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1、嵌入式系统课程设计教学大纲课程英文名Design of Microprocessor and Embedded Application System课程代码C0712Y05学分2总学时2周课程类别集中实践环节先修课程嵌入式系统原理、微机原理及其应用课程性质限选适用专业电子信息科学与技术开课学院信息工程学院执笔人审定人王怡制定时间2022年4月注：课程性质是指必修/限选/任选。一、课程地位与目标（-）课程地位本课程旨在提高学生实际动手能力，是学习单片机与嵌入式系统开发与设计课程的一个重要 环节，能巩固和加强课堂教学效果，帮助学生理解嵌入式系统的应用知识，培养学生嵌入式系统 的初步分析能力和使用R
2、TOS （实时操作系统）构成嵌入式系统的应用能力。本课程以培养学生单片机及嵌入式系统的初步分析能力和使用RTOS （实时操作系统）构成 嵌入式系统的应用能力为主要目标。学生通过本课程，应学会配置单片机和嵌入式系统软件开发 平台和使用硬件开发装置，掌握软硬件设计原理和基本的开发技能；学会嵌入式系统外围硬件如 键盘、液晶屏等设备的编程；学会使用RTOS （实时操作系统）构成嵌入式系统。具备初步的系 统设计和实现能力。（-）课程目标本课程以培养学生单片机及嵌入式系统的初步分析能力和使用RTOS （实时操作系统）构成 嵌入式系统的应用能力为主要目标。学生通过本课程，应学会配置单片机和嵌入式系统软件开发
3、 平台和使用硬件开发装置，掌握软硬件设计原理和基本的开发技能；学会嵌入式系统外围硬件如 键盘、液晶屏等设备的编程；学会使用RTOS （实时操作系统）构成嵌入式系统。具备初步的系 统设计和实现能力。1 .系统的设计仿真和绘图理解并掌握Proteus或Kei 1 u Vision3等软件的功能及操作，学会电路模块的分析与设计。 利用Protel等相关软件分析制作电子线路原理图或PCB图，并根据仿真调试结果进行参数的修 正，完善电路设计性能，提高EDA的综合应用能力。2 .系统的实际制作和调试课程设计的题目采取统一选题与自由选题相结合的方法。学生能够查阅资料和文献，提出设 计思路、给出设计方案。根据
4、方案画出系统的框图及系统电原理图、并给出元器件明细表。依据 题目要求及系统原理图进行焊接、制作及调试。根据测试结果给出系统的技术参数和指标及相关 的图纸、资料；编写课程设计报告书。二、课程目标与相关毕业要求的对应关系注：1.支撑强度分别填写H、M或L （其中H表示支撑程度高、M为中等、L为低）。课程目标课程目标对毕业要求的支撑程度（II、M、L）毕业要求1毕业要求2课程目标1HL课程目标2HH2.毕业要求须根据课程所在专业培养方案进行描述。三、设计选题及任务要求序 号参考选 题基本任务与要求扩展任务与要求1数字式 电参数 测试仪1.电阻测量范围：10Q100KC,相对误差2%；1.电阻测量范围
5、:10。1MC, 相对误差0. 3%；2.电压测量范围：lOOmV10V,相对误差2%；2.电压测量范围：100mV10V, 相对误差0.整;3.频率测量范围：100Hz10kHz,相对误差0. 1%,输入信号为脉冲信号；3.频率测量范围：10HZ入 lOOkHZ,相对误差0.01乐输入 信号为50mV的正弦交流信号：4.数字式显示。4.其它创新设计。2基于单 片机的 交通灯 设计1.设计一个东西方向和南北方向十字路口的 交通灯控制电路，要求每个方向有红、黄、绿 三种指示灯，并配以各种颜色指示灯的三组时 间倒计时显示；1.通过按键实现，关闭交通灯， 只显示黄灯警告的情况；2.正常情况下，每个路
