课程代码：RTSI1005 课程学分：1 课程名称（中/英）：系统实验/System Experiments 课程学时：40 实验学时：36 适用专业：轨道交通信号与控制 实验室名称：信号控制实验室 一、课程简介： 本课程是一门综合应用型实验课程，是培养和激发学生动手能力的重要环节。课程主要内容为基于单片机设 计实现计时器及交通灯功能。课程的主要教学目标是与学生己经学习的《电路分析与模拟电子技术》、《单片机原 理及应用》等课程相衔接，进一步加强培养学生的电路设计、安装、调试及软件编程能力。课程要求学生学习和学 握电路焊接与调试、单片机系统资源配置、基本1/0接口、定时器等功能模块的设计与实现：运用C语言进行程序设 计与调试。 二、实验项目及学时分配 序号 项目名称 实验类型学时分配每组人数必修/选修 基于PCB板的电路原理 综合性 6 必修 图绘制 2 PCB电路焊接 综合性 6 1 必修 3 程序编写调试一计时器 设计性 必修 4 程序编写调试一计时器 设计性 6 必修 (=) 程序绵写调试一交诵灯 设计性 6 必修 程序编写调试一交通灯 设计性 必修 二) 三、实验内容及教学要求 实验项目1：基于PCB板的电路原理图绘制 1.教学内容 根据老师讲解及PCB电路板，理解主要电路模块连接方式及功能，完成基于PCB板的电路原理图绘制。 2.教学目标 (1)了解CB制板原理 (2)熟悉各功能模块元器件组成 (3)掌握电路连接测试方法，根据测试结果及功能模块组成，绘制完整的系统电路原理图 实验项目2：PCB电路焊接 1.教学内容
课程代码：RTSI1005 课程学分：1 课程名称（中/英）： 系统实验/System Experiments 课程学时： 40 实验学时：36 适用专业：轨道交通信号与控制 实验室名称：信号控制实验室 一、课程简介： 本课程是一门综合应用型实验课程，是培养和激发学生动手能力的重要环节。课程主要内容为基于单片机设 计实现计时器及交通灯功能。课程的主要教学目标是与学生已经学习的《电路分析与模拟电子技术》、《单片机原 理及应用》等课程相衔接，进一步加强培养学生的电路设计、安装、调试及软件编程能力。课程要求学生学习和掌 握电路焊接与调试、单片机系统资源配置、基本I/O接口、定时器等功能模块的设计与实现；运用C语言进行程序设 计与调试。 二、实验项目及学时分配 序号 项目名称 实验类型 学时分配 每组人数 必修/选修 1 基于PCB板的电路原理 图绘制 综合性 6 1 必修 2 PCB电路焊接 综合性 6 1 必修 3 程序编写调试—计时器 （一） 设计性 6 1 必修 4 程序编写调试—计时器 （二） 设计性 6 1 必修 5 程序编写调试—交通灯 （一） 设计性 6 1 必修 6 程序编写调试—交通灯 （二） 设计性 6 1 必修 三、实验内容及教学要求 实验项目1：基于PCB板的电路原理图绘制 1.教学内容 根据老师讲解及PCB电路板，理解主要电路模块连接方式及功能，完成基于PCB板的电路原理图绘制。 2.教学目标 （1）了解PCB制板原理 （2）熟悉各功能模块元器件组成 （3）掌握电路连接测试方法，根据测试结果及功能模块组成，绘制完整的系统电路原理图 实验项目2：PCB电路焊接 1.教学内容
