單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與制作

前言

本書為金華職業(yè)技術(shù)學(xué)院國家示范性高職院校建設(shè)項(xiàng)目成果之一，本教材對(duì)應(yīng)的課程2008年被評(píng)為國家級(jí)精品課程。隨著應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)的發(fā)展，企業(yè)對(duì)單片機(jī)技術(shù)人才的需求也發(fā)生了相應(yīng)變化，我們2002年就在單片機(jī)原理課程的基礎(chǔ)上，增設(shè)了基于單片機(jī)技術(shù)的智能電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作課程。多年來不斷進(jìn)行課程的教學(xué)改革，從最早的增加課時(shí)，到后來增大實(shí)踐課時(shí)比例，引入案例教學(xué)，改革考核方式等，取得了一定成績，但是離我們的期望還有較大的距離，教學(xué)效果不是非常理想。隨著應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)進(jìn)行工作過程系統(tǒng)化課程體系改革，通過深入學(xué)習(xí)關(guān)于工作過程系統(tǒng)化課程開發(fā)的理論，我們從2007年開始按照工作過程系統(tǒng)化的課程開發(fā)思路進(jìn)行課程教學(xué)改革，結(jié)合課程的特點(diǎn)，緊緊圍繞以下三點(diǎn)開展課程建設(shè)；（1）從培養(yǎng)學(xué)生完成職業(yè)崗位工作任務(wù)所需的職業(yè)能力要求出發(fā)，進(jìn)行課程內(nèi)容的選?。唬?）以真實(shí)的產(chǎn)品為載體，選擇教學(xué)項(xiàng)目；（3）基于職業(yè)崗位的工作過程序化教學(xué)內(nèi)容。課程內(nèi)容的選擇堅(jiān)持知識(shí)以必需、夠用為原則，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力為重點(diǎn)，使學(xué)生掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與制作的基本方法和基本技能。項(xiàng)目載體的選擇主要從三個(gè)方面考慮：一是企業(yè)的真實(shí)產(chǎn)品；二是學(xué)生對(duì)產(chǎn)品比較熟悉，三是難度適中。因此，最終選擇了智能電子鐘、電子秤和電動(dòng)自行車控制器三個(gè)產(chǎn)品作為本課程的項(xiàng)目載體。在教學(xué)方法的設(shè)計(jì)上，按照行動(dòng)導(dǎo)向原則組織教學(xué)，使學(xué)習(xí)過程和工作過程融為一體。為了達(dá)到好的教學(xué)效果，為學(xué)生提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源，如工作過程分析、學(xué)習(xí)案例等，并備有完成任務(wù)所需的工作頁、評(píng)價(jià)單等。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上，教材中還為學(xué)生提供了完成工作任務(wù)所需的學(xué)習(xí)案例，以及學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)。本書在編寫中，力求每個(gè)項(xiàng)目工作過程的系統(tǒng)性、完整性，能適應(yīng)行動(dòng)導(dǎo)向教學(xué)的要求，讓學(xué)生學(xué)會(huì)在工作中處理各類問題的方法，能有效地把理論和實(shí)踐結(jié)合起來。

內(nèi)容概要

本書按照基于單片機(jī)的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制作的工作過程，通過智能電子鐘、電子秤和電動(dòng)自行車控制器這3個(gè)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與制作，闡述了電子產(chǎn)品的設(shè)計(jì)步驟、設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)方法，重點(diǎn)介紹了單片機(jī)的顯示接口、鍵盤接口、A/D轉(zhuǎn)換器接口及直流電機(jī)調(diào)速控制接口設(shè)計(jì)的實(shí)用技術(shù)。本書以項(xiàng)目式結(jié)構(gòu)編排，內(nèi)容從簡單到復(fù)雜，體現(xiàn)了高職教學(xué)的特點(diǎn)。項(xiàng)目中配有相應(yīng)的引導(dǎo)文、學(xué)習(xí)案例、工作頁，便于教師組織教學(xué)和學(xué)生自主學(xué)習(xí)?！　”緯勺鳛楦呗氃盒ｋ娮宇?、電氣自動(dòng)化技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等專業(yè)的教學(xué)用書，也可作為其他職業(yè)學(xué)校及各類培訓(xùn)班的培訓(xùn)教材，同時(shí)也適合廣大單片機(jī)技術(shù)應(yīng)用的愛好者自學(xué)使用。

