单片机课程设计风扇（精选7篇）
关键词：STC89C52,DS18B20,风扇调速,制冷片
引言
温控智能风扇可以感知环境温度, 自动调节风扇的转速, 半导体制冷片制冷, 达到调节环境温度的功能。该风扇有两个档位, 高速档:当环境温度高于设置温度时, 制冷片工作, 转速加快;低速档:当环境温度低于设置温度时, 制冷片不工作, 转速降低。该风扇性能优良, 可应用于实际生活。
1 系统概述
该风扇以STC89C52单片机为核心, 通过DS18B20对环境温度进行检测, 利用LCD1602显示当前温度, 半导体制冷片制冷进行温度调节, 从而实现了风扇随外界温度智能调速以及降低环境温度功能。
该系统包括控制模块、温度检测模块、显示模块、制冷模块、风扇调速控制模块、电源模块等。系统框图如图1所示。
2 硬件设计
硬件设计主要包括控制模块、温度检测模块、显示模块、制冷模块、风扇调速控制模块、电源模块的电路设计。
2.1 控制模块
单片机作为该系统的核心部件, 采用STC89C52单片机, 控制LCD1602显示, 接收DS18B20采集到的温度来控制风扇调速和制冷片工作。
2.2 温度检测模块
该系统采用DS18B20温度传感器, DS18B20抗干扰能力强, 精度高, 可以全数字温度转换及输出, 检测温度范围为-55℃~+125℃, 温度信息经过单线接口送入或送出, 使用方便。
2.3 显示模块
该系统采用LCD1602显示模块, 单片机的P0口连接LCD1602数据端, P3.5、P3.6、P3.7连LCD1602的使能端和控制端。
2.4 制冷模块
制冷片采用电流换能型半导体制冷片, 它的主要功能是当外界温度高于设定温度上限时制冷。电路如图2所示。
2.5 风扇调速控制模块
风扇调速是根据外界温度与设定温度比较进行调速的。当外界温度高于设定温度时, 风扇高速运行, 外界温度低于设定温度时, 风扇低速运行。电路如图3所示。
2.6 电源模块模块
为了使制冷效果好, 选用了TEC4-12705型半导体制冷片, 其工作电压和电流分别为12V5A。市电降压选用次级电压30V电流5A的变压器, 降压后经D1~D4整流, C1、C2滤波, 然后由LM7805为大功率三极管2N3773基极提供基准参考电压。LM7805的公共端外加稳压管ZD1作偏置电压, 使稳压器输出12V5A直流电源。
当电路故障引起输出电压超过15V时, 因R1上的压降使晶闸管单向可控硅SCR触发导通, 此时电路中的熔丝F熔断, 稳压电源无输出而得到保护。
3 软件设计
本系统采用C语言编程, 主程序实现温度检测和显示、风扇转速调节、制冷片制冷控制等功能。主程序流程图如图4所示。
4 结束语
本系统以STC89C52单片机为控制核心, 实现了风扇自动调节风扇转速, 降低环境温度功能。利用单片机实现的智能温控风扇, 性能可靠, 成本较低, 适合大众消费, 有重要的应用价值。
参考文献
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[3]沈任元, 吴勇.常用电子元器件简明手册[M].北京:机械工业出版社, 2000.
关键词：单片机；课程设计；教学改革
中图分类号 G420 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2013）06-160-02
安徽农业大学电气工程及其自动化专业2009年首次开始招生，2011年秋开始学习单片机原理及应用课程，讲解中采用了汇编语言与C语言两种版本，之后2012年上半年该专业2009级开始为期2周的单片机课程设计，在设计过程中初期发现如下问题：（1）学生设计题目由教师指定，数目较多，难度各异，学生自主选择空间不大；（2）学生理论基础尚可，但实践能力普遍较弱，主要表现在程序读写不熟悉（3）少数同学能很好完成任务，但不少同学存在“打酱油”情况；（4）小组成员虽然有明确分工，大多成员除了对自己的工作熟悉外，对其他成员所做工作不太熟悉，与其他小组间也缺乏交流。针对上述存在问题，在查阅大量参考文献的基础上[1-6]，笔者着重从学生分组、选题、实施及考核等方面进行了整体设计，并依此对课程设计及时进行了重新部署。
1 分组
2009级共有99人，分两班进行，笔者所带班有50人。分组时主要考虑分组数量、组内成员搭配和班级协助小组（1）分组数量。组数过少，则组成员较多，会产生冗余人员，造成有些成员得不到有效实践机会；1人一组，虽然可以增加成员的动手机会，但缺乏团队协作方面的锻炼机会。因此，笔者选择了2人一组，这样整个班共分成25小组。（2）组内成员组成。若采且成员自由搭配的话，势必造成有些成绩好的同学在一组，一些成绩差的在一组，为了消除这些影响，选取单片机课程设计前修课程单片机原理及应用、C语言、模拟电路、数字电路、C语言课程设计、模拟电路课程设计和数字电路课程设计等7门课程的成绩，选取100为基数，分别对各科成绩进行归一化处理；把课程设计类归一化成绩权重设为2，单片机原理及应用归一化成绩权重设为1.5，其他课程归一化成绩权重设为1；把各科归一化成绩乘以权重后进行累加，得出该学生的综合成绩；最后按综合成绩进行排序，把第1名与第50名进行组合，第2名与第49名进行组合，其他以此类推。（3）班级协助小组。选取综合成绩前5名成员组成班级协助小组，由指导老师进行强化指导，然后在课程实施过程中负责协助老师指导其他相同课题小组。
2 选题
选题主要遵循以下原则。（1）采取指导教师定题或学生自主选题结合的原则。选题要贴近现实，便于学生了解课程设计的应用价值；（2）知识点要求原则。考虑单片机课程原理及应用的特点，设计选题应主要考虑锻炼各知识点，主要包括中断、定时器/计数器、串口通信和扩展与接口技术，因此，在笔者设置题目或学生自主选择的题目应至少涵盖3个知识点。（3）便于管理原则。以笔者所带班级为例，50人分为25组，若每组1题，势必造成题目过多，在电路元器件购置上引发更多工作量，组间不便于交流，协助小组也无法发挥其作用。因此，笔者先确定5个协作小组成员所在组的课程设计课题，协作小组成员间课题各不相同，可以选择指定课题，也可以自选课题，协作小组成员由指导教师强化训练，确保其可以指导其他小组；然后以协作小组成员所在组选题为参照，把其他20组分成5大组，每大组内所选课题均相同，指定每大组的具体协作指导人员。
3 实施
确定分组与选题后，开展前关键是阐述清楚考核机制（见下节）。明确考核办法后，开始正式进入实施阶段。采取的办法主要有：（1）采取一般指导与个别指导相结合的原则，一般指导针对全体人员开展包括文献检索、任务书制定、任务分配、时间节点安排、keil c51使用、proteus软件使用方面的整体介绍。个别指导主要是对协作小组人员或小组内主要人员针对上述难点问题进行具体指导；（2）明确各小组人员分工，确定任务时间节点；（3）明确协作小组人员任务；（4）先用keil 51编写应用程序，再用ASM编写应用程序，用proteus绘制电路并进行仿真，通过检查后方可焊接电路板；（5）电路板检验通过后，参照本科毕业设计要求，撰写设计说明书；（6）按小组采用PPT进行答辩，限时10min，包括电路设计、程序设计和经验体会。
4 考核
考核办法是确保分组管理、协作小组管理、选题及开展环节有效的关键措施，笔者在实施过程中主要遵循以下原则：（1）连带原则：小组成员答辩时必须清楚本小组课题的所有技术环节，包括电路设计、代码解释等；否则视为不合格，重新组织进行答辩；协作人员所负责大组初次答辩时存在成员不熟悉电路或代码情况下，协作人员不能加分（2）同组不同分原则：在小组答辩符合要求的情况下，根据任务安排，小组主要完成人在小组成绩基础上进行一定上浮；次要完成人进行一定下浮；（3）组间协作原则：在完成本小组课题的基础上，选则另一大组内课题进行学习，答辩时一同汇报，若不能，视为不合格，重新组织答辩，但不影响本小组的协作人员考核。
5 结论
笔者用上述分组、选题、实施及考核办法先后应用于安徽农业大学电气工程及其自动化专业2009级和2010级单片机原理课程设计，虽然设计的周期最后远远大于了2周，但方法从机制上保障了分组的合理性，从考核上杜绝了“打酱油”学生的存在；从机制上保障了选题的科学性，由此引发学生对于创新性的思考；从机制上明确了小组内、小组间的交流合作机会，锻炼了协作小组成员的领导能力，培养了学生间的互助协作精神。与学院同年级其他专业相同课程设计学生相比，笔者所指导的班级在整体上体现了很强的实践能力， 2009级学生在今年的毕业设计过程中，实践能力普遍受到了指导教师的认可，其中段熊波同学以单片机为基础的一个项目获得了安徽农业大学第五届“兴农杯”一等奖和第五届安徽省挑战杯创业大赛银奖；2010级87人也依此积极申请了10多项的校创新基金。但是由于方法尚处于试运行阶段，还存在一些尚需探讨的问题，希望能广大单片机课程设计指导教师提出宝贵的意见。
参考文献
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[3]董亮，朱磊，何鹏. MCS-51单片机课程设计的研究[J]. 实验室科学，2008（4）：56-57.
