單片機原理與應用課程設計題目復習過程

1、單片機原理與應用課程設計題目 符號說明：越多表示題目難度越大 *表示擴展要求任務一般難度中等難度較高難度表示創(chuàng)新設計加分任務一、題目匯總：1. 彩燈控制器的設計2. 電子時鐘的設計3. 現(xiàn)代交通燈的設計4. 多路搶答器的設計5. 波形發(fā)生器的設計6點陣廣告牌的設計7. 籃球記分器的設計8. 數(shù)字式溫度計的設計9. 步進電機的控制*10. 電子音樂盒的設計11. 電子賀卡設計12. 低頻數(shù)字頻率計的設計*13. 秒表系統(tǒng)的設計14. 多機串行通信的設計15. 電子密碼鎖的設計16. 4位數(shù)加法計算器的設計17. 定時鬧鐘的設計*18. 人行道電子指示屏的設計19. 電梯模型控制系統(tǒng)的設計20.

2、傳送帶產(chǎn)品計數(shù)器的設計二、 選題說明：1名同學一個設計小組，每個小組選擇 1個題目，同一班級內(nèi)選 同一題目的不能超過 5個設計小組，選相同題目的小組在設計內(nèi)容、方法上要 有所區(qū)別，嚴禁抄襲。任務后括號內(nèi)的數(shù)字表示分值，要求每名同學在設計完成 后都能明白硬件原理及程序的含義。三、設計要求：題目中沒有特別提示的，要求自行焊接單片機最小系統(tǒng)板和外圍 接口電路，不能使用現(xiàn)成的開發(fā)板和模塊。題目一：彩燈控制器的設計設計任務：1.用16盞以上的LED小燈，實現(xiàn)至少4種彩燈燈光效果(不含全 部點亮，全部熄滅；(30)2. 可以用輸入按鈕在幾種燈光效果間切換；(20)3. 可以通過按鈕暫停彩燈效果，使小燈全亮

3、，再次按下相同按鈕后 繼續(xù)之前的效果。(10)4*增加自動在幾種效果間切換的功能，并設置一個按鈕可以在自動 模式和手動模式間切換。(10)5*使用定時中斷延時(10)6實現(xiàn)其他除15中提到的功能(創(chuàng)新部分)(20)設計提示：1. LED可以采用共陽極或共陰極接法直接接在并行口，也可以用8255擴展更多的小燈。2. 多種效果可以放在不同的子程序空間中，主程序通過散轉來訪問不同的子程序段。3. 暫停效果可用中斷，或定時掃描實現(xiàn)。題目二：電子時鐘的設計設計任務：1. 用6個8段LED數(shù)碼管作為顯示設備，設計時鐘功能；（30）2. 可以分別設定小時、分鐘和秒，復位后時間為00: 00： 00；（20）

4、3. 秒鐘復位功能，秒復位鍵按下后，秒回到00。（ 10）4*日期、時間切換功能（10）5*使用LCD取代LED作為顯示設備（20）6實現(xiàn)鬧鐘功能（創(chuàng)新部分10分）提示：1. LED宜采用動態(tài)掃描法顯示2. 如果需要制作電子萬年歷，可以考慮外部擴展專用時鐘芯片（如:DS1302）3. 成品效果圖:題目三：現(xiàn)代交通燈的設計設計任務：1. 設計一款帶左轉、直行、右轉三種指示的現(xiàn)代交通燈，并可顯示 紅綠燈等待間隔時間，參照實物效果圖；（30）2. 帶緊急按鈕功能，當緊急按鈕按下時，所有方向均亮起紅燈；（20）3. 夜間運行模式按鈕，按下時，所有方向黃燈閃爍；（20）4*可在線修改紅綠燈等待間隔時間（

5、20）5其他功能（創(chuàng)新部分10分）設計要求：用單片機控制LED燈模擬指示。模擬東西方向的十字路口交通信號 控制情況。東西向通行時間為 80s，南北向通行時間為60s,緩沖時 間為3s。本題目為典型的LED顯示和中斷定時電路。利用定時器 T0產(chǎn)生每10ms一次的中斷，每100次中斷為1s。對兩個方向分別 顯示紅、綠、黃燈，已經(jīng)相應的剩余時間即可。值得注意的是，A方向紅燈時間=B方向綠燈時間+黃燈緩沖時間這一常識。提示：1. Proteus里的traffic模塊為傳統(tǒng)交通燈模型（只有紅、綠、黃三色）； 實物可用單管LED （或LED點陣）來取代左右轉指示，或直行指示。2. 實物效果圖題目四：多路搶

