單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)題目

1、單片機(jī)原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)題目符號(hào)說(shuō)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)-一般難度-中等難度-較高難度一、題目匯總： HYPERLINK l 題目一 彩燈控制器的設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目二 電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目三 現(xiàn)代交通燈的設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目四 多路搶答器的設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目五 波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目六 點(diǎn)陣廣告牌的設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目七 籃球記分器的設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目八 數(shù)字式溫度計(jì)的設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目九 步進(jìn)電機(jī)的控制 HY

2、PERLINK l 題目十 電子音樂盒的設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目十一 電風(fēng)扇模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目十二 洗衣機(jī)人機(jī)界面的設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目十三 秒表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目十四 多機(jī)串行通信的設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目十五 電子密碼鎖的設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目十六 4位數(shù)加法計(jì)算器的設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目十七 定時(shí)鬧鐘的設(shè)計(jì) HYPERLINK l 題目十八 人行道電子指示屏的設(shè)計(jì)二、選題說(shuō)明：3名同學(xué)組成一個(gè)設(shè)計(jì)小組，每個(gè)小組選擇1個(gè)題目，同一班級(jí)內(nèi)選同一題目的不能超過(guò)3個(gè)設(shè)計(jì)小組，選相同題目的小

3、組在設(shè)計(jì)內(nèi)容、方法上要有所區(qū)別，嚴(yán)禁抄襲。小組內(nèi)部隊(duì)員進(jìn)行分工合作，共同致力于設(shè)計(jì)任務(wù)的完成，任務(wù)后括號(hào)內(nèi)的數(shù)字表示分值，要求每名同學(xué)在設(shè)計(jì)完成后都能明白硬件原理及程序的含義。三、設(shè)計(jì)要求：題目中沒有特別提示的，要求自行焊接單片機(jī)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(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：1. 用16盞以上的LED小燈，實(shí)現(xiàn)至少4種彩燈燈光效果（不含全部點(diǎn)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(guò)按鈕暫停彩燈效果，使小燈全亮，再次按下相同按鈕后繼續(xù)之前的效果。(10) 4* 增加自動(dòng)在幾種效果間切換的功能，并設(shè)置一個(gè)

4、按鈕可以在自動(dòng)模式和手動(dòng)模式間切換。(10) 5* 使用定時(shí)中斷延時(shí)(10) 6 實(shí)現(xiàn)其他除15中提到的功能（創(chuàng)新部分）(20)設(shè)計(jì)提示：LED可以采用共陽(yáng)極或共陰極接法直接接在并行口，也可以用8255擴(kuò)展更多的小燈。多種效果可以放在不同的子程序空間中，主程序通過(guò)散轉(zhuǎn)來(lái)訪問不同的子程序段。暫停效果可用中斷，或定時(shí)掃描實(shí)現(xiàn)。題目二：電子時(shí)鐘的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：1. 用6個(gè)8段LED數(shù)碼管作為顯示設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)鐘功能；（30） 2. 可以分別設(shè)定小時(shí)、分鐘和秒，復(fù)位后時(shí)間為00：00：00；（20） 3. 秒鐘復(fù)位功能，秒復(fù)位鍵按下后，秒回到00。（10） 4* 日期、時(shí)間切換功能（10） 5* 使用

5、LCD取代LED作為顯示設(shè)備（20） 6 實(shí)現(xiàn)鬧鐘功能（創(chuàng)新部分 10分）提示： 1. LED宜采用動(dòng)態(tài)掃描法顯示 2. 如果需要制作電子萬(wàn)年歷，可以考慮外部擴(kuò)展專用時(shí)鐘芯片（如：DS1302）3.成品效果圖：題目三：現(xiàn)代交通燈的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：1. 設(shè)計(jì)一款帶左轉(zhuǎn)、直行、右轉(zhuǎn)三種指示的現(xiàn)代交通燈，并可顯示紅綠燈等待間隔時(shí)間，參照實(shí)物效果圖；（30） 2. 帶緊急按鈕功能，當(dāng)緊急按鈕按下時(shí)，所有方向均亮起紅燈；（20） 3. 夜間運(yùn)行模式按鈕，按下時(shí)，所有方向黃燈閃爍；（20） 4* 可在線修改紅綠燈等待間隔時(shí)間（20） 5 其他功能（創(chuàng)新部分 10分）設(shè)計(jì)要求：用單片機(jī)控制LED燈模擬指示。