清点、整理元器件，对照元件清单、电路原理图，焊接电路板。 2.教学目标 (1)了解焊接工艺要求 (2)熟悉主要元器件功能，引脚分布，正负极判断方法 (3)掌握PCB板上的符号识别及元器件焊接方法 实验项目3：程序编写调试一计时器（一） 1.教学内容 运用单片机所学知识，在Ki1编程环境下，实现程序的编写调试，完成以下功能：三只数码管低二位0-59计 数后进位给高位0-9计数，一只按键控制开始、结束。 2.教学目标 (1)了解C语言编程方法 (2)熟悉烧录器的使用方法 (3)掌握K11编程环境下的程序编写与调试，掌握51系列单片机定时器的实现原理及数码管显示原理 实验项目4：程序编写调试一计时器（二） 1.教学内容 运用单片机所学知识，在K©i1编程环境下，实现程序的编写调试，完成以下功能：四只数码管低二位0-59计 数后进位给高二位0-59计数（即分秒计时），一只按键控制开始、结束。 2.教学目标 (1)了解C语言编程方法 (2)熟悉烧录器的使用方法 (3)掌握K11编程环境下的程序编写与调试，掌握51系列单片机定时器的实现原理及数码管显示原理 实验项目5：程序编写调试一交通灯（一） 1.教学内容 运用单片机所学知识，在K1编程环境下，实现程序的编写调试，完成以下功能：按键后红/黄/绿三色灯交 替亮：红(20秒)一〉黄（闪烁5秒）一）绿(20秒)一〉黄（闪烁5秒）一）红。 2.教学目标 (1)了解C语言编程方法 (2)熟悉烧录器的使用方法 (3)掌握K11编程环境下的程序编写与调试，掌握51系列单片机定时器的实现原理及I/0读取按键状态的程 序实现方法
清点、整理元器件，对照元件清单、电路原理图，焊接电路板。 2.教学目标 （1）了解焊接工艺要求 （2）熟悉主要元器件功能，引脚分布，正负极判断方法 （3）掌握PCB板上的符号识别及元器件焊接方法 实验项目3：程序编写调试—计时器（一） 1.教学内容 运用单片机所学知识，在Keil编程环境下，实现程序的编写调试，完成以下功能：三只数码管低二位0-59计 数后进位给高位0-9计数，一只按键控制开始、结束。 2.教学目标 （1）了解C语言编程方法 （2）熟悉烧录器的使用方法 （3）掌握Keil编程环境下的程序编写与调试，掌握51系列单片机定时器的实现原理及数码管显示原理 实验项目4：程序编写调试—计时器（二） 1.教学内容 运用单片机所学知识，在Keil编程环境下，实现程序的编写调试，完成以下功能：四只数码管低二位0-59计 数后进位给高二位0-59计数（即分秒计时），一只按键控制开始、结束。 2.教学目标 （1）了解C语言编程方法 （2）熟悉烧录器的使用方法 （3）掌握Keil编程环境下的程序编写与调试，掌握51系列单片机定时器的实现原理及数码管显示原理 实验项目5：程序编写调试—交通灯（一） 1.教学内容 运用单片机所学知识，在Keil编程环境下，实现程序的编写调试，完成以下功能：按键后红/黄/绿三色灯交 替亮：红（20秒）—〉黄（闪烁5秒）—〉绿（20秒）—〉黄（闪烁5秒）—〉红。 2.教学目标 （1）了解C语言编程方法 （2）熟悉烧录器的使用方法 （3）掌握Keil编程环境下的程序编写与调试，掌握51系列单片机定时器的实现原理及I/O读取按键状态的程 序实现方法
实验项目6：程序编写调试一交通灯（二） 1.教学内容 运用单片机所学知识，在Ki1编程环境下，实现程序的编写调试，完成以下功能：灯和数码管相结合，模拟 十字路口的交通灯。 2.教学目标 (1)了解C语言编程方法及十字路口交通灯工作状态 (2)熟悉烧录器的使用方法 (3)掌握Keil编程环境下的程序编写与调试，掌握51系列单片机定时器的实现原理、I/0读取按键状态的程 序实现方法及程序系统调试优化方法 四、考核方式及要求 根据以下几方面来评定成绩： 1)设计方案正确性与合理性： 2)实验动手通力（安装焊接工艺水平、调试分析解决问题的能力，以及创新精神等），教师可适当更改学 生已完成电路让学生调试来进行考察 3)实验完成的速度及功能实现程度： 4)答辩问题回答情况： 5)系统实验报告。 实验报告内容一般要求如下： 1)本设计拟实现的功能： 2)所用器件的功能、引脚图： 3)本系统设计电路原理图： 4)软件设计流程图： 5)最终源程序： 6)已实现的功能 7)调试过程，在整个设计中所遇到的问题，如何解决的： 8)心得小结。 五、主要仪器设备及现有台套数 元器件清单如下，部分器件可根据实际情况采用替代型号，另需电烙铁、万用表、烧录器等设备 器件编号器件名称 型号 数量 说明 1集成块 74L.S47 1