[4]马金祥，何一鸣. 单片机课程实践能力培养方法的探讨[J]. 常州工学院学报，2007（3）：87-91.
[5]张毅刚. 单片机原理及应用[M]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2004：1-9.
[6]肖伸平，凌云，何小宁，等. 单片机应用技术课程实践化教学改革的探索[J]. 实验技术与管理，2006，23（12）：104-106.
设计题目： 基于单片机的8*8点阵显示数字设计
学生姓名： 指导教师： 二级学院： 专
业： 班
级： 学
号：
目 录
摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅱ 1 方案选择及总体设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.1方案确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.1.1功能要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.1.2方案确定„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 1.2器件选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 2 控制系统设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2.1 控制系统硬件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2.1.1整体模块设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2.1.2单片机AT89C51„„„„„„„„„„„„„„„„„2 2.1.3单片机最小系统设计„„„„„„„„„„„„„„„5 2.1.3.1晶振电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„5 2.1.3.2复位电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„5 2.1.4驱动电路设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 2.1.5LED点阵显示设计„„„„„„„„„„„„„„„„9 2.2控制系统软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„11 2.2.1软件设计思想„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 2.2.2主程序流程图„„„„„„„„„„„„„„„„„„11 2.2.3子程序流程图„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 3 系统仿真及调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 3.1系统调试„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 3.2系统仿真„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 3.2.1protrus软件仿真„„„„„„„„„„„„„„„„14 3.2.2程序„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14 总结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„^„17 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18
I
摘 要
现在市场上各类基于LED的显示屏较多，但大部分产品为单一模式的LED显示屏，其在显示内容的更换及显示屏的重组等方面都存在不便之处。但随着信息化社会的迅速发展，LED显示屏正在向显示内容丰富、信息更改方便等方面发展。因此制作一款多功能的LED广告显示屏是非常有意义地。
LED驱动显示采用动态扫描方法，动态扫描方式是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行的同名列共用一套列驱动器。以8×8点阵为例，把所有同一行的发光管的阳极连在一起，把所有同一列的发光管的阴极连在一起（共阳的接法），先送出对应第1行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第1行使其燃亮一定的时间，然后熄灭；再送出第2行的数据并锁存，然后选通第2行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；第8行之后，又重新燃亮第1行，反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每秒24次以上），由于人眼的视觉暂留现象，就能看到显示屏上稳定的图形。该方法能驱动较多的LED，控制方式较灵活，而且节省单片机的资源。
本次课程设计的题目为8×8点阵数字显示，设计的任务为使用单片机控制8×8的点阵显示0到9的数字，不仅显示清晰，并且每经过一定时间，显示的数字加一，从0 到 9 循环。以AT89C51单片机为核心，采用串行传输、动态扫描技术，制作一款模块化LED多功能显示屏。
在资料收集方面，主要是参考了《51单片机原理及应用—基于Keil C与Proteus》一书，结合了一些网络资料，以及一些集成块的使用说明书。
在整个工作过程中，根据收集来的资料绘制出大概的原理图，然后通过Proteus仿真，与此同时运用Keil 编程，用Keil 与Proteus进行联调，调试成功后确定了原理图和控制程序。
II
第一章 方案选择及总体设计
1.1 方案确定
1.1.1 功能要求
1、采用STC-51单片机作为微处理器。
2、设计一个8×8点阵LED数码字符显示器。
3、在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足、稳定、清晰无串扰。
4、动态显示“0——9”几个字符。
1.1.2 方案确定
采用ST89C51单片机作为微处理器，将共阳极二极管用共阴型接法连接成8×8点阵LED数码字符阵列，通过程序控制，采用动态显示，建立字符库“0——9”。
1.2 器件选择
微处理器采用ST89C51系列单片机，ST89C51单片机是这几年在我国非常流行的单片机，是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）高性能单片机，可擦除只读存储器可以反复擦除100次，具有低功耗、高性能的特点。
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
第二章 控制系统设计
2.1控制系统硬件设计
2.1.1整体模块设计
本设计行、列驱动电路，显示器电路，运用单片机的智能化，系统的将每个功能电路模块连接在一起，总体结构设计如图2-1所示。
点阵显示器行驱动电路PC上位机单片机8×8点阵LED显示器电路点阵显示器列驱动电路
图2-1 硬件系统框图
此次需要实现的功能是利用一个ST89C51，一个8×8LED点阵，动态显示“0——9”10个字，采用PC上位机驱动显示电路。
