《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書

1、單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書自動(dòng)控制與機(jī)械工程學(xué)院電工電子教研室2014年6月前 言單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)，是針對自動(dòng)化、電氣工程及其自動(dòng)化、機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化等專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)單片機(jī)原理及應(yīng)用課程，配套開設(shè)的課程設(shè)計(jì)。作為嵌入式系統(tǒng)低端的單片機(jī)已成為電子系統(tǒng)中最普遍的應(yīng)用手段，已經(jīng)深入到國民經(jīng)濟(jì)與人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。近年來，采用單片機(jī)系統(tǒng)已成為解決各類電子技術(shù)和控制問題主要方法之一。單片機(jī)原理及應(yīng)用課程已被幾乎所有工科院校中自動(dòng)化、電氣、儀器儀表、測控技術(shù)、機(jī)電一體化、電子、通信、計(jì)算機(jī)等類專業(yè)列為本科主干專業(yè)課程，是培養(yǎng)現(xiàn)代電子技術(shù)應(yīng)用類專業(yè)人才的重要技術(shù)課程之一。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)是學(xué)

2、習(xí)單片機(jī)理論的重要實(shí)踐環(huán)節(jié)。在單片機(jī)實(shí)驗(yàn)課程基礎(chǔ)上，通過本課程設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生增進(jìn)對單片機(jī)的感性認(rèn)識(shí)，加深對單片機(jī)理論方面的理解；使學(xué)生掌握單片機(jī)的內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用，掌握單片機(jī)接口功能和擴(kuò)展應(yīng)用，掌握一些特殊器件及常用器件的使用方法，學(xué)習(xí)編制綜合程序；使學(xué)生了解和掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)方法及調(diào)試過程。充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)利用單片機(jī)解決工程實(shí)際問題的意識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生的工程實(shí)踐能力、實(shí)際動(dòng)手能力和自我學(xué)習(xí)能力。使學(xué)生完成從實(shí)際項(xiàng)目立題、調(diào)研、方案論證、方案實(shí)施、系統(tǒng)調(diào)試、編寫使用說明書等科研全過程的基本訓(xùn)練，為今后在相關(guān)領(lǐng)域中從事與單片機(jī)有關(guān)的設(shè)計(jì)、

3、開發(fā)、應(yīng)用等工作打下良好的基礎(chǔ)。本課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書是根據(jù)單片機(jī)原理及應(yīng)用課程教學(xué)大綱的要求，結(jié)合我校單片機(jī)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的實(shí)際情況編寫。編者2014.6第一章 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)概述一、 課程設(shè)計(jì)目的單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)作為獨(dú)立的教學(xué)環(huán)節(jié)，是自動(dòng)化及相關(guān)專業(yè)集中實(shí)踐性環(huán)節(jié)系列之一，是學(xué)習(xí)完單片機(jī)原理及應(yīng)用課程后，并在進(jìn)行相關(guān)課程設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行的一次綜合練習(xí)。單片機(jī)課程設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生通過查閱資料、接口設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)、安裝調(diào)試等環(huán)節(jié)，完成一個(gè)基于MCS-51系列單片機(jī)，涉及多種資源應(yīng)用，并具有綜合功能的小應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)。使學(xué)生不但能夠?qū)⒄n堂上學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，而且能夠?qū)﹄娮与娐贰?/p>

4、電子元器件等方面的知識(shí)進(jìn)一步加深認(rèn)識(shí)，同時(shí)在軟件編程、調(diào)試、相關(guān)儀器設(shè)備和相關(guān)軟件的使用技能等方面得到較全面的鍛煉和提高。使學(xué)生增進(jìn)對單片機(jī)的感性認(rèn)識(shí)，加深對單片機(jī)理論方面的理解，加深單片機(jī)的內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用，如定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷、片內(nèi)外存貯器、I/O接口、串行口等。使學(xué)生了解和掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)過程、方法及實(shí)現(xiàn)，強(qiáng)化單片機(jī)應(yīng)用電路的設(shè)計(jì)與分析能力。提高學(xué)生在單片機(jī)應(yīng)用方面的實(shí)踐技能和科學(xué)作風(fēng)；培育學(xué)生綜合運(yùn)用理論知識(shí)解決問題的能力。二、 課程設(shè)計(jì)要求課程設(shè)計(jì)應(yīng)以學(xué)生認(rèn)知為主體，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和能動(dòng)性，重視學(xué)生自學(xué)能力的培養(yǎng)。根據(jù)課程設(shè)計(jì)具體課題安排時(shí)間，確定課題的設(shè)計(jì)、

5、編程和調(diào)試內(nèi)容，分團(tuán)隊(duì)開展課程設(shè)計(jì)活動(dòng)，按時(shí)完成每部分工作。課程設(shè)計(jì)集中在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。在課程設(shè)計(jì)過程中，堅(jiān)持獨(dú)立完成，實(shí)現(xiàn)課題規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)，并寫出設(shè)計(jì)報(bào)告。要求學(xué)生自己調(diào)研、設(shè)計(jì)系統(tǒng)功能、劃分軟硬件功能、選擇器件，用Proteus或Protel軟件在PC機(jī)上完成硬件原理圖設(shè)計(jì)。使用Keil或相關(guān)編程軟件，完成軟件設(shè)計(jì)。然后使用通用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)開發(fā)系統(tǒng)，或者使用Proteus或Multisim仿真軟件在PC機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)仿真，調(diào)試電路和修改調(diào)試程序。燒錄程序，對整個(gè)系統(tǒng)做試運(yùn)行，有問題再進(jìn)一步修改調(diào)試，直至達(dá)到設(shè)計(jì)的要求和取得滿意的效果。最后編寫系統(tǒng)說明書，其內(nèi)容主要包括系統(tǒng)的功能介紹、使用范圍、主

