單片機(jī)設(shè)計(jì)期末作業(yè)new

1、單片機(jī)原理課程期末作業(yè)（C）西安電子科技大學(xué) 測(cè)控專業(yè)一、作業(yè)形式通過本次作業(yè)，考查對(duì)8051單片機(jī)原理的掌握，以及程序設(shè)計(jì)和調(diào)試基本能力。要求獨(dú)立設(shè)計(jì)并調(diào)試完成一個(gè)具有完整功能的小型單片機(jī)系統(tǒng)，并寫一份簡(jiǎn)短的設(shè)計(jì)報(bào)告，對(duì)自己所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行描述和測(cè)試。本次作業(yè)完成情況將作為平時(shí)成績(jī)部分，計(jì)入期末總分。二、作業(yè)內(nèi)容1、 參考課程光盤內(nèi)學(xué)習(xí)板說明書 C51 StartKit學(xué)習(xí)板.pdf 的說明，自行購(gòu)買電子元件，組裝一套51單片機(jī)學(xué)習(xí)板。2、 從7道作業(yè)題中任選一題，獨(dú)立完成程序設(shè)計(jì)，并在學(xué)習(xí)板上調(diào)試成功。3、 撰寫一份簡(jiǎn)短的設(shè)計(jì)報(bào)告。（主要說明設(shè)計(jì)思路、方法以及結(jié)果）三、作業(yè)提交方式將作業(yè)打

2、包壓縮(rar文件)，按照“學(xué)號(hào)_姓名_題目.rar”的文件名作為附件，發(fā)郵件至xd_。提交截止時(shí)間：課程期末考試前。提交內(nèi)容：1、 源程序。（整個(gè)工程所在文件夾）2、 設(shè)計(jì)報(bào)告。(Word文檔)3、 （如果有）相關(guān)演示視頻、圖片等。四、作業(yè)題目（任選一題，多做不限）本次作業(yè)題難度分為ABC三檔，A題較難，B題中等，C題較為簡(jiǎn)單。根據(jù)自己能力和興趣選擇合適的題目。1、 彩燈控制器（難度B）學(xué)習(xí)板的P1口上接有8只LED，假設(shè)它們是一串彩燈。設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易的控制系統(tǒng)，控制其流水或閃爍花樣和速度。設(shè)計(jì)要求：1）具有至少4種花樣，可以參考下圖，也可以自行設(shè)計(jì)或增添其他花樣

3、。2）具有4個(gè)控制鍵，按下時(shí)蜂鳴器要有“滴”提示音，按鍵功能如下： 按1鍵，速度加快 按2鍵，速度減慢 按3鍵，切換下一種花樣 按4鍵，暫停，再按一次恢復(fù)運(yùn)行3）其他功能，可自由發(fā)揮。設(shè)計(jì)提示（僅供參考）：花樣的設(shè)計(jì)可以利用查表（數(shù)組）來完成，每一種花色就對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)組，從中循環(huán)讀取賦值給P1口即可實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)效果。利用定時(shí)器產(chǎn)生固定的節(jié)拍，當(dāng)節(jié)拍計(jì)數(shù)至N時(shí)切換下一個(gè)數(shù)組元素，改變N值即可調(diào)節(jié)速度。鍵盤可以利用程序庫(kù)中的代碼。2、 簡(jiǎn)易溫度記錄儀 （難度B）利用學(xué)習(xí)板上的DS18B20數(shù)字溫度傳感器，設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易溫度記錄系統(tǒng)。設(shè)計(jì)要求：1） 實(shí)時(shí)顯示溫度（大約12秒更新一次）2） 1分鐘記錄一次溫度