2.1.2 单片机AT89C51 AT89C51是美国ATMEL公司生产的低电压,高性能CMOS8位单片机,片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器(PEROM)和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产, 兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器(CPU)和Flash存储单元,功能强大AT89C51单片机能提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制领域。
AT89C51单片机引脚图如图2-2所示。
图2-2 AT89C51引脚图
AT89C51管脚说明： VCC：供电电压。GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P0口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行
存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能口，如下所示： P3口管脚
备选功能： P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）
P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。
ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：
来自反向振荡器的输出。
2.1.3 单片机最小系统设计
单片机的最小系统是能够让单片机工作的最小硬件电路。除了单片机外，最小系统还包括复位电路和时钟电路。
复位电路：单片机的复位电路接在复位信号RST上，复位电路用于将单片机内部电路的状态恢复到初始值。需要复位时按下按钮即可。
时钟电路：时钟电路为单片机工作提供基本时钟。时钟电路中包含一个晶体振荡器，简称晶振，频率范围是1.2~12MHz。晶体振荡频率越高，系统的时钟频率也越高，单片机的运行速度也就越快
ST89C51单片机最小系统电路由复位电路、晶振电路两部分组成。2.1.3.1 晶振电路设计
ST89C52单片机芯片内部设有一个由反向放大器构成的振荡器，XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的的输入端和输出端，时钟可有内部或外部生成，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡电路就会产生自激振荡。系统采用的定时元件为石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶振频率采用12MHZ，C1、C2的电容值取30pF，电容的大小起频率微调的作用。晶振电路图如图2-3所示。
C1XTAL130pFC2XTAL230pF图2-3 晶振电路图
X112MHZ
2.1.3.2 复位电路设计
ST89C51单片机在启动运行时或者出现死机时需要复位，使CPU以及其他功能部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。单片机有多种复位方式，常用的复位操作有上电复位和手动复位方式。本设计采用最简单的上电复位方式，电路如图2-4所示。上电复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的，复位电路产生的复位信号（高电平有效）由RST引脚送入到内部的复位电路，对ST89C51单片机进行复位，复位信号要持续两个机器周期（24个时钟周期）以上，才能使ST89C51单片机可靠复位。当上电时，C1相当于短路，有时碰到干扰时会造成错误复位，可在复位端加个去耦电容，可以取得很好的效果。
ST89C51单片机复位电路如下图所示：
VCCAT89C51VCCC510MF/25VRSTR94.7KVSSR24.7KVSSRSTR1C10MF/25VS5 RSTVCCAT89C51VCC
图2-4 上电复位电路图
图2-5 按键电平复位电路图
复位电路工作原理：
上电瞬间RST引脚的电位与VCC等电位，RST引脚为高电平，随着电容C5充电电流的减少，RST引脚的电位不断下降，可以保持RST引脚在为高电平的时间内完成复位操作。
当单片机已在运行当中时，按下复位键S5后再松开，也能使RST引脚为一段时间的高电平，从而实现ST89C51单片机复位。
2.1.4 驱动电路设计
驱动电路图如图2-6所示。
图2-6 驱动电路图
74LS245引脚图如图2-7所示。
图2-7 74LS245引脚图
引出端符号： A A总线端
B B总线端
/G 三态允许端(低电平有效)DIR 方向控制端
74LS245是用来驱动LED或者其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。
如果用89C51的P0口输出到数码管，那就要考虑到数码管的亮度以及P0口带负载的能力，当89C51单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。选用74LS245提高驱动能力。P0口的输出经过74LS245提高驱动后，输出到数码管显示电路。
工作原理：
当片选端/CE低电平有效时，DIR=“0”，信号由B向A传输;（接收）DIR=“1”，信号由A向B传输；（发送）当CE为高电平时，A、B均为高阻态。
正向点亮一颗LED，至少也要10～20mA，若电流不够大，则LED不够大。而不管是ST89C51的I/O口，还是TTL、CMOS的输出端，其高态输出电流都不是很高，不过1～2mA而已。因此很难直接高态驱动LED，这时候就需要额外的驱动电路，通常有共阳型与共阴型LED阵列驱动电路，本设计才用共阴型高态扫描信号驱动电路。
共阴型LED阵列驱动电路采用高态扫描，也就是任何时间只有一个高态信号，其它则为低态。一行扫描完成后，再把高态信号转化到近邻的其他行，扫描信号接用一个反向驱动器，ST89C51本身内置一个反向驱动器，本设计将ST89C51作为点矩阵显示控制系统的控制核心，通过点矩阵实时显示并移动字符。
单片机的串口与行驱动器相连，用来发送显示数据信息。P3口与LED阵列的行引脚相连，送出数据、地址以及系统控制信号。输出低态时，最大可吸取0.5A，即500mA，若每个LED取30mA，7个LED同时点亮，需要210mA，完全满足LED点亮的基本条件。
所要显示的信号送入74LS245芯片，然后连接到LED阵列的列阵脚。对于高态的显示信号，将可提供其所连接LED的驱动电流，而这个驱动电流经过LED到输出端，形成正向回路，即可点亮该LED。其中每个晶体管任何时间只需负
责驱动一个LED，所以选择30mA射极电流的晶体管。驱动电路如图2-6所示。
2.1.5 LED点阵显示设计
本设计采用ATMEL公司的AT89C51作矩阵显示控制系统控制核心，12MHZ晶振,88点阵共阳LED显示器。其中，P0口作为字符数据输出口,P3口为字符显示扫描输出口,第31脚(EA)接电源，改变电阻（270×8）的大小可改变显示字符的亮度，驱动用74LS245芯片。
本设计LED矩阵显示器电路选用8×8点阵模块，系统由单片机控制。LED显示屏是将发光二极管按行按列布置的，在扫描驱动方式下可以按行扫描按列控制，也可以按列扫描按行控制。本文就是使用1块8×8点阵，采用按列扫描按行控制控制方式，扫描顺序自左向右，以满足数字显示的要求。8×8点阵LED结构如图2-8所示。
8×8点阵LEDabcdefgh12345678
图2-8 LED数码显示管
