基于單片機(jī)的一些電子設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介

1課程設(shè)計(jì)題目

12目錄----課程設(shè)計(jì)題目題目1智能電子鐘（LCD顯示）題目2電子時(shí)鐘（LCD顯示）題目3秒表題目4定時(shí)鬧鐘題目5音樂倒數(shù)計(jì)數(shù)器題目6基于數(shù)字溫度傳感器的數(shù)字溫度計(jì)題目7基于熱敏電阻的數(shù)字溫度計(jì)題目8十字路口交通燈控制題目9波形發(fā)生器設(shè)計(jì)題目10電容、電阻參數(shù)單片機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2題目11數(shù)字頻率計(jì)題目128位競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)題目13單詞記憶測(cè)試器程序設(shè)計(jì)題目14數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)題目15可編程作息時(shí)間控制器設(shè)計(jì)題目16節(jié)日彩燈控制器的設(shè)計(jì)題目17雙機(jī)之間的串行通信設(shè)計(jì)題目18電子琴設(shè)計(jì)題目19數(shù)字音樂盒的設(shè)計(jì)題目20單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)題目21單片機(jī)控制直流電動(dòng)機(jī)34題目1智能電子鐘（LCD顯示）1.設(shè)計(jì)要求以AT89C51單片機(jī)為核心，制作一個(gè)LCD顯示的智能電子鐘：(1)計(jì)時(shí)：秒、分、時(shí)、天、周、月、年。(2)閏年自動(dòng)判別。(3)五路定時(shí)輸出，可任意關(guān)斷（最大可到16路）。(4)時(shí)間、月、日交替顯示。(5)自定任意時(shí)刻自動(dòng)開/關(guān)屏。(6)計(jì)時(shí)精度：誤差≤1秒/月（具有微調(diào)設(shè)置）。45(7)鍵盤采用動(dòng)態(tài)掃描方式查詢。所有的查詢、設(shè)置功能均由功能鍵K1、K2完成。2.工作原理本設(shè)計(jì)采用市場(chǎng)上流行的時(shí)鐘芯片DS1302進(jìn)行制作。DS1302是DALLAS公司推出的涓流充電時(shí)鐘芯片，內(nèi)含一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，可以通過串行接口與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，使得管腳數(shù)量減少。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路能夠計(jì)算2100年之前的秒、分、時(shí)、日、星期、月、年的，具有閏年調(diào)整的能力。DS1302時(shí)鐘芯片的主要功能特性：56(1)能計(jì)算2100年之前的年、月、日、星期、時(shí)、分、秒的信息；每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整；時(shí)鐘可設(shè)置為24或12小時(shí)格式。(2)31B的8位暫存數(shù)據(jù)存儲(chǔ)RAM。(3)串行I/O口方式使得引腳數(shù)量最少。(4)DS1302與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信，僅需3根線。(5)寬范圍工作電壓2.0-5.5V。(6)工作電流為2.0A時(shí)，小于300nA。(7)功耗很低，保持?jǐn)?shù)據(jù)和時(shí)鐘信息時(shí)功率小于1mW。63.電路設(shè)計(jì)（Proteus軟件仿真通過）774.Proteus仿真打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-1.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。仿真如下頁(yè)圖所示，其中，浮動(dòng)窗口中顯示的為DS1302當(dāng)前時(shí)鐘狀態(tài):8圖

