/W读写选才i线接 8031的P11;9. E输入允许端接 8031的P14;10. 编写显不程序（5） 向左移屏显示（6） 向右移屏显示（7） 静态显示（8） 显示汉字（七）点阵式 LED显示屏在多功能实验板上，扩展一块点阵式LED显示屏。要求：编制软件，使显示屏每隔一秒显示一屏简单汉字，分红，绿，黄三色。例：庆一回一归；庆一国一庆；北一京一交一大等。（八）74LS164串行键盘/LED显示系统在多功能实验板上，利用 8031的串行口扩展7片74LSS164移位寄存器，其中 6片作为七段显 示器的静态显示口，一片作为键扫描输出口，8031的P34, P35作为键输入线，P33作为同步脉冲输出控制线。要求：4.执行程序后，电脑时钟初始化，显示 00 00 005.按下“1”键，电脑时钟开始走时，显示时分秒；6.按下“2”键，电脑时钟分单元加 1;5.按下“3”键，电脑时钟时单元加 1。（九）AD590测温系统在多功能实验板上扩展 AD590测温电路。要求：3.测量室温并显示；4.观察测得的室温值和室温是否一致，若不一致，分析原因，找出解决办法。（十）MAX7219串行输入/输出共阴极显示系统在多功能实验板上，扩展一片MAX7219及6位共阴极数码管。要求：显示电脑时钟。（十一）单色点阵 LED显示屏在多功能实验板上，扩展一块单色点阵式LED显示屏，要求：编制软件，使显示屏每隔一秒显示一屏简单汉字。（十二）数字温度计在多功能实验板上，利用 8031单片机、DS1820温度传感器，制作数字温度计。要求：3、数码管实时显示测量温度值；4、测量温度误差不大于1度（十三）出租车计价器在多功能实验板上，利用 8031单片机设计出租车计价器。要求：5、利用信号发生器或电机模拟汽车轮子的转速；6、实时显示车费总金额和时间；7、按里程和时间计价；8、发票打印：车牌号、里程、等待时间和车费总金额。（十四）可视可听的公共汽车自动报站器在多功能实验板上，利用8031单片机设计制作公共汽车自动报站器，该报站器具有语音报站和LED汉字显示站名两种功能。要求：3、公共汽车的全程设置若干停靠站，当车到达一站时，按下键之后，扬声器发出“A站到了“请各位乘客注意安全”的语音提示站名。4、在语音报站的同时，用 8*8的LED点阵屏显示汉字站名。（十五）恒温加热系统在多功能实验板上，利用 8031单片机，设计恒温加热系统，用 AD590温度传感器测量温度。要 求：2、用键盘输入给定温度值；数码管显示给定温度和实测温度。2.课程设计基本要求6 .学生可任选其中的一个题目，也可以经指导教师同意自行选择自动测试与控制系统方面的题 目。7 .根据课程设计题目，收集相关资料，进行系统总体方案设计，选择最优方案；8 .完成所选方案的硬件、软件设计，并调试通过；9 .完成课程设计说明书一一陈述设计思想和解决问题的方案、方法；画出系统原理电路图、程 序流程图；写出调试结果及分析；10 .附参考文献；6.通过答辩四、学时安排及实验类型序号内容学时类型备 注01微机原理与接口技术综合实践32综合设计合计四、考核与成绩评定本课程设计的考核从以下几个方面综合考虑：(1)学生所设计系统的软硬件成果；安排时间对学生软硬件成果进行演示验收，根据任务完成情况评定成绩。约占总成绩 50%。(2)课程设计中学生所承担的任务 ，对待课程设计的态度，工作努力程度及成效。约占总成绩20%。(3)课程设计论文的质量。约占总成绩20%。(4)答辩中的表现。约占总成绩10%。根据以上四个方面按五级记分制(优、良、中、及格、不及格)给出成绩。五、与理论课程的联系本课程设计的先修课为微机原理与接口技术，在课程中学生重点学习基础知识和理论，以及基本应用方法，而课程设计中设计任务的系统性、综合性、实用性都有所加强，更加强化学生对这一工具的掌握。要完成一个计算机测控系统的设计，还需用到传感器原理、传感器调理电路等其它先修课的知识，也使学生对相关课程理论知识的学习有了实践的机会。后续课程如微型计算机控 制技术，毕业设计，都是基于学生对微型机工具了解掌握，并具有一定的实际设计经验的基础之 上，否则后续教学环节尤其是其中的实践环节将无法进行。六、建议教材及教学参考书5 李华 . MCS 51 系列单片机实用接口技术. 北京 ：北航出版社 ,1998.16 何立民 . MCS 51 系列单片机应用系统设计. 北京：北航出版社 2000.37 何立民 . 单片机应用系统设计系统配置与接口技术. 北京：北航出版社 1999.68 张家栋 . 单片机原理接口及应用实验指导书 . 北京：北方交通大学 1996.1