書籍目錄

項(xiàng)目一　智能電子鐘的設(shè)計(jì)與制作　  項(xiàng)目描述　  任務(wù)一　智能電子鐘的設(shè)計(jì)任務(wù)分析　    第一部分　任務(wù)學(xué)習(xí)引導(dǎo)　    第二部分　工作頁　  任務(wù)二　智能電子鐘的方案設(shè)計(jì)　    第一部分　任務(wù)學(xué)習(xí)引導(dǎo)　      一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能說明　      二、主要器件的選擇　    第二部分　工作頁　  任務(wù)三　智能電子鐘的軟、硬件設(shè)計(jì)　    第一部分　任務(wù)學(xué)習(xí)引導(dǎo)　      一、顯示接口設(shè)計(jì)　      二、鍵盤接口設(shè)計(jì)　      三、時(shí)鐘芯片接口設(shè)計(jì)　    第二部分　工作頁　      一、硬件設(shè)計(jì)工作頁　      二、軟件設(shè)計(jì)工作頁　  任務(wù)四　智能電子鐘的整機(jī)測(cè)試與技術(shù)文件編寫　    第一部分　任務(wù)學(xué)習(xí)引導(dǎo)　      一、智能電子鐘的整機(jī)測(cè)試　      二、智能電子鐘的技術(shù)文件編寫　    第二部分　工作頁　      項(xiàng)目評(píng)價(jià)　項(xiàng)目二　電子秤的設(shè)計(jì)與制作　  項(xiàng)目描述　  任務(wù)一　電子秤的設(shè)計(jì)任務(wù)分析　    第一部分　任務(wù)學(xué)習(xí)引導(dǎo)　      一、電子秤的分類　      二、電子秤的技術(shù)指標(biāo)　    第二部分　工作頁　  任務(wù)二　電子秤的方案設(shè)計(jì)　    第一部分　任務(wù)學(xué)習(xí)引導(dǎo)　      一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理　      二、主要器件的選擇　    第二部分　工作頁　  任務(wù)三　電子秤的軟、硬件設(shè)計(jì)　    第一部分　任務(wù)學(xué)習(xí)引導(dǎo)　      一、人機(jī)接口設(shè)計(jì)　      二、A/D接口設(shè)計(jì)　    第二部分　工作頁　      一、硬件設(shè)計(jì)工作頁　      二、軟件設(shè)計(jì)工作頁　  任務(wù)四　電子秤的整機(jī)測(cè)試與文件編寫　    第一部分　任務(wù)學(xué)習(xí)引導(dǎo)　      一、電子秤的測(cè)試內(nèi)容　      二、電子秤的測(cè)試設(shè)備　    第二部分　工作頁　      項(xiàng)目評(píng)價(jià)　項(xiàng)目三　電動(dòng)自行車控制器的設(shè)計(jì)與制作　  項(xiàng)目描述　  任務(wù)一　電動(dòng)車控制器的設(shè)計(jì)任務(wù)分析　    第一部分　任務(wù)學(xué)習(xí)引導(dǎo)　      一、電動(dòng)車控制器的分類　      二、電動(dòng)車控制器的功能　    第二部分　工作頁　  任務(wù)二　電動(dòng)車控制器的方案設(shè)計(jì)　    第一部分　任務(wù)學(xué)習(xí)引導(dǎo)　      一、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能說明　      二、直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方案　      三、主要器件的選型　    第二部分　工作頁　  任務(wù)三　電動(dòng)車控制器的軟、硬件設(shè)計(jì)　    第一部分　任務(wù)學(xué)習(xí)引導(dǎo)　      一、電動(dòng)車模擬量信號(hào)的采集　      二、直流電機(jī)的調(diào)速　      三、轉(zhuǎn)速的測(cè)量　      四、電動(dòng)車保護(hù)功能的設(shè)計(jì)　    第二部分　工作頁　      一、硬件設(shè)計(jì)工作頁　      二、軟件設(shè)計(jì)工作頁　  任務(wù)四　電動(dòng)車控制器的整機(jī)測(cè)試與技術(shù)文件編寫　    第一部分　任務(wù)學(xué)習(xí)引導(dǎo)　      一、電動(dòng)車控制器的測(cè)試內(nèi)容　      二、測(cè)試所用的儀器設(shè)備　    第二部分　工作頁　      項(xiàng)目評(píng)價(jià)　

章節(jié)摘錄

插圖：編寫功能模塊結(jié)構(gòu)圖和程序流程圖根據(jù)要完成的程序功能，把整個(gè)程序劃分成幾個(gè)主要的功能模塊，畫出功能模塊結(jié)構(gòu)圖，并對(duì)存儲(chǔ)器、標(biāo)志位等單元進(jìn)行具體的分配和說明。完成電子鐘的功能模塊結(jié)構(gòu)圖的繪制后，再繪制每個(gè)功能模塊的基本流程圖，為以后的程序編寫起到一個(gè)指導(dǎo)作用。3.準(zhǔn)備編程所需的資料編程資料包括單片機(jī)編程語言的資料、單片機(jī)芯片資料、日歷時(shí)鐘芯片的資料和應(yīng)用案例、顯示器的相關(guān)資料。4.程序編寫和調(diào)試在上面的準(zhǔn)備工作完成后，就可以著手編寫程序。編程的步驟按照顯示程序、鍵盤程序、定時(shí)程序、日歷時(shí)鐘芯片讀寫程序等順序進(jìn)行。寫完一個(gè)功能程序就進(jìn)行調(diào)試，通過后再編寫另外一個(gè)功能代碼，這樣可以防止在全部代碼編寫完畢后再調(diào)試可能帶來的相互影響，從而可以搞清楚到底是哪部分程序有問題。在具體的智能電子鐘的設(shè)計(jì)過程中，根據(jù)引導(dǎo)問題和學(xué)習(xí)案例，認(rèn)真填寫好硬件電路設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)記錄表。智能電子鐘的整個(gè)硬件系統(tǒng)主要由顯示接口電路、鍵盤接口電路和時(shí)鐘電路部分組成。下面分別介紹這3部分的接口設(shè)計(jì)。1.LED數(shù)碼管顯示接口方式LED數(shù)碼管顯示的接口方式可分為靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式。①靜態(tài)顯示方式：靜態(tài)顯示的特點(diǎn)是每個(gè)數(shù)碼管必須接一個(gè)8位鎖存器，用來鎖存待顯示的字形碼。送入一次字形碼后將一直保持顯示字形，直到送入新字形碼為止。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是占用CP[J時(shí)間少，顯示便于監(jiān)測(cè)和控制；缺點(diǎn)是硬件電路比較復(fù)雜，成本較高。靜態(tài)顯示的接口電路有許多種，圖1·8所示為一個(gè)并行接口顯示電路的實(shí)例。

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