8×8 点阵LED的工作原理：LED点阵的显示方式是按显示编码的顺序，一行一行地显示。对于共阳型的点阵来说，当某一点所在的行对应高电平“1”并且其所在的列对应低电平“0”的时候，这一点就会被点亮。将每一行的显示时间进行一定的延时,由于人的视觉暂留现象，就会感觉到8行LED是在同时显示的。若显示的时间太短，则亮度不够，若显示的时间太长，将会感觉到闪烁。图2-9为8×8点阵LED外观及引脚图，其等效电路如图2-10所示，只要其对应的X、Y轴顺向偏压，即可使LED发亮。例如如果想使左上角LED点亮，则Y0=1，X0=0即可。应用时限流电阻可以放在X轴或Y轴。一个8×8点阵是由64个发光二极管按规律组成的，如图2-10所示。图中，行接高电平，列接低电平，发光二极管导通发光。
图2-9 8×8点阵LED外观及引脚图
图2-10 8×8点阵LED等效电路
8×8点阵数字显示的编码原理: 8×8点阵数字显示主要应用行扫描动态显示的方法实现，如图2-11所示，将行线依次置零，一次对列线编码，有红色填充部分为1，无填充部分为0。
图2-11 8×8点阵数字显示的编码原理
如此可得到“0”的编码为{0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00,0x00},同理可得到：
{0x00,0x00,0x00,0x21,0x7f,0x01,0x00,0x00}
//1 {0x00,0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,0x00,0x00}
//2 {0x00,0x22,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00}
//3 {0x00,0x0c,0x14,0x24,0x7f,0x04,0x00,0x00}
//4 {0x00,0x72,0x51,0x51,0x51,0x4e,0x00,0x00}
//5 {0x00,0x3e,0x49,0x49,0x49,0x26,0x00,0x00}
//6 {0x00,0x40,0x40,0x40,0x4f,0x70,0x00,0x00}
//7 {0x00,0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00}
//8 {0x00,0x32,0x49,0x49,0x49,0x3e,0x00,0x00}
//9 2.2控制系统软件设计
2.2.1 软件设计思想
主程序先进行设置中断，并启动，再进行键盘扫描载入“0——9”字型，然后判断一组字型是否扫描完，按不同情况进行循环调用子程序。进入子程序后，首先设置相应的程序，反复调用显示子程序，并在显示过程中反复调用键盘扫描子程序进行延时，判断是否退出相应的方式显示子程序。设计过程中，能很好得提高按键响应速度。
2.2.2 主程序流程图
主程序首先设置并启动T0中断，然后调用初始化程序，为后面程序要用到的数据调入，并清零一些用到的数据单元，然后载入“0——9”字型，进行扫描。图2-12为主程序流程图。
图2-12 主程序流程图
2.2.3 子程序流程图（定时中断服务程序）
图11 子程序流程图（定时中断服务程序）
第三章 系统仿真及调试
3.1系统调试
根据硬件电路图核对了元器件的型号、极性，安装是否正确，检查硬件电路连线是否与电路原理图一致，检查电路元器件是否都已经连接好。
通电后，用示波器检测单片机的复位和晶振电路是否有复位信号和振荡信号。
3.2 系统仿真
3.2.1 proteus软件仿真
使用proteus原理及仿真如图3-1所示。
如图3-1 proteus原理及仿真图
3.2.2 程序
#include
{ 0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x21,0x7f,0x01,0x00,0x00，//0 //1 0x00,0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,0x00,0x00，//2 0x00,0x22,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00，//3 0x00,0x0c,0x14,0x24,0x7f,0x04,0x00,0x00，//4 0x00,0x72,0x51,0x51,0x51,0x4e,0x00,0x00, 0x00,0x3e,0x49,0x49,0x49,0x26,0x00,0x00, 0x00,0x40,0x40,0x40,0x4f,0x70,0x00,0x00，0x00,0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00,0x00，0x00,0x32,0x49,0x49,0x49,0x3e,0x00,0x00
};uchar i=0,t=0,Num_Index;//主程序 void main(){ P3=0x80;
Num_Index=0;
//从0开始显示
TMOD=0x00;
//T0方式0 TH0=(8192-2000)/32;//2ms定时
TL0=(8192-2000)%32;IE=0x82;
//允许T0中断
TR0=1;
//启动T0 while(1);}
//T0中断函数
void LED_Screen_Display()interrupt 1 { TH0=(8192-2000)/32;
//恢复初值
TL0=(8192-2000)%32;P0=0xff;
//输出位码和段码
P0=~Table_of_Digits[Num_Index*8+i];P3=_crol_(P3,1);
//P3循环向左一位 //5 //6 //7
//8 //9
}
if(++i==8)i=0;if(++t==250){
} t=0;
//每屏一个数字由8个字节构成 //每个数字刷新显示一段时间
if(++Num_Index==10)Num_Index=0;//显示下一个数字
总结
经过单片机的课程设计，我有了很大的收获。
首先，就是让我加深了对单片机的掌握和理解与应用，知道单片机到底是怎样控制点阵，怎样应用在生活中的。并且让我懂得了要善于思考，追求严谨，认真解决问题，才会有更多的收获。
然后，提高了通过查阅资料解决问题的能力。通过查阅大量的相关资料，详细了解了LED的发光原理和LED显示屏的原理，了解了LED的现状，清楚地了解了LED显示屏与其它显示屏相比较有那些优点，明确了研究目标。并且通过对单片机资料的查阅和应用，更进一步增加了对单片机知识的理解和运用能力。并证实了自己的思路：“查资料→思考总结→运用→找出差错，再查资料和向别人询问→再次运用”的正确性。
最后，本系统能够完成设计任务，能够显示数字0-9，并且显示也较为稳定清晰。本系统具有硬件少，结构简单，容易实现，性能稳定可靠，成本低等特点。在本次课程设计中，主要使用了Proteus和Keil等软件进行硬件电路和控制程序的设计，加深了对这些软件的了解。感到Proteus对电子专业的同学来说是一个很有用的软件。总体来说这次的课程设计很成功，达到了预想的目的：学到了知识，提高了能力，完成了任务。
参考文献
[1] 张靖武,周灵彬 《单片机系统的PROTEUS设计与仿真》北京 电子工业出版社 [2] 吴金戌，沈庆阳，郭庭吉 《8051单片机实践与应用》北京 清华大学出版社 [3] 李群芳，肖看 《单片机原理、接口及应用》北京 清华大学出版社
1．树立新的学生观、教学观和评价观
首先，根据多元智能理论，我们应该树立积极乐观的学生观。每个学生都有自己的优势智能，有自己的学习风格和方法。我们看待学生时应该时刻清醒地认识到，每个学生都是多种不同智能不同程度的组合，问题不再是一个学生有多聪明，而是一个学生在哪些方面聪明和怎样聪明。
2．向学生展示多方面的智能领域
受遗传因素和环境因素的影响，儿童之间很早就表现出兴趣爱好和智能特点的不同。美国心理学家的一项实验研究表明，四五岁的儿童在完成需要不同智能共同参与的多项游戏任务时，都表现出了不同的智能特点。教育工作者的任务就应该是向儿童提供多种多样的智能活动机会，在充分尊重儿童发展独特性的同时，保证儿童的全面发展。
3．注意鉴别并发展学生的优势智能领域