6、模擬東西方向的十字路口交通信號(hào)控制情況。東西向通行時(shí)間為80s，南北向通行時(shí)間為60s，緩沖時(shí)間為3s。本題目為典型的LED顯示和中斷定時(shí)電路。利用定時(shí)器T0產(chǎn)生每10ms一次的中斷，每100次中斷為1s。對(duì)兩個(gè)方向分別顯示紅、綠、黃燈，已經(jīng)相應(yīng)的剩余時(shí)間即可。值得注意的是，A方向紅燈時(shí)間=B方向綠燈時(shí)間+黃燈緩沖時(shí)間這一常識(shí)。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(shí)物可用單管LED（或LED點(diǎn)陣）來(lái)取代左右轉(zhuǎn)指示，或直行指示。2. 實(shí)物效果圖 題目四：多路搶答器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：1. 設(shè)計(jì)一款8路搶答器；（30） 2. 設(shè)計(jì)一個(gè)搶答控制開關(guān)

7、（開始搶答后才允許答題者搶答），供主持人用；（20） 3. 設(shè)定搶答時(shí)間限制，超過(guò)時(shí)間后，該題作廢；（20） 4* 設(shè)定答題時(shí)間（5） 5* 數(shù)字LED顯示當(dāng)前答題者號(hào)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(shí)顯示其號(hào)碼設(shè)計(jì)要求：以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)8位競(jìng)賽搶答器：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S0S7表示。設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開關(guān)S，開關(guān)由主持人控制。搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并將優(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。搶答器具有定時(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

8、人啟動(dòng)“開始”鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(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)間為0.5s左右。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。如果定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。 通過(guò)鍵盤改變搶答的時(shí)間，原理與鬧鐘時(shí)間的設(shè)定相同，將定時(shí)時(shí)間的變量置為全局變量后，通過(guò)鍵盤掃描程序使每按下一次按鍵，時(shí)間加1（超過(guò)30時(shí)置0）。同時(shí)單片機(jī)不斷進(jìn)行按鍵掃描，當(dāng)參賽選手的按鍵按下時(shí)，用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的定時(shí)計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，同時(shí)將選手編號(hào)（按鍵號(hào)）和搶答時(shí)間分別顯示在LED上。題目五：

9、波形發(fā)生器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：1. 設(shè)計(jì)一款能夠產(chǎn)生3種以上波形的波形發(fā)生器；（30） 2. 設(shè)計(jì)波形選擇按鈕；（20） 3. LED或LCD顯示波形代號(hào)（如 1為正弦波，2為方波）；（20） 4* 能夠同時(shí)輸出兩種波形（5） 5* 能夠記錄一段時(shí)間的波形（15） ； 6 其他功能（創(chuàng)新部分 10分）實(shí)驗(yàn)原理：產(chǎn)生指定波形可以通過(guò)DAC來(lái)實(shí)現(xiàn)，不同波形產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上是對(duì)輸出的二進(jìn)制數(shù)字量進(jìn)行相應(yīng)改變來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本題目中，方波信號(hào)是利用定時(shí)器中斷產(chǎn)生的，每次中斷時(shí)，將輸出的信號(hào)按位反即可；三角波信號(hào)是將輸出的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)依次加1，達(dá)到0 xff時(shí)依次減1，并實(shí)時(shí)將數(shù)字信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到；鋸齒波信號(hào)是

10、將輸出的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)依次加1，達(dá)到0 xff時(shí)置為0 x00，并實(shí)時(shí)將數(shù)字信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到的；梯形波是將輸出的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)依次加1，達(dá)到0 xff時(shí)保持一段時(shí)間，然后依次減1直至0 x00，并實(shí)時(shí)將數(shù)字信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到的；正弦波是利用MATLAB將正弦曲線均勻取樣后，得到等間隔時(shí)刻的y方向上的二進(jìn)制數(shù)值，然后依次輸出后經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到。題目六：LED點(diǎn)陣廣告牌的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：1. 設(shè)計(jì)一款能夠顯示不同字符的LED點(diǎn)陣廣告牌；（30） 2. 設(shè)計(jì)不同的字符切換效果（如閃爍，靜止，平移等）；（20） 3. 設(shè)計(jì)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