6、要性能指標(biāo)、使用方法、注意事項(xiàng)等。三、 課程設(shè)計(jì)時(shí)間及進(jìn)度安排課程設(shè)計(jì)集中在2周進(jìn)行，具體要求安排如下：順 序內(nèi) 容時(shí)間（天）1布置課題，落實(shí)任務(wù)，確定課題及組織形式，查閱技術(shù)資料。12方案論證、分析、討論13Proteus、Keil軟件的基本操作使用14電路設(shè)計(jì)、各模塊程序框圖15軟件設(shè)計(jì)1.56調(diào)試1.57寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告18提交作品，答辯2四、 課程設(shè)計(jì)的步驟1. 確定任務(wù)單片機(jī)系統(tǒng)的開發(fā)過程是以確定系統(tǒng)的功能的技術(shù)指標(biāo)開始的。首先要細(xì)致分析、研究實(shí)際問題，明確各項(xiàng)任務(wù)與要求，綜合考慮系統(tǒng)的各種性能，擬定出合理可行的技術(shù)性能指標(biāo)。2. 總體設(shè)計(jì)在對應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)提出

7、的各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)，擬定出一套合理的方案。首先，根據(jù)任務(wù)的繁雜程度和技術(shù)指標(biāo)要求選擇單片機(jī)芯片。其次，選擇系統(tǒng)中要用到的其它外圍元器件，如顯示器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。3. 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)是指應(yīng)用系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)，包括單片機(jī)芯片、控制電路、存儲(chǔ)器、I/O接口等等。硬件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮留有充分余量，電路設(shè)計(jì)力求正確無誤，因?yàn)樵谙到y(tǒng)調(diào)試中不易修改硬件結(jié)構(gòu)。在單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)系統(tǒng)中硬件電路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的幾個(gè)問題。(1) 單片機(jī)選擇盡量選用帶有EEPROM的MCS-51系列單片機(jī)，如AT89C51、AT89C52等。可減少外部擴(kuò)展ROM。(2) 程序存儲(chǔ)器若要外擴(kuò)程序存儲(chǔ)器時(shí)，一般選用容量較大的EPROM芯片，盡量

8、避免用小容量芯片組合擴(kuò)充大容量的存儲(chǔ)器。程序存儲(chǔ)器容量大些，則可用編程空間充裕。(3) 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器根據(jù)系統(tǒng)功能的要求，如果需要擴(kuò)展外部RAM，那么RAM芯片可選用6264（8KB）等。擴(kuò)展外部RAM的原則和擴(kuò)展外部ROM相同：盡量減少芯片數(shù)量，使電路結(jié)構(gòu)簡單。(4) I/O接口芯片I/O接口芯片的擴(kuò)展也需要根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)功能的要求來確定。常用的I/O接口芯片一般選用8255芯片。這類芯片可利用功能多、具有口線多、硬件邏輯簡單等特點(diǎn)。(5) 總線驅(qū)動(dòng)能力MCS-51系列單片機(jī)的外部擴(kuò)展功能很強(qiáng)，但4個(gè)8位并行口的帶負(fù)載能力是有限的。P0口能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL電路，P1P3口只能驅(qū)動(dòng)3個(gè)TTL電路。在實(shí)

9、際應(yīng)用中，這些端口的負(fù)載不應(yīng)超過總負(fù)載能力的70%，以保證留有一定的余量，以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。在外接負(fù)載較多的情況下，應(yīng)采用總線驅(qū)動(dòng)電路，以提高端口的驅(qū)動(dòng)能力和系統(tǒng)的抗干擾能力?？偩€驅(qū)動(dòng)有相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器，如雙向8路三態(tài)緩沖器74LS245可作為數(shù)據(jù)總線使用；地址和控制總線可采用單向8路三態(tài)緩沖區(qū)74LS244作為單向總線驅(qū)動(dòng)器。4. 軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)是研制過程中任務(wù)最關(guān)鍵的一項(xiàng)工作。沒有軟件，就無法實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的控制；不同軟件可以實(shí)現(xiàn)功能不同的控制。所以，要編寫軟件一定要把要實(shí)現(xiàn)的控制對象及其功能全面掌握，要做到心中有數(shù)。可根據(jù)自己的實(shí)際情況，選用匯編語言，也可以選用C語言。單

