单片机设计任务书

单片机课程设计任务书一、基本情况学时：2周学分：2学分适应班级：电气工程及其自动化二、课程设计的意义、性质、目标、要求1．意义课程设计是单片机课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面的系统的训练。

进行课程设计可以让学生把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统，也进一步激发了学生再深一步学习的热情，因此课程设计是必不少的，是非常必要的。

2．性质课程设计是提高学生单片机技术应用能力以及文字总结能力的综合训练环节，是配合单片机课程内容掌握、应用得的专门性实践类课程。

3．目标通过典型实际问题的实际，训练学生的软硬件的综合设计、调试能力以及文字组织能力，建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内容做一定的扩充。

4．要求（1）课程设计的基本要求单片机课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。

其中理论设计又包括选择总体方案，硬件系统设计、软件系统设计；硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；软件设计包括模块化层次结构图，程序流程图。

程序设计是课程设计的关键环节，通过进一步完善程序设计，使之达到课题所要求的指标。

课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。

（2）课程设计的教学要求单片机课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。

做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间（两周）累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到8次以上的学生，该课程考核按不及格处理。

在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。

课程设计的任务相对分散，每3—5名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。

小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。

但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。

三、课程设计题目及设计过程（一）十字路口交通灯控制系统的设计利用单片机的定时器产生秒信号，控制十字路口的红绿黄灯交替点亮和熄灭。

要求能用按键设置两个方向的通行时间（绿灯点亮的时间）和暂缓通行时间（黄灯点亮的时间），系统的工作符合一般交通灯控制要求。

（二）设计过程1、设计要求十字交叉路口的交通灯控制系统的结构如图1.1所示。

往南和往北的信号一致，即红灯（绿灯或黄灯）同时亮或同时熄灭。

实现红、绿、黄灯的循环控制。

要实现此功能需要表示三种不同颜色的LED灯分别接在P1个管脚，用软件实现。

往东和往西方向的信号一致，其工作方式与南北方向一样，也采用三种不同颜色的LED灯分别接在P1个管脚，用软件实现。

当南北方向为绿灯和黄灯时，东西向的红灯点亮禁止通行；而东西方向为绿灯和黄灯时，南北向的红灯点亮禁止通行。

图1.1 十字路口交通灯控制示意图假设南北方向为主干道，通行时间为20秒，东西方向是次干道，通行时间为20秒，黄灯点亮的时间均为5秒，则其工作方式如表1.1所示循环点亮信号灯。

南北向绿灯亮20秒黄灯亮5秒红灯亮24秒东西向红灯亮24秒绿灯亮20秒黄灯亮5秒具体设计要求如下：1、设计一交通灯控制系统，其结构如图1.1所示，工作方式满足上述要求。

2、主干道和次干道的通行时间及黄灯点亮的时间可以手动设置。

3、在没有手动设置通行时间时，系统自动按表1.1的模式进行工作。

2、设计要点（1）硬件设计：实现红、绿、黄灯的循环控制。

要实现此功能需要表示三种不同颜色的LED 灯分别接在P1个管脚，用软件实现。

要求东西车道和南北车道上的车辆交替运行，每次通行时间为20s；要求黄灯先亮5秒钟，才能变换车道。

黄灯亮时要求每秒闪亮一次；要求绘出原理图；根据设计要求和技术指标设计好电路。

（2）本系统的工作流程：1）接通电源时或系统复位后，系统按程序给定的时间工作，即南北向通行20秒，东西向通行20秒，黄灯亮5秒，工作模式如表1.1所示。

首先南北向通行，然后东西向通行，如此循环。

（3）软件设计：1）系统资源分配：为了便于程序的设计、阅读及修改，需要先对系统的存储器资源进行分配和说明。

2）软件模块：根据上述工作流程和设计要求，软件设计可以分为以下几个功能模块：先了解实际交通灯的变化规律，假设一个十字路口为东西南北走向。

初始状态0为东西红灯，南北红灯；然后转状态1南北绿灯通车，东西红灯。

过一段时间转状态2，南北绿灯闪几次转黄灯，延时几秒，东西仍然红灯。

再转状态3，东西绿灯通车，南北红灯。

过一段时间转状态4，东西绿灯闪几次转亮黄灯，延时几秒，南北仍然红黄灯，最后回到状态1，不断循环。

（1）.当东西方向为红灯，此道禁止通行，东西到行人可通过；南北道为绿灯，此道车辆通过，行人禁止通行。

市建委20秒。

（2）.黄灯闪烁5秒，警示车辆和行人红、绿灯状态即将切换。

（3）.当东西方向为绿灯，此道车辆通行；南北方向为红灯，南北道车辆禁止通过，行人通行。

时间为20秒。

东西方向车流大，通行时间长。

（4）.这样如上表的时间和红、绿、黄灯出现的顺序依次出现这样行人和车辆就能安全畅通的通行。

硬件设计的要求：（1）确定元器件的型号及参数。

（2）画出硬件设计的结构框图。

（3）画出各部分电路的原理图，并说明各部分电路的工作原理设计依据；画出完整的原理图。

（4）列出元器件清单。

4、软件设计根据设计要点，软件设计首先应对系统资源进行进行分配和说明。

为了增加程序的可读性，理清程序的编写思路，建议程序采用模块化结构。

软件设计的要求：（1）画出整个控制系统的程序流程图。

（2）画出各功能部分的程序流程图，并能够编写相应的原程序。

四、设计报告设计完成后，必须撰写课程设计报告。

设计报告必须独立完成，格式符合要求，文字（不含图形、程序）不少于3000字，图形绘制规范报告书用A4纸书写，装订成册。

设计报告的格式如下：1、封面2、内容提要（摘要）3、目录4、正文(1) 所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能；(2) 硬件电路设计及描述；1）确定元器件的型号及参数。