11、（5）； 5* 能通過(guò)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(shè)計(jì)題目可使用現(xiàn)成的LED點(diǎn)陣模塊（要求至少組成16x32的點(diǎn)陣）。 題目七：籃球記分器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：1. 設(shè)計(jì)一款能夠顯示籃球比分的記分牌；（30） 2. 通過(guò)加分按鈕可以給A隊(duì)，或B隊(duì)加分；（20） 3. 設(shè)計(jì)對(duì)調(diào)功能，更換場(chǎng)地后，AB隊(duì)分?jǐn)?shù)互換；（20） 4* 增加局?jǐn)?shù)比分功能；（5） 5* 增加比賽時(shí)間倒計(jì)時(shí)功能；（15） 6 其他功能（創(chuàng)新部分 10分）提示：顯示器可選用LCD、數(shù)碼管或LED點(diǎn)陣，其中LED點(diǎn)陣可使用現(xiàn)成的模塊。題目八：數(shù)字式溫度計(jì)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：1.

12、 用DS18B20設(shè)計(jì)一款能夠顯示當(dāng)前溫度值的溫度計(jì)；（50） 2. 通過(guò)切換按鈕可以切換華氏度和攝氏度顯示；（20）3通過(guò)按鍵設(shè)定上限和下限溫度值，超限后聲音報(bào)警；（20） 4 其他功能（創(chuàng)新部分 10分）設(shè)計(jì)要求：利用數(shù)字溫度傳感器DS18B20與單片機(jī)結(jié)合來(lái)測(cè)量溫度。利用數(shù)字溫度傳感器DS18B20測(cè)量溫度信號(hào)，計(jì)算后在LED數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的溫度值。其溫度測(cè)量范圍為55125，精確到0.5；實(shí)現(xiàn)超限報(bào)警。提示：顯示器可選用LCD、數(shù)碼管或LED點(diǎn)陣。LED點(diǎn)陣顯示參考電路：題目九：步進(jìn)電機(jī)的控制 設(shè)計(jì)任務(wù)：1. 查閱資料，了解步進(jìn)電機(jī)的工作原理；（20） 2. 通過(guò)按鍵設(shè)置步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)

13、的步數(shù)；（50） 3通過(guò)按鍵可控制啟停、正反轉(zhuǎn)、加減速； （20）4其他功能（創(chuàng)新部分 10分）設(shè)計(jì)要求：采用單片機(jī)控制一個(gè)四相步進(jìn)電機(jī)工作。步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向由正反轉(zhuǎn)控制信號(hào)控制。步進(jìn)電機(jī)的步數(shù)由鍵盤設(shè)定，且鍵盤具有鍵盤鎖功能，當(dāng)鍵盤上鎖時(shí)，步進(jìn)電機(jī)不接受輸入步數(shù)，也不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。只有當(dāng)鍵盤鎖打開并輸入步數(shù)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)才開始工作。步進(jìn)電機(jī)的設(shè)置的步數(shù)和實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)通過(guò)數(shù)碼管顯示。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)指示燈指示。電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，如果過(guò)熱（此項(xiàng)功能可模擬，不用加溫度傳感器模塊），則電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)紅色指示燈亮、警報(bào)響。題目十：電子音樂盒的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：1. 查閱資料，了解單片機(jī)控制單音

14、喇叭發(fā)聲原理；（20） 2. 設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的電子音樂盒；（50） 3通過(guò)按鈕可選擇不同的音樂； （20）4 其他功能（創(chuàng)新部分 10分）設(shè)計(jì)要求：以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字音樂盒：利用I/O口產(chǎn)生一定頻率的方波，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器或喇叭，發(fā)出不同的音調(diào)，從而演奏樂曲（最少3首樂曲，每首不少于30s）。采用LCD顯示信息：a. 開機(jī)時(shí)有英文歡迎提示字符，播放時(shí)顯示歌曲序號(hào)（或名稱）。b. 可通過(guò)功能鍵選擇樂曲、暫停、播放。題目十一：電風(fēng)扇模擬控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：用4個(gè)LED顯示電風(fēng)扇的工作狀態(tài)（1,2,3,4四檔風(fēng)力），顯示風(fēng)類：“自然風(fēng)”、 “常風(fēng)”和“睡眠風(fēng)”。（20分）設(shè)計(jì) “自然風(fēng)”、

