单片机原理与应用课程设计
单片机课程教案
单片机课程教案一、课程概述单片机原理及应用是一门涉及微处理器、数字电路和计算机接口技术的综合性课程。
本课程的目标是使学生掌握单片机的原理和应用，了解单片机在嵌入式系统设计中的地位和作用，为学生进一步深入学习和应用单片机打下坚实的基础。
二、课程目标1、理解单片机的内部结构和工作原理。
2、掌握单片机的基本操作和编程方法。
3、熟悉单片机在嵌入式系统中的应用和设计方法。
4、培养学生的创新能力和实践操作能力。
三、课程内容第一章：单片机概述1、1单片机的基本概念及发展历程2、2单片机的特点和应用领域3、3单片机的主要产品和发展趋势第二章：单片机的基本结构和工作原理2、1单片机的内部结构和主要部件功能介绍21、2单片机的引脚和信号说明211、3单片机的存储器和寄存器介绍2111、4单片机的时钟系统和定时器/计数器介绍第三章：单片机的编程语言和开发环境3、1单片机的编程语言概述和特点31、2 C语言在单片机编程中的应用311、3 Keil C51开发环境和程序设计流程介绍3111、4程序调试和下载方法说明第四章：单片机的应用实例和实验指导4、1单片机在LED闪烁和流水灯控制中的应用实例41、2单片机在按键输入和数码管显示中的应用实例411、3单片机在A/D和D/A转换中的应用实例4111、4单片机在电机控制和红外线遥控中的应用实例本文5单片机的实验指导和实验报告要求说明第五章：单片机的发展趋势和应用领域的扩展本文1单片机在物联网和智能家居中的应用扩展本文2单片机在汽车电子和医疗设备中的应用扩展本文3单片机在工业控制和智能制造中的应用扩展本文4单片机在人工智能和机器人技术中的应用扩展第六章：课程总结和答疑解惑本文1课程总结和学习方法分享本文2答疑解惑和常见问题解答1、3学生自我评估和改进建议收集四、教学方法与手段本课程采用理论教学和实践操作相结合的方法，以案例分析和程序示范为主要手段，通过课堂讲解、小组讨论、实验指导等多种形式，使学生更好地理解和掌握单片机的原理和应用。
单片机原理与应用课程设计
目录第1章总体方案设计 (1)1.1 设计任务与要求 (1)1.2 设计思路 (1)第2章硬件电路设计 (2)2.1 时钟电路 (2)2.2 复位电路 (2)2.3 共阴数码管显示电路 (2)2.4 键盘电路 (3)2.5 DHT11传感器电路 (3)第3章软件设计 (5)3.1 系统主程序设计 (5)3.2 显示程序设计 (5)3.3 按键程序设计 (5)3.4 中断服务程序 (6)3.5 DHT11温湿度测量程序 (7)第4章调试 (8)4.1 系统调试方法 (8)4.2 调试结果 (8)4.3 调试中遇到的问题及其解决方法 (8)第5章总结 (9)参考文献 (10)附录 (11)附录A 系统电路原理图 (11)附录B 系统程序清单 (11)第1章 总体方案设计1.1 设计任务与要求本课题要求以单片机为核心，采用温湿度传感器 DHT11设计一个对环境温度湿度的检测系统。
（1） 通过按键控制系统选择分别对温度或湿度的测试、复位、清除功能； （2） 用四位LED 数码管显示实时温度和温度；（3） 具有温度和湿度的上、下限，设计越限报警功能。
设计要求：（1）确定系统设计方案； （2）进行系统的硬件设计； （3）完成应用程序设计；(4）应用系统的硬件和软件的调试。
1.2 设计思路设计温湿度检测系统电路,根据设计所需的实现要求，采用单片机STC89C52为控制芯片。
将总电路分为键盘接口电路、单片机时钟电路、复位电路、LED 显示电路、DHT11传感器电路，总体设计框图如图1-1所示。
图1-1 总体设计框图STC89C52按键电路测温湿度电路驱动电路显示电路内部时钟电 路复位电 路第2章硬件电路设计2.1 时钟电路单片机工作的时间基准是由时钟电路所控制的。
在单片机的XTAL1和XTAL2两个管脚，接一只晶振及两只电容就构成了单片机的内部时钟电路。
本课题的时钟电路如图2-1所示，电路中，电容器C1和C2对振荡频率有微调作用,均选用22pF，石英晶体选择11.0592MHZ。
《单片机原理与应用》窗帘自动控制设计