4、。3） 具有2個(gè)按鍵，按下時(shí)蜂鳴器要有“滴”提示音，按鍵功能如下：按鍵1按下時(shí)，清除已存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)，重新開始記錄。按鍵2按下時(shí)，從串口向超級(jí)終端打印記錄信息，格式如下：序號(hào),溫度值1,xx.x, 2,xx.x3,xx.x 4） 用自己設(shè)計(jì)的溫度記錄系統(tǒng)，記錄一次溫度變化曲線，附在報(bào)告中。例如：室溫下記錄5分鐘，然后置于暖氣片上加熱放置10分鐘（升溫），再回到室溫冷卻10分鐘（降溫）。5） 其他功能或測(cè)量實(shí)驗(yàn)，可自由發(fā)揮。設(shè)計(jì)提示（僅供參考）：溫度的測(cè)量可以利用程序庫(kù)內(nèi)DS18B20代碼完成，1分鐘計(jì)時(shí)可以通過定時(shí)器累計(jì)實(shí)現(xiàn)，每次1分鐘定時(shí)到達(dá)時(shí)，將溫度值順序保存于一個(gè)數(shù)組中。建議利用STC單片機(jī)

5、256字節(jié)外部RAM（xdata）存儲(chǔ)溫度記錄，可以記錄128個(gè)溫度值（約2小時(shí)），程序簡(jiǎn)單但缺點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)過程不能斷電。 也可以保存在STC單片機(jī)的Flash中（參考程序庫(kù)），優(yōu)點(diǎn)是斷電也不會(huì)丟失。通過串口向超級(jí)終端打印字符，所顯示的內(nèi)容可以拷貝后粘貼在Excel表格里，用Excel生成曲線。注意：學(xué)習(xí)板上的溫度傳感器可以用導(dǎo)線延長(zhǎng)出來，可以做一些其他有趣的實(shí)驗(yàn)（例如測(cè)一測(cè)一壺開水的水溫下降的規(guī)律是怎樣的？）。3、 “節(jié)奏感”游戲機(jī) （難度A）“節(jié)奏感”是人與生俱來的一種感覺，有的人節(jié)奏感好，有的人差。本題將利用單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)有趣的裝置，對(duì)你的節(jié)奏感進(jìn)行測(cè)試和評(píng)分。原理如下圖：蜂鳴器發(fā)出兩次“滴

6、滴”蜂鳴聲，之間的間隔是隨機(jī)產(chǎn)生的（0.3秒2秒范圍內(nèi)隨機(jī)選?。⑴c游戲者聽到蜂鳴聲后，根據(jù)鳴響節(jié)奏，估測(cè)第三次鳴響應(yīng)該發(fā)生的時(shí)刻，按下按鍵。單片機(jī)根據(jù)按鍵時(shí)刻的誤差Et（單位:ms），給出相應(yīng)評(píng)分（分?jǐn)?shù)顯示在數(shù)碼管上）。本次測(cè)試得分=100分 （誤差Et20ms） 0 （誤差Et400ms）每輪游戲測(cè)試10次（每次的時(shí)間間隔都是隨機(jī)的），取平均分作為最后得分。設(shè)計(jì)要求：1）完成上述設(shè)計(jì)2）對(duì)同宿舍同學(xué)進(jìn)行節(jié)奏感測(cè)試，得分情況附于報(bào)告中。3）其他功能，可自由發(fā)揮。設(shè)計(jì)提示（僅供參考）：隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生可以利用math.h庫(kù)中的rand函數(shù)產(chǎn)生?？梢杂枚〞r(shí)器產(chǎn)生1ms定時(shí)節(jié)拍，對(duì)蜂鳴及按鍵進(jìn)行計(jì)時(shí)

7、。顯示函數(shù)可以調(diào)用程序庫(kù)內(nèi)的代碼。注意，每次測(cè)試開始前1秒左右，應(yīng)該有準(zhǔn)備提示（例如LED閃爍一下，提示測(cè)試即將開始）。4、 電子骰子（難度B）利用單片機(jī)學(xué)習(xí)板上的鍵盤和數(shù)碼管顯示，設(shè)計(jì)一款電子骰子，能夠產(chǎn)生隨機(jī)骰子點(diǎn)數(shù)，最多能夠模擬4個(gè)骰子同時(shí)扔出時(shí)的效果。設(shè)計(jì)要求：1） 有4個(gè)按鍵，功能如下：按鍵1按下，投出1顆骰子按鍵2按下，同時(shí)投出2顆骰子按鍵3按下，同時(shí)投出3顆骰子按鍵4按下，同時(shí)投出4顆骰子2） 4位數(shù)碼管顯示值分別代表4個(gè)骰子的點(diǎn)數(shù)（16）。3） 按下按鈕后，相應(yīng)的數(shù)字位開始閃爍（16快速變化），松手后變化速度慢慢減緩，一段時(shí)間后才停下，蜂鳴器提示。要求每次點(diǎn)數(shù)都是隨機(jī)的。4）