6、答器的設計設計任務： 1. 設計一款 8 路搶答器；（30）2. 設計一個搶答控制開關（開始搶答后才允許答題者搶答） ，供主持 人用；（20）3. 設定搶答時間限制，超過時間后，該題作廢； （20）4* 設定答題時間（ 5）5* 數(shù)字 LED 顯示當前答題者號數(shù)（ 15） ；6 其他功能（創(chuàng)新部分 10 分） 有犯規(guī)（未按開始鍵就搶答的）時顯示其號碼 設計要求：1. 以單片機為核心，設計一個 8 位競賽搶答器：同時供 8 名選手或 8個代表隊比賽，分別用8個按鈕SOS7表示。2. 設置一個系統(tǒng)清除和搶答控制開關 S,開關由主持人控制。3. 搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按按鈕，鎖存相應的編號

7、， 并將優(yōu)先搶答選手的編號一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。4. 搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設定（如3O 秒）。當主持人啟動“開始”鍵后，定時器進行減計時，同時 揚聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時間為 0.5s左右。參賽選手 在設定的時間內(nèi)進行搶答，搶答有效，定時器停止工作，顯示器 上顯示選手的編號和搶答的時間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為 止。如果定時時間已到，無人搶答，本次搶答無效，系統(tǒng)報警并 禁止搶答，定時顯示器上顯示 00。5. 通過鍵盤改變搶答的時間，原理與鬧鐘時間的設定相同，將定時 時間的變量置為全局變量后，通過鍵盤掃描程序使每按下一次按 鍵，時間加 1（超過 3

8、0時置 0）。同時單片機不斷進行按鍵掃描， 當參賽選手的按鍵按下時，用于產(chǎn)生時鐘信號的定時計數(shù)器停止 計數(shù)，同時將選手編號（按鍵號）和搶答時間分別顯示在 LED 上。題目五：波形發(fā)生器的設計設計任務： 1. 設計一款能夠產(chǎn)生 3種以上波形的波形發(fā)生器； （30）2. 設計波形選擇按鈕； （20）3. LED或LCD顯示波形代號（如1為正弦波，2為方波）;（20）4* 能夠同時輸出兩種波形（ 5）5* 能夠記錄一段時間的波形（ 15）;6 其他功能（創(chuàng)新部分 10分）實驗原理：1. 產(chǎn)生指定波形可以通過 DAC 來實現(xiàn)，不同波形產(chǎn)生實質上是對 輸出的二進制數(shù)字量進行相應改變來實現(xiàn)的。本題目中，方

9、波信 號是利用定時器中斷產(chǎn)生的，每次中斷時，將輸出的信號按位反 即可;三角波信號是將輸出的二進制數(shù)字信號依次加 1 ，達到 0xff 時依次減 1，并實時將數(shù)字信號經(jīng) D/A 轉換得到;鋸齒波信號是 將輸出的二進制數(shù)字信號依次加1,達到0xff時置為0x00,并實 時將數(shù)字信號經(jīng) D/A 轉換得到的;2. 梯形波是將輸出的二進制數(shù)字信號依次加 1，達到 0xff 時保持一 段時間，然后依次減1直至0x00,并實時將數(shù)字信號經(jīng) D/A轉 換得到的;3. 正弦波是利用 MATLAB 將正弦曲線均勻取樣后，得到等間隔時 刻的 y 方向上的二進制數(shù)值，然后依次輸出后經(jīng) D/A 轉換得到。題目六：LED

