基于STC89单片机的实验教学系统

论文摘要

实验教学作为单片机教学的重要组成部分,是培养学生实践能力和创新能力、提高学生综合素质的重要环节。目前该环节整体教学效果并不理想,其根本原因是由于缺乏合适的实验器材:仿真器/实验箱价格昂贵、操作复杂,难以普及给每个学生;而基于监控程序的实验板功能单一,大多不具备在线编程功能,不能适应现代单片机教学实验的要求。针对以上问题,本文引入了宏晶科技公司具有ISP/IAP功能的STC89单片机,设计开发了一套新型的单片机实验教学系统,以低廉的成本实现了高档仿真器的大多数功能。该教学系统可使初学者迅速掌握单片机原理及应用,熟悉汇编语言和C语言;用户不仅可以对源程序进行实时在线调试,而且可以将调试好的程序在线下载到单片机中,极大地缩短了单片机应用系统的开发时间。论文主要完成了以下工作:1.在分析单片机实验教学器材现状的基础上,提出一种结合单片机ISP技术和监控程序调试的方案。新方案集ISP下载、编程器、仿真器、开发板功能四合一,是一种廉价而有效的单片机实验平台。2.在完成单片机实验板设计和调试的同时,开发了一种基于Keil和Proteus的软件仿真方法。通过实际硬件操作前的软件模拟过程,可解决初学者上手困难、容易损坏硬件电路等问题。3.开发了一些综合性、创新性较强的实验,其中包括汽车防盗报警系统、自主循迹机器人等。新实验贴近实际项目开发,可有效拓宽学生的学习视野,提高其单片机应用的综合能力。课题目前完成了实验教学系统的全部软件、硬件的设计和调试工作,实验板已经批量生产制作,经过小规模试用,反映良好。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 国内外单片机开发系统现状
• 1.2.1 传统仿真器调试方法已不适应现代单片机开发
• 1.2.2 Flash 存储技术和ISP 技术丰富了单片机调试方法
• 1.3 单片机教学系统现状
• 1.4 课题的目标及意义
• 第二章 系统的硬件设计
• 2.1 STC89 单片机及其最小系统
• 2.2 外部 RRAM 扩展展电路
• 2.3 模数转换与数模转换电路
• 2.4 键盘与LED 显示电路
• 2.5 RS232 串行接口
• 2.6 其它电路
• 2.6.1 电源电路
• 2.6.2 模拟信号发生电路
• 2.6.3 蜂鸣器驱动电路
• 第三章 系统的软件设计
• 3.1 监控程序调试技术
• 3.2 监控程序的主要功能
• 3.2.1 监控程序的基本功能
• 3.2.2 监控程序的基本设计思路
• 3.3 8051 单片机监控程序的设计
• 第四章 系统的开发环境
• 4.1 Keil C51 单片机开发环境
• 4.1.1 KEIL 开发套件
• 4.1.2 软件开发流程
• 4.1.3 Keil C51 uVision2 的设置
• 4.2 基于Proteus 和Keil 的单片机仿真平台
• 4.2.1 仿真平台简介
• 4.2.2 联合调试的设置
• 4.2.3 联合调试平台使用方法
• 4.3 STC 单片机专用ISP 下载工具
• 第五章 教学实验系统的创新性实验
• 5.1 实验系统自检测试
• 5.1.1 外部RAM 自检测试
• 5.1.2 ADC 和DAC 的自检测试
• 5.1.3 LED 显示与键盘自检测试
• 5.2 汽车智能报警系统设计
• 5.2.1 系统的硬件组成
• 5.2.2 系统的软件组成
• 5.2.3 盗窃信息的检测和干扰的滤除
• 5.3 自主循迹机器人设计
• 5.3.1 轨迹探测传感器
• 5.3.2 测速传感器和电机驱动
• 5.3.3 车体控制算法
• 5.3.4 数学形态学滤波与记忆算法
• 第六章 总结与展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