10、片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)千差萬別，不存在統(tǒng)一模式。開發(fā)一個(gè)軟件的基本方法是盡可能采用模塊化結(jié)構(gòu)。根據(jù)系統(tǒng)軟件的總體構(gòu)思，按照先粗后細(xì)的方法，把整個(gè)系統(tǒng)軟件分成多個(gè)功能獨(dú)立模塊。應(yīng)明確規(guī)定各模塊的功能，各模塊間的接口信息，盡可能使各模塊的聯(lián)系減少到最低限度。這樣，各個(gè)模塊可以分別獨(dú)立設(shè)計(jì)、編制和調(diào)試，最后再將各個(gè)程序模塊連接成一個(gè)完整的程序進(jìn)行總調(diào)試。較為復(fù)雜軟件的設(shè)計(jì)，是建立在各個(gè)基本模塊的基礎(chǔ)上的。如果對基本模塊熟悉了，編寫一個(gè)較為復(fù)雜的軟件相對就容易。各個(gè)基本模塊都是課程中相關(guān)章節(jié)的內(nèi)容，一定要從基本知識(shí)學(xué)起。5. 系統(tǒng)調(diào)試系統(tǒng)調(diào)試包括硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。硬件調(diào)試的任務(wù)是排除系統(tǒng)的硬件電路故

11、障，包括設(shè)計(jì)錯(cuò)誤和工藝故障。軟件調(diào)試是利用開發(fā)工具進(jìn)行在線仿真調(diào)試，除發(fā)現(xiàn)和解決程序錯(cuò)誤外，也可以發(fā)現(xiàn)硬件故障。程序調(diào)試一般是按模塊進(jìn)行，各個(gè)模塊和子程序獨(dú)立調(diào)試，最后連接起來統(tǒng)一調(diào)試。可利用開發(fā)工具（實(shí)驗(yàn)開發(fā)裝置或軟件仿真）的單步和斷點(diǎn)運(yùn)行方式，通過檢查應(yīng)用系統(tǒng)的CPU現(xiàn)場、RAM和SFR的內(nèi)容以及I/O口的狀態(tài)，來檢查程序的執(zhí)行結(jié)果和系統(tǒng)I/O設(shè)備的狀態(tài)變化是否正常，從中發(fā)現(xiàn)程序的邏輯錯(cuò)誤、轉(zhuǎn)移地址錯(cuò)誤以及隨機(jī)的錄入錯(cuò)誤等。也可以發(fā)現(xiàn)硬件設(shè)計(jì)和軟件算法錯(cuò)誤。在調(diào)試過程中，要不斷調(diào)整、修改系統(tǒng)的硬件和軟件，直到其符合預(yù)期結(jié)果為止。聯(lián)機(jī)調(diào)試運(yùn)行正常后，將軟件固化到EPROM中，脫機(jī)運(yùn)行，并到生

12、產(chǎn)現(xiàn)場投入實(shí)用，檢驗(yàn)其可靠性，直到完全滿足要求，系統(tǒng)才算研制成功。如果使用軟件仿真，則應(yīng)在仿真軟件環(huán)境中完成調(diào)試過程。如果實(shí)驗(yàn)開發(fā)裝置，則調(diào)試過程開發(fā)裝置上完成，也可采取兩者相互配合的方法進(jìn)行。五、 設(shè)計(jì)報(bào)告要求1. 封面 2. 正文 (1) 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求：設(shè)計(jì)任務(wù)概述，系統(tǒng)主要功能和要求；(2) 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)及工作原理說明；(3) 各模塊電路設(shè)計(jì)：1.所用元器件簡介，引腳功能；2.模塊電路原理圖；3.工作原理說明及參數(shù)計(jì)算。(4) 軟件設(shè)計(jì)：1. 主程序流程圖，關(guān)鍵代碼及相應(yīng)的文字說明；2. 各個(gè)子程序（函數(shù)）流程圖、關(guān)鍵代碼及相應(yīng)的文字說明；(5) 說明硬軟件的調(diào)試過程和調(diào)試方法；4.

13、課程設(shè)計(jì)體會(huì)(總結(jié))5. 參考文獻(xiàn)6. 附件：1. 系統(tǒng)整機(jī)電路原理圖；2. 所有源程序清單（要有必要的注釋）。六、 設(shè)計(jì)作品提交： 1) 課程設(shè)計(jì)說明書打印稿和Word 2003電子文檔各一份；2) Proteus仿真程序（電子文檔）；3) 調(diào)試完成的單片機(jī)源程序文件（電子文檔）；4) 所提交的電子文檔需打包成RAR壓縮文件，壓縮包文件名命名格式：學(xué)號(hào) 班級(jí) 姓名（例如：2電1班 張三.rar）,包內(nèi)必須包含：1. 課程設(shè)計(jì)說明書（Word 2003文檔）；2. Proteus仿真電路圖文件；3.調(diào)試完成的單片機(jī)源程序文件, Keil 項(xiàng)目文件，C語言源程序文件，或者匯編語言源程序文件；七、

14、 設(shè)計(jì)考核評(píng)定：在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行答辯，順序自由排列，先完成的先答辯，后完成的后答辯。八、 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)1) 實(shí)作部分：占總成績的60%。難度系數(shù)基本部分?jǐn)U展部分創(chuàng)新部分6510每項(xiàng)5分，上限為100分7210每項(xiàng)5分，上限為100分7810每項(xiàng)5分，上限為100分2) 課程設(shè)計(jì)說明書：按課程設(shè)計(jì)說明書規(guī)范撰寫，占總成績的30%。平時(shí)成績：占總成績的10%，包括按時(shí)參加課程設(shè)計(jì)，遵守課程設(shè)計(jì)和上機(jī)的紀(jì)律等。3) 違紀(jì)處理：在機(jī)房內(nèi)玩游戲和看視頻者，視為違紀(jì)。第一次總成績扣10分，第二次總成績扣20分，第三次總成績扣30分。第二章 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題目一、題目匯總：第一章 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)概述

