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1、单片机与条统课程设计课程教学大纲一、课程的基本信息适应对象：机械电子工程本科专业课程代码：35E02716学时分配：集中2周赋予学分：2学分先修课程：电工电子实习、电子技术实验、控制工程基础等后续课程：机电系统综合设计、计算机控制技术、工业机器人等二、课程性质与任务本课程是机械电子工程专业的一门实践教学必修课。通过课程的学习，加强学生基本技能 的训练，培养学生理论联系实际，综合运用所学的模拟电子技术、数字电子技术知识和单片机 原理与系统等课程知识分析问题和解决问题的能力。通过本课程的开设，使学生掌握单片机嵌 入式应用系统的设计方法，并能运用PROTUES软件进行仿真分析，以提高学生的实践技能。
2、三、教学目的与要求本课程设计的目的是着重培养学生单片机应用方面的综合实践技能，将理论知识、基本实 践技能与嵌入式系统的设计与制作结合运用，学生通过硬件电路设计、程序设计和仿真调试、 整理资料、辩论等环节实际训练，开展学生智能，培养独立解决工程实际问题的能力和创新能 力。通过本课程设计的教学，学生应具备以下能力：1 .正确并快速的检索资料的能力；2 .具有进行系统规划和定义系统功能及性能的能力；3 .掌握嵌入式系统的软、硬件设计与仿真调试方法与步骤；4 .初步具备结合专业实际进行嵌入式系统综合设计与制作的能力。5 .具备文档资料的归类与设计报告的撰写能力。四、教学内容与安排教学内容：指导学生设计
3、并实现参考选题中要求设计的作品。按设计要求制订系统实现方 案，进行参数计算和元器件选型，绘制电路原理图，完成硬件电路的仿真调试调试，实现参数 测试，并撰写课程设计报告。参考选题如下：1 .基于AT24C02的简易电子密码锁功能要求：1 .能够修改密码。只有输入原设定的正确密码后才能修改密码。2 .三次输入开锁密码错误，那么启动报警。3 .按键信息不显示，但要有按键音。4 .系统设09十个数字键，一个密码修改键，一个确认键。按下密码修改键，先输入原密码，解密正确后键入新密码，按确认键生 效。解密错误启动报警，5秒钟后报警自动解除。技术要求：1）系统停电后，密码信息不会丧失，上电后仍能正常执行开锁
4、操作。2）系统安全可靠，不会出现死机现象。3）密级1（）6。2 .基于LM35的数字电子温度计功能要求：1）用液晶显示屏显示当前温度；2）通过按键设置温度上下限功能；3）具有温度上下限声光报警功能。技术要求：1）测温范围-10110度；2）测量误差=0.5度；3）上下限设定最大步进值10度，最小步进值0.5度。3 .基于DS1302的数字万年历设计功能要求：1）能显示日历、时间、星期；2）可开启和关闭整点报时功能；3）具有定闹功能，最少可设二个闹钟；4）能方设置日历和时间。性能要求：1）使用220V供电；功率v=200mW；.简易作息时间控制器功能要求：1）作息时间控制器用于学生上下课自动打铃
5、；2）设计一个夏秋季作息时间表和春冬季作息时间表，按表打铃；3）考试等特殊情况既可设置特殊作息时间表，也可改为手动打铃；4）节假日自动关闭打铃。性能要求：1）使用220V供电,铃响时间二10s；2）停电后作息时间不丧失，恢复供电后能自动恢复打铃。4 .小功率直流伺服电动机单片机调速控制功能要求：1）能够实现直流电机正转、反转、加速和减速控制；2）能够设定期望的电机转速；3）能够显示电机的转速；性能要求：1）在100999转/分进行任意速度调节，最小调速级差二1转/分；2）电机在所设速度下稳定运转，速度误差5转/分；3）电机启动和加减速80%的负载时能快速回到设定值，超调量小于5%。5 .基于D
6、S18B20的足浴盆温度测量显示器功能要求：1）自动显示当前温度。用3位LED显示器显示当前实时测量的温度，温度显示值保存到 小数点后一位；2）设置温度功能。能设定期望的目标温度、上限和下限温度；温度粗调按每5。递增1。递 减进行设置。3）温度超限报警。当温度超过设定的上下限时，系统进行声音报警和显示闪烁警示。 性能要求：1）温度测量范围055昭；2）误差 0.5；3）220V供电。7.基于单片机的数字电子频率计功能要求：1）测量和显示交流周期电压信号的频率；2）可进行量程选择；3）可显示电压信号的波形；性能要求：1）输入电压信号的峰-峰值12V；2）测量频率范围内1HzlOOKHz,量程分为
7、了 4档：lx, 10x, 100x, 1000x；3）输入信号波形：正弦波、方波、三角波；4）测量精度0.5。8 .基于单片机的小型步进电机调速系统功能要求：1）能够实现步进电机正转、反转、加速和减速控制；2）能够设定期望的电机转速；3）能够显示电机的转速；性能要求：1）在100999转/分进行任意速度调节；2）电机在所设速度下稳定运转；.洗衣机控制系统设计设计内容1）用直流电机的转速表征三种不同洗衣方式：弱洗、强洗、漂洗；2）实现最长10分钟定时；3）用三个独立按键设置待洗衣物的不同洗涤方式：丝质衣服：漂洗定时3分钟棉质衣服： 弱洗2分钟 强洗5分钟 漂洗3分钟化纤衣服：强洗4分钟 漂洗2
8、分钟4）定时时间到蜂鸣器报警提示。9 .基于单片机的波形发生器设计设计内容：1）设计一款能产生3种以上波形的波形发生器；2）设计波形选择按钮：采用3个独立按键；3）点阵显示波形图案；4）能同时输出两种波形；5）能显木频率。五、教学设备和设施多媒体教学设备，仿真设计机房安装proteus 7软件。六、课程考核与评估.课程考核成绩构成1）参加文献资料检索占10%；2）任务分析，方案论证20%；3）电路设计20%；4）元件参数分析计算占20%；5）仿真分析，及仿真结果占20%；6）设计报告占10%1 .课程评估等级分为优、良、中、及格和不及格五个等级。七、附录教学参考书：1 .杨居义译.单片机课程设计实例教程.清华大学出版社，2011年.杨欣等编著.51单片机应用实例详解.清华大学出版社，2010年2 .李全利.单片机原理及应用（第二版）.清华大学出版社，2014年3 .李晓林，苏淑靖，许鸥，等。单片机原理与接口技术（第三版）.电子工业出版 社，2015年