智能電子鐘仿真效果9題目2電子時(shí)鐘（LCD顯示）1.設(shè)計(jì)要求以AT89C51單片機(jī)為核心的時(shí)鐘，在LCD顯示器上顯示當(dāng)前的時(shí)間：使用字符型LCD顯示器顯示當(dāng)前時(shí)間。顯示格式為“時(shí)時(shí)：分分：秒秒”。用4個(gè)功能鍵操作來設(shè)置當(dāng)前時(shí)間。功能鍵K1～K4功能如下。K1—進(jìn)入設(shè)置現(xiàn)在的時(shí)間。K2—設(shè)置小時(shí)。1010K3—設(shè)置分鐘。K4—確認(rèn)完成設(shè)置。程序執(zhí)行后工作指示燈LED閃動(dòng)，表示程序開始執(zhí)行，LCD顯示“00：00：00”，然后開始計(jì)時(shí)。2.實(shí)驗(yàn)原理題目難點(diǎn)在于鍵盤的指令輸入，由于每個(gè)按鍵都具有相應(yīng)的一種或多種功能，程序中需要大量使用do{}while或while{}循環(huán)結(jié)構(gòu)，以檢測(cè)是否有按鍵按下。按鍵檢測(cè)函數(shù)的詳解如下（略）11113.參考電路（Proteus軟件仿真通過）12124.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-2.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。啟動(dòng)仿真，按下按鍵1后，可發(fā)現(xiàn)LED停止閃爍，即時(shí)鐘停止走時(shí)，時(shí)鐘停在當(dāng)前時(shí)刻，按下按鍵2和按鍵3后，可改變時(shí)間，按下按鍵4后，時(shí)鐘復(fù)位到修改后的時(shí)間，時(shí)鐘重新開始運(yùn)轉(zhuǎn)，如下頁(yè)圖所示。1314題目3秒表1.設(shè)計(jì)要求用AT89C51設(shè)計(jì)一個(gè)2位的LED數(shù)碼顯示作為“秒表”：顯示時(shí)間為00—99秒，每秒自動(dòng)加1，另設(shè)計(jì)一個(gè)“開始”鍵和一個(gè)“復(fù)位”鍵。2.實(shí)驗(yàn)原理題目難點(diǎn)在于通過對(duì)鍵盤的掃描對(duì)時(shí)鐘的走時(shí)/停止進(jìn)行控制，項(xiàng)目采用定時(shí)器T0作為計(jì)時(shí)器，每10ms發(fā)生一次中斷，每100次中斷加1s。在此期間，如“開始”按鍵按下，程序方將TR0置為1，從而開啟中斷，時(shí)鐘開始走時(shí)；如“1515復(fù)位”按鍵按下，程序?qū)R0置為0，同時(shí)將存儲(chǔ)時(shí)間的變量清零，從而中斷停止，并實(shí)現(xiàn)復(fù)位。本題目采用專用數(shù)碼管顯示控制芯片MAX7219。MAX7219是美國(guó)MAXIM公司生產(chǎn)的串行輸入/輸出共陰極顯示驅(qū)動(dòng)器，該芯片最多可驅(qū)動(dòng)8位7段數(shù)字LED顯示器或個(gè)LED和條形圖顯示器。其引腳圖及引腳功能參見有關(guān)參考資料。1616MAX7219的典型應(yīng)用參考電路17173.電路設(shè)計(jì)（Proteus軟件仿真通過）184.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-2.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。啟動(dòng)仿真，按下按鍵1后，可發(fā)現(xiàn)led停止閃爍，即時(shí)鐘停止走時(shí)，時(shí)鐘停在當(dāng)前時(shí)刻，按下按鍵2和按鍵3后，可改變時(shí)間，按下按鍵4后，時(shí)鐘復(fù)位到修改后的時(shí)間，時(shí)鐘重新開始運(yùn)轉(zhuǎn)，如下頁(yè)圖所示。1920題目4定時(shí)鬧鐘1.設(shè)計(jì)要求使用AT89C51單片機(jī)結(jié)合字符型LCD顯示器設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的定時(shí)鬧鐘LCD時(shí)鐘，若LCD選擇有背光顯示的模塊，在夜晚或黑暗的場(chǎng)合中也可使用。定時(shí)鬧鐘的基本功能如下：顯示格式為“時(shí)時(shí)：分分”。由LED閃動(dòng)來做秒計(jì)數(shù)表示。一旦時(shí)間到則發(fā)出聲響，同時(shí)繼電器啟動(dòng)，可以擴(kuò)充控制家電開啟和關(guān)閉。2121程序執(zhí)行后工作指示燈LED閃動(dòng)，表示程序開始執(zhí)行，LCD顯示“00：00”，按下操作鍵K1～K4動(dòng)作如下：

(1)K1—設(shè)置現(xiàn)在的時(shí)間。(2)K2—顯示鬧鐘設(shè)置的時(shí)間。(3)K3—設(shè)置鬧鈴的時(shí)間。(4)K4—鬧鈴ON/OFF的狀態(tài)設(shè)置，設(shè)置為ON時(shí)連續(xù)三次發(fā)出“嘩”的一聲，設(shè)置為OFF發(fā)出“嘩”的一聲。設(shè)置當(dāng)前時(shí)間或鬧鈴時(shí)間如下。