2、系统硬件电路设计（给出系统的硬件电路设计，并分析其工作原理。
)
(1)自动窗帘自动控制的硬件设计
自动控制窗帘的硬件电路主要由稳压电路模块、单片机最小系统、舵机模块、光照控制模块、显示模块等组成。
(2)单片机模块和电源电路设计
单片机模块只需要复位电路和晶振电路就能满足控制要求，其中复位操作完成单片机片内电路的初始化，使单片机从一确定的状态开始运行，当单片机的复位引脚RST出现5ms以上高电平时单片机就完成了复位操作；时钟电路就是在引脚XTAL1和XTAL2外接晶体振荡器构成内部振荡方式，内部振荡方式所得的时钟信号比较稳定，实用电路中使用较多。
电源电路由L7805和电容组成，最大输入电压可达35V，最大输出电流为1.5A，输出电压为5V，这里输入用7.2V充电电池组。
由于其输出电压为5V，因此作为单片机的稳压电路芯片非常合适，而且价格便宜，其输出可直接给单片机供电。
单片机模块和电源电路如图3所示。
图3 单片机模块和电源电路
(3)舵机驱动模块
舵机有三根接线，白是数据线，黑是GND，红是VCC。
是识别高电平的时长，先将数据线置高1500微秒，然后将数据线置低20毫秒，调零电机不转动。
同样的方法，当大于1500微秒时，电
图5 GY-30光照模块以及LCD1602模块接线图
图4 读时序操作写入命令
RS=L，RW=L,D0~D7=指令码，E=高脉冲。
图5 写时序操作写入数据
RS=H，RW=L,D0~D7=数据，E=高脉冲。
图6 时序参数
3、系统软件设计（给出系统的软件设计，画出程序流程图，并给出关键。
《单片机原理及应用》课程设计软件流程图
1.函数波形发生器流程图主程序流程T0中断服务程序流程2. 255秒定时器流程主程序流程图INT0中断服务程序流程T1中断服务程序流程T0中断服务程序流程3. 比例电压变换器流程主程序流程图4. 模拟电压显示器流程主程序流程图注：P1口和P3.0-P3.3接12个LED 灯，其中P3.3接最高位灯L12，P1.0接最低位灯L0。
5. 脉冲计数器流程主程序流程图T1中断服务程序流程图T0中断服务程序流程图6. 水塔水位控制器流程主程序流程图T0中断服务程序流程图T1中断服务程序流程图7. 占空比可调的方波发生器流程主程序流程图T0中断服务程序流程图注：T0的中断服务程序编制过程中必须注意使程序所有流程的执行时间小于100μS 。
否则，输出波形的频率不符合题目的要求8. 双机通过串行接口互传数据流程主程序流程图T0中断服务程序流程图串口中断服务程序流程图9. 花样流水灯流程主程序流程图T0中断服务程序流程图注：在主程序中由于仅使用了8bit运算，故实际A/D采样值为255时，得到的延时时间间隔为1280mS。
若要完全符合题意，则需要使用16bit的算术运算才能满足要求。
10. 模拟电压比较器流程主程序流程图T0中断服务程序流程图T1中断服务程序流程图11. 利用PWM 信号实现直流小电机的调速流程主程序流程图注：在程序的编制过程中，必须仔细调整延时37微秒的延时子程序的延时时间，使输出波形的频率满足题目要求。
12. 调频信号发生器流程主程序流程图T0中断服务程序流程图注：该程序编制过程中须注意，T0中断服务程序与主程序均使用0区的工作寄存器。
另外，T0的中断服务程序中最长流程的执行时间必须小于50微秒13. 频率计主程序流程图T1中断服务程序流程图动态显示子程序流程图主程序流程图14. 电子钟T0中断服务程序流程图INT0中断服务程序流程图动态显示子程序流程图15. 数字电压表主程序流程图T0中断服务程序流程图动态显示子程序流程图16. 数字跑表主程序流程图INT0中断服务程序流程图T0中断服务程序流程图动态显示子程序流程图17. 步进电机驱动器主程序流程图INT0中断服务程序流程T0中断服务程序流程。
单片机原理及应用课程设计报告
课程设计为学生提供了一个实践平台，学生可以在实践中锻炼动手能力，培养解决实际问题的能力，同时通过创新思 维，设计出具有特色的单片机应用系统。
促进理论与实践相结合
单片机原理及应用课程设计将理论知识与实践操作相结合，使学生能够更好地理解单片机的实际应用场 景，加深对理论知识的理解。
