单片机综合课程设计题目

1、单片微型计算机原理与接口技术课程设计总要求：1. 大作业的所有题目都应在PROTEUS EDA仿真环境下运行通过，并用PCB绘图软件绘制原理图及电路板（此处可加分）。2. 三人为一组选一题，相互之间不能同选一题。3. 最后要上交设计报告的电子稿，同时要将PCB绘图软件绘制的原理图及电路板文件、PROTEUS仿真文件及项目源文件一并打包上交。电子稿命名规则：专业+题目+姓名。例如：12自动化智能电子钟（张三李四王五）。4. 设计报告统一格式（见附表1）。5. 题目要求中的PROTEUS图仅供参考。目 录1. 设计项目1: 步进电机控制系统12. 设计项目2: 单片机控制时钟芯片DS1302的液晶

2、显示时钟23. 设计项目3: 电子万年历（基于单片机设计）34. 设计项目4: 可控PWM波发生器45. 设计项目5：电子琴演奏56. 设计项目6：液晶显示温度控制器67. 设计项目7 数字音乐盒的设计78. 设计项目8 波形发生器设计89. 设计项目9 电阻参数单片机测试仪910. 设计项目10 数字频率计1011. 设计项目11 8位竞赛抢答器的设计1212. 设计项目12 数字电压表设计1413. 设计项目13 单片机控制直流电机1614. 设计项目14 电容参数单片机测试仪1815. 设计项目15 十字路口交通灯控制（基于MAX7219芯片）202四川大学锦江学院电子信息学院 单片机技

3、术课程设计设计项目1: 步进电机控制系统l 设计任务由矩阵键盘控制的步进电机系统，可实现顺、逆时针方向控制及转速（停止、1、2、3档）控制，并通过LED数码管显示运行状态（转向及档位）。l 设计要求1) 矩阵键盘输入（最少6个键）；2) 控制UL2003驱动的步进电机（方向及转速）；3) 数码管显示电机转向及档位。设计项目2: 单片机控制时钟芯片DS1302的液晶显示时钟l 设计任务电子时钟，在LCD显示器上显示当前的时间（日期及时间）。l 设计要求1) 日期及时间分2行在LCD1602上显示；2) 日期显示格式为“年-月-日”，时间显示格式为“时时：分分：秒秒”；3) 设置功能键，能操作来设

4、置当前日期及时间（按键个数及功能自拟）。设计项目3: 电子万年历（基于单片机设计）l 设计任务电子时钟，在LCD显示器上显示当前的时间（日期及时间）。l 设计要求4) 日期及时间分2行在LCD1602上显示；5) 日期显示格式为“年-月-日”，时间显示格式为“时时：分分：秒秒”；6) 设置功能键，能操作来设置当前日期及时间（按键个数及功能自拟）。设计项目4: 可控PWM波发生器l 设计任务通过矩阵键盘输入数字，实现占空比可控的PWM波发生器，占空比在LCD上显示。l 设计要求7) 占空比在LCD1602上显示；8) 矩阵键盘输入数字；9) 占空比可控的PWM波输出。设计项目5：电子琴演奏l 设

5、计内容设计一简易电子琴，按下不同按键，能够发出不同的声音。l 目的要求1) 使用4×4矩阵式键盘设计出16个音符，随意弹奏。2) 用功能键可转换成3首不同的歌曲演奏。设计项目6：液晶显示温度控制器l 设计任务用89C51单片机、DS1820数字温度传感器和LCD数码显示器设计了一款温度控制器。l 设计要求1) LCD显示温度信息；2) 由温度传感器对温度进行采样和转换成数字信号送入单片机；3) 通过按钮开关设定报警温度上、下限，超过时发出报警声。设计项目7 数字音乐盒的设计设计要求以单片机为核心，设计一个数字音乐盒：利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏

6、乐曲（最少3首乐曲，每首不少于30s）。采用LCD显示信息。开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号（或名称）。可通过功能键选择乐曲、暂停、播放。设计项目8 波形发生器设计设计要求设计一个能产生方波、三角波、梯形波、锯齿波的波形发生器。工作原理产生指定波形可以通过DAC来实现，不同波形产生实质上是对输出的二进制数字量进行相应改变来实现的。本题目中，方波信号是利用定时器中断产生的，每次中断时，将输出的信号按位反即可；三角波信号是将输出的二进制数字信号依次加1，达到0xff时依次减1，并实时将数字信号经D/A转换得到；锯齿波信号是将输出的二进制数字信号依次加1，达到0xff时置为0x00，并实

7、时将数字信号经D/A转换得到的；梯形波是将输出的二进制数字信号依次加1，达到0xff时保持一段时间，然后依次减1直至0x00，并实时将数字信号经D/A转换得到的；正弦波是正弦曲线均匀取样后，得到等间隔时刻的y方向上的二进制数值，然后依次输出后经D/A转换得到。设计项目9 电容参数单片机测试仪设计要求设计一个能测量电容、电阻参数的测试系统。工作原理对电阻的测量，可将待测电阻与一标准电阻串联后接在+5V的电源上，根据串联分压原理，利用ADC测定电阻两端电压后，即可得到其阻值。对电容的测量，可将其与已知阻值的电阻RA和RB组成基于NE555的多谐振荡器如题10图。题10图 基于NE555的多谐振荡器

8、其产生的方波信号频率为 ： 故通过测定方波信号的频率可以比较精确的测定C的值。设计项目10 数字频率计设计要求设计一个以单片机为核心的频率测量装置。使用AT89C51单片机的定时器/计数器的定时和计数功能，外部扩展6位LED数码管，要求累计每秒进入单片机的外部脉冲个数，用LED数码管显示出来。(1)被测频率fx110Hz，采用测周法，显示频率×××. ×××；fx110Hz，采用测频法，显示频率××××××。(2)利用键盘分段测量和自动分段测量。(3)完成单脉冲测量，输入脉冲

9、宽度范围是100ms0.1s。 (4)显示脉冲宽度要求如下。 Tx1000ms，显示脉冲宽度×××。 Tx1000ms，显示脉冲宽度××××。工作原理测量频率有测频法和测周法两种。(1)测频法，利用外部电平变化引发的外部中断，测算1s内的波数，从而实现对频率的测定；(2)测周法，通过测算某两次电平变化引发的中断之间的时间，实现对频率的测定。简而言之，测频法是直接根据定义测定频率，测周法是通过测定周期间接测定频率。理论上，测频法适用于较高频率的测量，测周法适用于较低频率的测量。经过调校，在测量低频信号时，本项目中测频法精度已高

10、于测周法，故舍弃测周法，全量程采用测频法。设计项目11 8位竞赛抢答器的设计设计要求以单片机为核心，设计一个8位竞赛抢答器：同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0S7表示。设置一个系统清除和抢答控制开关S，开关由主持人控制。抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮，锁存相应的编号，并在优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出短暂的声响，声响持续的时间为0.5s左右。参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的

11、时间，并保持到主持人将系统清除为止。如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。 工作原理通过键盘改变抢答的时间，原理与闹钟时间的设定相同，将定时时间的变量置为全局变量后，通过键盘扫描程序使每按下一次按键，时间加1（超过30时置0）。同时单片机不断进行按键扫描，当参赛选手的按键按下时，用于产生时钟信号的定时计数器停止计数，同时将选手编号（按键号）和抢答时间分别显示在LED上。 设计项目12 数字电压表设计设计要求以单片机为核心，设计一个数字电压表。采用中断方式，对1路05V的模拟电压进行循环采集，采集的数据送LED显示，并存入内存。超过界限时指示灯闪烁。

12、工作原理本题目本质上是以单片机为控制器，ADC0809为ADC器件的AD转换电路，设计要求的电压显示，是对ADC采集所得信号的进一步处理。为得到可读的电压值，需根据ADC的原理，对采集所得的信号进行计算，并显示在LED上。本项目中ADC0809的参考电压为+5V，根据定义，采集所得的二进制信号addata所指代的电压值为:而若将其显示到小数点后两位，不考虑小数点的存在（将其乘以100），其计算的数值为：将小数点显示在第二位数码管上，即为实际的电压。设计项目13 单片机控制直流电动机设计要求 用单片机设计一个控制直流电机并测量转速的装置。单片机扩展有A/D转换芯片ADC0809和D/A转换芯片D