在多元智能理论看来，每一位学生都有相对的优势智能领域（无论是相对于自己还是别人），如有的学生更容易通过音乐来表达，有的学生则更容易通过数学来表达。我们应该在对学生进行评价的基础上注意发现他们的优势智能领域并加以挖掘和发展。
4．帮助学生将优势智能领域的特点迁移到其他智能领域多元智能理论强调八种智能中的每一种在人类认知结构中均具有同等重要的地位，教育应该对不同的智能一视同仁。但它更强调每一个人的智能特点是不一样的，强调每一个人都应该在充分展示自己智能长项的同时，将自己优势领域的意志品质等迁移到弱势智能领域中，从而使自己的弱势智能领域得到发展。
5．应该注重培养学生的创造能力
加德纳多元智能理论告诉我们应该注重学生创造能力的培养。在多元智能理论看来，现实生活需要每个人都充分利用自身的多种智能来解决各种实际问题，社会的进步需要个体创造出社会需要的物质产品和精神产品，这两种能力的充分发展，才应该被视作智能的充分发展。从智能的本质上讲，解决实际问题的能力也是一种创造能力，因为它主要是综合运用多方面的智能和知识、创造性地解决现实生活中没有先例可循的新问题特别是难题的能力。
6．建构全新的课程设计思路
多元智能理论为我们挑战传统的课程设计思路并形成新的、有时代特点的课程设计思路提供了有意义的借鉴。根据多元智能理论的理念和实践，有时代特点的课程设计思路可以概括为两点，其一是“为多元智能而教”，其二是“通过多元智能来教”。
1.不相信自己的意志，永远也做不成将军。
春秋战国时代，一位父亲和他的儿子出征打仗。父亲已做了将军，儿子还只是马前卒。又一阵号角吹响，父亲庄严地托起一个箭囊，郑重地对儿子说:“这是家袭宝箭，佩带身边，力量无穷，但千万不可抽出来。”果然，佩带宝箭的儿子英勇非凡，所向披靡。当鸣金收兵的号角吹响时，儿子再也禁不住得胜的豪气，完全忘记了父亲的叮嘱，强烈的欲望驱使他呼一声就拔出了宝箭。骤然间他惊呆了，断箭，箭囊里装着一枝折断的箭。儿子顿时吓出了一身冷汗，意志轰然坍塌。结果儿子惨死于乱军之中。
Skill 1:把胜败寄托在一枝宝箭上，多么愚蠢，而当一个人把生命的核心与把柄交给别人，又是多么危险！永远记住:自己才是一枝宝箭。
2、乐观者和悲观者
从前，有一对夫妇养育了两个儿子，大儿子以卖煤为生，小儿子则卖雨伞。每到下雨，母亲就唉声叹气说大儿子的煤要卖不出去了，天晴时，母亲又惆怅抱怨小儿子的伞没人要。但父亲则和母亲恰恰相反，下雨天，他为小儿子高兴，天晴时，他为大儿子叫好。
Skill 2:性格决定命运，乐观的人会在逆境中找到快乐，悲观的人看不到生活中的希望，有什么样的思维方式就会有什么样的人生。
3、为生命画一片树叶
美国作家欧・亨利在他的小说《最后一片叶子》里讲了个故事: 病房里，一个生命垂危的病人从房间里看见窗外的一棵树，叶子在秋风中一片片地掉落下来。病人望着眼前的萧萧落叶，身体也随之每况愈下，一天不如一天。她说:“当树叶全部掉光时，我也就要死了。”一位老画家得知后，用彩笔画了一片叶脉青翠的树叶挂在树枝上。最后一片叶子始终没掉下来。只因为生命中的这片绿，病人竟奇迹般地活了下来。
Skill 3:人生可以没有很多东西，却唯独不能没有希望。希望是人类生活的一项重要的价值。
4、飞翔的蜘蛛 一天，我发现，一只黑蜘蛛在后院的两檐之间结了一张很大的网。难道蜘蛛会飞？要不，从这个檐头到那个檐头，中间有一丈余宽，第一根线是怎么拉过去的？ 后来，我发现蜘蛛走了许多弯路——从一个檐头起，打结，顺墙而下，一步一步向前爬，小心翼翼，翘起尾部，不让丝沾到地面的沙石或别的物体上，走过空地，再爬上对面的檐头，高度差不多了，再把丝收紧，以后也是如此。蜘蛛不会飞翔，但它能够把网结在半空中。它是勤奋、敏感、沉默而坚忍的昆虫，它的网织得精巧而规矩，八卦形地张开，仿佛得到神助。这样的成绩，使人不由得想起那些沉默寡言的人和一些深藏不露的智者。
Skill 4:信念是一种无坚不摧的力量，当你坚信自己能成功时，你必能成功。
5、成功并不像你想像的那么难
1965年，一个韩国学生到剑桥大学主修心理学。他常到学校的咖啡厅或茶座听一些成功人士聊天，他们中有诺贝尔奖获得者，有学术权威，还有一些创造了经济神话的人。这些人幽默风趣、举重若轻，把自己的成功都看得非常自然和顺理成章。时间长了，他发现，在国内时，一些成功人士把自己的创业艰辛过分地夸大了。作为心理系的学生，他对韩国成功人士的心态进行了研究。1970年，他把《成功并不像你想像的那么难》作为毕业论文，提交给现代经济心理学的创始人威尔布雷登教授。布雷登教授读后，大为惊喜。这本书后来鼓舞了很多人，它从一个新的角度告诉人们，成功与“劳其筋骨，饿其体肤”、“三更灯火五更鸡”、“头悬梁，锥刺股”没有必然的联系，只要你对某一事业感兴趣，长久地坚持下去就会成功，必有收获。
Skill 5:人世中的许多事，只要想做，都能做到，用不着什么钢铁般的意志，更用不着什么技巧或谋略。只要一个人还在朴实而饶有兴趣地生活着，他终究会发现，造物主对世事的安排，都是水到渠成的。
6、勇于冒险
有一天，龙虾与寄居蟹在深海中相遇，寄居蟹看见龙虾正把自己的硬壳脱掉，露出娇嫩的身躯。寄居蟹非常紧张地说:“龙虾，你怎可以把唯一保护自己身躯的硬壳也放弃呢？难道你不怕有大鱼一口把你吃掉吗？以你现在的情况来看，连急流也会把你冲到岩石去，到时你不死才怪呢？” 龙虾气定神闲地回答:“谢谢你的好心，可是你不了解，我们龙虾每次成长，都必须先脱掉旧壳，才能生长出更坚固的外壳，现在面对的危险，只是为了将来发展得更好而作出准备。” 寄居蟹细心思量一下，自己整天只找可以避居的地方，而从来没有想过如何令自己成长得更强壮，整天只活在别人的护荫之下，难怪永远都限制自己的发展。
Skill 6:对于那些害怕危险的人，危险无处不在。
7、再试一次 有个年轻人去微软公司应聘，而该公司并没有刊登过招聘广告。见总经理疑惑不解，年轻人用不太娴熟的英语解释说自己是碰巧路过这里，就贸然进来了。总经理感觉很新鲜，破例让他一试。面试的结果出人意料，年轻人表现糟糕。他对总经理的解释是事先没有准备，总经理就随口应道:“等你准备好了再来试吧。” 一周后，年轻人再次走进微软公司的大门，这次他依然没有成功。但比起第一次，他的表现要好得多。而总经理给他的回答仍然同上次一样:“等你准备好了再来试。”就这样，这个青年先后5次踏进微软公司的大门，最终被公司录用，成为公司的重点培养对象。
Skill 7:以勇敢者的气魄，坚定而自信地对自己说一声“再试一次”！再试一次，你就有可能到达成功的彼岸！
8、天道酬勤
曾国藩是中国历史上最有影响的人物之一，但是他小时候的天赋却并不高。有一天在家读书，对一篇文章不知道重复了多少遍，还是没有能够背下来。这时候他家来了一个贼，潜伏在他的屋檐下，贼想等到读书人睡觉之后捞点好处。可是等啊等，就是不见他睡觉，还是翻来覆去地诵读那篇文章。贼大怒，从梁上跳出来说，“这种水平读什么书”？然后将那文章背诵一遍，扬长而去。贼是很聪明，至少比曾先生要聪明，但是他只能成为贼，那贼的记忆力真好，听过几遍的文章都能背下来，可惜，他的天赋没有加上勤奋，变得不知所终，而曾国藩便是凭着勤奋和坚忍的毅力成为一代宗师。
Skill 8:伟大的成功和辛勤的劳动是成正比的，有一分劳动就会有一分收获，日积月累，从少到多，奇迹就可以创造出来。
9、居安思危
一只野狼卧在草上勤奋地磨牙，狐狸看到了，就对它说:“天气这么好，大家在休息娱乐，你也加入到我们队伍中吧！” 野狼没有说话，继续磨牙，把它的牙齿磨得又尖又利。狐狸奇怪地问道:“森林这么静，猎人和猎狗已经回家了，老虎也不在近处徘徊，又没有任何危险，你何必那么用劲磨牙呢？” 野狼停下来回答说:“我磨牙并不是为了娱乐，你想想，如果有一天我被猎人或老虎追逐，到那时，我想磨牙也来不及了。”
Skill9:做事应该未雨绸缪，居安思危，这样在危险突然降临时，才不至于手忙脚乱。“书到用时方恨少”，平时若不充实学问，临时抱佛脚是来不及的。机会只给那些有准备的人。千万不要相信，临阵磨枪不快也光，那是自欺欺人。