时间安排
共计8周，每周5天， 每天8小时。
04
单片机应用实践
单片机外围电路设计
电源电路
为单片机提供稳定的电源，确 保单片机正常工作。
时钟电路
为单片机提供稳定的时钟信号 ，保证程序正常运行。
复位电路
在单片机出现异常时，能够实 现自动复位或手动复位。
输入输出接口
实现单片机与外部设备的通信 和控制。
单片机程序编写与调试
单片机的编程语言和开发环境
单片机的编程语言主要有汇编语言和C语言。汇编语言是一种低级语言，直接控制硬件操作，但编程 难度较大；C语言是一种高级语言，具有可读性强、易于编程和维护等优点。
单片机的开发环境是指用于编写、编译、调试和烧录程序的软件环境。常用的单片机开发环境有Keil 、IAR、SDCC等。这些开发环境都支持汇编语言和C语言编程，提供了丰富的库函数和调试工具，方 便开发者进行单片机应用开发。
• 解决方案
检查数码管的位选信号和段选信号是否正确连接。
对未来学习和实践的建议与展望
深入学习
进一步研究单片机的内部结构和工作原理，掌握 更多高级功能和应用。
实践应用
将所学知识应用到实际项目中，提高解决实际问 题的能力。
持续学习
关注单片机技术的最新发展动态，保持学习的持 续性。
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17443单片机原理与应用-第2版-课程设计指导
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单片机原理及应用
TR0 = 1; KeyOK = 0; Tim1SFlag = 0; ModifyFlag = 0; Key1Old = 1; Key2Old = 1; Key3Old = 1; Key4Old = 1; DispClk_T = 1; while(1) { while(!Tim1SFlag); Tim1SFlag = 0; RdTemp(); if(DispClk_T) continue; DispTemp(); } }
(2) 主程序 主要完成系统初始化，控制每秒采集一次温度，并将采集的数字量标度变换成为温度值，实现带 温度计的电子钟设计。
main() { SCON = 0x00; TMOD = 0x01; //定时器 0 工作于方式 1，定时 10 ms TL0 = 55536 % 256; TH0 = 55536 / 256; ET0 = 1; EA = 1; DS18B20Init();
//数字温度传感器 DS18B20 接口 //小时存放单元 //分钟存放单元 //秒钟存放单元 //温度值存放单元 //温度高值存放单元 //温度低值存放单元 //0.5 秒计数单元，用于修改时闪烁显示 //1 秒计数单元，用于秒加 1 //小时，分钟修改缓冲区 //显示缓冲区存放单元 //时钟修改状态，1，修改小时；2，修改分钟 //1s 时间到标志位 //按键 SW1 旧值，用于延时去抖 //按键 SW2 旧值，用于延时去抖 //按键 SW3 旧值，用于延时去抖 //按键 SW3 旧值，用于延时去抖 //按键响应标志，防止连击 //时钟是否处于修改状态(1 为修改状态) //时钟修改闪烁单元 //用于判断是处于时钟显示还是温度显示状态(1 为时钟显 //示，0 为温度显示) //温度正负标志位，正为 0，负为 1
C8051F系列SOC单片机原理及应用课程设计
C8051F系列SOC单片机原理及应用课程设计一、引言C8051F系列SOC单片机是由美国Silicon Labs公司推出的一款面向嵌入式应用的单片机。
SOC单片机，即System-on-a-Chip单片机，是指将系统多个部分如中央处理器（CPU）、存储器、输入输出等集成在一个芯片上的单片机。
本文将重点介绍C8051F系列SOC单片机的原理和应用，并提出一种基于C8051F系列SOC单片机的自动喷涂机控制系统设计方案。
此设计方案旨在提高自动喷涂机生产效率和产品质量，降低出错率，减少人工成本。
二、C8051F系列SOC单片机基础知识2.1 单片机基础概念单片机作为一种重要的集成电路，其内部集成了处理器、存储器、输入输出端口等多种功能，可用于控制、计算等多种应用。