2）画出完整的原理图。

3）列出元器件清单。

(3) 软件设计流程及描述；5、心得体会（总结）6、参考文献7、附录（源程序代码）8、有关图纸五、进度安排单片机课程设计共安排2周，合计80学时，具体分配如下：实习动员及准备工作：2学时总体方案设计：10学时硬件设计：16学时软件设计：20学时撰写设计报告：12学时答辩与总结：8学时教师辅导：12学时六、考核方法单片机课程设计的考核方式为考查，考核结果为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，分数在90-100之间为优秀，80-89分之间为良好，70-79分之间为中等，60-69分之间为及格，60分以下为不及格。

考核分三个方面进行：平时表现20%；设计过程25%；设计报告40%；设计答辩15%。

有下列情形之一者，课程设计考核按不及格处理：1、设计期间累计迟到、早退达8次；2、设计期间累计旷课达6节；3、设计报告雷同率超过50%或无设计报告；4、不能完成设计任务，达不到设计要求。

说明：下为可供参考的题目，可以从中选取，也可自己定题2、题目：免超载长途车自动控制系统设计设计要求：（1）当检测到有人进车时能够自动开启车门，开启后延时10秒自动关闭。

开门系统由电动机控制，开门时电动机正转，闭门时电动机反转。

开门限度由限位开关确定；（2）能够自动记录进入车内人的个数，当人数超过50时不在开启进车门；（3）当车内人员有特殊情况需外出时，只能通过按下车内请求按钮，后门开启才能离开，离开之后记录人数自动减一；（4）当车内人员未满绿色显示灯亮，正常满员时，车门上黄色显示灯亮；当有超载情况出现时，车内报警器自动报警，同时车门红色灯亮。

3、题目：半导体致冷恒温系统设计设计要求：（1）通过温度传感器测量制冷片的温度，并能通过数码管显示，显示3位即可；（2）通过单片机控制半导体制冷温度为恒温。

即若温度过高，可以将电压调高，制冷效果好，温度降低；若温度低，可以将电压调低，制冷效果差，温度升高。

（3）若温度正常时绿色显示灯亮，温度过高时红色显示灯亮，温度过低时黄色显示灯亮，温度异常报警。

4、题目：多功能绿色垃圾桶设计设计要求：（1）当有人投放垃圾时，垃圾桶打开，持续一段时间自动关闭；（2）当桶内垃圾过多时，不再开启垃圾桶，此时垃圾桶上红色指示灯亮；垃圾未满时，绿色指示灯亮；（3）垃圾桶控制系统的电源有太阳能电池提供，若遇到太阳能电池电量不足时，能够利用自带的5V备用直流电源供电。

5、题目：单片机控制的60s倒计时设计设计要求：应用定时计数器及其中断实现60s的，并将倒计时过程显示在LED数码管上，倒计时循环进行。

(1) 硬件设计：1）单片机建议选用AT89C51，它与8051系列单片机全兼容，但其内部带有4KB的FLASH ROM，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。

2）LED显示系统：采用2个数码管倒计时，时钟信号采用的是内部时钟方式。

带有复位功能，P1口和P2口分别接个位和十位数码管。

3）电源供电系统：本系统采用220V电源供电，应设计相应的稳压电源电路。

但课程设计受时间限制，也可采用现成的5V直流稳压电源供电，这样可以节约设计时间、简化设计过程。

（2）、软件设计根据设计要点，软件设计首先应对系统资源进行进行分配和说明。

为了增加程序的可读性，理清程序的编写思路，建议程序采用模块化结构。

主程序和定时中断服6、题目：基于单片机16×16点阵控制系统设计设计要求：16x16点阵需要32个驱动，分别为16个列驱动及16个行驱动。

每个行与每个列可以选中一个发光管，共有256个发光管，采用动态驱动方式。

每次显示一行，10ms后再显示下一行。

(1) 硬件设计：1）单片机建议选用AT89C51，它与8051系列单片机全兼容，但其内部带有4KB的FLASH ROM，设计时无需外接程序存储器，为设计和调试带来极大的方便。

2）LED显示系统：16×16LED点阵3）74159集成芯片：其功能是将4位输入译为16输出（低电平有效）。

4）电源供电系统：课程设计受时间限制，也可采用现成的5V直流稳压电源供电，这样可以节约设计时间、简化设计过程。

（2）、软件设计根据设计要点，软件设计首先应对系统资源进行进行分配和说明。

为了增加程序的可读性，理清程序的编写思路，建议程序采用模块化结构。