13、AC0832。 （1）通过改变A/D输入端可变电阻来改变A/D的输入电压，D/A输入检测量大小，进而改变直流电机的转速。 （2）手动控制。在键盘上设置两个按键直流电动机加速键和直流电机减速键。在手动状态下，每按一次键，电机的转速按照约定的速率改变。 （3）键盘列扫描（4 ´ 6）。实验原理 直流电机的速度与施加的电压成正比，输出转矩则与电流成正比。直流电机高效运行的最常见方法是施加一个 PWM（脉宽调制）方波，其占空比对应于所需速度。电机起到一个低通滤波器作用，将PWM信号转换为有效直流电平。特别是对于微处理器驱动的直流电机，由于PWM信号相对容易产生，这种驱动方

14、式使用的更为广泛。 本项目的示例程序为了能够演示DAC0832的使用，是利用直流电机的速度与施加电压成正比的原理，通过滑动变阻器向ADC0809输入控制电压信号，经AD后，输入到AT89C51中，AT89C51将此信号转发给DAC0832，通过功放电路放大后，驱动直流电机。需要注意的是，本题目使用的Proteus版本，未提供ADC0809的仿真模型，这里以引脚、功能与之相同的ADC0808代替。同时，DAC0832也可以用引脚、功能相同的DAC0830代替。图 DAC0830时序图 DAC0830时序设计项目14 电阻参数单片机测试仪设计要求设计一个能测量电阻参数的测试系统。工作原理对电阻的测

15、量，可将待测电阻与一标准电阻串联后接在+5V的电源上，根据串联分压原理，利用ADC测定电阻两端电压后，即可得到其阻值。对电阻的测量，可将其与已知阻值的电阻RA和C组成基于NE555的多谐振荡器如图。题10图 基于NE555的多谐振荡器其产生的方波信号频率为 ： 故通过测定方波信号的频率可以比较精确的测定RB的值。题目15 十字路口交通灯控制（基于MAX7219芯片）设计要求设计一个十字路口交通灯控制器。用单片机控制LED灯模拟指示。模拟东西方向的十字路口交通信号控制情况。东西向通行时间为80s，南北向通行时间为60s，缓冲时间为3s。工作原理 本项目为典型的LED显示和中断定时电路。利用定时器

16、T0产生每10ms一次的中断，每100次中断为1s。对两个方向分别显示红、绿、黄灯，已经相应的剩余时间即可。值得注意的是，需要意识到，A方向红灯时间=B方向绿灯时间+黄灯缓冲时间这一常识。附表注意事项：1、注意修改标红处，直接在标红位置的后面添加自己的内容，完成后再删除标红的地方，这样可保持完整的格式。（如果是复制的内容，可用格式刷修改格式）；2、删除批注的方法：鼠标点击选中批注后，点鼠标右键，选择“删除批注”； 单片机技术课程设计题 目 基于单片机的可控PWM波发生器设计 院 系 电子信息学院 专 业 通信工程 年级 2008级 学生姓名 张三 李四 王五 学 号 070641026 070

17、641026 070641026 指导教师 简 磊 13LED照明光源设计通信工程专业学生 张三 李四 王五 指导教师 简磊【摘 要】本摘要控制在150字左右，介绍设计的主要方法、结果，包括设计作品的基本情况、功能作用、目的、优点、特点等。设计以低功耗照明LED光源为基础，基于红外传感检测技术，以单片机控制技术为核心，实现光源的智能控制，同时设计采用传统开关即可具有光源的调光功能。使用集成电路TB99完成LED光源的驱动设计，通过单片机STC15F101E记录用户开关次数和检测红外感应信号，控制LED光源驱动芯片从而改变LED的电流，最终实现LED光源的亮度调节功能，使得设计更加人性化，更加环

18、保节能。【关键词】LED3个以上关键词，表示全文主要内容信息款目的单词或术语，应选用使用频繁、有特点、有代表性的科技名词。光源 调光功能 红外感应信号 智能控制目 录1 绪论11.1 课程设计目的11.2 任务与要求11.3 系统结构图12 理论分析与计算42.1 LED灯串数量计算52.2 照明输出采样电阻的计算62.3 功率因数校正73 硬件设计83.1整流电路93.2 TB99电路原理图103.3 单片机开关电源供电电路114 软件设计124.1 主程序134.2 EEPROM读写子程序144.3 红外检测子程序224.4 PWM子程序235 系统测试245.1 PWM输出的测试345.