8、其他功能，可自由發(fā)揮。設(shè)計(jì)提示（僅供參考）：隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生可以利用math.h中的rand函數(shù)來產(chǎn)生，但是該函數(shù)每次生成的序列是一樣的（因?yàn)槊看螐?fù)位或上電后，隨機(jī)數(shù)種子是一樣的）。解決方法之一是用按鍵時(shí)間長(zhǎng)短來產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)種子，例如當(dāng)按鍵按下時(shí)，開啟定時(shí)器，松手時(shí)讀取計(jì)數(shù)值n，作為種子，調(diào)用srand(n)函數(shù)將n設(shè)置為隨機(jī)種子，然后再調(diào)用rand函數(shù)可以獲取不重復(fù)的隨機(jī)數(shù)序列。也可以開機(jī)后將外部RAM中的數(shù)據(jù)求和（上電過程不清除外部RAM，是隨機(jī)數(shù)），作為隨機(jī)數(shù)種子。注意rand函數(shù)產(chǎn)生的是032767內(nèi)的隨機(jī)數(shù)，通過取余操作（%6）獲得05，再加1得到16之間的隨機(jī)數(shù)。顯示函數(shù)可以調(diào)用程序庫(kù)內(nèi)

9、的代碼。5、 簡(jiǎn)易電子秒表（難度C）利用單片機(jī)學(xué)習(xí)板上的鍵盤和數(shù)碼管顯示，設(shè)計(jì)一款秒表。要求如下：1）四位顯示，分辨率0.01秒，即顯示SS.XX秒。XX=0099，SS=00602）有2個(gè)按鍵，按鍵時(shí)有“滴”提示音，按鍵功能如下 按鍵1按下時(shí)，秒表開始計(jì)時(shí)；再次按時(shí)暫停計(jì)時(shí)；再按恢復(fù)計(jì)時(shí) 當(dāng)秒表處于暫停狀態(tài)，按鍵2按下時(shí)，計(jì)時(shí)值清零。3）計(jì)滿1分鐘（60s）后，點(diǎn)亮1只發(fā)光管，2分鐘后點(diǎn)亮兩只，依此類推。4）其他功能，可自由發(fā)揮。6、 記憶力測(cè)試游戲機(jī)（難度A）據(jù)科學(xué)研究，人類的記憶分為長(zhǎng)期記憶與短期記憶兩類（有點(diǎn)類似于計(jì)算機(jī)的ROM和RAM）。短期記憶信息保持的時(shí)間很短，通常在520秒，最

10、長(zhǎng)不超過1分鐘。短期記憶有時(shí)也被稱為電話號(hào)碼式記憶，如同人們查到電話號(hào)碼后立刻撥號(hào)，通完了話，號(hào)碼也就隨即忘掉。短期記憶能力反映了大腦信息處理過程中的信息暫存能力。本題將設(shè)計(jì)一款簡(jiǎn)單有趣的游戲裝置，可以用來測(cè)試和提高你的短期記憶能力。原理如下圖，按照隨機(jī)的排列順序在4位數(shù)碼管上，隨機(jī)位置顯示數(shù)字14，然后要求用按鍵14重復(fù)輸入剛才看到的序列。隨著序列逐漸變長(zhǎng)，記憶的難度也隨之加大，直到記憶出錯(cuò)時(shí)為止游戲結(jié)束，此前的序列長(zhǎng)度就代表了記憶能力。游戲過程：1）系統(tǒng)中具有4位數(shù)碼管顯示，4個(gè)按鍵。2）復(fù)位后，數(shù)碼管提示LV-X，X表示難度等級(jí)，可以在數(shù)字15范圍設(shè)置；按1鍵難度等級(jí)增加1按2鍵難度等級(jí)

