《微机原理及应用》课程设计指导书
目 录
一、课程设计的目的和任务……………………………………………………………………1
二、课程设计指导及要求………………………………………………………………………1
三、课程设计的主要步骤………………………………………………………………………1
四、课程设计报告内容及要求…………………………………………………………………2
五、进度安排……………………………………………………………………………………2
六、课程设计的考核方法及成绩评定…………………………………………………………2
七、课程设计题目………………………………………………………………………………2
八、主要参考资料………………………………………………………………………………4
一、课程设计的目的和任务
课程设计是培养和锻炼学生在学习完本门课后综合应用所学理论知识解决实际工程设计和应用问题的能力的重要教学环节,它具有动手、动脑和理论联系实际的特点,是培养在校工科大学生理论联系实际、敢于动手、善于动手和独立自主解决设计实践中遇到的各种问题能力的一种较好方法。
《微机原理及应用》是一门应用性、综合性、实践性较强的课程,没有实际的有针对性的设计环节,学生就不能很好的理解和掌握所学的技术知识,更缺乏解决实际问题的能力。所以通过有针对性的课程设计,使学生学会系统地综合运用所学的理论知识,提高学生在微机应用方面的开发与设计本领,系统的掌握微机硬软件设计方法。
通过课程设计实践,不仅要培养学生的实际动手能力,检验学生对本门课学习的情况,更要培养学生在实际的工程设计中查阅专业资料、工具书或参考书,掌握工程设计手段和软件工具,并能用设计报告表达设计思想和结果的能力。培养学生事实求是和严肃认真的工作态度。
通过设计过程,要求学生熟悉和掌握微机系统的软件、硬件设计的方法、设计步骤,使学生得到微机开发应用方面的初步训练。让学生独立或集体讨论设计题目的总体设计方案、编程、软件硬件调试、编写设计报告等问题,真正做到理论联系实际,提高动手能力和分析问题、解决问题的能力,实现由学习知识到应用知识的初步过渡。通过本次课程设计使学生熟练掌握微机系统与接口扩展电路的设计方法,熟练应用8086汇编语言编写应用程序和实际设计中的硬软件调试方法和步骤,熟悉微机系统的硬软件开发工具的使用方法。
二、课程设计指导及要求
在课程设计时,3-5人一组,在教师指导下,各组可以集体讨论,但设计报告由学生独立完成,不得互相抄袭。教师的主导作用主要在于指明设计思路,启发学生独立设计的思路,解答疑难问题和按设计进度进行阶段审查。学生必须发挥自身学习的主动性和能动性,主动思考问题、分析问题和解决问题,而不应处处被动地依赖指导老师。同组同学要发扬团队协作精神,积极主动的提出问题、解决问题、讨论问题,互相帮助和启发。
学生在设计中可以引用所需的参考资料,避免重复工作,加快设计进程,但必须和题目的要求相符合,保证设计的正确。指导教师要引导学生学会掌握和使用各种已有的技术资料,不能盲目地、机械地抄袭资料,必须具体分析,使设计质量和设计能力都获得提高。学生要在老师的指导下制定好自己各环节的详细设计进程计划,按给定的时间计划保质保量的完成个阶段的设计任务。设计中可边设计,边修改,软件设计与硬件设计可交替进行,问题答疑与调试和方案修改相结合,提高设计的效率,保证按时完成设计工作并交出合格的设计报告。
三、课程设计的主要步骤
课程设计可以分为硬件设计和软件设计两个部分,其设计过程可以归纳为以下所述的四个步骤:
1.总体设计
本阶段的任务是通过调查研究,查阅资料来初步确定系统结构的总体方案,其中主要涉及到硬件和软件的功能划分。
应用系统中硬件和软件具有一定的互换性,即某些功能既可以用硬件实现也可以用软件实现。一般说来,用硬件实现的优点是可以提高系统的工作速度,但会增加电路的复杂性和硬件成本;而用软件代替某些硬件的功能可以使电路简化,便于修改设计,降低硬件成本,但软件工作量增大。
总体设计时,必须在硬件和软件之间权衡,分工明确,然后分头开始设计。
