01模块一 单片机系统硬件设计1210

浙江工业职业技术学院实习教案

课题名称 授课班级 模块一：单片机系统硬件设计 10电子信息工程技术2 课题号 授课日期 No.1 12.10 目的与要求： 1． 理解任务书要求 2． 学会相关资料查阅方法 3． 综合学习和练习单片机系统的设计方法 课时安排： 123节下达任务、查阅资料，讲解知识点及操作关键点 456节 上机练习 检测手段： 1. 上机操作结果 2. 上交的电子文档 安全与注意事项： 1. 正确操作电脑 2. 注意数据的及时保存 3. 注意机房的卫生 课后分析： 复习： 1. 单片机系统工作原理 2. 电子系统基础结构 新课导入： 本课时综合介绍电子创新设计基本知识，课程设计基本方法，及课程设计资料查阅方法，设计文档书写技巧等。 课题一单片机系统硬件设计 知识点： 1． 任务单 2． 关于创新设计 3． 关于制作要点 电子创新设计指人们应用各种电子技术设计在功能、性能、组成或结构等方面具有一定创新性的电子设备或产品的过程。电子创新设计是一个非常广义的概念，只要在某一个方面有一定的创新性，就可以称之为创新设计。电子创新设计包含于各门课程学习、课程设计、毕业设计和课余活动等过程中。 一. 任务单 接受任务时间 完成任务时间 （一）任务描述 1．内容： 设计一个基于单片机的电动小车控制器。 a) 熟悉电动小车控制器的工作机制、控制原理等相关知识。 b) 复习电子电路，传感器、单片机或FPGA相关知识。 c) 设计功能需求分析和设计方案,详细分析出可能涉及并需要实现的功能模块，并给出各功能点的实现细节。 d) 根据整个设计过程的相关资料和经验，做出设计报告（含原理图、PCB、程序或流程图）。 2．要求： a) 能设计并控制电动小车控制器模块工作。 b) 能设定展示电动小车控制效果。 c) 设计硬件线路板或仿真，并调试，验证。 d) 系统功能改进。 （二）任务/设计准备 一、软硬件准备 1． 计算机（已安装KEIL软件\\proteus 7仿真软件）2.电动小车及控制板 二、资讯准备 1．在开始任务/设计之前，你通过哪些渠道，收集了哪些资料，解决了哪些问题？ 资料名称 渠道（网站/论坛等） 获取到的信息或解决的问题 : 2．通过查阅资料，请你独立思考并回答下列问题： 1）你设计的具有创新意义的方案或作品的创新特点是什么？ 2）原理图的创建、PCB布局布线有什么规则，要注意什么问题？ 3）单片机小系统如何搭建？其程序的下载、操作方法是怎样的？ 4）怎样控制电动机的转动方向、转动速度（加速、减速、匀速运动）？如何使用光敏电阻、红外、或触须等探测环境条件？ （三）项目行动及设计方案（计划、决策） 1. 方案、方法 2.步骤、时间分配 3.小组成员分工 4.思路 （请另附纸或实训报告中说明） （四）项目实施 各步骤详细描述（请另附纸或实训报告中说明） （五）检查与评价 出勤10 纪律10 参与10 技能10 团队10 作品20 报告20 创新10 合计 二. 电子产品的基本结构 传感器数据存储器锁存器打印机接口键盘单片机程序存储器A/D采样/保持驱动接口D/A分配器…… 驱动接口开关量输入M…… M多路开关TP…… …… L工作对象显示器地址译码器接口开关量输出 三. 涉及的知识 序号 内容名称 主要内容 1 CPU技术 单片机、FPGA、DSP、ARM等CPU，RAM、E2PROM、FLASH等存储器件。 仪用放大器、变送器与滤波器、A/D转换器、V/F变换器、光电隔离技术等， D/A转换器、功率放大器、继电器驱动、步进电机驱动等 键盘输入、拨码盘、LED显示、LCD显示、触摸屏等 RS232、RS422、RS485、I2C、SPI、USB、等总线技术 编码器、霍尔传感器、温度传感器、压力传感器等 原理图、印制板图的设计，线路板的安装和调试，机壳加工和改造，产品外形设计等。 2 3 4 5 6 7 输入技术 输出技术 人机界面技术 数据传输接口技术 （总线技术） 传感技术 线路设计、安装和调试方法 四. 原理图/PCB的设计及相应程序的设计 1． 基本模块 (1) 主控板 (2) 键盘板及其驱动程序 (3) 显示板及其驱动程序 (4) A/D转换板及其驱动程序 (5) D/A转换板及其驱动程序 (6) 直流电机控制板 (7) 步进电机驱动板及其驱动程序 (8) 各种直流电源板 2． 原理图/PCB的设计 1) 印制板设计的基本步骤 2) 原理图设计的注意事项 3) 元器件的布局要求 4) 特殊元件位置的确定 5) 印制板的布线 6) 印制板中的接地线布置方式 7) 电源线的布置 8) 其它注意事项 3． 相应程序设计 五. 举例 ES11Vin7812+5V3+12XS1122PINGNDC11000uGNDR13KGNDT1C30.1uC522uR33kC70.1u+12GND-12XS2123HT5.08-312BR1RS206C6GNDC21000uR23KC420.1uVin22u3R43kC80.1u-12V7912ES2-12 1234VD1LM385-2.5D32R22k+5+5KCOL0KCOL1KCOL2KCOL3SCAN0SCAN1SCAN2SCAN3P3.3P3.28765+5ADOADCS2P3.5P3.4+5C1EO120pDATCLKDACSOUTAD6TLV56181234DINCLKCSOAVDDOBREFAGND8765+5C2REF20p24MP3.7P3.691716D11234567813121514311918P10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWRRM1AT89C51P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P2739383736353433322122232425262728P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7DPADCS1ADCS2DACSCLKDATATSCLATSDA123456789P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.720kD1REFD41234REFIN+IN-GNDADS7816VCCCLKDOCS8765+5+5CLKDATXS26PIN123456ADCS1IN1IN2OUTAOUTB+5GNDD51234REFIN+IN-GNDADS7816VCCCLKDOCSXS1C12HT3.96-2+5CRXDTXDALE/PPSEN10113029RXD-ATTXD-ATXS412345678910KEYBOARDBKCOL0KCOL1KCOL2KCOL3SCAN0SCAN1SCAN2SCAN3RST+5D2+5OUTBRSTR1100C022uR01KAT24C161234A0A1A2GNDVCCWPSCLSDA8765+5ATSCLATSDATXDOXS51234567891011121314LED-PORTSCAN0SCAN1SCAN2SCAN3P3.4P3.5P3.6P3.7DPC521233PINTXDRXDGND1u/16V+5XS3JP1JP3C71u/16VD3C31u/16V12345678C61u/16VTitleC1+V+C1-C2+C2-V-T2OUTR2INMAX232VCCGNDT1OUTR1INR1OUTT1INT2INR2OUT1615TXDO14RXDI1312RXD-ATTXD-AT111091P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5+5GNDXS626PIN1234567891011121314151617181920212223242526B3TXD-ATRXDI+5GND23JP2JP3C41u/16VAANumberRevision1RXD-ATSizeA4Date:File:12310-Jun-2008J:\\dz07\\dz07.DdbSheet of Drawn By:4 XP6KH11KH22KH33KH44KL15KL26KL37KL489KRST10S11S12S13S14S21S22S23S24DC3-10+5S31S32S33S34RSTS41S42S43S44

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