10、你也在井里吗？
有一天某个农夫的一头驴子，不小心掉进一口枯井里，农夫绞尽脑汁想办法救出驴子，但几个小时过去了，驴子还是在井里痛苦地哀嚎着。最后，这位农夫决定放弃，他想这头驴子年纪已经太大了。农夫于是请来左邻右舍帮忙一起将井中的驴子埋了。邻居们人手一把铲子，泥土一铲铲进了枯井。但出人意料的是，这头驴子好像安静下来了，农夫好奇地往井底探头，出现在眼前的景象令他大吃一惊:当泥土落在驴子的背部时，驴子便将泥土抖落在一旁，然后站到铲进的泥土堆上面。就这样，驴子将大家铲倒在它身上的泥土全数抖落在井底，然后再站上去。很快，这只驴子便得意地上升到井口，然后在众人惊讶的表情中快步地跑开了！
Skill 10:在生命的旅程中，有时候我们难免会陷入“枯井”里，会被各式各样的“泥沙”倾倒在我们身上，而想要从这些“枯井”脱困的秘诀就是:将“泥沙”抖落掉，然后站到上面去！
成功等于知识加人脉，不断地补充知识是获得成功的前提．华人首富，我们 的创富凯模李嘉诚先生也说：知识是一个人成就大业的基础.在二十一世纪竞争激烈的今天，我们 大学生必须具备哪些技能才能在这个时代脱颖而出？我个人认为当代大学生在无论是职场还是自己创业都必须获得以下三种技能技能才能更加成功及我对这三种技能的提升计划
1、拥有勇气
万丈高楼平地起，不积跬步无以成千里，不积小流无以成江河。飞机要起飞，先求稳再求快，一个人要成功，打基础非常重要，大学生要成功，勇气是必不可少的基本功。人之一世，殊为不易。在看似平坦的人生道路上却充满了无数的荆棘。有些人会志气消沉变得一蹶不振，有些人会因其迷失前进的道路，从而半途而废，也有些人依然奋勇向前，最终看到的是柳暗花明之后的又一座美丽的村庄。勇气是成功的保证，每当面临抉择，许多人会犹豫不决，也会因此错过瞬息即逝的机会。但如果拥有当机立断的魄力与勇气，机会就不会溜走。
2、坚持乐观
每天做一件让他人感到舒服的事，或是说让他人感到高兴的话，我可以非常轻松的做到这一点，我可以用电话、明信片的方式，训练自己在每一困境中，用积极的心态面对这一切。每天阅读一篇励志文章，从他人的经验中汲取面对困难的勇气。同时我也会坚信，积极乐观的心态会对一个人的命运产生极大的影响。与成功和积极乐观的人交朋友，从他们身上汲取积极正面的力量，并与他们分享成功的经验。
3、坚定信念
要求以AT89S52单片机为核心设计一个多功电子表，具有时钟和跑表功能。做时钟时在LED 显示器上显示分、秒，做跑表时显示范围000.0秒~999.9秒并具有跑表启动和跑表复位功能键。电子时钟的计时范围00分00秒59分-59秒，并在LED 显示器上显示；做跑表时显示范围000.0秒-999.9秒，当按下启动按钮跑表开始计时，按下停止按停止计时，当按下复位按钮跑表回零。
2.汽车尾灯的设计
设计要求：假设汽车尾部左右两侧各有3个指示灯（用发光二极管代替），应使指示灯达到三个要求：
（1）汽车正常运行时指示灯全灭；
（2）右转弯时，右侧三个指示灯按右循环顺序点亮；左转弯时左侧3个指示灯按左循环顺序点亮。
（3）临时刹车时所有指示灯同时闪烁。
3.数字温度计设计
要求采用8051单片机和温度传感器DS18B20设计一种数字温度计，测温范围-55到128度，测量精度为0.1摄氏度，由按键设定温度报警上下限值TH和TL，采用LCD作为数字温度计的显示器，分两行显示，第一行显示工作状态，正常时显示”DS18B20OK”，不正常时显示“DS18B20 ERROR”；第二行显示实测温度值和状态符号，“>H”表示实测温度大于温度报警值TH，“ 4、带温度显示功能的计时器 功能及技术指标： （1）本设计主要分为计时和温度显示功能两部分，实现天、时、分、秒的显示和温度的采集并显示功能。时间显示时、分、秒各两位数，并能够手动设置时间参数；温度表采集经过A/D转换显示并每60秒刷新。时分秒、温度交替显示。 （2）技术指标：显示计时小时、分钟和秒数（各2位）；参数可手动设置；选择传感器，并设计相应的信号处理电路；实现实时温度显示功能（每60秒刷新一 次），温度测量范围－20～＋60C 主要器件清单： 1、51芯片一个 2、显示管驱动芯片 3、AD590或 DS18B120温度传感器一个 4、显示管 5、译码芯片6、8位串行模数转换器 7、其他 若干。 5、具有语音功能的光控计数器 功能及技术指标： 实现数字式光电计数器的功能，对于某一空间内（例如：酒店、图书馆）的人数统计，通过单片机实现，有人进来说：（欢迎光临），有人出去说：（谢谢惠顾），并通过按钮来控制单片机报其总人数，大概实现0——100人的计数。 （1）语音的清晰度。 （2）计数的准确度。 （3）红外感应灵敏度。 主要器件清单： 1、51芯片一个 2、语音芯片：ISD17003、按键 4、开关：单刀双掷 5、扬声器 6、电压比较器：LM3587、其他 若干。 6、基于单片机便携式酒精含量测试的设计 功能及技术指标： 设计一个基于单片机便携式驾驶员酒精含量测试仪，测试人体呼出气体中酒精含量。测试仪采用气体传感器作为敏感单元,把气体中含有的乙醇气态浓度转换成电信号,再经AD模块以及微处理器的处理,由LCD直观显示出被测气体中的乙醇浓度，由此检测驾驶员是否醉酒驾车。 （1）通过分析测试仪测试原理、依据以及对酒精浓度的检测方法，拟定了酒精浓度与测试仪输出电压关系曲线； （2）通过分析ADC0809转换的要求，设定放大器对酒精传感器输出模拟信号放大，使电压在0到5V内，从而能够使ADC0809正常工作； （3）对 LCD1602 液晶显示模块进行调试，使其能够正确动态酒精浓度值。 主要器件清单： 1、酒精传感器 2、运算放大器 3、A/D:08094、LCD:16025、51芯片 6、其他。 八路智能抢答器 要求：八路抢答，只有最先按键的一路能选中，选中的显示红灯。 智能时钟 要求：显示年月日，闰年是否，调整时间，闹钟功能。 声控灯光控制器 要求：在受到声音影响时开关开，灯打开，30秒钟后灯自动熄灭。 7、基于单片机的数字频率计设计 设计要求： 1、用十进制数字显示被测信号的频率，能测量正弦信号、方波信号、尖脉冲信号以及其他各种单位时间内变化的物理量。 2、能测量周期性正弦方波信号.测量范围100Hz~100kHz。测量正弦信号、方波信号,测量范围100Hz~100kHz。 3、应用单片机为主控芯片，完成算术运算和控制功能，并采用LED数码管显示所测频率。 8、定时器设计 1、使用6位数码管显示时，分，秒，以24小时单位制； 2、利用键盘输入定时时间，定时时间一到立刻报警； 3、汇编语言编写程序。 9、数字温度计的设计 设计要求： 1、利用温度传感器测量温度，要求测温范围-55~125℃，误差±5℃以内； 2、采用单片机控制的方法，采用LED数码管显示温度； 3、汇编语言编写程序。 10、基于51单片机的直流电机PWM调速控制设计 基本要求：利用单片机生成不同宽度的PWM波形，进行直流电机的速度调节。设置四个按键K1，K2，K3，K4：按K1，K2进行直流电机的加速控制和减速控制（五级以上），按K3让电机正反转，相应的级别和正反转用led或数码管显示，按K4启停电机。 11、基于51单片机的两相四线步进电机调速控制设计 基本要求：设置五档以上速度，进行步进电机的速度调节。设置四个按键K1，K2，K3，K4：按K1，K2进行步进电机的加速控制和减速控制（五级以上），按K3让电机正反转，相应的级别和正反转用led或数码管显示，按K4启停电机。 12、基于51单片机的温度测控系统设计 基本要求：利用温度传感器（如DS18B20等）采集温度，数据经51单片机处理后，在数码管或字符型液晶屏1602上实时显示出所测温度。温度测量范围0~99.9摄氏度，设置上限报警温度、下限报警温度，即高于上限值或者低于下限值时利用蜂鸣器报警。 13、数字测温仪的设计 本课题以单片机为核心，设计并制作出一台数字测温仪，具有以下功能： 1）单点温度测试； 2）测温范围： 10℃～40℃； 3）分辨率：0~1℃； 4）温度输出显示：2 位； 5）设定上下限(下限18℃，上限25℃)，超出范围时报警。 