15、2第二章 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題目5題目1 LED顯示的電子鐘7題目2 多通道百分秒表8題目3 多通道秒定時(shí)器9題目4 基于數(shù)字溫度傳感器的數(shù)字溫度計(jì)10題目5 頻率計(jì)11題目6 單片機(jī)數(shù)字電壓表12題目7 模擬交通燈控制器13題目8 波形發(fā)生器14題目9 步進(jìn)電機(jī)控制器1 15題目10 步進(jìn)電機(jī)控制器216題目11 簡易電子琴17題目12 電子密碼鎖18題目13 簡單計(jì)算器19題目14 八路搶答器20題目15 籃球記分器的設(shè)計(jì)21題目16 基于熱敏電阻的數(shù)字溫度計(jì)22題目17 直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制和測量裝置23題目18 PWM直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)24題目19 兩個(gè)單片機(jī)之間的串行通信接口設(shè)計(jì)25題目

16、20 數(shù)字音樂盒26符號(hào)說明： 越多表示題目難度越大； 表示擴(kuò)展要求任務(wù)； 表示創(chuàng)新設(shè)計(jì)加分任務(wù)；二、選題說明： 每班每課題限選人數(shù)如下表分配：題目每班可選人數(shù)題目1 LED顯示的電子鐘3題目2 多通道百分秒表3題目3 多通道秒定時(shí)器3題目4 基于數(shù)字溫度傳感器的數(shù)字溫度計(jì)3題目5 頻率計(jì)3題目6 單片機(jī)數(shù)字電壓表3題目7 模擬交通燈控制器3題目8 波形發(fā)生器3題目9 步進(jìn)電機(jī)控制器1 3題目10 步進(jìn)電機(jī)控制器23題目11 簡易電子琴3題目12 電子密碼鎖3題目13 簡單計(jì)算器3題目14 八路搶答器3題目15 籃球記分器的設(shè)計(jì)3題目16 基于熱敏電阻的數(shù)字溫度計(jì)3題目17 直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制

17、和測量裝置3題目18 PWM直流電機(jī)調(diào)速控制系統(tǒng)3題目19 兩個(gè)單片機(jī)之間的串行通信接口設(shè)計(jì)3題目20 數(shù)字音樂盒360題目1 LED顯示的電子鐘一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基于AT89C51單片機(jī)，制作一個(gè)LED顯示的智能電子鐘。二、 設(shè)計(jì)要求：1) 用6個(gè)7段LED數(shù)碼管作為顯示設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)鐘功能。2) 顯示格式，日期：YY MM DD，時(shí)間：HH MM SS3) 可以分別設(shè)定年、月、日，時(shí)、分、秒。復(fù)位后日期為：12 01 01，時(shí)間為00 00 00 。4) 秒鐘復(fù)位功能，秒復(fù)位鍵按下后，秒回到00。5) 鍵盤按鍵個(gè)數(shù)及功能自行確定。6) 時(shí)間、月、日自動(dòng)交替顯示，或按鍵切換顯示。7) 12小時(shí)和

18、24小時(shí)切換功能。8) 實(shí)現(xiàn)鬧鐘功能。三、 設(shè)計(jì)提示：1) LED宜采用動(dòng)態(tài)掃描法顯示2) 采用定時(shí)器，也可考慮外部擴(kuò)展專用時(shí)鐘芯片DS1302。3) 參考Protuse仿真效果圖：題目2 多通道百分秒表一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基于AT89C51設(shè)計(jì)一個(gè)5位的LED數(shù)碼作為“多通道百分秒表”。 二、 設(shè)計(jì)要求：1) 顯示時(shí)間為00.0099.99秒，每百分之秒自動(dòng)加1。2) 設(shè)計(jì)一個(gè)有三個(gè)按鍵的鍵盤。K1：“開始”“停止”“復(fù)位”“開始”。K2：顯示通道數(shù)“加一”。K3：顯示通道數(shù)“減一”。3) 設(shè)計(jì)每到一秒鐘有聲音或LED指示提醒功能，可通過按鈕打開及關(guān)閉該提醒功能。4) 其他功能。三、 設(shè)計(jì)提示：

19、1) 用6位個(gè)7段LED數(shù)碼管作為顯示設(shè)備，最高位顯示通道號(hào)，低4位顯示時(shí)間。2) 可采用定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間10ms。3) 參考Protuse仿真效果圖：題目3 多通道秒定時(shí)器一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基于AT89C51設(shè)計(jì)一個(gè)3位的LED數(shù)碼作為“4通道秒定時(shí)器”。 二、 設(shè)計(jì)要求：1) 顯示時(shí)間為0099秒。2) 各通道定時(shí)時(shí)間到，點(diǎn)亮對應(yīng)的LED。3) 設(shè)計(jì)一個(gè)有4個(gè)按鍵的鍵盤。K1：“設(shè)置”/“定時(shí)啟動(dòng)”。K2：“通道”/“定時(shí)設(shè)置”。K3：“加一”。K4：“減一”。4) 設(shè)計(jì)每到一秒鐘有聲音或LED指示提醒功能，可通過按鈕打開及關(guān)閉該提醒功能。5) 其他功能。三、 設(shè)計(jì)提示：1) 用6位個(gè)7段L