2.硬件设计过程
利用实验箱的硬件资源,结合课程设计题目,设计硬件原理图,搭建硬件电路。
3.软件设计过程
(1)采用模块化程序结构设计软件,可将整个软件分成若干功能模块。
(2)画出程序流程图。
(3)根据流程图,编写源程序。
(4)上机调试程序。
4.软、硬件联调。
四、课程设计报告内容及要求
课程设计报告包括以下内容:
1.设计题目
2.设计目的
3.设计原理及方案
4.实现方法
5.实施结果
6.改进意见及建议
7.设计体会
课程设计报告要求书写工整、内容充实、结论正确、符合设计要求。
五、进度安排
具体进度安排要求如下:
1.熟悉设计题目,查阅相关资料,确定总体方案,软、硬件功能划分,硬件接口原理图设计,程序设计等工作可以在题目分配后提前做准备工作,课程设计的题目在课程设计之前下达给学生,学生可以在课余时间,利用学习到的理论知识提前为课程设计做准备。
2.讨论设计任务,完成设计方案 1天
3.完成硬件电路设计、软件编写 1天
4.软、硬件联调 1天
5.现场验收 1天
6.撰写课程设计报告 1天
六、课程设计的考核方法及成绩评定
考核方法:现场验收(占50%),课程设计报告(占50%)。
考核内容:学习态度、方案合理性、程序编制质量、演示效果、答辩情况及设计报告质量。
成绩评定:优,良,中,及格,不及格。
七、课程设计题目
题目一 交通灯控制系统
1.利用8253定时,8259中断及8255输出实现十字路口交通灯模拟控制。
2.实现能自动控制和手动控制。
3.实现能随时可以调整自动模式的绿灯和红灯时间。
4.设计电路并在实验台上连接线路。
题目二 利用D/A、 A/D转换产生波形并显示
1.利用D/A设计一个波形发生器,能分别产生三角波、正弦波、锯齿波和方波。
2.并利用按键(自行定义)进行输出波形选择。
3.并对应按键选择输出波形,将以上四种波形显示在屏幕上。
4.(选作)设计一个三角波发生器,可利用键盘改变其输出波形的幅值。例如,可利用1—5这5个数字键改变其输出波形的幅值,当按下1—5数字键时使D/A输出幅值从1V增加到5V。
5.设计电路并在实验台上连接线路。
题目三 实现特定功能的键盘及LED显示
1.了解键盘及LED显示接口设计,绘制出原理图。
2.根据实验箱上提供的硬件资源完成:
(1)按1键显示年
(2)按2键显示月日
(3)按3键显示GOOD
(4)按4键数码管由左到右8字循环显示
3.设计电路并在实验台上连接线路。
题目四 双机通过两台实验箱串行通讯
1.利用8251设计双机串行通信系统。
2.对8255编程,利用小键盘进行发送和接收的控制。
3.接收的数据在屏幕显示。
4.设计电路并在实验台上连接线路。
题目五 温度采集及显示控制
1.利用实验箱及计算机设计出接口原理图。
2.利用A/D、D/A 转换,实现温度采集并在CRT上显示。
3.用红绿灯指示温度范围。温度在给定范围内,绿灯亮;若超过指定温度,红灯显示警告。
4.设计电路并在实验台上连接线路。
题目六 编程实现步进电机的控制
1.查找资料,了解步进电机的性能及原理,写出控制方法。
2.实现步进电机的正、反转功能。
3.实现由慢到快,再由快到慢的变速的功能。
4.设计电路并在实验台上连接线路。
题目七 直流电机闭环调速系统
1.了解直流电机闭环调速的方法。
2.掌握PID控制规律及算法。
3.掌握计算机编程控制原理。
4.设计电路并在实验台上连接线路。
题目八 LED七段数码管数字钟
1.设计并完成LED七段数码管数字钟电路。
2.数字钟显示格式为:HH:MM:SS。
3.具有通过键盘能够调整时、分、秒的功能。
4.设计电路并在实验台上连接线路。
八、主要参考资料
1.《微型计算机原理及应用技术》 朱金钧 麻新旗等编著 机械工业出版社
2.《微型计算机接口技术》 张弥左 王兆月 邢立军编著 机械工业出版社
3.《微型计算机技术及应用》 戴梅萼 史嘉权编著 清华大学出版社
4.《微型计算机系统原理及应用》 周明德编著 清华大学出版社
注:学生可以参照其它相关的技术资料