19、2开关调光测试265.3 用灯亮度习惯记忆测试235.4 系统联机测试336 总结以及展望34附录351 概述1.1 课程设计目的（1） 综合所学的单片机原理及接口技术等课程的理论知识完成本课程设计；（2） 学习并掌握基本电路设计与使用方法，单片机的编程与应用方法；（3） 提高综合分析、解决实际问题的能力。1.2 任务和要求本300字左右，内容和摘要类似，在摘要的基础上扩充。设计以PXA270处理器为核心，嵌入式系统平台为主体，单片机作为外围检测与控制电路设计实现智能家居系统。其中单片机系统通过传感器检测到相关信息，通过串口向嵌入式平台发送相对应的信息，嵌入式平台做出相应判断与处理，并同时通过

20、网络告知主人与物管人员做出相应处理，以保证业主的财产人身安全。本设计主要设计指标：（1） 按键输入模块，包括顺时针方向、逆时针方向、停止、转速1、2、3档6个按键；（2） 步进电机旋转控制，可实现顺时针方向转动、逆时针方向转动、停止、转速1、2、3档等功能；（3） 步进电机转速、状态在LCD上显示。1.3 系统结构图图1 系统结构图当用100字左右叙述模块的功能，系统功能的实现过程。户打开开关后，220V交流电经过LED驱动和开关电源给LED灯串和单片机及红外检测供电，单片机通过对用户打开次数的判断和红外检测的数据输出PWM波对LED驱动进行电流的控制，从而实现调光。2 理论分析与计算LED2

21、-3行，简单介绍设计采用方案中所应用到的关键技术。请根据需要选择描述几个关键技术的原理、计算。不能确定自己选择哪些关键技术进行描述的，请和我联系。驱动的主要计算为根据LED灯珠的输入电压电流和输出电压电流要求进行设计，为了保证整个驱动达到要求应该对驱动IC的外围电路及主要器件的参数进行设计。2.1 照明输出采样电阻的计算当选择压转换器时，采样引脚峰值电压是一個LED平均电很好的代表。有一个与此相关的电检测方法需要加以说明12。此设计中，如果峰峰值156mA（LED电流的30%）的纹波电通过电感，获得 120mA的LED电，检测电阻峰峰值为 250mV /（120mA+ 0.5*36mA）=1.

22、8 （1）使用公式编辑器编写公式全篇公式统一从1开始编号2.2 功率因数校正当输入功LED驱动器超过 25瓦，一個简单的无源功因数校正电被添加到TB99典型应用电，以通过C类设备EN61000 - 3 2标准中交线的谐波限制。典型应用电路图显示如何在影响其余部分的电组效果可以做到。一個简单的电由組3个二极管和2个电容组成，其补充整個AC线输入整后的电及限制工频电流的3次和五次谐波值，以改善谐波失真和功因数大于0.8512。图3 功率因数校正电路的有功功率就是其平均功率： （2）视在功率为电压、电流有效值的乘积，即 S=UI 功率因数定义为有功功率P和视在功率S的比值： （3）3 硬件设计 根据

23、系统结构图，系统由：整流说明系统硬件由哪些模块组成。在下文中应对每个模块逐一介绍。电路、功率因素电路、TB99驱动电路、单片机供电电路、单片机电路组成。3.1整流电路本首先100字左右，介绍该模块实现的功能、基本工作原理。电路是将220交流电路变为直流，提供给TB99。 图4 整流电路接下来附一张该模块的电路图，图必须用PCB制图软件绘制，且看的清楚图和下面图的名字用工具栏上的居中，手动调整不准确。保险丝然后100字左右，描述该电路模块的工作过程。可以保护整个后级电路，安规电容失效后，不会导致电击，不危及人身安全；压敏电阻在一定电压范围内，阻值随电压变化而变化，热敏电阻器是抑制浪涌电流用的，整