20、ED數(shù)碼管作為顯示設(shè)備，最高位顯示通道號(hào)，低2位顯示時(shí)間。2) 可采用定時(shí)器，定時(shí)時(shí)間100ms。3) 參考Protuse仿真效果圖：題目4 基于數(shù)字溫度傳感器的數(shù)字溫度計(jì)一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基于AT89C51單片機(jī)，使用數(shù)字溫度傳感器DS18B20，設(shè)計(jì)一個(gè)的數(shù)字顯示溫度計(jì)。二、 設(shè)計(jì)要求：1) 控制器使用單片機(jī)89C51，測溫傳感器使用DS18B20，用5位LED數(shù)碼管，實(shí)現(xiàn)溫度顯示。2) 溫度測量范圍為-55125，精確到0.5。3) 設(shè)置上下報(bào)警溫度，當(dāng)溫度不在設(shè)置范圍內(nèi)時(shí)，可以報(bào)警。4) 使用4個(gè)DS18B20，構(gòu)成4路溫度檢測器。三、 設(shè)計(jì)提示：1) DS18B20溫度傳感器是美國DA

21、LLAS半導(dǎo)體公司最新推出的一種改進(jìn)型智能溫度傳感器，與傳統(tǒng)的熱敏電阻等測溫元件相比，它能直接讀出被測溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡單的編程實(shí)現(xiàn)912位的數(shù)字讀數(shù)方式。 DS18B20的性能如下： 獨(dú)特的單線接口僅需要一個(gè)端口引腳進(jìn)行通信。 多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在串行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線上，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)組網(wǎng)功能。 無須外部器件。 可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.05.5V。 零待機(jī)功耗。 溫度以9或12位的數(shù)字讀數(shù)方式。 用戶可定義報(bào)警設(shè)置。 報(bào)警搜索命令識(shí)別并標(biāo)志超過程序限定溫度（溫度報(bào)警條件）的器件。 負(fù)電壓特性，電源極性接反時(shí)，溫度計(jì)不會(huì)因發(fā)熱而燒毀，但不能正常工作。 DS18B20采用3引腳

22、PR-35封裝或8引腳SOIC封裝。2) 參考DS18B20說明書，按照說明書中的讀寫時(shí)序要求，編寫讀寫程序3) 參考Protuse仿真效果圖：題目5 頻率計(jì)一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基于MCS-51系列單片機(jī)AT89C51，設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心的頻率測量裝置。二、 設(shè)計(jì)要求：1) 測量被測信號(hào)的頻率，要求如下：2) 信號(hào)波形：方波，正弦波，鋸齒波，三角波等；3) 信號(hào)頻率：1Hz100kHz；4) 顯示：外部擴(kuò)展6位LED數(shù)碼管顯示。5) 測量出周期，并用按鍵實(shí)現(xiàn)頻率和周期間的互相轉(zhuǎn)換；6) 顯示刷新時(shí)間110秒連續(xù)可調(diào)；7) 實(shí)現(xiàn)其他功能。三、 設(shè)計(jì)提示1) .所謂“頻率”，就是周期性信號(hào)在單位時(shí)

23、間（1s）內(nèi)變化的次數(shù)。若在一定時(shí)間 T內(nèi)測得這個(gè)周期性信號(hào)的重復(fù)變化次數(shù)N，則其頻率可表示為f=N/T。其中脈沖形成電路的作用是將被測信號(hào)變成脈沖信號(hào)，其重復(fù)頻率等于被測頻率fX。2) 用89C51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)和計(jì)數(shù)功能，累計(jì)每秒進(jìn)入單片機(jī)的外部脈沖個(gè)數(shù)； 3) 需要前置電路進(jìn)行信號(hào)的整形。4) 參考Protuse仿真電路圖：題目6 單片機(jī)數(shù)字電壓表一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基于MCS-51系列單片機(jī)AT89C51，設(shè)計(jì)一個(gè)能測量05V直流電壓的數(shù)字電壓表。二、 設(shè)計(jì)要求：1) 選用A/D轉(zhuǎn)換器ADC0808，測定0+5V范圍內(nèi)的直流電壓值。2) 采集的數(shù)據(jù)送四位數(shù)碼管實(shí)時(shí)顯示。3)