(1)K1—時(shí)調(diào)整。(2)K2—分調(diào)整。

2222(3)K3—設(shè)置完成。(4)K4—鬧鈴時(shí)間到時(shí)，發(fā)出一陣聲響，按下本鍵可以停止聲響。本項(xiàng)目的難點(diǎn)在于4個(gè)按鍵每個(gè)都具有兩個(gè)功能，以最終實(shí)現(xiàn)菜單化的輸入功能。采用通過逐層嵌套的循環(huán)掃描，實(shí)現(xiàn)嵌套式的鍵盤輸入。以對(duì)小時(shí)的設(shè)置的流程為例，其流程如下頁(yè)圖。232324252.參考電路（Proteus軟件仿真通過）253.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-3.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。啟動(dòng)仿真，下頁(yè)圖示為按下“開始”按鍵后的情況，在按下前，數(shù)碼管無顯示。期間如果按下“復(fù)位”按鍵，則LED顯示歸零，走時(shí)停止。2627題目5音樂倒數(shù)計(jì)數(shù)器1.設(shè)計(jì)要求利用AT89C51單片機(jī)結(jié)合字符型LCD顯示器設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的倒數(shù)計(jì)數(shù)器，可用來煮方便面、煮開水或小睡片刻等。做一小段時(shí)間倒計(jì)數(shù)，當(dāng)?shù)褂?jì)數(shù)為0時(shí)，則發(fā)出一段音樂聲響，通知倒計(jì)數(shù)終了，該做應(yīng)當(dāng)做的事。定時(shí)鬧鐘的基本功能如下。字符型LCD（16

2）顯示器。顯示格式為“TIME分分:秒秒”。282829用4個(gè)按鍵操作來設(shè)置當(dāng)前想要倒計(jì)數(shù)的時(shí)間。一旦按下鍵則開始倒計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)為0時(shí)，發(fā)出一陣音樂聲。程序執(zhí)行后工作指示燈LED閃動(dòng)，表示程序開始執(zhí)行，按下操作鍵K1～K4動(dòng)作如下。

K1—可調(diào)整倒計(jì)數(shù)的時(shí)間1～60分鐘。K2—設(shè)置倒計(jì)數(shù)的時(shí)間為5分鐘，顯示“0500”。K3—設(shè)置倒計(jì)數(shù)的時(shí)間為10分鐘，顯示“1000”。K4—設(shè)置倒計(jì)數(shù)的時(shí)間為20分鐘，顯示“2000”。復(fù)位后LCD的畫面應(yīng)能顯示倒計(jì)時(shí)的分鐘和秒數(shù)，此時(shí)按K1鍵，2930則在LCD上顯示出設(shè)置畫面。此時(shí)，若：

a.按操作鍵K2—增加倒計(jì)數(shù)的時(shí)間1分鐘。

b.按操作鍵K3—減少倒計(jì)數(shù)的時(shí)間1分鐘。

c.按操作鍵K4—設(shè)置完成。鍵盤實(shí)現(xiàn)菜單功能的方法，已在題目4詳細(xì)說明，不再贅述。本題目最大難點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)音樂的播放。作者利用定時(shí)計(jì)數(shù)器，通過載入不同的計(jì)數(shù)初值，產(chǎn)生頻率不同的方波，輸入到蜂鳴器（SOUNER）中，使其發(fā)出頻率不同的聲音。本設(shè)計(jì)中單片機(jī)晶振為1.0592MHz，通過計(jì)算各音階頻率，可得1、2、3、4、5、6、7共7個(gè)音應(yīng)賦給定時(shí)器的初值為64580、64684、64777、64820、64898、64968、65030。30在此基礎(chǔ)上，可將樂曲的簡(jiǎn)譜轉(zhuǎn)化為單片機(jī)可以“識(shí)別”的“數(shù)組譜”，進(jìn)一步加入對(duì)音長(zhǎng)、休止符等的控制量后，可以實(shí)現(xiàn)音樂的播放。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本題目制作的帶有LCD顯示的音樂倒數(shù)計(jì)數(shù)器電路原理圖，如下頁(yè)圖所示。