24、流桥将220V交流电整流成310V直流电压。3.2 TB99电路原理图宽电压输入可以达90-285Vac，R16是可编程PWM输出频率的电阻，R108和R109电阻为采样电阻TB99的5引脚为单片机产生的调光PWM波的输入引脚，Q为N沟道的场效应管，作为开关管使用，当电源关断后，电感通过快速恢复二极管放电给LED供电。图5 TB99电路4 软件设计 在硬件的基础上对软件进行设计，系统设计要求实现描述：1、系统软件需要完成那些功能；2、根据系统软件设计要求将软件划分为那些功能模块。3、原则上每个模块在下文中都应逐一介绍。三级调光功能及自动节能功能。当打开开关时，亮度状态为上次亮度状态，在五秒之内

25、关闭再打开出线下一级亮度状态，如果在打开五秒之后关闭在打开则出现本次亮度状态。当在15秒内的红外检测结果为室内无人，则灯具自动熄灭，熄灭后如果检测到照明区域内有人进入，则再次打开灯具，实现照明功能，此功能解决了人走不熄灯的浪费习惯，也使得该系统更加人性化。根据系统软件设计要求将软件划分为：。模块。4.1 主程序 主程序完成EEPROM简述主程序的功能，或调用了那些子模块来实现系统功能。的读写，初始化定时，确定输出亮度级别。程序运行五秒后将本次亮度状态数据写入EEPROM。图主程序流程图 9 程序流程图进200字左右，描述主程序的执行过程。入主程序后,先读出EEPROM里的数据（J），然后加1，

26、存入EEPROM作为下一次输出的状态，初始化并开启定时器1和定时器2，最后根据读出的EEPROMS数据判断应该输出相应占空比的PWM波，如果在延时5秒的程序完之前单片机断电，则输出下一级别占空比的PWM波，否则将开始读出数据（J）存入EEPROM。这样在下一次开启时，输出的将是本次占空比的PWM波。主要（关键）代码：j给出一段主程序中的关键代码（不要太长）关键代码是指有特点的、完成特定重要功能的代码。= IapReadByte(iap_address); /初始化数据为0xffk=j+1; IapEraseSector(iap_address)12; /擦除EEPROM当前数据 IapProg

27、ramByte(iap_address,k);switch(k%3) case 0:PWM_OFF=7;break;/此时占空比为60%case 1:PWM_OFF=15;break;/占空比为30%的波形case 2:PWM_OFF=20;break;/占空比0%的波形 default:break;Delay(20);/Delay 5秒后记忆本级亮度IapProgramByte(iap_address,j);此对上述关键代码进行解释、介绍。段程序是对开关次数记录的程序，在每次EEPROM读出的初始数据时都做加1处理，由于EEPROM的数据初始化都是0xff，这样就可以让0x00与3求余后把0

28、从作为第一状态，然后程序做一个5秒延时，如果在执行IapProgramByte(iap_address,j)11之前开关关闭，则在下次打开是输出下一级亮度的光，否则下次打开输出的是本次状态亮度的光。4.2 EEPROM读写子程序EEPROM某个子程序的功能介绍读程序将EEPROM中的数据读出来，EEPROM写程序将需要存贮的数据写入EEPROM中，以便掉电后在下次启动单片机时使用。 图子程序流程图 10 EEPROM读写程序流程图进行根据流程图对子程序进行流程介绍字节读操作时先送地址字节，然后设置等待时间，其次是允许ISP/IAP操作， 送字节读命令前现有版本每次触发前都需重新送此命令，最后依