14、智能空调控制系统设计 功能要求： 1）设置自动、制冷、加热和换气四种模式，通过一个模式按键进行模式切换 2）设置2个按键，分别用来增加或减少温度值的设置 3）能实现温度设定，最高温度限制为35℃，最低温度限制为12℃，温度调整范 围为1℃ 4）可通过电脑进行远程设置（串口实现） 15、电子跑表的设计 本课题以单片机为核心，设计出电子跑表，具有以下功能： 1）做时钟时在6位LED 显示器上显示分、秒； 2）做跑表时显示范围10000.0秒~10999.9秒； 3）当按下启动按钮跑表开始计时，按下停止按钮停止计时，当按下复位按钮跑表回零。 16、简易数字电压表 基本要求： ⑴ 硬件设计：根据任务要求，完成单片机最小系统及其扩展设计，焊接电路板，组成功能完整的样机。 ⑵ 软件设计：根据电压测量及显示功能要求，完成相关软件的编写与调试； ⑶ 功能要求：2位数字及1位小数点显示，基本测量范围为0~5V，测量误差为±0.2V。⑷ 设计说明书（论文）：设计说明书应表明设计思想和所使用的设计方法，主要内容包括：① 系统简介、整体功能说明、各功能模块说明（附图）及系统使用说明；② 设计还需要改进的地方及设计的心得体会；③ 参考文献：包括参考书、资料、网站等，按标准格式列出（可参考教材最后的参考文献引用格式）；④ 附件：系统总体原理图及源程序。 扩展功能： 根据实际情况自由添加附加功能，如扩展电压测量范围（可扩展为0~10V，0~20V，0~100V等）、提高精度，实现量程的自动转换等。每扩展一项完整的功能增加20分。 17．数字显示温度计 基本要求： ⑴ 硬件设计：根据任务要求，完成单片机最小系统及其扩展设计，焊接电路板，组成功能完整的样机。 ⑵ 软件设计：根据温度测量及显示功能要求，完成控制软件的编写与调试； ⑶ 功能要求：至少利用3位数码管进行测量值的显示，温度测量范围：-50℃~100℃，测量误差≤0.1℃； ⑷ 设计说明书（论文）：设计说明书应表明设计思想和所使用的设计方法，主要内容包括： ① 系统简介、整体功能说明、各功能模块说明（附图）及系统使用说明； ② 设计还需要改进的地方及设计的心得体会； ③ 参考文献：包括参考书、资料、网站等，按标准格式列出（可参考教材最后的参考文献引用格式）； ④ 附件：系统总体原理图及源程序。 扩展功能： 根据实际情况自由添加附加功能，如设置温度的上下限报警功能，利用语音或声光报警等。附加一项完整的功能增加20分。 18．数字电子钟 基本要求： ⑴ 硬件设计：根据任务要求，完成单片机最小系统及其扩展设计，焊接电路板，组成功能完整的样机。 ⑵ 系统软件设计：根据数字电子钟系统功能，完成控制软件的编写与调试； ⑶ 基本功能：设计一个数字电子钟电路，能显示年、月、日和时、分、秒；通过功能键可以完成年、月、日与时、分、秒的调整和显示切换。 ⑷ 设计说明书（论文）：设计说明书应表明设计思想和所使用的设计方法，主要内容包括： ① 系统简介、系统整体功能说明、各功能模块说明（附图）、系统使用说明； ② 设计还需要改进的地方及设计的心得体会； ③ 参考文献（包括参考书、资料、网站等，按标准格式列出）； ④ 附件：系统总体原理图及源程序。 扩展功能： 根据实际情况自由添加附加功能，如万年历、秒表等功能。附加一项完整的功能增加20分。 19、基于单片机的音乐盒的设计 要求存储三首歌曲，可以进行歌曲的暂停播放前进后退等功能; 20、基于单片机的电热水器的设计 要求可以进行温度的设定，修改，报警，对热水器进行快速和慢速加热。 21、基于单片机的电子密码锁的设计 关键词：温度,DS18B20,单片机 前言 随着单片机在各个领域的广泛应用, 用单片机作控制的温度控制系统也应运产生, 比如用单片机控制直流电机随环境温度变化而改变转速的装置, 例如:笔记本电脑上的智能CPU风扇, 当CPU温度超过一定标准时, CPU风扇会加速运转, 且随着温度的升高转速不断的变快。受此启发, 在目前的电风扇中, 对其进行改造, 设计智能温控电风扇, 当环境温度超过25度时, 自动启动风扇运转, 并且随着温度的升高而加速。达环境温度达到35度时, 电风扇全速运转。本装置采用单片机模仿CPU风扇的温控部分, 用数码管完成温度实时动态显示。 电路功能主要体现在以下方面: 1.温控风扇包含了8051系列单片机的最小应用系统, 同时在此基础上扩展了一些实用性强的外围电路。 2.通过数码实时动态显示。 3.采用了温度采集元件DS18B20, 电路简单并且高效采集温度信息。 4.运用编程的方法使单片机随温度变化对PWM信号进行调制, 从而改变电机的转速。 1 整体方案设计 本设计的整体思路是:利用DS18B20温度传感器直接输出数字温度信号给单片机进行处理, 在数码管上显示当前环境温度值。同时由PWM脉宽调制来改变电机的转速。总体结构框 如图1所示: 2 单元模块设计 系统主要部件包括DS18B20温度传感器、STC89C52单片机系统、数码管显示电路、电机驱动电路。 (1) .温度采集电路设计。DS18B20温度传感是由DALLAS (达拉斯) 公司生产的。可以把温度信号直接转换成串行数据信号供单片机使用, 而且硬件开销很低, 抗干扰能力强, 精度高。DS18B20信息仅需要单总线数据通信, 使用非常方便。 DS18B20其管脚有三个端, 其中DQ为数字信号端, GND为电源地, VDD为电源输入端。对DS18B20进行读写编程时, 必须保证读写时的时序, 否则将无法读取温度结果。主机控制DS18B20完成温度转换必须经过3个步骤:每一次读写前都要对DS18B20进行复位, 复位完成后发送一条ROM指令, 最后发送RAM指令, 这样才能对DS18B20进行预定的操作。 (2) .数码管显示电路。数码管显示电路采用两位共阳极数码管进行显示。将实时温度信号转换成七段码, 通过查表的方式显示送P0口输出。采动态扫描方式, 先送个位段码, 打开个位, 10MS后关个位, 送十位段码, 打开十位。利用人眼视角暂停现象进行动态扫描。电路如图2所示。 (3) .电机调速电路的设计。电机调速电路采用直流电机专用芯片L298进行驱动, 单片机在温度信号的控制下输出占空比可调的PWM脉冲信号送入L298的10脚, 而电机的正反转是由5脚和7脚的电平高低来决定, 当A=0, B=1时, 电机正转, 而A=1, B=0时, A=0, B=0时电机停转。而PWM脉冲信号的占空比则决定了电机的转速。电路设计如下: 26度与34度时的PWM波形。可以看出26时占空比只有10%, 而34度时占空比为80%。 3 程序设置 软件设计主要分为主程序、温度读取子程序、显示子程序、输出控制子程序。温度读取子程序完成对温度传感器数据的读取及数据换算, 显示子程序主要是显示当前温度值;输出控制子程序则根据温度的数值完成对输出口的控制。程序流程图如图下。 结论:本系统以单片机为控制核心, 实现了根据环境温度调节不同的电机转速, 在一定范围能能实现转速的连续调节, 并通过数码管显示环境温度, 能通过温度的变化从而改变电机转速。在调速系统硬件中, 由于H桥式90系列三极管的驱动能力较低, 可能无法驱动12V的直流电机, 系统设计时候采用了L298驱动直流电机, 起到很好调节转速的效果。 本系统设计可推广到各种电动机的控制系统中, 实现电动机的转速调节。在生产生活中, 可用于简单的日常风扇的智能控制, 针对体弱, 老少年人群及温差较大的地区较为适宜, 为生活带来便利;在工业生产中, 可以改变不同的输入信号, 实现对不同信号输入控制电机的转速, 进而实现生产自动化, 如在电力系统中可以根据不同的负荷得到不同的电压信号, 再由电压信号调节不同的发电机转速, 进而调节发电量, 实现电力系统的自动化调度。综上所述, 该系统的设计和研究具在社会生产和生活中具有重要地位。 