24、實(shí)現(xiàn)多路電壓循環(huán)測量和循環(huán)顯示。4) 實(shí)現(xiàn)0500mA電流的測量和顯示。5) 實(shí)現(xiàn)功率的測量。三、 設(shè)計(jì)提示：1) LED宜采用動(dòng)態(tài)掃描法顯示2) 參考Protuse電路圖：題目7 模擬交通燈控制器一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基于AT89C51單片機(jī)，設(shè)計(jì)一個(gè)模擬交通燈控制器。二、 設(shè)計(jì)要求：1) 用LED燈模擬東西、南北兩個(gè)方向的紅綠燈。在通行時(shí)段，綠燈亮，在禁止通行時(shí)段，紅燈亮，兩個(gè)方向的紅綠燈循環(huán)交替變化。默認(rèn)情況下，兩個(gè)方向的通行時(shí)長均為30秒。2) 用4個(gè)7段數(shù)碼管分別作為兩個(gè)方向的顯示設(shè)備，顯示通行方向的剩余通行時(shí)間，在禁止通行時(shí)段，對應(yīng)方向的數(shù)碼管應(yīng)熄滅。3) 設(shè)計(jì)若干個(gè)功能鍵，能夠用來設(shè)置

25、兩個(gè)方向的通行時(shí)長。4) 其他功能。三、 設(shè)計(jì)提示：1) 采用內(nèi)部定時(shí)器，也可考慮外部擴(kuò)展專用時(shí)鐘芯片DS1302。2) 數(shù)碼管宜采用動(dòng)態(tài)顯示方式。3) 參考Proteus仿真效果圖：題目8 波形發(fā)生器一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基于AT89C51設(shè)計(jì)一個(gè)波形發(fā)生器。二、 設(shè)計(jì)要求：1) 輸出頻率范圍在1Hz1000Hz之間的方波、三角波、鋸齒波等模擬信號(hào)。2) 設(shè)計(jì)一個(gè)功能鍵，用于切換輸出波形的類型，并用虛擬示波器顯示輸出波形。3) 增加輸出波形的種類，能夠輸出梯形波、正弦波。4) 實(shí)現(xiàn)多路波形同時(shí)輸出。并增加相應(yīng)的功能鍵分別用于切換各路輸出波形的類型。5) 其他功能。三、 設(shè)計(jì)提示：1) 采用D/A轉(zhuǎn)

26、換芯片DAC0832并外接運(yùn)算放大器，以得到模擬輸出信號(hào)。2) 參考Protuse仿真效果圖：題目9 步進(jìn)電機(jī)控制器1 一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基于MCS-51系列單片機(jī)AT89C51，設(shè)計(jì)一個(gè)步進(jìn)電機(jī)控制器。二、 設(shè)計(jì)要求：1) 采用單片機(jī)控制一個(gè)小功率四相單四拍的步進(jìn)電機(jī)工作，步進(jìn)電機(jī)步距角為1.5度，最大相電流100mA；2) 設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制驅(qū)動(dòng)電路。3) 控制器有5個(gè)按鍵。K1：“啟動(dòng)/停止”，K2：“正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)”，K3：“180度”，K4：“720度”， K4：“連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)”。4) 增加“加速”和“減速”鍵，每按一次鍵，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速按照約定的速率改變。5) 用8根LED顯示棒，移動(dòng)顯示，形

27、象地跟蹤電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)角。6) 用4位LED數(shù)碼管，顯示電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)角。7) 增加電機(jī)過熱保護(hù)功能。三、 設(shè)計(jì)提示：1) 本題目的關(guān)鍵之處是：如何生成控制步進(jìn)電機(jī)的脈沖序列。步進(jìn)電機(jī)實(shí)際上是一個(gè)數(shù)字/角度轉(zhuǎn)換器，因此，需把并行的二進(jìn)制數(shù)字量轉(zhuǎn)換成串行的脈沖序列，并實(shí)現(xiàn)方向控制。每當(dāng)步進(jìn)電機(jī)脈沖輸入線上得到一個(gè)脈沖，它便沿著特定的方向走一步。2) 查閱資料，確定步進(jìn)電機(jī)控制脈沖序列的順序。3) 使用定時(shí)器，定時(shí)產(chǎn)生步進(jìn)電機(jī)控制脈沖序列，使用控制定時(shí)時(shí)間來控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。4) 參考Protuse仿真效果圖：題目10 步進(jìn)電機(jī)控制器2一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：以51單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)控制步進(jìn)電動(dòng)

28、機(jī)的控制裝置。二、 設(shè)計(jì)要求：1) 在系統(tǒng)中擴(kuò)展ULN2003或ULN2004A，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)。2) 合理選擇步進(jìn)電機(jī)，使其適合轉(zhuǎn)速要求。3) 設(shè)計(jì)鍵盤，控制步進(jìn)電機(jī)的啟停、正反轉(zhuǎn)、加減速。4) 采用LED設(shè)計(jì)顯示部分，顯示轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速。 5) 采用LCD設(shè)計(jì)顯示部分，用漢字顯示轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)速、運(yùn)行時(shí)間等。6) 設(shè)計(jì)一鍵控制功能，只需按下一個(gè)鍵使步進(jìn)電機(jī)達(dá)到某一個(gè)固定轉(zhuǎn)速。三、 設(shè)計(jì)提示：1) 參考單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)資料，參考ULN2003資料。2) 從步進(jìn)電機(jī)原理考慮選擇相數(shù)、拍數(shù)。3) 按鍵設(shè)計(jì)為單功能鍵，如：一個(gè)啟動(dòng)，一個(gè)停止。4) 采用動(dòng)態(tài)掃描進(jìn)行顯示。5) 參考Protuse設(shè)計(jì)圖題目11