3131324.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-5.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。啟動(dòng)仿真如下頁(yè)圖所示，當(dāng)鬧鐘到達(dá)時(shí)，可以聽見蜂鳴器演奏的樂曲。再次提示，本題目必須選用蜂鳴器SOUNDER，否則不能發(fā)出聲音。333434題目6基于數(shù)字溫度傳感器的數(shù)字溫度計(jì)1.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?55℃～125℃，精確到0.5℃。數(shù)字溫度計(jì)所測(cè)量的溫度采用數(shù)字顯示，控制器使用單片機(jī)AT89C51，測(cè)溫傳感器使用DS18B20，用3位共陽(yáng)極LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)溫度顯示。352.實(shí)驗(yàn)原理從溫度傳感器DS18B20可以很容易直接讀取被測(cè)溫度值，進(jìn)行轉(zhuǎn)換即滿足設(shè)計(jì)要求。DS18B20溫度傳感器是美國(guó)DALLAS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(cè)溫元件相比，它能直接讀出被測(cè)溫度，并且可根據(jù)實(shí)際要求通過簡(jiǎn)單的編程實(shí)現(xiàn)9～12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。363637可通過數(shù)據(jù)線供電，電壓范圍為3.0～5.5V。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。采用3引腳PR-35封裝或8引腳SOIC封裝。373.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本項(xiàng)目制作的數(shù)字溫度計(jì)電路原理圖，如下所示：38384.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-6.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。啟動(dòng)仿真如下頁(yè)圖所示，其中，DS18B20窗口顯示的為當(dāng)前環(huán)境溫度，若調(diào)整DS18B20旁邊的箭頭，可改變環(huán)境溫度，可以看到LED顯示屏上的溫度值發(fā)生相應(yīng)的變化。3940題目7基于熱敏電阻的數(shù)字溫度計(jì)1.設(shè)計(jì)要求使用熱敏電阻類的溫度傳感器件利用其感溫效應(yīng)，將隨被測(cè)溫度變化的電壓或電流用單片機(jī)采集下來，將被測(cè)溫度在顯示器上顯示出來：測(cè)量溫度范圍?50℃～110℃。精度誤差小于0.5℃。LED數(shù)碼直讀顯示。41412.實(shí)驗(yàn)原理本題目使用鉑熱電阻PT100，其阻值會(huì)隨著溫度的變化而改變。PT后的100即表示它在0℃時(shí)阻值為100歐姆，在100℃時(shí)它的阻值約為138.5歐姆。廠家提供有PT100在各溫度下電阻值值的分度表，在此可以近似取電阻變化率為0.385Ω/℃。向PT100輸入穩(wěn)恒電流，再通過A/D轉(zhuǎn)換后測(cè)PT100兩端電壓，即得到PT100的電阻值，進(jìn)而算出當(dāng)前的溫度值。采用2.55mA的電流源對(duì)PT100進(jìn)行供電，然后用運(yùn)算放大器LM324搭建的同相放大電路將其電壓信號(hào)放大10倍后輸入到AD0804中。利用電阻變化率0.385Ω/℃的特性，計(jì)算出當(dāng)前溫度值。4242433.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）434.Proteus仿真首先加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-7.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。啟動(dòng)仿真如圖所示，其中，PT100旁邊的數(shù)字窗口顯示的為測(cè)定的環(huán)境溫度，通過調(diào)整上下溫度，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境溫度的改變。值得注意的是，由于本項(xiàng)目使用的核心測(cè)溫器件PT100對(duì)溫度存在一定的響應(yīng)時(shí)間，故啟動(dòng)程序后一段時(shí)間測(cè)定的溫度才能穩(wěn)定下來。44本題目測(cè)溫誤差主要由以下幾點(diǎn)引發(fā)：ADC0804為8位ADC芯片，精度有限；程序假定PT100為完全線性的器件，而即使是廠家推薦的線性值也會(huì)存在一定誤差；運(yùn)放電路并非絕對(duì)線性。如使用12位ADC芯片，采用“四線制”的PT100接法，采用查表法測(cè)定溫度值，將極大提高溫度的測(cè)量精度。454647題目8十字路口交通燈控制1.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通燈控制器。用單片機(jī)控制LED燈模擬指示。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。2.實(shí)驗(yàn)原理本項(xiàng)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47是，需要意識(shí)到，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)。本項(xiàng)目使用的MAX7219芯片使用方法請(qǐng)參考題目3。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本項(xiàng)目制作的十字路口交通燈控制電路原理圖，如下頁(yè)圖：484949504.Proteus仿真50題目9波形發(fā)生器設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、梯形波、鋸齒波的波形發(fā)生器。2.實(shí)驗(yàn)原理產(chǎn)生指定波形可以通過DAC來實(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0xff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)是將輸出的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)依次5151加1，達(dá)到0xff時(shí)置為0x00，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0xff時(shí)保持一段時(shí)間，然后依次減1直至0x00，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。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)電路原理圖，如下頁(yè)圖所示：52535354題目10電容、電阻參數(shù)單片機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)能測(cè)量電容、電阻參數(shù)的測(cè)試系統(tǒng)。2實(shí)驗(yàn)原理對(duì)電阻的測(cè)量，可將待測(cè)電阻與一標(biāo)準(zhǔn)電阻串聯(lián)后接在+5V的電源上，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，利用ADC測(cè)定電阻兩端電壓后，即可得到其阻值。對(duì)電容的測(cè)量，可將其與已知阻值的電阻RA和RB組成基于NE555的多諧振蕩器如下頁(yè)圖。其產(chǎn)生的方波信號(hào)頻率為：、5455故通過測(cè)定方波信號(hào)的頻率可以比較精確的測(cè)定C的值。測(cè)定方波信號(hào)頻率的方法，請(qǐng)見題目11。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本題目的電容、電阻參數(shù)單片機(jī)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)電路原理圖，見下頁(yè)。56565757584.Proteus仿真測(cè)量電阻仿真如下圖所示，但由于Proteus中555芯片模型存在問題，無法實(shí)現(xiàn)對(duì)電容測(cè)量的仿真，且仿真時(shí)必須刪去555的電路模塊。58題目11數(shù)字頻率計(jì)1.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心的頻率測(cè)量裝置。使用AT89C51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，外部擴(kuò)展6位LED數(shù)碼管，要求累計(jì)每秒進(jìn)入單片機(jī)的外部脈沖個(gè)數(shù)，用LED數(shù)碼管顯示出來。(1)被測(cè)頻率fx＜110Hz，采用測(cè)周法，顯示頻率×××.×××；fx＞110Hz，采用測(cè)頻法，顯示頻率××××××。(2)利用鍵盤分段測(cè)量和自動(dòng)分段測(cè)量。59(3)完成單脈沖測(cè)量，輸入脈沖寬度范圍是100

