微機(jī)原理與接口課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(電氣)

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微機(jī)原理與接口技術(shù)課程

設(shè)計(jì)任務(wù)書

電氣工及自動(dòng)化學(xué)院

一、設(shè)計(jì)目的

利用電子技術(shù)及微機(jī)原理與接口設(shè)計(jì)課程相關(guān)知識(shí)，以及可獲得技術(shù)書籍與電子文檔，初步形成在微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)過程中收集、閱讀及應(yīng)用技術(shù)資料的能力；熟悉接口電路設(shè)計(jì)的一般流程；根據(jù)任務(wù)要求，設(shè)計(jì)接口電路原理圖、實(shí)物搭建及軟硬件聯(lián)調(diào)的常見方法；最終，并調(diào)試作品，實(shí)現(xiàn)預(yù)定功能。

二、任務(wù)與要求

本次設(shè)計(jì)從題目1-5中選擇一個(gè)，題目中要求的基本功能總分值見各題所示。再次基礎(chǔ)上，學(xué)生可盡可能添加適合本系統(tǒng)且具有實(shí)際意義的附加功能最為附加分?；A(chǔ)分和附加分之和為100分，最為最終評(píng)分題目1電子時(shí)鐘（LCD顯示）設(shè)計(jì)要求

DS1302是DALLAS公司推出的一種高性能、低功耗、帶RAM的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償功能，工作電壓為2.5~5.5V。DS1302采用三線接口，與CPU進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)間數(shù)據(jù)或RAM數(shù)據(jù)。DS1302內(nèi)部有一個(gè)31X8的用于臨時(shí)性存放數(shù)據(jù)的RAM存儲(chǔ)器。設(shè)計(jì)一基于DS1302的電子鐘，該系統(tǒng)基本要求包含時(shí)鐘顯示模塊（可用數(shù)碼管或液晶顯示）和鍵盤輸入模塊等。按1鍵可以查看當(dāng)前的時(shí)間，按2鍵可以修改當(dāng)前的時(shí)間，按3鍵可以設(shè)置控制的時(shí)間，按4鍵可以查看及刪除所設(shè)置的時(shí)間，當(dāng)設(shè)定的控制時(shí)間到時(shí)，鈴聲響起。題目2基于數(shù)字溫度傳感器的數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)要求

傳統(tǒng)的溫度傳感器，如熱電偶溫度傳感器，具有精度高，測(cè)量范圍大，響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。但由于其輸出的是模擬量，而現(xiàn)在的智能儀表需要使用數(shù)字量，有些時(shí)候還要將測(cè)量結(jié)果以數(shù)字量輸入計(jì)算機(jī)，由于要將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，其實(shí)現(xiàn)環(huán)節(jié)就變得十分繁雜。硬件上需要模擬開關(guān)、恒流源、D/A轉(zhuǎn)換器，放大器等，結(jié)構(gòu)巨大，安裝困難，造價(jià)昂貴。新興的IC溫度傳感器如DS18B20，由于可以直接輸出溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量，可以在保證測(cè)量精度的狀況下，大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)。這種傳感器的測(cè)溫范圍有一定限制（大多在－50℃～120℃），多適用于環(huán)境溫度的測(cè)量。DS18B20可以在一根數(shù)據(jù)線上掛接多個(gè)傳感器，只需要三根線就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離多點(diǎn)溫度測(cè)量。

要求設(shè)計(jì)一基于DS18B20的溫度采集顯示系統(tǒng)，所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可以從鍵盤輸入設(shè)定溫度值，當(dāng)所采集的溫度高于設(shè)定溫度時(shí)，進(jìn)行報(bào)警，同時(shí)能實(shí)時(shí)顯示溫度值?；疽笕缦拢?/p>

（1）要求可以從鍵盤上接收溫度設(shè)定值，當(dāng)所采集的溫度高于設(shè)定值時(shí)，進(jìn)行報(bào)警（可以是聲音報(bào)警，也可是光報(bào)警）

（2）能實(shí)時(shí)顯示溫度值，做要求保存一位小數(shù)。補(bǔ)充要求：

包含兩路數(shù)據(jù)采集，以集成數(shù)字溫度傳感器和電壓或電流經(jīng)AD轉(zhuǎn)換后得到的數(shù)據(jù)來(lái)代表工業(yè)生產(chǎn)中常見的物理量測(cè)量；經(jīng)單片機(jī)處理后在LCD上顯示測(cè)量值；通過鍵盤實(shí)現(xiàn)兩組測(cè)量值的顯示切換并可設(shè)置測(cè)量值的上下限；具有超限報(bào)警功能；通過串口與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，利用VB編寫上位機(jī)操作界面，完成歷史數(shù)據(jù)存檔。題目3波形發(fā)生器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求

設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生方波、三角波、梯形波、鋸齒波的波形發(fā)生器。產(chǎn)生指定波形可以通過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。

此題目中，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。題目48位競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)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）。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)器中止工作，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。假使定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并阻止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。

題目5可編程作息時(shí)間控制器設(shè)計(jì)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：依照給定的時(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。需設(shè)計(jì)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)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。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。題目6電子密碼鎖設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求

電子密碼鎖是一種通過密碼輸入來(lái)控制電路或芯片工作，從而控制機(jī)械開關(guān)的閉合，完成開鎖、閉鎖任務(wù)的電子產(chǎn)品。本課題要求應(yīng)用以51單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)一電子密碼鎖，密碼的輸入由4X4的矩陣式鍵盤實(shí)現(xiàn)，顯示用六位數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)。基本要求如下：（1）復(fù)位或按下清除鍵后，所有數(shù)碼管無(wú)顯示；

（2）當(dāng)按下0~9中的一個(gè)數(shù)字鍵時(shí)，數(shù)碼管最右1位顯示按下的數(shù)字，再次按下一個(gè)數(shù)字鍵時(shí)，上次按下的數(shù)字左移1位在數(shù)碼管右起第2位顯示，最右1位顯示按下的數(shù)字，依次類推如手機(jī)撥號(hào)時(shí)的效果。當(dāng)輸完6位數(shù)字后，不再響應(yīng)輸入的數(shù)字鍵；

（3）當(dāng)按下確定鍵時(shí)，對(duì)輸入的密碼與設(shè)定的密碼進(jìn)行比較，若密碼正確，則控制繼電器吸合開鎖，然后再釋放，若密碼錯(cuò)誤，繼電器無(wú)動(dòng)作，無(wú)論密碼正確與否，數(shù)碼管均清屏。題目7電話鍵盤及撥號(hào)模擬設(shè)計(jì)要求

應(yīng)用以51單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)一個(gè)模擬電話撥號(hào)的顯示裝置，即把電話鍵盤中撥出的某一電話號(hào)碼顯示在顯示屏上?；疽笕缦拢?/p>

（1）要求電話鍵盤至少有12個(gè)鍵，除了0~9的10個(gè)數(shù)字鍵外，還有“＊〞鍵用于實(shí)現(xiàn)刪除功能，即刪除一位最終輸入的號(hào)碼；“＃〞鍵用于清除顯示屏上所有的數(shù)字顯示。（2）要求每按下一個(gè)鍵要發(fā)出聲響，以表示按下該鍵。（3）電話撥號(hào)終止后，以有相應(yīng)的指示音樂。

主要功能模塊包括：電話鍵盤及撥號(hào)模擬主要功能模塊包括電源電路、單片機(jī)主控電路、按鍵電路、指示電路、楊聲器電路組成。根據(jù)具體狀況選擇適合型號(hào)的單片機(jī)，顯示器件，開