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课程设计指导书课程设计指导书一.课程设计概述微机(单片机)原理及应用课程设计是一门实践性很强的专 业基础课程,要求经过理论教学和实验、课程设计等实践性教学 环节,使学生能在理论的指导下,主要依靠实践活动,设计出一 个小型应用系统。目的是使学生增进对单片机的感性认识,加深 对单片机理论方面的理解,掌握单片机的内部功能模块的应用, 如定时器/计数器、中断、片内外存贮器、I/O 口等,了解和掌握 单片机应用系统的软硬件设计过程、方法及实现,为以后设计和 实现单片机应用系统打下良好基础,树立严谨的科学作风,培养 学生综合运用理论知识解决实际问题的能力。学生经过单片机软 硬件设计、调试、整理资料等环节,初步掌握工程设计方法和组 织实践的基本技能,逐步熟悉开展科学实践的程序和方法。二课程设计步骤1. 课程设计要求:1)根据应用系统的要求,初步掌握总体结构设计的方法和构 思,从中选择一种最佳设计方案;2)根据应用系统结构规模的要求,掌握单片机外部扩充系统 硬件设计的基本过程;(硬件设计)3)根据任务要求和硬件设计要求,首先画出程序的总体流程 图、模块流程图,然后进行各软件模块的程序设计;(软件设计)4)掌握如何应用单片机仿真器来开发应用系统及仿真调试的 过程。2. 课程设计内容、步骤1)总体方案设计总体方案设计就是要从宏观上解决“怎么做”的问题。其主要 内容应包括:技术路线或设计途径、采用的关键技术、系统的体 系结构、主要硬件的选型和加工技术、软件平台和开发语言、测 试条件和测试方法、验收标准和条文等。拟定总体设计方案一般 要经过认真调研,经过查阅手册、有关文献资料、论证等,最后 定稿,以避免方案上的疏忽,造成软、硬件设计产生较大的返 工,延误开发进程。在确定系统的总体方案时,对系统的硬件和软件功能应进行 综合性考虑,因为系统的一个控制功能一般是既能够用硬件来完 成,也能够由软件来完成,究竟采用什么方式,则要根据系统的 实时性及硬件系统的性能价格比综合平衡后加以确定。一般情况 下,用硬件来完成速度快,可节省CPU的大量时间,但这会使系 统比较复杂,而且价格会高一些;用软件实现价格便宜,但要占 用CPU较多的时间。因此一般的原则是在CPU时间允许的情况 下,尽量采用软件。具体本课程设计,能够根据设计任务书给定的设计要求和技文档仅供参考,不当之处,请联系改正。术指标,选择确定系统硬件的类型,选择相应的硬件模块,确定 参数,绘出系统硬件总框图,还应完成软件设计任务分析,确定 软件方案、算法,绘出系统软件的总框图。2)硬件电路设计硬件设计的主要内容是基于总体方案设计,选择系统所需的 各类元器件、设计系统的电子线路图和印刷电路板等。硬件设计 应确保功能设计和接口设计满足系统的需求,而且充分考虑和软 件的协调工作关系,注重选用高集成度的器件和采用硬件软化、 软件硬化等设计技术。具体本课程设计,选择Dais实验仿真开发系统作为硬件平 台,因此硬件设计比较简单,主要要求熟悉产品说明书,选择模 块电路,确定接口电路硬件地址等参数,掌握使用和控制方式等, 画出电路总图。硬件设计中对于可靠性设计,抗干扰设计等作为 了解性的内容。3)软件设计本阶段的主要任务是:基于软件工程的思想,拟制出系统软 件设计方案,确定控制算法,划分出主要的软件模块、根据需要 绘制部分软件模块的流程图、各个软件模块的编写、调试程序和 测试软件编写等。对于微机控制应用型系统,确定控制算法是非常重要的问文档仅供参考,不当之处,请联系改正。题。其主要任务就是确定系统的数学模型,根据数学模型确定系 统的控制算法。常见控制算法如PID控制、自适应控制等。具体本课程设计,按要求画出系统软件工作流程图,采用 C51或汇编语言写出源程序,硬件连接好后进行软硬件联合调 试。软件设计是本课程设计的核心内容。4) 系统功能调试与测试系统设计完成之后,需对整个系统进行调试。调试的内容和 具体步骤如下:(1)系统硬件调试:硬件调试的主要任务是排除硬件故障, 其中包括设计错误和工艺性故障。首先应对系统硬件的不同功能 部件进行调试,检查硬件各部件的正确性,然后进行系统硬件联 调。硬件调试方法包括:a. 脱机检查。用万用表逐步按照电路原理图检查印制电路板 中所有器件的各引脚,电源的连接,数据总线、地址总线和控制 总线是否有故障等。b. 软件调试。能够经过一些简单的测试软件来查看各个模块 电路工作是否正常。如果运行测试结果与预期不符,很容易根据 故障现象判断故障原因并采取针对性措施排除故障。(2)系统软件调试:软件调试的任务是利用开发工具进行在线 仿真调试,发现和纠正程序错误。软件的调试应一个模块一个模
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