s～0.1s。(4)顯示脈沖寬度要求如下。Tx＜1000

s，顯示脈沖寬度×××。Tx＞1000

s，顯示脈沖寬度××××。2.實(shí)驗(yàn)原理測(cè)量頻率有測(cè)頻法和測(cè)周法兩種。

(1)測(cè)頻法，利用外部電平變化引發(fā)的外部中斷，測(cè)算1s內(nèi)的波數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率的測(cè)定；(2)測(cè)周法，通過測(cè)算某兩次電平變化引發(fā)的中斷之間的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率的測(cè)定。簡(jiǎn)而言之，測(cè)頻法是直接根據(jù)定義測(cè)定頻率，測(cè)周法是通過測(cè)定周期間接測(cè)定頻率。6060理論上，測(cè)頻法適用于較高頻率的測(cè)量，測(cè)周法適用于較低頻率的測(cè)量。經(jīng)過調(diào)校，在測(cè)量低頻信號(hào)時(shí)，本項(xiàng)目中測(cè)頻法精度已高于測(cè)周法，故舍棄測(cè)周法，全量程采用測(cè)頻法。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）以單片機(jī)為核心的頻率計(jì)電路原理圖，如下頁(yè)圖所示：616162634.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-16.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。啟動(dòng)仿真如后兩頁(yè)圖（a)和圖（b)所示:6364圖（a)仿真16465圖（b)仿真265題目128位競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)1.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S0～S7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。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）。66當(dāng)主持人啟動(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。2.實(shí)驗(yàn)原理通過鍵盤改變搶答的時(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，通過鍵盤掃描程序使每按下一次按鍵，時(shí)間加1（超過30時(shí)置0）。同時(shí)單片機(jī)6767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。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）8位競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)電路原理圖，如下頁(yè)圖所示：68694.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-19.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。仿真：?jiǎn)螕舭粹o，啟動(dòng)仿真，結(jié)果如下頁(yè)圖所示:7071題目13單詞記憶測(cè)試器程序設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心的單詞記憶測(cè)試器：