6、口放行时间为25秒， 警告时间为5秒，南北方向和东西方向同时进 行；2.通过按键可以自己自由设定 各种指示灯的点亮时间；3.遇到紧急情况时，可通过手动控制电路中 的按键实现某个方向的禁行和放行；3.通过增加点阵LED,对交通灯 的运行状态进行扩展，增加左转， 右转，直行掉头的指示；4.交通灯的运行状态共四种，分别为：东西 方向绿灯，南北方向红灯；东西方向黄灯，南 北方向红灯；东西方向红灯，南北方向绿灯； 东西方向红灯，南北方向黄灯；每盏灯顺序点 亮，循环往复:。4.其他创新设计。3程能发设 编功形器 可多波生计1.产生方波、三角波，正弦波三种周期性波 形，波形无失真；1.产生上斜波和阶梯波；2
7、.输出波形频率可调OTOOk；2.输出波形频率可调0-500k;3.输出的频率能在液晶上显示；3.其它创新设计。4.频率和波形由键盘输入设定。4单数温设 于机式计 基片字度计1.利用单片机为数字温度计控制器1.可根据实际需要进行设定温 度报警的上下限值，并可以使用 按键进行修改相关值；2.用专用集成温度传感器DS18B20作为数据 采集传感器；2.将所得的结果在通过SPI总 线在oled屏幕上显示。3.利用数码管显示当前温度值；3.其它创新设计。4.测量精度为0.1度，测量范围：099. 9度。5数字电 子密码 锁的设计1.利用单片机为核心，设计一款电子密码锁1.不小心输错密码的时候，在键 盘
8、上设计有相应的清除按钮2.采用矩阵键盘作为数字输入2.实现无线遥控密码锁功能3. 6位密码核对，可重新设置新密码，EPROM 存储密码，掉电不丢失3.其它创新设计。4,当输入密码与存储密码一致时，开锁，并 有相应指示，若三次输入错误，则报警6基于单 片机的 电子钟 设计1.当前时间显示1.掉电数据保护功能；2.当前日期显示2.闹钟或者报警时，实现红外止 闹的功能；3.时间、日期可安排3.其它创新设计4.具有定时安排及报警功能7基于单 片机的 超声波 测距设计1.超声波测量的范围为20cm200cm1.在测距的同时将环境温度测 量出来，并对测距所得的数据进 行温度补偿安排；2.测量的精度为1cm
9、；2.增加按键实现测距和当前温 度的实时切换显示；3.将测量的结果在4位的数码管上显示；3.将所得的结果在通过SPI总 线在oled屏幕上显示。8基于ARM的 嵌入式 设计本题目根据个人的基础和兴趣任选，需自备 ARM开发板，stm32开发板，或者运行在linux 系统上，是否用操作系统、软件功能自定，需 事先向指导老师说明并征得同意。注：学生可任选其中一个题目进行设计。四、课程设计的主要进程与时间安排注：进程安排的最少时间为0.5天。序号主要进程教学内容时间分配1集中讲解课程设计相关事宜查阅资料和文献，提出设计思路、给出 设计方案；第1天2查资料、设计系统方案，确定元器件并上报元器件清单；根
10、据方案画出系统框图及PROTEL电原理 图、并给出元器件明细表，并控制成本第2, 3天3用PROTEL绘制硬件原理图， 设计软件方案；指导电路图设计,软件方案确定第4, 5天4硬件电路焊接、调试；指导焊接调试第6, 7天5软硬件联调，开始验收；验收课程设计,并提问了解详情.第8, 9天6撰写课程设计报告。说明课程设计报告内容格式，如果相同 就做抄袭处理，要求重新做课程设计和 撰写报告。第10天五、课程考核与成绩评定考核类别考查考核形式论文、作品、系统讲解和提问结合成绩评定报告成绩占40%,平时成绩占20%,作品成绩占40乳成绩登记方式百分制或五级制六、推荐教材与主要参考书（一）推荐教材：无（二）主要参考书：1 .刘连浩.单片机原理与嵌入式应用系统设计，武汉大学出版社，2007年10月1 FI.2 .李光飞.单片机课程设计，北京航空航天大学出版社，2004年9月.3 .李群芳.单片机原理、接口及应用一嵌入式系统技术设计基础，清华大学出版社，2005 年3月.4 . Craig Hollabaugh：嵌入式Linux硬件、软件与接口，电子工业出版社出版，2003.