参考文献 关键词：Proteus；高职；单片机；课程设计 中图分类号：G640文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 03-0000-02 The Application of Proteus Simulation Software on SCM Course Design Zhou Xudan，Wei Wangdong (Shaoxing Polytechnical College,Shaoxing312000,China) Abstract:Course design is one of the important content of SCM course in higher vocational colleges.With the application of proteus simulation software,It greatly enhances the learning initiative and gets a good teaching result. Keywords:Proteus;Higher vocational;SCM;Course design 一、傳统单片机课程设计存在的问题 《单片机原理及应用》课程理论和实践结合性很强的课程性质和高职“高素质技能型人才”的培养目标，决定了单片机课程设计环节具有不可替代的地位和作用。目前，单片机课程设计往往采用单片机实验箱和实物设计两种形式，而这两种方式均存在不可避免的问题。 （一）采用单片机实验箱，建造单片机实验室成本高，投入大，一般的高职院校很难达到学生人手一套实验开发系统，并且随着科学技术的不断发展，实验设备老化、落后、被淘汰，需要不断更新，要解决此问题就需要不断重建单片机实验室，因此必将带来资金耗费严重等问题。 （二）采用实物设计，因受到实训元器件的选用、准备以及实训室时间、场地的限制，使得学生在规定的教学时间内很难完成。 二、引入Proteus的意义与可行性 （一）Proteus仿真技术是高职电子类专业学生必须掌握的重要技术。随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，仿真技术“已成为了认识客观世界的除理论、实验之外的第三种方法”。仿真技术的应用，对于及时推出新产品、缩短开发周期、节约成本、提高质量具有举足轻重的作用，是企业竞争能力持续增长的关键。而Proteus作为目前世界上最先进的单片机（MCU）应用系统的设计与仿真平台，其单片机应用系统仿真能力强，元件模型丰富，虚拟仪器齐全且功能强大，因而Proteus仿真技术是高职电类学生必须掌握的重要技术。 （二）利用Proteus仿真技术，使课程设计周期缩短、设计成本减小。Proteus真正实现了在计算机上完成从原理图与电路设计、电路分析与仿真、单片机代码调试与仿真、系统测试与功能验证到形成PCB制板图的完整的电子设计过程，其强大的仿真能力，革新了电子产品设计过程，通过Proteus仿真设计后安装的实际产品调试成功率大大提高，从而使课程设计周期缩短，设计成本减小。 （三）利用Proteus软件，拓宽了课程设计的场地，延长了课程设计的时间，给予学生更大的自主性。采用Proteus仿真软件后，仅需一台电脑就可以进行单片机课程设计，拓宽了课程设计的空间和时间，其直观、形象的仿真显示更能激发90后电脑一代的学习兴趣和激情。 （四）众多教学实践证明，在单片机课程设计中引入Proteus软件是可行且必要的。我院于2005年5月率先建成了国内第一个Proteus仿真虚拟实验室，之后，国内众多高职院校也纷纷建立。经过6年的教学实践证明，引入Proteus仿真虚拟实验室，大大提高了学生的学习积极性，极大地增强了学生的学习效果。 三、引入Proteus仿真软件后的单片机课程设计的实施 根据Proteus软件的特点以及单片机课程学习规律与高职学生的特点，我们制定出一套基于Proteus的课程设计实施方案。主有以下几部分： （一）课程设计项目选择。设计项目的选择成功与否，将很大程度上决定课程设计效果的好坏。它既要考虑到不同学生的不同需求，要能够吸引基础差、求知欲不足、学习积极性不高的学生学习兴趣，但又不至于太难而导致其信心不足放弃学习，还要能够照顾到学习积极性高，动手实践能力强，学有余力的学生能够让他们“吃饱”。另外，课程设计项目要能够涵盖课程所学的基本知识，并注重知识的深化和扩展，且还要考虑到设计项目应具有一定的实用价值。 综合考虑后，我们把课程设计项目分成三个进阶，第一进阶是入门训练，从考虑激发学生的学习兴趣为主，让不同层次的学生都能从这个阶段的课程设计中收获成功的喜悦，并得以下一进阶的顺利开展。这一阶段主要是完成仿真调试。第二进阶项目则注重的是知识的掌握和巩固，是学生进行课程设计的重点内容。这一阶段，学生要通过Proteus仿真软件所运行正确结果，进行实物焊接和硬件调试。第三进阶项目主要是为学有余力的学生准备的，它侧重知识的深化与拓展。学生可根据自身情况有选择的进行。我们选择了如下项目：第一进阶：流水灯设计、交通灯设计等；第二进阶：计时器、密码锁、点阵、数字电压表等；第三进阶：数字频率计、电子时钟、万年历等。 （二）任务驱动与分组教学相结合的实施过程组织。在课程设计的实施过程中，我们将学生分成2人一小组，10人一大组，分组充分考虑学生的成绩优劣和寝室划块。课程设计中完全运用任务驱动教学法，开始这个进阶项目的设计前，教师首先布置好这个阶段的任务，详细分析任务要求，给出明确的任务目标。学生在任务的驱动下，主动发现问题、解决问题，从而完成任务，最终成为学习的主人。教师在这个过程中，是主导者、组织者、指导者和促进者，授学生以“渔”，而不是授以“鱼”。学生学习的积极性和主动性得到了极大提高，在这个过程中学生学会了学习，培养了自学能力、创新能力和实践操作能力。 （三）课程设计考核标准。课程设计考核，从五个方面进行。一是考核学生资料收集与方案设计的能力，约占15%。二是考核Proteus仿真平台中电路设计与连接合理性与否，程序编制与调试成功与否，约占30%。三是硬件电路焊接与调试，约占30%。四是课程设计报告，约占15%。五是学生在课程设计中的出勤与平时表现，约占10%。考核结果采用四级制，即优秀、良好、合格和不合格。 四、教学效果分析 经过笔者的实践发现，在单片机课程设计中引入Proteus仿真软件，运用任务驱动教学法，能收到良好的教学效果：很大程度上激发了学生的学习积极性，班级学习氛围浓厚了，学生两极分化现象得到了非常大的缓解，100%的学生都通过了课程考核。 参考文献： [1]董亮,朱磊,何鹏.MCS-51单片机课程设计的研究[J].实验室科学,2008,4 [2]周灵彬,张靖武.基于仿真技术的电子产品设计变革[J].系统仿真技术,2009,2 [3]曹晖,徐春辉,易结,彭小军.采用Proteus提高单片机课程设计教学效果[J].华东交通大学学报,2006,23 [4]潘绍明,罗功坤,蔡启仲.单片机课程设计教学改革探索[J].中国科技信息,2008,20 [5]郭宗莲.高职院校单片机课程设计的探讨[J].科技创新导报,2008,31 [6]王进.浅谈高职院校中基于PROTEUS的单片机教学[J].科技风,2008,6 本文是绍兴市教科规划课题《基于Proteus的高职单片机课程设计教学的探究（编号sgj10053）》的研究成果。 [作者简介] 周旭丹（1977-），女，浙江宁波北仑人，绍兴职业技术学院讲师，教务处副处长，主要研究方向：单片机教学改革与教学管理。 【单片机课程设计风扇】推荐阅读： 单片机课程设计报警器07-13 单片机课程实践教学的论文07-16 单片机编程经验07-23 单片机实习报告07-20 实验单片机指导书07-19 单片机工艺实训总结06-01 单片机应用实训总结09-08 单片机出租车计价器源程序05-24基于单片机控制的智能温控风扇 篇6
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