介面課程設計指導書06 2 15 自編

2021-08-01 21:05:45 字數 5099 閱讀 9043

2) 本應用系統有多少輸入訊號和輸出訊號?輸入訊號的形式和電壓等級及變化頻率情況,輸出訊號的形式,電壓等級和驅動功率有何要求?

3) 本應用系統需要提供哪些人機對話功能,如:小鍵盤要多少個按鍵,採用何種顯示器,通常為數碼管,如用數碼管應設計幾位等。

4)考慮本應用系統的經濟指標,如成本、可靠性、可維護性以及經濟效益等,可參考國內外同類產品的資料,提出比較合理的技術指標和最佳的效能**比。

2、總體設計

本階段的任務是通過調查研究,查閱資料來初步確定系統結構的總體方案,其中主要涉及到硬體和軟體的功能劃分。

應用系統中硬體和軟體具有一定的互換性,即某些功能既可以用硬體實現也可以用軟體實現。一般說來,用硬體實現的優點是可以提高系統的工作速度,但會增加電路的複雜性和硬體成本;而用軟體代替某些硬體的功能可以使電路簡化,便於修改設計,降低硬體成本,但軟體工作量增大。

總體設計時,必須在硬體和軟體之間權衡,分工明確,然後分頭開始設計。

3、硬體研製過程

1) 將整個硬體系統劃分為若干個功能單元電路,繪出整個系統邏輯電路圖。註明各單元電路間的介面訊號。必要時,還要畫出一些重要控制訊號的時序圖。.

2) 完成各單元電路設計,包括選擇合適的元器件和電路板設計(元器件布局和走線等)。

3) 各單元電路板裝配,分調。

4) 整個硬體總體除錯,完成後準備與軟體聯調。

4、軟體研製過程

1) 採用模組化程式結構設計軟體,首先將整個軟體分成若干功能模組。

2) 對各模組編寫乙個較詳細的程式流程圖。

3) 根據流程圖,編寫源程式。

4) 上機除錯各模組程式。

5) 各程式模組聯調。

6) 與硬體一起聯調,最後完成全部除錯工作。

四、課程設計報告的基本格式

實踐設計報告的基本內容至少包括封面、正文、附錄三部分。課程設計報告要求統一格式,字型工整規範。

1、封面

封面包括「《微機接**術》課程設計、實踐設計報告」、班級、姓名、學號以及完成日期等資訊。

2、正文

正文是實踐設計報告的主體,具體由以下幾部分組成:

(1)課程設計題目;

(2)課程設計任務與要求;

(3)設計過程(包括方案論證、設計原理、創新點以及採用的新技術等);

(4)硬體系統框圖與說明;

(5)軟體主要模組流程圖與說明;

(6)工作總結(包括自己的收穫與體會;遇到的問題和解決的方法;技術實現技巧和創新點;作品存在的問題和改進設想等);

3.附錄

附錄1:電路原理圖

附錄2:源程式及程式注釋

附錄3:使用元器件一覽表(序號、名稱、型號、規格、數量、備註)

附錄4:參考文獻

五、課程設計參考題目

(一) 家用風扇控制器

1、設計並製作乙個家用風扇控制器,控制器面板為:按鈕三個,分別為風速、型別和停止;三個led指示燈用於指示風速強、中、弱;另外三個led指示燈用於指示型別為睡眠、自然和正常。

2、電扇處於停轉狀態時,所有指示燈不亮,只有按下「風速鍵」時,電扇才會旋轉。電扇在任何狀態,只要按停止鍵,則進入停轉狀態。

3、風速的強、中、弱分別對應於電扇轉動的快速、中速和慢速。

4、初始風速為「弱」,型別為「正常」。

5、按「風速鍵」,其狀態由「弱」「中」「強」「弱」 ……迴圈往復,每按一下按鍵,改變一次狀態。

6、按「型別鍵」,其狀態由「正常」「睡眠」「自然」「正常」……迴圈往復變化。

(1) 正常表示電扇連續運轉;

(2) 自然表示電扇模擬自然風,即轉4秒,停8秒;