29、次送5Ah和A5h到ISP/IAP触发寄存器，每次都需如此,送完A5h后，ISP/IAP命令立即被触发启动11。关键代码介绍：BYTE给出一段该子程序中的关键代码（不要太长） IapReadByte(WORD addr)BYTE dat; iap_contr = enable_iap; iap_cmd = cmd_read11; iap_addrl = addr; iap_addrh = addr >> 8; iap_trig = 0x5a; iap_trig = 0xa5; _nop_(); /等待 dat = IAP_DATA;11 /读出数据 IapIdle(); retur

30、n dat; /返回读出的数据每次对上述关键代码进行解释、介绍。触发前需要送字节读命令（IAP_CMD = CMD_READ）11，然后送5Ah和A5h两个出发命令到ISP/IAP触发寄存器，其次是CPU需要等待IAP执行完后才能继续程序。IapIdle()程序段可以使CPU运行更安全。字节编程，该字节为FF(空)时，可对其编程，否则不行，要先执行扇区擦除，当数据改变时需要重新送字节编程数据到IAP_DATA，然后送地址字节，设置等待时间和允许ISP/IAP操作，并且在ISP/IAP命令启动前重新送字节编程命令11。主要代码介绍：void IapProgramByte(word addr, b

31、yte dat)Iap_contr = enable_iap; Iap_cmd = cmd_program; Iap_addrl = addr; Iap_addrh = addr >> 8; Iap_data = dat; Iap_trig = 0x5a; Iap_trig = 0xa5; _nop_();11 IapIdle();在启动触发器之前需要写语句IAP_DATA = dat;写入数据，然后等待写入结束，最后运行IapIdle();语句，关闭EEPROM操作，这样可以使单片机主程序更好的运行。5 系统测试5.1 PWM输出的测试某个功能的测试，整个系统测试大概分2到3个部

32、分进行测试 由描述测试过程，以及预设实现的目标。单片机产生300Hz频率0-5V的PWM，当第一次按下开关时，输出占空比为5%的PWM波，当连续两次次按下开关时输出占空比为55%的PWM波，当连续三次按下开关时输出的95%的PWM波形。 图13 5%、60%占空比的PWM波输出图表形式表现的测试数据 结论：单片机对测试预设目标与实际测试结果进行分析，并得出结论可以记录开关的次数并且能够很好的输出相应的波形。5.2 开关调光测试输入电压为220V，TB99设置的频率为46.9kHz，设计的输出电流为120mA。本功能设计根据人的行为习惯的考虑，在5秒内完成开关调光功能。 表2 开关调光测试开关次

33、数输入PWM占空比输入PWM频率输出电压（V）输出电流（mA）输出PWM频率（Hz）LED灯条亮度情况第一次60%300 Hz44672.346.5k较亮第二次30%300 Hz22.3235.246.8k一般亮第三次0%300 Hz0046.7k灯灭结论：每次一级别的调光均能很好的实现，且光线稳定。5.3 系统联机测试对前面是模块测试，这里是系统集成调试详述系统使用过程（使用方法），以及实现的功能有整体调试数据表进行说明，更佳。系统整机测试的说明及结论。系统连接好后，首先进行的是三级调光测试：按下插线板的开关，LED灯条输出第一级亮度（492流明），在5秒之内关闭开关然后打开，LED灯条输出

34、第二级光亮（246流明），且在5秒之内继续关闭开关然后打开，LED灯条输出第二级光亮（0流明）；然后进行三级记忆调光：将插线板的开关打开使其输出第一级光亮，在五秒后关闭，LED也输出第一级光亮，同样后面两级的光亮状态记忆输出成功；最后做红外控制：当打开LED后，15秒之后，LED灯条自动熄灭，熄灭后如果检测到人的动作，LED灯条马上输出第二级光亮度；整个系统测试较成功，完成本设计。6 总结以及展望本设计实现设计要求。设计实现以首先描述实现的功能低功耗照明LED光源为基础，基于红外传感检测技术，以单片机控制技术为核心，实现光源的智能控制，同时设计采用传统开关即可具有光源的调光功能。整个系统性能稳定，各项性能指标均达到设计要求。可以在家用、学校教室、图书馆、休息室、各种企事业单位办公区、安静商业营业空间等场合照明。在设计过程中，从总结