單片機原理與應用課程設(shè)計題目20141207(共21頁)

1、單片機原理(yunl)與應用課程設(shè)計題目(tm)符號(fho)說明： 越多表示題目難度越大 *表示擴展要求任務(wù) 表示創(chuàng)新設(shè)計加分任務(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 HYPERLINK l 題目二 電子時鐘的設(shè)計 HYPERLINK l 題目三 現(xiàn)代交通燈的設(shè)計 HYPERLINK l 題目四 多路搶答器的設(shè)計 HYPERLINK l 題目五 波形發(fā)生器的設(shè)計 HYPERLINK l 題目六 點陣廣告牌的設(shè)計 HYPERLINK l 題目七 籃球記分器的設(shè)計 HYPERLINK l 題目八 數(shù)字式溫度計的設(shè)計 HYPERLINK l

2、 題目九 步進電機的控制 HYPERLINK l 題目十 電子音樂盒的設(shè)計 HYPERLINK l 題目十一 電子賀卡設(shè)計 HYPERLINK l 題目十二 低頻數(shù)字頻率計的設(shè)計 HYPERLINK l 題目十三 秒表系統(tǒng)的設(shè)計 HYPERLINK l 題目十四 多機串行通信的設(shè)計 HYPERLINK l 題目十五 電子密碼鎖的設(shè)計 HYPERLINK l 題目十六 簡易計算器的設(shè)計 HYPERLINK l 題目十七 定時鬧鐘的設(shè)計 HYPERLINK l 題目十八 人行道電子指示屏的設(shè)計 HYPERLINK l 題目十九 電梯模型控制系統(tǒng)的設(shè)計 HYPERLINK l 題目二十 傳送帶產(chǎn)品計

3、數(shù)器的設(shè)計二、選題說明：3名同學一個設(shè)計小組，每個小組選擇1個題目，同一班級內(nèi)選同一題目的原則上不能超過3個設(shè)計小組，選相同題目的小組在設(shè)計內(nèi)容、方法上要有所區(qū)別，嚴禁抄襲。任務(wù)后括號內(nèi)的數(shù)字表示分值，要求每名同學在設(shè)計完成后都能明白硬件原理及程序的含義。三、設(shè)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(shè)計 設(shè)計(shj)任務(wù)：1. 用16盞以上(yshng)的LED小燈，實現(xiàn)(shxin)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

4、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* 增加自動在幾種效果間切換的功能，并設(shè)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(shè)計提示：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。多種效果可以放在不同的子程序空間中，主程序通過散轉(zhuǎn)來訪問不同的子程序段。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(shè)計 設(shè)計(shj)任務(wù)：1. 用6個8段LED數(shù)碼管作為顯示設(shè)備，設(shè)計(shj)時鐘功能；（30） 2. 可以分別設(shè)定(sh dn)小時、

5、分鐘和秒，復位后時間為00：00：00；（20） 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(shè)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(shè)計 設(shè)計(shj)任務(wù)：1. 設(shè)計(shj)一款帶左轉(zhuǎn)(zu zhun)、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

6、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（20） 5 其他功能（創(chuàng)新部分 10分）設(shè)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

7、三色）； 實物可用單管LED（或LED點陣）來取代左右轉(zhuǎn)指示，或直行指示。2. 實物效果圖 題目四：多路搶答器的設(shè)計 設(shè)計(shj)任務(wù)：1. 設(shè)計(shj)一款8路搶答器；（30） 2. 設(shè)計一個搶答控制(kngzh)開關(guān)（開始搶答后才允許答題者搶答），供主持人用；（20） 3. 設(shè)定搶答時間限制，超過時間后，該題作廢；（20） 4* 設(shè)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(shè)計要求：以單片機為核心，設(shè)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S0S7表示。設(shè)置一個系

8、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，鎖存相應的編號，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。搶答器具有定時搶答功能，且一次搶答的時間由主持人設(shè)定（如30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(shè)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。 通過鍵盤改變搶答的時間，原理與鬧鐘時間的設(shè)定相同，將定時時間的變量置為全

9、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30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(shè)計 設(shè)計任務(wù)：1. 設(shè)計一款能夠產(chǎn)生3種以上(yshng)波形的波形發(fā)生器；（30） 2. 設(shè)計波形(b xn)選擇按鈕；（20） 3. LED或LCD顯示(xinsh)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：產(chǎn)生指定波形可以通過DAC

10、來實現(xiàn)，不同波形產(chǎn)生實質(zhì)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0 xff時依次減1，并實時將數(shù)字信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)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0 xff時置為0 x00，并實時將數(shù)字信號經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到的；梯形波是將輸出的二進制數(shù)字信號依次加1，達到0 xff時保持一段時間，然后依次減1直至0 x00，并實時將數(shù)字信號經(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，得到等間隔時刻的y方向上的二進制數(shù)值，然后依次輸出后經(jīng)D

11、/A轉(zhuǎn)換得到。題目六：LED點陣廣告牌的設(shè)計 設(shè)計任務(wù)：1. 設(shè)計一款能夠顯示不同字符(z f)的LED點陣廣告牌；（30） 2. 設(shè)計(shj)不同的字符切換效果（如閃爍，靜止，平移等）；（20） 3. 設(shè)計控制按鈕，可以在不同(b tn)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(shè)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(shè)計 設(shè)計任務(wù)(rn wu)：1. 設(shè)計一款能夠顯示籃球比分(b fn)的記分牌；（30） 2. 通過(