(3) 睡眠表示電扇慢轉,產生輕柔的微風,運轉8秒。停轉8秒。

(二) 汽車訊號燈控制系統

1、設計並製作出汽車訊號燈微機控制系統。

2、所需執行的操作由相應的開關狀態反映,所需控制的訊號燈有儀表板左/右轉彎綠色指示燈,車前部左/右黃色頭燈、車後部左/右黃色尾燈和車後部左右紅色剎車尾燈。各種燈在閃爍時其頻率為30hz。駕駛操作與燈光訊號對應關係如下:

(1) 左/右轉彎開關閉合時,對應的儀表板左/右轉彎指示燈、左/右轉彎頭燈和左/右轉彎尾燈閃爍。

(2) 緊急開關閉合時,所有儀表板左右轉彎燈、左右轉彎頭燈和左右轉彎尾燈閃爍。

(3) 踩剎車時,剎車開關閉合,剎車燈(左右紅色尾燈)亮。

(4) 停靠時(合上停靠開關),所有燈閃爍。

(三) 智力測驗搶答器

1、 設計並製作出智力測驗搶答器。

2、 所設計的搶答器允許四人參加。沒有出題時,每個參賽隊員的led數碼管都顯示當前的積分值,初始積分值為「100」。

3、 在出題後,主持人按下「開始按鈕」,表示計時開始,此時每個參賽者前面的紅色發光二極體點亮, led數碼管顯示秒計時。

4、 計時開始後,若a、b、c、d四人中有人按下「搶答按鈕」時,則秒計時停止,此時led數碼管顯示當前的積分值,先按下按鈕的紅燈保持亮的狀態,其餘3人的紅燈全滅。

5、 搶答對錯由主持人判定,「答對按鈕」按下時加10分,「答錯按鈕」按下時減10分,直到積分值減為0時為止。不論該隊員獲得的是加分還是減分,其led數碼管都要顯示當前的新積分值,並閃爍5次,其餘選手的led數碼管則保持不變,並回到未出題時的狀態,從新開始。

6、 搶答開始後,計時達到 60 秒之後均無人按下按鈕,則本次搶答結束,進入未出題狀態。超過60 秒有按鈕按下時不起作用。

7、 在搶答未開始時,若a、b、c、d四人中有人按下按鈕,則先按下按鈕的紅燈閃爍,並減10分作為懲罰。

(四) 反應速度測試儀

1、 設計並製作出反應速度測試儀。

2、 反應速度測試的過程如下:在啟動反應速度測試程式後,經過一段隨機時間的延遲,處理器控制發出聲音和光訊號,被測者立即按下按鈕。從發出聲和光訊號到按下按鈕的時間即為反應時間,精確到0.

1秒。被測者在從發出聲和光訊號之前按下按鈕作違例處理。

3、 在發出聲和光訊號之後,顯示器即顯示時間訊號,當按下按鈕後顯示反應時間。

(五) 流水線監視器

1、 設計並製作出流水線監視器。

2、 流水線監視器用以指示目前正在流水線上的產品數量。在流水線的入口與出口分別安裝乙個感測器。在流水線入口處有訊號時,產品件數加1,如出口處有訊號則產品件數減1,設產品最多不超過9個。

3、 以單脈衝發生器模擬入口端訊號,加到可程式設計計數器的輸入端,可程式設計計數器設定為計數方式,每輸入乙個訊號將產品數量加l並顯示。以開關模擬出口處訊號,也加到可程式設計計數器的輸入端,在有訊號時將產品數量減1並顯示,產品件數的顯示通過可程式設計並行介面電路驅動靜態顯示器來實現。

4、 本設計需要可程式設計並行介面電路、可程式設計計數器及靜態顯示器,也可採用可程式設計邏輯器件進行設計。

(六) 程式控制訊號發生器

1、 設計並製作出程式控制訊號發生器。

2、 利用數模轉換器作乙個程式控制訊號發生器,產生的波形由引數進行設定,主要用於產生模擬電路較難產生的波形.例如利用模擬電路產生梯形波時,很難保證上公升沿和下降沿的線性及其斜率,而用微機加上數模轉換器可比較方便地實現。 現要求產生一梯形波,如下圖所示。

要求上公升時間t1、下降時間t3、保持時間t2、訊號重複週期t及輸出電壓幅度vout可事先設定。設t1為1.5 ms,t2為3.