29、 簡易電子琴一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基于MCS-系列單片機(jī)AT89C51。設(shè)計(jì)一個(gè)簡易的電子琴。二、 設(shè)計(jì)要求：1) 利用所給鍵盤的1，2，3，4，5，6，7，8八個(gè)鍵，能夠發(fā)出8個(gè)不同的音符。2) 并且要求按下按鍵發(fā)聲，松開延時(shí)一段時(shí)間停止，中間再按別的鍵則發(fā)另一音符的聲音。3) 使用LED數(shù)碼管顯示8個(gè)不同的音調(diào)。4) 如果在前一個(gè)按下的鍵發(fā)聲的同時(shí)有另一個(gè)鍵被按下，前面鍵的發(fā)音停止，轉(zhuǎn)到后按的鍵的發(fā)音。5) 增加變調(diào)按鍵“UP1”，“UP2”，“DN1”，“DN2”，在按下“0”“8” 音符時(shí)，再按變調(diào)鍵，產(chǎn)生相應(yīng)的變調(diào)。使用LED數(shù)碼管顯示變調(diào)情況。6) 其他功能。三、 設(shè)計(jì)提示：1) 本設(shè)計(jì)

30、使用AT89C51單片機(jī)，擴(kuò)展4x4矩陣式鍵盤和2位LED數(shù)碼管顯示器；2) 使用定時(shí)器，產(chǎn)生不同頻率的方波，對應(yīng)不同的的音符。3) 當(dāng)鍵盤有鍵按下時(shí)，判斷鍵值，啟動(dòng)計(jì)數(shù)器T0，產(chǎn)生一定頻率的脈沖，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器。4) 同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器T1，顯示樂曲播放的時(shí)間，并驅(qū)動(dòng)LED,顯示歌曲號(hào)及播放時(shí)間；5) 采用表格的形式，對應(yīng)各音符的頻率與定時(shí)器定時(shí)時(shí)間。然后采用查表的方法播放音符。6) 變調(diào)鍵按下時(shí)，進(jìn)行修正各音符頻率的修正。7) 參考Protuse仿真效果圖：題目12 電子密碼鎖一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基于MCS-51系列單片機(jī)AT89C51，設(shè)計(jì)一個(gè)通過按鍵輸入開鎖的電子密碼鎖。二、 設(shè)計(jì)要求：1) 通過

31、44的矩陣鍵盤輸入或設(shè)定開鎖密碼；2) 可以通過LCD查看已輸入的字符個(gè)數(shù)顯示為*；3) 使用串行EEROM24C02A保存用戶設(shè)置的密碼；4) 使用LED和蜂鳴器指示密碼鎖的狀態(tài)；5) 可以通過特殊的按鍵方法清除用戶密碼如同時(shí)按下特定的多個(gè)鍵；6) 其他功能。三、 設(shè)計(jì)提示：1) 本設(shè)計(jì)使用AT89C51單片機(jī)，4*4鍵盤，蜂鳴器，16*2 字符型LCD，串行EEROM 24C04；2) 編寫鍵盤控制程序，有鍵按下時(shí)，判斷鍵值，進(jìn)行相應(yīng)的按鍵處理，實(shí)現(xiàn)電子密碼鎖功能；3) 參考EEROM 24C04A說明書，編寫讀/寫程序，完成密碼的設(shè)置修改和讀出；4) 參考Protuse仿真效果圖：題目1

32、3 簡單計(jì)算器一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基于MCS-51系列單片機(jī)AT89C51，設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的電子計(jì)算器。二、 設(shè)計(jì)要求：1) 通過44的矩陣鍵盤輸入數(shù)字及運(yùn)算符；2) 可以進(jìn)行4位十進(jìn)制數(shù)以內(nèi)的加法運(yùn)算，如果計(jì)算結(jié)果超過4位十進(jìn)制數(shù)，則屏幕顯示E；3) 可以進(jìn)行加法以外的計(jì)算（乘、除、減）；4) 其他功能。三、 設(shè)計(jì)提示：1) 本設(shè)計(jì)使用AT89C51單片機(jī)，4*4鍵盤，蜂鳴器，16*2 字符型LCD；2) 編寫鍵盤控制程序，有鍵按下時(shí)，判斷鍵值，進(jìn)行相應(yīng)的按鍵處理，實(shí)現(xiàn)計(jì)算器功能；3) 建議使用C語言編程，首先實(shí)現(xiàn)整數(shù)運(yùn)算；4) 參考Protuse仿真效果圖：題目14 八路搶答器一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基

33、于MCS-51系列單片機(jī)AT89C51，設(shè)計(jì)一個(gè)八路搶答器。二、 設(shè)計(jì)要求：1) 搶答器同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕K1 K8。2) 設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)K0，該開關(guān)由主持人控制。3) 搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按動(dòng)按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。4) 主持人按下?lián)尨稹伴_始”按鈕，搶答開始。5) 當(dāng)某一路搶答成功時(shí)，在數(shù)碼管上顯示成功信息和該路的號(hào)數(shù)；6) 當(dāng)某一路搶答違規(guī)時(shí)，能在數(shù)碼管上顯示顯示違規(guī)信息和該路的號(hào)數(shù)；7) 具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)開始鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減