11、減少1按3鍵確認(rèn)，游戲正式開始3）蜂鳴器“滴”短鳴后，開始顯示數(shù)字，數(shù)字14在隨機(jī)位置出現(xiàn)（其他位消隱不顯示），停留一段時(shí)間后，在下一個(gè)隨機(jī)位置顯示。難度等級(jí)越高，停留時(shí)間越短。4）顯示完畢后，數(shù)字全部消失，用按鍵14輸入剛才看到的序列。5） 若輸入序列正確，顯示“PASS”1秒鐘，序列長(zhǎng)度增加1（相當(dāng)于下一關(guān)），跳回步驟3，然后開始下一輪游戲。6） 若輸入序列錯(cuò)誤，在輸錯(cuò)的那一次按鍵時(shí)，提示“FAIL”1秒鐘，然后顯示得分，游戲結(jié)束。此后所有按鍵失效，必須按復(fù)位鍵重新開始游戲。步驟2)中的難度等級(jí)定義：LV-1 難度：每個(gè)數(shù)字顯示停留2秒，LV-2 難度：每個(gè)數(shù)字顯示停留1.5秒，LV-3

12、難度：每個(gè)數(shù)字顯示停留1秒，LV-4 難度：每個(gè)數(shù)字顯示停留0.5秒，LV-5 難度：每個(gè)數(shù)字顯示停留0.3秒，步驟6)中的得分 = 闖關(guān)數(shù)（失敗前一關(guān)的序列長(zhǎng)度）*10 + 本關(guān)（失敗那一關(guān)）正確的個(gè)數(shù)*難度等級(jí)：設(shè)計(jì)要求：1）完成上述設(shè)計(jì)2）對(duì)同宿舍同學(xué)進(jìn)行記憶力測(cè)試，將宿舍同學(xué)得分（最好有不同難度等級(jí)的得分）貼在報(bào)告中。3）其他功能，可自由發(fā)揮。設(shè)計(jì)提示（僅供參考）：隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生方法參考第4題。隨機(jī)位置也可以用相同的方法產(chǎn)生。在任意位置顯示數(shù)字和字母的功能可以通過顯示程序庫(kù)來實(shí)現(xiàn)。用定時(shí)器產(chǎn)生10ms左右的定時(shí)節(jié)拍，計(jì)數(shù)產(chǎn)生0.32秒的顯示停留時(shí)間。鍵盤輸入可以調(diào)用程序庫(kù)實(shí)現(xiàn)。所產(chǎn)生的隨

13、機(jī)數(shù)字序列，可以先一次生成整個(gè)序列，保存在一個(gè)數(shù)組中，按照時(shí)間間隔依次顯示完畢后與輸入序列逐一進(jìn)行對(duì)比。7、 簡(jiǎn)易定時(shí)提醒器（難度C）利用單片機(jī)學(xué)習(xí)板上的鍵盤和數(shù)碼管顯示，設(shè)計(jì)一款定時(shí)提醒器。要求如下：1）四位倒計(jì)時(shí)顯示，即顯示MM.SS。MM=9900分鐘，SS=5900秒2）有4個(gè)按鍵，按鍵時(shí)有“滴”提示音，其中按鍵1和按鍵2用來設(shè)定倒計(jì)時(shí)時(shí)間，按鍵3和按鍵4用來控制。具體按鍵功能如下： 按鍵1按下時(shí)，調(diào)整分鐘值加1，最大可設(shè)定99分鐘 按鍵1長(zhǎng)按不放時(shí)，分鐘值加10。 按鍵2按下時(shí)，調(diào)整分鐘值減1，最小可設(shè)定01分鐘 按鍵2長(zhǎng)按不放時(shí)，分鐘值減10， 按鍵3按下時(shí)，倒計(jì)時(shí)開始，秒鐘值每秒