12、tnggu)加分按鈕可以給A隊，或B隊加分；（20） 3. 設(shè)計對調(diào)功能，更換場地后，AB隊分數(shù)互換；（20） 4* 增加局數(shù)比分功能；（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。題目(tm)八：數(shù)字式溫度計的設(shè)計(shj) 設(shè)計任務(wù)：1. 用DS18B20設(shè)計一款能夠(nnggu)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(shè)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(shè)計要求：利用數(shù)字溫度傳感器DS

13、18B20與單片機結(jié)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55125，精確到0.5；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：題目(tm)九：步進電機(dinj)的控制 設(shè)計(shj)任務(wù)：1. 查閱資料，了解步進電機的工作原理；（20） 2. 通過按鍵設(shè)置步進電機轉(zhuǎn)動的步數(shù)；（50） 3通過按鍵可控制啟停、正反轉(zhuǎn)、加減速； （20）4其他功能（創(chuàng)新部分 10分）設(shè)計要求：采用單片機控制一個四相步進電機工作。步進電機的旋轉(zhuǎn)方向由正反轉(zhuǎn)控制信號控制。步進電機的步數(shù)由鍵盤設(shè)定，且

14、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(zhuǎn)。只有當鍵盤鎖打開并輸入步數(shù)時，步進電機才開始工作。步進電機的設(shè)置的步數(shù)和實際轉(zhuǎn)動的步數(shù)通過數(shù)碼管顯示。電機運轉(zhuǎn)的時候有正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)指示燈指示。電機在運轉(zhuǎn)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(zhuǎn)，同時紅色指示燈亮、警報響。題目十：電子音樂盒的設(shè)計 設(shè)計任務(wù)(rn wu)：1. 查閱資料，了解單片機控制(kngzh)單音喇叭發(fā)聲(f shn)原理；（20） 2. 設(shè)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(shè)計要求：以單片機為核心，設(shè)計

15、一個數(shù)字音樂盒：利用I/O口產(chǎn)生一定頻率的方波，驅(qū)動蜂鳴器或喇叭，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。題目十一：電子賀卡設(shè)計 設(shè)計(shj)任務(wù)：設(shè)計(shj)基于單片機的伴奏樂曲（30分）設(shè)計基于(jy)單片機的彩屏圖片（30分）通過鍵盤按鍵顯示不同彩屏圖片，并伴有不同樂曲（30分）創(chuàng)新部分（自主設(shè)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12864液晶。題目十二：低頻數(shù)字頻率計的設(shè)計 設(shè)計(shj)任務(wù)：1.可

16、以測量出輸入信號頻率(pnl)范圍在0-20KHz的方波的頻率(pnl)（30分）2.用LED數(shù)碼管或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(zhuǎn)換為方波后再測量。題目十三：秒表系統(tǒng)的設(shè)計 設(shè)計(shj)任務(wù)：1.實物參見下圖，設(shè)計一個(y )精度為0.1s的秒表(miobio)系統(tǒng)（40分）2.設(shè)計啟動按鈕、暫停按鈕及清零按鈕。（20分） 3*.設(shè)計每到一秒鐘有聲音提醒功能，可通過按鈕打開及關(guān)閉該提醒音 ( 20 ) 。4. 其他功能（創(chuàng)新部分 20分）提示：顯示

17、器可選用LCD或數(shù)碼管。題目十四：多機串行通信的設(shè)計 設(shè)計(shj)任務(wù)：1.設(shè)計三個單片機實現(xiàn)主從(zhcng)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)碼管上顯示。（60分）2.可通過(tnggu)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(zhuǎn)換。 題目十五：電子密碼鎖的設(shè)計 設(shè)計(shj)任務(wù)：1.系統(tǒng)(xtng)通過44的矩陣(j zhn)鍵盤輸入或設(shè)定開鎖密碼。（30分）2.可以通過LCD查看已輸入的字符

18、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*.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。 ( 10 ) 。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，也可用LCD。題目十六：簡易計算器的設(shè)計 設(shè)計(shj)任務(wù)：1.系統(tǒng)(xtng)通過44的矩陣(j zhn)鍵盤輸入數(shù)字及運算符。（40分）2.可以進行6位十進制數(shù)以內(nèi)的加法運算，如果計算結(jié)果超過6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

19、示設(shè)備采用LCD液晶顯示器。題目十七：定時鬧鐘的設(shè)計 設(shè)計(shj)任務(wù)：1.利用(lyng)單片機、日歷芯片、LCD和按鍵設(shè)計一定時鬧鐘。（40分）2.鬧鐘(nozhng)可以設(shè)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(qū)動繼電器閉合，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。題目十八：人行道電子指示屏的設(shè)計 設(shè)計(shj)任務(wù)：1. 設(shè)計一個單片機控制(kngzh)的兩個1616點陣LED模塊(m kui)顯示的人行道電子指示屏。設(shè)計一個單片機控制的兩個1616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