15、“常風(fēng)”和“睡眠風(fēng)” 三個(gè)風(fēng)類鍵用于設(shè)置風(fēng)類；設(shè)計(jì)一個(gè)“搖頭” 鍵用于控制電機(jī)搖頭。（20分）設(shè)計(jì)一個(gè)“定時(shí)”鍵，用于定時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短設(shè)置；（20分）*設(shè)計(jì)過(guò)熱檢測(cè)與保護(hù)電路，若電風(fēng)扇電機(jī)過(guò)熱，則電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，蜂鳴器報(bào)警，電機(jī)冷卻后電機(jī)又恢復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)。（10分）*用LCD作為用戶界面顯示風(fēng)扇運(yùn)行模式等信息。（20分）其他功能（創(chuàng)新部分 10分）實(shí)物電路：PROTEUS中電機(jī)模型所處位置：題目十二：洗衣機(jī)人機(jī)界面的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：1.見下圖，包括洗滌過(guò)程、脫水轉(zhuǎn)速、溫度的調(diào)節(jié)及程序切換、啟動(dòng)暫停等功能（20分）2.用2個(gè)7段LED數(shù)碼管顯示剩余洗滌時(shí)間。（30分） 3.設(shè)計(jì)一個(gè)“預(yù)約”鍵，用于定時(shí)啟動(dòng)洗

16、衣機(jī)；（30分）4*.不同模式下的過(guò)程及轉(zhuǎn)速組合例如，在棉普通方式下，過(guò)程包括洗滌、脫水；脫水轉(zhuǎn)速為800，水溫30度 ( 10 ) 。5. 其他功能（創(chuàng)新部分 10分）題目十三：秒表系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：1.實(shí)物參見下圖，設(shè)計(jì)一個(gè)精度為0.1s的秒表系統(tǒng)（40分）2.設(shè)計(jì)啟動(dòng)按鈕、暫停按鈕及清零按鈕。（20分） 3*.設(shè)計(jì)每到一秒鐘有聲音提醒功能，可通過(guò)按鈕打開及關(guān)閉該提醒音 ( 20 ) 。4. 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(jī)串行通信的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：1.設(shè)計(jì)三個(gè)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)主從式串行通信的系統(tǒng)，主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)到從機(jī)，并在LED數(shù)碼管上顯示。（60

17、分）2.可通過(guò)接在主機(jī)上的鍵盤輸入數(shù)據(jù)，通過(guò)主機(jī)發(fā)送到從機(jī)（20分） 3*.通信距離較遠(yuǎn)時(shí)，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(jī)均需用MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。 題目十五：電子密碼鎖的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：1.系統(tǒng)通過(guò)44的矩陣鍵盤輸入或設(shè)定開鎖密碼。（30分）2.可以通過(guò)LCD查看已輸入的字符個(gè)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(cuò)誤，報(bào)警；（20） 4*.可以通過(guò)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。 ( 10 ) 。5. 其他功能（創(chuàng)新部分 10分）提示：

18、顯示設(shè)備可以用LED數(shù)碼管，也可用LCD。題目十六：4位數(shù)加法計(jì)算器的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：1.系統(tǒng)通過(guò)44的矩陣鍵盤輸入數(shù)字及運(yùn)算符。（40分）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(guò)4位十進(jìn)制數(shù)，則屏幕顯示E（30分） 3*.可以進(jìn)行加法以外的計(jì)算（乘、除、減）。 ( 20 ) 。4. 其他功能（創(chuàng)新部分 10分）提示：顯示設(shè)備可以用LED數(shù)碼管或LCD。題目十七：定時(shí)鬧鐘的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù)：1.利用單片機(jī)、日歷芯片、LCD和按鍵設(shè)計(jì)一定時(shí)鬧鐘。（40分）2.鬧鐘可以設(shè)置當(dāng)前時(shí)間、鬧鈴時(shí)間。（20分） 3.鬧鈴時(shí)間到，發(fā)出提示音；（10）4*. 鬧鈴?fù)瑫r(shí)單片機(jī)驅(qū)動(dòng)繼電器閉合，控制家電的開啟或關(guān)閉。( 20 ) 。5. 其他功能（創(chuàng)新部分 10分）提示：顯示設(shè)備可以用LED數(shù)碼管或LCD。