34、計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(shí)間0.5秒左右。8) 參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。9) 如果定時(shí)時(shí)間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。 10) 其他功能。三、 設(shè)計(jì)提示：1) 采用8位LED數(shù)碼管，顯示所需信息，8位LED數(shù)碼管宜采用動(dòng)態(tài)掃描法顯示；2) 使用中斷控制，有搶答按鈕按下時(shí)，產(chǎn)生中斷信號(hào)，立刻鎖存搶答按鈕狀態(tài)，以減少搶答時(shí)間誤差；3) 參考Protuse仿真電路圖：題目15 籃球記分器的設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基于MCS-51系列單片機(jī)AT8

35、9C51，設(shè)計(jì)一款能夠顯示籃球比分的記分牌。二、 設(shè)計(jì)要求： 1) 設(shè)計(jì)一款能夠顯示籃球比分的記分牌；2) 通過加分按鈕可以給A隊(duì)，或B隊(duì)加分；3) 設(shè)計(jì)對調(diào)功能，更換場地后，AB隊(duì)分?jǐn)?shù)互換；4) 計(jì)時(shí):能實(shí)現(xiàn)0-99分和0-59秒任意調(diào)整,具有啟動(dòng)、暫停、復(fù)位功能；5) 秒計(jì)時(shí):能實(shí)現(xiàn)0-99秒任意調(diào)整,具有復(fù)位、啟動(dòng)、暫停功能；6) 自定義按鍵個(gè)數(shù)和功能7) 增加局?jǐn)?shù)比分功能；8) 增加比賽時(shí)間倒計(jì)時(shí)功能；9) 報(bào)警:099秒違例自動(dòng)聲、光報(bào)警；099分終場自動(dòng)聲響。10) 可實(shí)現(xiàn)A、B兩隊(duì)暫停次數(shù)和犯規(guī)的顯示和任意加減。11) 其他功能。三、 設(shè)計(jì)提示：1) 本設(shè)計(jì)主要使用AT89C51

36、單片機(jī)，16*4 字符型LCD LM041L；2) 使用16*4 字符型LCD LM041L模擬籃球記分顯示板；3) 建議采用C語言設(shè)計(jì)程序4) 參考Protuse仿真效果圖：題目16 基于熱敏電阻的數(shù)字溫度計(jì)一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基于MCS-51系列單片機(jī)AT89C51，使用熱敏電阻類的溫度傳感器件，設(shè)計(jì)一個(gè)的數(shù)字顯示溫度計(jì)。二、 設(shè)計(jì)要求： 1) 測量溫度范圍-50110。2) 精度誤差小于0.5。3) LED數(shù)碼直讀顯示。4) 可以任意設(shè)定溫度的上下限報(bào)警功能。5) 編程實(shí)現(xiàn)熱敏電阻的非線性補(bǔ)償。6) 實(shí)現(xiàn)語音報(bào)出測量的溫度值。三、 設(shè)計(jì)提示：1) 使用PTC正溫度系數(shù)的熱敏電阻(Proteu

37、s元件KTY81)檢測溫度。2) 使用軌到軌微功耗集成運(yùn)算放大器TLC2252構(gòu)成溫度檢測調(diào)理電路，-50輸出0V，110輸出4.98V。3) 在系統(tǒng)中擴(kuò)展8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0808完成模數(shù)轉(zhuǎn)換，A/D轉(zhuǎn)換控制可使用查詢方式，或中斷方式。4) 參考ADC0808說明書，按照說明書中的讀寫時(shí)序要求，編寫A/D轉(zhuǎn)換控制程序。5) 參考Protuse仿真效果圖：題目17 直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制和測量裝置一、 設(shè)計(jì)任務(wù)：基于MCS-51系列單片機(jī)AT89C51，設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)控制的直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速控制和測量裝置。二、 設(shè)計(jì)要求：1) 在系統(tǒng)擴(kuò)展數(shù)/模D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832。2) 設(shè)計(jì)直流電動(dòng)機(jī)控制

38、驅(qū)動(dòng)電路。3) 通過改變D/A輸入數(shù)字量的大小，改變直流電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。4) 設(shè)計(jì)一個(gè)有4個(gè)按鍵的鍵盤。K1：“啟動(dòng)/停止”。K2：“正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)”。K3：“加速”。K4：“減速”。5) 手動(dòng)控制。在鍵盤上設(shè)置兩個(gè)按鍵直流電動(dòng)機(jī)加速鍵和直流電動(dòng)機(jī)減速鍵。在手動(dòng)狀態(tài)下，每按一次鍵，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速按照約定的速率改變。6) 直流電動(dòng)機(jī)雙極性控制。00H逆時(shí)針轉(zhuǎn)最快，80H停止，F(xiàn)FH順時(shí)針轉(zhuǎn)最快。7) 用LED顯示棒移動(dòng)顯示的速度，形象地跟蹤直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化情況。8) 其他功能。三、 設(shè)計(jì)提示：1) 參考DAC0832說明書，在系統(tǒng)中擴(kuò)展8位D/A轉(zhuǎn)換器接口。2) 使用集成運(yùn)算放大，實(shí)現(xiàn)電流電壓變換，經(jīng)電平平移和放大，使輸出電平范圍+5V-5V。3) 參考資料設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的直流電機(jī)模擬驅(qū)動(dòng)電路。4