常用的单片机包括51、AVR、PIC等。
2.2 C8051F系列SOC单片机特点C8051F系列SOC单片机是由美国Silicon Labs公司推出的一款高性能、低功耗的嵌入式单片机，主要特点如下：•高性能：C8051F系列SOC单片机采用C8051F系列CPU，运行速度高，且具有很强的计算能力；•低功耗：C8051F系列SOC单片机内置了多种节能技术，可有效降低功耗，提高电池续航时间；•丰富的外设：C8051F系列SOC单片机集成了多种输入输出端口，包括ADC、PWM、UART、SPI等，可适用于不同的应用场景；•多种封装：C8051F系列SOC单片机适用于多种封装方式，包括QFN、SSOP、TSSOP等。
2.3 C8051F系列SOC单片机原理C8051F系列SOC单片机由CPU、存储器、输入输出端口等多种功能模块组成。
其中，CPU是单片机的核心部件，主要用于控制程序的执行；存储器分为闪存和RAM两部分，闪存用于存储程序代码和数据，RAM用于存储变量和中间结果；输入输出端口包括GPIO、PWM、ADC等。
C8051F系列SOC单片机的工作流程如下：首先将程序代码烧录到闪存中，然后由CPU控制程序按照指令执行。
单片机原理及应用C语言程序设计与实现第二版课程设计
单片机原理及应用C语言程序设计与实现第二版课程设计一、选题背景单片机是应用广泛的嵌入式系统开发的核心芯片之一。
近年来，随着现代科技的飞速发展，单片机已应用于家电控制、汽车电子、仪器仪表、网络通信和机器人等领域，成为了现代科技领域中不可缺少的关键技术和应用。
本课程旨在通过单片机原理及应用C语言程序设计与实现，让学生对单片机的构架、编程环境、程序设计及开发方法有更加深入全面的了解。
二、选题意义本课程旨在：1.学生能够了解单片机基本构造，充分掌握其编程方法和电路控制方法；2.学生能够熟悉C语言程序设计，并掌握以C语言编写单片机程序的方法；3.学生能够将所学到的知识运用到实际对硬件进行调试、应用开发中。
通过本课程的学习，可以有效提高学生实际解决问题的能力和技能，并且对后面进一步深造或从事相关工作有着重要的促进作用。
三、教学目标1.掌握单片机的基本构造，如CPU、存储器、I/O口、定时器等；2.熟悉C语言程序设计，并能够掌握以C语言编写单片机程序的方法；3.能够将所学到的知识运用到实际对硬件进行调试、应用开发中；4.具备将所学到的理论知识应用于实际工程设计中的能力；5.具备优秀的实践能力和操作技能，为以后从事相关工作打下基础。
四、课程内容4.1 单片机原理1.单片机概述及分类；2.单片机内部结构及总线结构；3.CPU及存储器；4.I/O口及外设控制；5.定时器及中断系统；6.单片机编程环境和工具。
4.2 C语言程序设计1.C语言基础及指针应用；2.数据类型及运算符；3.顺序结构、选择结构和循环结构；4.数组、字符串、结构体和枚举类型；5.函数、递归函数应用；6.文件操作和预处理指令。
4.3 单片机程序设计1.单片机程序设计基础；2.编写单片机应用程序的步骤和方法；3.采用C语言将程序烧入单片机。
4.4 课程设计1.软件设计；2.硬件设计；3.软、硬件连接；4.软件调试；5.硬件调试，实现功能集成。
五、实践环节实践环节是本课程的重要内容。
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单片机应用及仿真技术课程设计
从以下题目中选一道题：
1 数字钟的设计
要求：（1）自己制作一个单片机最小系统
（2）使用6个数码管分别显示时，分，秒
（3）两个按键，分别对时和分进行加
2 篮球24秒倒计时
要求：（1）自己制作一个单片机最小系统
（2）使用4个数码管分别显示A队和B队24秒进攻时间
（3）两个按键，分别对A队和B队进行计时
3 单片机与单片机串口通信
要求：（1）自己制作两个单片机最小系统
（2）甲机通过8个按键向乙机发送数据，并在乙机数码管中进行显示按键值（3）乙机收到数据后，向甲机传输收到的按键值。
注：（1）30分
（2）30分
(3) 40分。