实验项目6：程序编写调试—交通灯（二） 1.教学内容 运用单片机所学知识，在Keil编程环境下，实现程序的编写调试，完成以下功能：灯和数码管相结合，模拟 十字路口的交通灯。 2.教学目标 （1）了解C语言编程方法及十字路口交通灯工作状态 （2）熟悉烧录器的使用方法 （3）掌握Keil编程环境下的程序编写与调试，掌握51系列单片机定时器的实现原理、I/O读取按键状态的程 序实现方法及程序系统调试优化方法 四、考核方式及要求 根据以下几方面来评定成绩： 1) 设计方案正确性与合理性； 2) 实验动手通力（安装焊接工艺水平、调试分析解决问题的能力，以及创新精神等），教师可适当更改学 生已完成电路让学生调试来进行考察； 3) 实验完成的速度及功能实现程度； 4) 答辩问题回答情况； 5) 系统实验报告。 实验报告内容一般要求如下： 1）本设计拟实现的功能； 2）所用器件的功能、引脚图； 3）本系统设计电路原理图； 4）软件设计流程图； 5）最终源程序； 6）已实现的功能； 7）调试过程，在整个设计中所遇到的问题，如何解决的； 8）心得小结。 五、主要仪器设备及现有台套数 元器件清单如下，部分器件可根据实际情况采用替代型号，另需电烙铁、万用表、烧录器等设备。 器件编号 器件名称 型号 数量 说明 1 集成块 74LS47 1
AT89S51 LM7805 1 按健 KEY6x6 或336(2.5) 数码管 7段1D 4 比阳 三极管 9013 10 NPN开关管均可 晶振 11.0592M 1 发光二极管 红灯 3 黄灯 2 10 绿灯 2 11 整流桥 BRIDGE C 1 12 9V变压器 1 13 10K排阻 SIP9 3 14 电阻 K 8 1/8W 15 150 8 1/8W 16 电容 0.1u 17 22u 18 470u 19 20p 六、教材及参考书 L.教材：自主讲义，陈蓉、陈红仙 2.参考书： (1)杨居义.单片机课程设计指导.清华大学出版社，2009年9月 (2)彭介华.电子技术课程设计指导.高等教育出版社，1997年10月 (3)田良、王尧、黄正瑾等，综合电子设计与实践.东南大学出版社，2002年3月 (4)麦基弗（美）.程序设计方法学.中国水利水电出版社，2007年10月
2 AT89S51 1 3 LM7805 1 4 按键 KEY6x6 5 或LM336(2.5V) 5 数码管 7段LED 4 共阳 6 三极管 9013 10 NPN开关管均可 7 晶振 11.0592M 1 8 发光二极管 红灯 3 9 黄灯 2 10 绿灯 2 11 整流桥 BRIDGE_C 1 12 9V变压器 1 13 10K排阻 SIP9 3 14 电阻 1K 8 1/8W 15 150 8 1/8W 16 电容 0.1u 1 17 22u 1 18 470u 1 19 20p 2 六、教材及参考书 1.教材：自主讲义，陈蓉、陈红仙 2.参考书： （1）杨居义. 单片机课程设计指导.清华大学出版社，2009年9月 （2）彭介华.电子技术课程设计指导.高等教育出版社，1997年10月 （3）田良、王尧、黄正瑾等.综合电子设计与实践.东南大学出版社，2002年3月 （4）麦基弗（美）.程序设计方法学.中国水利水电出版社，2007年10月