10、點陣廣告牌的設計設計任務：1. 設計一款能夠顯示不同字符的 LED點陣廣告牌；（30）2. 設計不同的字符切換效果（如閃爍，靜止，平移等）；（20）3. 設計控制按鈕，可以在不同的效果間切換；（20）4*能夠顯示圖形或自定義字符（5）；5*能通過串行口從電腦上下載更新需顯示的字符（15）；6其他功能（創(chuàng)新部分10分）提示：本設計題目可使用現(xiàn)成的 LED點陣模塊（要求至少組成16x32的點陣）題目七：籃球記分器的設計設計任務：1.設計一款能夠顯示籃球比分的記分牌；（30）2. 通過加分按鈕可以給 A隊，或B隊加分；（20）3. 設計對調功能，更換場地后，AB隊分數(shù)互換；（20）4*增加局數(shù)比分功

11、能；（5）5*增加比賽時間倒計時功能；（15）6其他功能（創(chuàng)新部分10分）提示：顯示器可選用數(shù)碼管或 LED點陣，其中LED點陣可使用現(xiàn)成的模塊AB083 M 079ins題目八：數(shù)字式溫度計的設計*設計任務：1.用DS18B20設計一款能夠顯示當前溫度值的溫度計；（50）2. 通過切換按鈕可以切換華氏度和攝氏度顯示；（20）3 通過按鍵設定上限和下限溫度值，超限后聲音報警；（20）4其他功能（創(chuàng)新部分10分）設計要求：利用數(shù)字溫度傳感器 DS18B20與單片機結合來測量溫度。利用數(shù)字 溫度傳感器DS18B20測量溫度信號，計算后在 LED數(shù)碼管上顯示 相應的溫度值。其溫度測量范圍為-55C1

12、25C，精確到05C；實 現(xiàn)超限報警。提示：顯示器可選用LCD、數(shù)碼管或LED點陣。LED點陣顯示參考電路:I1 r利X3S*題目九：步進電機的控制設計任務： 1. 查閱資料，了解步進電機的工作原理； （20）2. 通過按鍵設置步進電機轉動的步數(shù)； （50）3通過按鍵可控制啟停、正反轉、加減速； （20） 4其他功能（創(chuàng)新部分 10 分）設計要求：1. 采用單片機控制一個四相步進電機工作。 步進電機的旋轉方向由 正反轉控制信號控制。2. 步進電機的步數(shù)由鍵盤設定， 且鍵盤具有鍵盤鎖功能， 當鍵盤上 鎖時，步進電機不接受輸入步數(shù)， 也不會運轉。 只有當鍵盤鎖打 開并輸入步數(shù)時， 步進電機才開始工

13、作。 步進電機的設置的步數(shù) 和實際轉動的步數(shù)通過數(shù)碼管顯示。3. 電機運轉的時候有正轉和反轉指示燈指示。4. 電機在運轉過程中， 如果過熱 （此項功能可模擬， 不用加溫度傳 感器模塊），則電機停止運轉，同時紅色指示燈亮、警報響。題目十：電子音樂盒的設計設計任務： 1. 查閱資料，了解單片機控制單音喇叭發(fā)聲原理； （ 20）2. 設計基于單片機的電子音樂盒； （50） 3通過按鈕可選擇不同的音樂； （20） 4 其他功能（創(chuàng)新部分 10 分） 設計要求：1. 以單片機為核心，設計一個數(shù)字音樂盒：2. 利用 I/O 口產(chǎn)生一定頻率的方波，驅動蜂鳴器或喇叭，發(fā)出不同 的音調，從而演奏樂曲（最少 3

14、首樂曲，每首不少于 30s）。3. 采用 LCD 顯示信息： a. 開機時有英文歡迎提示字符，播放時顯 示歌曲序號（或名稱）。b.可通過功能鍵選擇樂曲、暫停、播 放。30 分）12864液晶。題目:電子賀卡設計設計任務：1. 設計基于單片機的伴奏樂曲（ 30 分）2. 設計基于單片機的彩屏圖片（ 30 分）3. 通過鍵盤按鍵顯示不同彩屏圖片，并伴有不同樂曲（4. 創(chuàng)新部分（自主設計）（ 10 分）提示:音樂播放使用喇叭， 不能使用蜂鳴器； 如果沒有彩屏也可選用題目十二：低頻數(shù)字頻率計的設計設計任務：1. 可以測量出輸入信號頻率范圍在 0-20KHZ的方波的頻率（30 分）2. 用 LED 數(shù)碼