14、減1，減到0后分鐘減1，同時(shí)秒鐘值變?yōu)?9。 倒計(jì)時(shí)過程中，再按一次按鍵3，倒計(jì)時(shí)暫停。再按恢復(fù)，依此類推。 按鍵4按下時(shí)，取消本次定時(shí)，計(jì)時(shí)值清零，此后可以用按鍵1/2重新設(shè)定新的定時(shí)值。3）倒計(jì)時(shí)計(jì)至00.00時(shí)，蜂鳴器響。4）其他功能，可自由發(fā)揮。8、 自選題目鼓勵(lì)在上述5個(gè)題目之外自由發(fā)揮選題，利用51單片機(jī)學(xué)習(xí)板，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一個(gè)小型但完整的單片機(jī)系統(tǒng)（允許并鼓勵(lì)擴(kuò)展），完成某些特定的功能。以下是可供參考的選題方向。1. 解決生活中實(shí)際問題的小電子裝置。2. 實(shí)用美觀的電子禮品、電子裝飾品等。3. 出于個(gè)人興趣愛好的開發(fā)和研究。4. 嘗試一些別人沒有過的設(shè)計(jì)，特別是“看起來”不可思議的

15、事。6. 用單片機(jī)自動(dòng)完成某些實(shí)驗(yàn)的測(cè)量工作。7. 設(shè)計(jì)一些有趣的小游戲。8. 為單片機(jī)學(xué)習(xí)板編寫一個(gè)模塊化程序。9. 設(shè)計(jì)新的人機(jī)交互方法、或新的人機(jī)交互體驗(yàn)10. 以上未列出的一切富有創(chuàng)意以及能完整實(shí)現(xiàn)的作品。五、報(bào)告攥寫范例XXXX(所選題目名稱)設(shè)計(jì)報(bào)告學(xué)號(hào)_ 班級(jí)_ 姓名_一、摘要用幾句話簡(jiǎn)單明了的概述你做了什么東西，比如利用了51單片機(jī)的哪些模塊，通過什么方法，實(shí)現(xiàn)了什么功能，達(dá)到了什么指標(biāo)，做了什么實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如何等信息（并非嚴(yán)格格式，自己發(fā)揮，但要簡(jiǎn)明扼要突出重點(diǎn)）。是報(bào)告的“濃縮精髓”，也是作品的第一印象。二、硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單介紹你所用到的硬件電路的原理，說明他們和單片機(jī)之間的連接

16、關(guān)系，工作過程等關(guān)鍵問題即可，切忌長(zhǎng)篇大論摘抄，應(yīng)當(dāng)簡(jiǎn)潔明了的介紹。附上你所用到的電路原理圖（或框圖），不要將整個(gè)學(xué)習(xí)板的電路都貼上來（沒意義）。如果你只用到了學(xué)習(xí)板的一部分，可以畫框圖表示；如果你在學(xué)習(xí)板的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了某些電路，要把你擴(kuò)展的部分詳細(xì)畫出來。如果不會(huì)用繪圖軟件，可以手繪然后拍照貼圖。三、程序設(shè)計(jì) 簡(jiǎn)潔扼要地介紹你的軟件實(shí)現(xiàn)了什么功能，這些功能是怎么實(shí)現(xiàn)的（設(shè)計(jì)思路）。畫出主要功能的流程圖。關(guān)鍵部分作必要的說明，切忌過多地糾纏于細(xì)節(jié)問題。四、測(cè)試結(jié)果拍一張作品的照片放在這一部分，最好它是正在工作時(shí)候的照片。必要時(shí)可以帖多張對(duì)比。簡(jiǎn)單地描述你是怎么驗(yàn)證題目中所要求的功能？如何進(jìn)行的測(cè)試，步驟和方法是什么？測(cè)試結(jié)果如何？(通過測(cè)試，說明你完成了題目中要求的功能，且功能是正確的)如果有實(shí)驗(yàn)部分，附一些典型的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，例如題2和題3、題7可以貼上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，第4題可以附上100次骰子的統(tǒng)計(jì)分析，看看16點(diǎn)的概率是不是均等的？第5題可以和一只標(biāo)