硬體課程設計說明書

2022-10-19 07:12:05 字數 2520 閱讀 4529

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一、課程設計的目的

《硬體課程設計》是繼《電路》、《電子技術基礎》和《微機原理與接**術》課程教學後的乙個重要的綜合實踐教學環節,它能起到鞏固課堂和書本上所學知識,加強綜合能力,提高系統設計水平,啟發創新思想的效果。課程設計的目地是綜合這些基礎知識,就具體問題讓學生做出軟、硬體解決方案並付諸實施,以培養解決實際問題的能力,使每個學生都能自己動手獨立設計完成乙個典型的微機應用最小系統。

二、適用專業

電子資訊科學與技術專業,電腦科學與技術,資訊保安,網路工程及電子資訊類相關專業。

三、課程設計的基本要求

研製乙個微機應用系統,可以分為硬體設計和軟體設計兩個部分,從設計草圖開始到樣機除錯成功,常常要將硬體、軟體結合起來考慮,才能取得較好的效果。隨著系統的用途不同,它們的硬、軟體結構各有不同,但系統設計的方法和步驟是基本相同的,其設計過程可以歸納為以下所述的四個步驟。

(一)確定任務

如同任何乙個新產品設計一樣,微機應用系統的設計過程也是以確定應用系統的任務開始的。確定應用系統的功能指標和技術引數,這是系統設計的起點和依據,它將貫穿於系統設計的全過程,必須認真做好這個工作,在確定任務的階段中必須明確。

1、本應用系統需要達到的主要目標是什麼,有多少個迴路,有幾個引數需要進行檢測和控制?檢測和控制的精度為多少?

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一機對話功能,如:小鍵盤要多少個按鈕,顯示器應有幾位等。

4、本應用系統的工作環境情況如:溫度、濕度、供電質量、電磁干擾等,是否需要採用特殊的安全保護和抗干擾措施。

5、本應用系統的經濟指標,特別是對新產品的開發,應當綜合考慮成本,可靠性,可維護性以及經濟效益和社會效益,參考國內外同類產品的資料,提出比較合理的技術指標,使所開發的產品具有最佳的效能**比。

(二)總體設計

本階段的任務是通過調查研究,查閱資料來初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,即某些功能既可能硬體實現也可以軟體來完成。一般說來,用硬體實現的優點是可以提高工作速度,但使電路複雜,增加了硬體成本,而用軟體代替某些硬體的功能可以使電路簡化,硬體成本降低,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。

(三) 硬體設計過程

1、將整個硬體系統劃分為若干功能單元電路,繪出整個系統邏輯電路圖,註明各單元電路間介面訊號,並畫出一些重要控制訊號的時序圖。

2、完成各單元電路設計

包括選擇合適的各類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、整個硬體聯機除錯、完成後準備與軟體聯調。

(四) 軟體設計過程

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、對各模組設計寫乙個詳細的程式流程圖。

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。

(五)課程設計報告的內容如下

1、 設計任務與要求

2、 總體方案與說明

3、硬體框圖與說明

4、電路原理圖與說明

5、軟體主要模組流程圖

6、源程式清單與注釋

7、問題分析與解決方案

8、結論與體會

9、參考資料

四、課程設計的內容

可根據不同方向選做一題。

1、 電子日曆時鐘系統。

2、 溫度控制系統(環境溫度、爐溫、水溫、人體體溫等)。

3、 壓力控制系統(大氣壓力、爐壓力、水壓、電子秤、健身器材)。

4、 順序控制系統。

5、 交通燈指揮系統。

6、 可程式設計頻率計。

7、 競賽搶答器。

8、 可儲存式電子琴。

9、 工具機加工模擬系統。

10、 電子計算器。

11、 步進電機控制系統。

12、 可程式設計節日彩燈系統。

13、 數字示波器系統。

14、 計程車計價器系統。

15、 可程式設計作息時間控制器。

五、時間分配

六、教學方式

實踐教學為主,結合專題講授,現場指導。

七、考核方式及成績評定

課程設計成績分三個部分評定:方案設計、軟硬體除錯過程和設計報告,按3:4:3評定成績。按百分制評定最終成績。評分標準如下:

1、方案設計在能夠體現題目功能、硬體原理圖正確、程式流程合理的前提下,教師對學生的設計水平、難易程度、實現方法進行評價。

2、軟硬體除錯過程中教師巡迴檢查輔導,了解每個學生的工作情況。每組除錯結束後經指導教師檢查,對其實驗方法、結果、元器件及裝置的完好情況綜合評價。

3、設計報告按規定格式書寫,要求材料齊全,敘述清楚。

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二 總體設計 本階段的任務是通過調查研究,查閱資料來初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,即某些功能既可能硬體實現也可以軟體來完成。一般說來,用硬體實現的優點是可以提高工作速度,但使電路複雜,增加了硬體成本,而用軟體代替某些硬體的功能可以使...

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