實(shí)現(xiàn)單詞的錄入（為使程序具有可演示性，單詞不少于10個(gè)）。

單詞用按鍵控制依次在屏幕上顯示，按鍵選擇認(rèn)識(shí)還是不認(rèn)識(shí)，也可以直接進(jìn)入下一個(gè)或者上一個(gè)。

單詞背完后給出正確率。2.實(shí)驗(yàn)原理本題目實(shí)質(zhì)上是一個(gè)具有一定復(fù)雜程度鍵盤掃描程序，可72將單詞存儲(chǔ)在一個(gè)二維數(shù)組中，按“確定”鍵開始程序后，次顯示0行的數(shù)組，即第一個(gè)單詞。之后按下“向上”按鍵，顯示上一行數(shù)組，即上一個(gè)單詞；按下“向下”按鍵，顯示下一行數(shù)組，即下一個(gè)單詞。當(dāng)顯示的行數(shù)超過9時(shí)，程序結(jié)束，并通過按“確認(rèn)”的次數(shù)，計(jì)算出正確率。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本項(xiàng)目制作的單詞記憶測(cè)試器程序設(shè)計(jì)電路如下頁(yè)圖所示。73744.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-18.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。啟動(dòng)仿真如下頁(yè)圖(a)-(c)所示:75圖（a）單詞記憶測(cè)試器程序設(shè)計(jì)啟動(dòng)界面仿真效果圖圖（b）單詞記憶測(cè)試器程序設(shè)計(jì)測(cè)試界面仿真效果圖圖（c）單詞記憶測(cè)試器程序設(shè)計(jì)正確率顯示界面仿真效果76題目14數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表。采用中斷方式，對(duì)2路0～5V的模擬電壓進(jìn)行循環(huán)采集，采集的數(shù)據(jù)送LED顯示，并存入內(nèi)存。超過界限時(shí)指示燈閃爍。2.實(shí)驗(yàn)原理本題目本質(zhì)上是以單片機(jī)為控制器，ADC0809為ADC器件的AD轉(zhuǎn)換電路，設(shè)計(jì)要求的電壓顯示，是對(duì)ADC采集所得信號(hào)的進(jìn)一步處理。為得到可讀的電壓值，需根據(jù)ADC的原理，對(duì)采集所得的77信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，并顯示在LED上。本項(xiàng)目中ADC0809的參考電壓為+5V，根據(jù)定義，采集所得的二進(jìn)制信號(hào)addata所指代的電壓值為:

而若將其顯示到小數(shù)點(diǎn)后兩位，不考慮小數(shù)點(diǎn)的存在（將其乘以100），其計(jì)算的數(shù)值為：。將小數(shù)點(diǎn)顯示在第二位數(shù)碼管上，即為實(shí)際的電壓。78本示例程序?qū)?.25V和2.5V作為兩路輸入的報(bào)警值，反映在二進(jìn)制數(shù)字上，分別為0x40和0x80。當(dāng)AD結(jié)果超過這一數(shù)值時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)二極管閃爍和蜂鳴器發(fā)聲。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本單片機(jī)數(shù)字電壓表電路原理圖，如下頁(yè)圖所示：79804.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“xxxxx.hex"；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。ADC0809的時(shí)鐘信號(hào)設(shè)置為640kHz。啟動(dòng)仿真，如下頁(yè)圖所示，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，可觀察到顯示的電壓發(fā)生變化，且兩路輸入電壓的測(cè)算值交替顯示.。當(dāng)任一路電壓輸入超過預(yù)設(shè)值時(shí)，LED顯示器閃爍，蜂鳴器發(fā)聲。由于8位AD芯片精度有限，其誤差大約在幾十mV左右。8182題目15可編程作息時(shí)間控制器設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心的可編程作息時(shí)間控制器：按照給定的時(shí)間模擬控制，實(shí)現(xiàn)廣播、上下課打鈴、燈光控制（屏幕顯示）,同時(shí)具備日期和時(shí)鐘顯示。2.實(shí)驗(yàn)原理本題目原理與題目4相同，程序是在題目4的基礎(chǔ)上將定時(shí)鬧鐘改造為4路可調(diào)鬧鐘，從而實(shí)現(xiàn)打鈴等功能。當(dāng)四路鬧鐘中的任一路到時(shí)，均會(huì)點(diǎn)亮燈、打鈴。如有需求，可對(duì)83程序進(jìn)行調(diào)整，增加鬧鐘的路數(shù)，及到時(shí)后的處理方式。題目中4個(gè)按鍵的功能分別為：設(shè)置限制的時(shí)間/時(shí)的調(diào)整、顯示鬧鐘設(shè)置的時(shí)間/分的調(diào)整、設(shè)置鬧鐘的時(shí)間/設(shè)置完成、鬧鐘更換。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本可編程作息時(shí)間控制器程序設(shè)計(jì)電路原理圖，如下頁(yè)圖所示：84854.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-17.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。啟動(dòng)仿真如下頁(yè)圖所示，當(dāng)四路鬧鐘中的任一路到時(shí)，均會(huì)點(diǎn)亮燈、打鈴。8687題目16節(jié)日彩燈控制器的設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)日彩燈控制器：