5 ms,t3為2 ms,輸出電壓vout為3 v,訊號重複週期 t為10 ms。這些引數經換算後存入儲存單元中,然後用以產生上述訊號。

利用微機和數模轉換器產生波形有兩種方法,一種是每輸出乙個訊號時均先計算出輸出資料值,利用這種方法每輸出乙個訊號花費的時間太多,而且每輸出乙個波形要重新計算一遍,效率較低。另一種方法是事先將要求輸出的乙個波形計算好,存入儲存單元中,在輸出波形時直接從儲存單元中取出。採用這種方法占用較多的儲存器,但輸出乙個訊號所用的時間較少,因此可產生較高頻率的訊號。

(七) 簡易錄音機

1、 設計並製作出簡易錄音機。

2、 如框圖所示,聲音頻號通過話筒轉換成電壓訊號,經放大器放大後送adc轉換成數字量,並送記憶體緩衝區儲存。回放時再將記憶體資料送dac轉換成模擬量,經驅動器進行功率放大後推動揚聲器發聲。

3、 控制按鍵有5個,分別是:錄音鍵、放音鍵、暫停鍵及前後倒帶鍵。要求每個按鍵都有led指示燈顯示按鍵的狀態。

4、 設有重鍵問題發生時,按鍵的優先次序由高到低分別是:錄音鍵、放音鍵、暫停鍵、前倒帶鍵、後倒帶鍵。

5、 要求以 5000次/秒的速率採集輸入的語音資料並存人記憶體,共採集6萬個資料(約錄12 秒),然後再以同樣的速率將資料送 dac 0832使喇叭發聲。

6、 通過此電路還可以觀察訊號經過adc和dac兩次轉換後的失真情況。其方法是給adc的輸入端加入乙個已知波形,再將cpu採集到的數字量由dac送出,用雙蹤示波器觀察輸入訊號與輸出訊號。

(八) 照相機**控制器

1、 設計並製作出照相機**控制器。

2、 在啟動照相機**機構後,在 2 min內啟動快門,在前 30 秒的時間裡每 2 秒點亮一次紅色發光二極體(占空比 1:1),在 30~60 秒的時間段內,每 1秒點亮一次,在 60~90 秒的時間段內,每 0.5 秒點亮一次,在 60~120 秒的時間段內,每0.

1秒點亮一次,120 秒之後指示用的紅色發光二極體熄滅,綠色發光二極體點亮一分鐘,以表示快門開啟。

(九) 洗衣機控制器

1. 設計並製作出洗衣機控制器。

2. 按下啟動按鈕後先進水,等到達高水位後,啟動洗衣馬達轉動 4 min,如在洗衣過程中發現水位低於高水位,則停止洗衣馬達轉動並報警,並在水位到達高水位後再次啟動馬達。洗衣結束後啟動排水開關,待水位到達低水位後,則啟動脫水馬達,轉動 2 min。

如此重複三次,要求在每一動作之間有2秒的間隔。

3. 高低水位由水位感測器檢測,在此用兩個開關模擬水位感測器,當水位高於高水位或低於低水位時,兩個開關的狀態分別為0。啟動開關用乙個開關表示,進水、排水、洗衣馬達、脫水馬達及報警分別用乙個發光二極體表示。

(十)直流電機調速

1. 設計並完成直流電機調速的控制電路。

2. 直流電機的轉速由電位器調節,電位器輸出電壓範圍在0~5v 之間,將該控制電壓送ad0809的通道0,由計算機採集ad轉換結果。

3. 再將採集到的數字量變化轉換成脈衝占空比的變化,實現脈寬調變(pwm)。

4. 將pwm輸出訊號經驅動電路送到直流電機,達到控制直流電機轉速的目的。

(十一)led七段數碼管數字鐘

1. 設計並完成led七段數碼管數字鐘電路。

2. 數字鐘顯示格式為:hh:mm:ss。

3. 具有通過鍵盤能夠調整時、分、秒的功能。

自選題各位學員也可根據自身工作實際,選取合適的課程設計題目,所選題目難度應不低於以上題目。

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