15、管或 LCD 顯示信號頻率。（ 30 分）3. 可以實現(xiàn)多種波形信號頻率的測量，如正弦波；（ 30分） 4. 其他功能（創(chuàng)新部分 10分）。提示：如測量信號為正弦波，可先利用過零比較器將其轉換為方波后再測量設計任務：1. 實物參見下圖，設計一個精度為 0.1s的秒表系統(tǒng)（40分）2. 設計啟動按鈕、暫停按鈕及清零按鈕。（20分）3*.設計每到一秒鐘有聲音提醒功能，可通過按鈕打開及關閉該提醒 音（20 ） 04.其他功能（創(chuàng)新部分20分）提示：顯示器可選用LCD或數(shù)碼管。題目十四：多機串行通信的設計設計任務：1. 設計三個單片機實現(xiàn)主從式串行通信的系統(tǒng)， 主機發(fā)送數(shù)據(jù)到從機, 并在LED數(shù)碼管上

16、顯示。（60分）2. 可通過接在主機上的鍵盤輸入數(shù)據(jù)，通過主機發(fā)送到從機（20分）3*.通信距離較遠時，采用 RS-232通信協(xié)議。（20 ）。4.其他功能（創(chuàng)新部分10分）提示：RS-232協(xié)議要求主從單片機均需用 MAX232進行電平轉換。-_ ® ®® -一 © ® ® ®題目十五：電子密碼鎖的設計設計任務：1. 系統(tǒng)通過4X 4的矩陣鍵盤輸入或設定開鎖密碼。（30分）2. 可以通過LCD查看已輸入的字符個數(shù)顯示為*（30分）3密碼輸入正確，LCD顯示“開”狀態(tài)，繼電器閉合；密碼連續(xù) 3 次輸入錯誤，報警；（20）4*

17、.可以通過特殊的按鍵方法清除用戶密碼如同時按下特定的多個鍵o （10 ）。5.其他功能（創(chuàng)新部分10分）提示：顯示設備可以用LED數(shù)碼管，也可用LCD o題目十六：4位數(shù)加法計算器的設計設計任務：1. 系統(tǒng)通過4X4的矩陣鍵盤輸入數(shù)字及運算符。（40分）2. 可以進行4位十進制數(shù)以內(nèi)的加法運算，如果計算結果超過4位十 進制數(shù)，則屏幕顯示E （30分）3*.可以進行加法以外的計算（乘、除、減）。（20 ）。4.其他功能（創(chuàng)新部分10分）提示：顯示設備采用LCD液晶顯示器。U1XTALl汕5K) PD.VAD1 F 口衛(wèi)皿 陽313 PD.AD*PW遊 rnjaAMiPD7 ?。篨TMZJffiB

18、CDEFG«Tp<n>-P2DS0P-侶23TA11 Z.AIZ2 A" AO 2j9A1<2.WA1V3DTMIasT<w3nnni "imP3_«na pjjsnP31iTWZ2回 HQSn 回口 - AB口 D-XT T題目十七：定時鬧鐘的設計設計任務：1. 利用單片機、日歷芯片、LCD和按鍵設計一定時鬧鐘。（40分）2. 鬧鐘可以設置當前時間、鬧鈴時間。（ 20 分）3. 鬧鈴時間到，發(fā)出提示音；（ 10）4*. 鬧鈴同時單片機驅動繼電器閉合， 控制家電的開啟或關閉。 （ 20 ）5. 其他功能（創(chuàng)新部分 10 分）提示：顯示設備可以用 LED 數(shù)碼管或 LCD。題目十八：人行道電子指示屏的設計*設計任務：1. 設計一個單片機控制的兩個16X 16點陣LED模塊顯示的人行道電子指示屏。設計一個單片機控制的兩個 16X 16點陣LED模塊顯示 的人行道電子指示屏。當人行道禁止行走時，如圖（a）所示,顯示紅色，上面是禁止通過的圖案，下面是剩余時間。當人行道允許通過時，應顯示綠色，如圖（b）所示，上面是剩余的時間，下面是允許 通過的圖案。（40分）2. 可以通過按鍵設置