P1.2—開始，按此鍵則燈開始流動(dòng)（由上而下）。

P1.3—停止，按此鍵則停止流動(dòng)，所有燈為暗。

P1.4—上，按此鍵則燈由上向下流動(dòng)。

P1.5—下，按此鍵則燈由下向上流動(dòng)。2.實(shí)驗(yàn)原理本題目本質(zhì)上是由按鍵控制功能的流水燈，LED工作的方式通過鍵盤的掃描實(shí)現(xiàn)。其中的LED采取共陽(yáng)極接法，通過88依次向連接LED的Ｉ/Ｏ口送出低電平，可實(shí)現(xiàn)題目要求的功能。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本節(jié)日彩燈控制器電路原理圖，如下頁(yè)圖所示，各按鍵功能與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求相同：89904.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-1.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。啟動(dòng)仿真如下頁(yè)圖所示:9192題目17雙機(jī)之間的串行通信設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求兩片單片機(jī)利用串行口進(jìn)行串行通信：串行通信的波特率可從鍵盤進(jìn)行設(shè)定，可選的波特率為1200、2400、4800和9600bit/s。串行口工作方式為方式1的全雙工串行通信。2.實(shí)驗(yàn)原理兩個(gè)單片機(jī)之間進(jìn)行通訊波特率的設(shè)定，最終歸結(jié)到對(duì)定時(shí)計(jì)數(shù)器T1計(jì)數(shù)初值TH1、TL1進(jìn)行設(shè)定。故本題目本質(zhì)上是通過鍵盤掃描得到設(shè)定的波特率，從而載入相應(yīng)的T1計(jì)數(shù)初值TH1、TL1實(shí)現(xiàn)的。示例程序中將0xaa從主機(jī)傳輸?shù)綇臋C(jī)，93并顯示在從機(jī)的數(shù)碼管上實(shí)現(xiàn)串口通訊的驗(yàn)證。如串口通訊線路過長(zhǎng)，可考慮采用MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，以延長(zhǎng)傳輸距離。值得注意的是，為了減少計(jì)算載入初值時(shí)的誤差，本項(xiàng)目最好采取11.0592MHz的晶振。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）兩個(gè)單片機(jī)之間的串行通信接口設(shè)計(jì)電路原理圖，如下頁(yè)圖所示：94954.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“master.hex”或"slave.hex"；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。啟動(dòng)仿真如下頁(yè)圖所示，當(dāng)二極管間隔點(diǎn)亮?xí)r，表明通訊成功:9697題目18電子琴設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)電子琴。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)不同的音調(diào)，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)另一音調(diào)的聲音。2.實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)系統(tǒng)掃描到鍵盤上有鍵被按下，則快速檢測(cè)出是哪一個(gè)鍵被按下，然后單片機(jī)的定時(shí)器被啟動(dòng)，發(fā)出一定頻率的脈沖，該頻率的脈沖輸入到蜂鳴器后，就會(huì)發(fā)出相應(yīng)的音調(diào)。98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，則啟用中斷系統(tǒng)，前面鍵的發(fā)音停止，轉(zhuǎn)到后按的鍵的發(fā)音程序，發(fā)出后按的鍵的音調(diào)。關(guān)于發(fā)聲原理，參見題目5。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過）本電子琴設(shè)計(jì)電路原理圖，如下頁(yè)圖所示：991004.Pr