课程设计题目

1、单片机课程设计要求：1、课程设计所有题目程序都应在实验箱仿真环境下或者自制的开发板上运行通过验收。2、每个设计题目由同 1 个班级的 1 名同学完成。确定题目后不可以 轻易更换。每个题目会都有最高成绩提示。如果有 3 组同学完成同一 题目，所有同学最高成绩降一等，有4 组同学完成同一题目，所有同学最高成绩降二等。 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。3、课程设计完成时提交实验程序以及注释，电路图，各个部分功能 说明，还有小组内每个同学分工。使用 word 文档提交课程设计总结 报告。 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。题目1智能电子钟（LED显示）-最高成绩 良好设计要求：以AT89C51单片机为核心，制作一个 LED

2、显示的智能电子钟：（1）计时：秒、分、时、 。（2）五路定时输出，可任意关断（最大可到16 路）。（3）计时精度：误差w 1秒/月（具有微调设置）。题目2电子时钟（LCD显示）-最高成绩 优秀设计要求以AT89C51单片机为核心的时钟，在 LCD显示器上显示当前的时间： 使用字符型LCD显示器显示当前时间。显示格式为“时时：分分：秒秒”。用4个功能键操作来设置当前时间。功能键K1K4功能如下。K1进入设置现在的时间。K2设置小时。K3设置分钟。K4确认完成设置。程序执行后工作指示灯 LCD闪动，表示程序开始执行，LCD显示“ 00: 00: 00”，然后开始计时。题目 3 秒表 - 最高成绩

3、良好设计要求用AT89C51设计一个2位的LED数码显示作为“秒表”：显示时间为00 99秒，每秒自动加 1 ，另设计一个“开始”键和一个“复位”键。 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。题目4定时闹钟（LCD显示）-最高成绩 优秀设计要求使用AT89C51单片机结合字符型 LCD显示器设计一个简易的定时闹钟LCD时钟，若酽锕极額閉镇桧猪訣锥。LCD选择有背光显示的模块，在夜晚或黑暗的场合中也可使用定时闹钟的基本功能如下： 显示格式为“时时：分分”。由LED闪动来做秒计数表示。一旦时间到则发出声响，同时继电器启动，可以扩充控制家电开启和关闭。程序执行后工作指示灯 LCD闪动，表示程序开始执行，LCD显示“

4、00: 00”，按下操作键 K1K4动作如下：彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。(1) K1 设置现在的时间。(2) K2 显示闹钟设置的时间。(3) K3 设置闹铃的时间。K4闹铃ON/OFF的状态设置，设置为 ON时连续三次发出“哗”的一声，设置为 OFF发出“哗”的一声。 謀养抟箧飆鐸怼类蒋薔。设置当前时间或闹铃时间如下。(1) K1 时调整。(2) K2 分调整。(3) K3 设置完成。(4) K4 闹铃时间到时，发出一阵声响，按下本键可以停止声响。 本项目的难点在于 4 个按键每个都具有两个功能，以最终实现菜单化的输入功能。题目 5 电子琴设计 - 最高成绩 良好设计要求设计一个电子琴。利用所给

5、键盘的 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8 八个键，能够发出 8 个 不同的音调，并且要求按下按键发声，松开延时一段时间停止，中间再按别的键则发另 一音调的声音。并能自动播放一段乐曲，如生日快乐歌。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。实验原理 当系统扫描到键盘上有键被按下，则快速检测出是哪一个键被按下，然后单片机的定时 器被启动，发出一定频率的脉冲，该频率的脉冲输入到蜂鸣器后，就会发出相应的音调 如果在前一个按下的键发声的同时有另一个键被按下，则启用中断系统，前面键的发音 停止，转到后按的键的发音程序，发出后按的键的音调。关于发声原理，参见题目5。 茕设计要求利用AT89C51单片机结合字符型 L

6、ED显示器设计一个简易的倒数计数器， 可用来煮方 便面、煮开水或小睡片刻等。做一小段时间倒计数，当倒计数为0 时，则发出一段音乐声响，通知倒计数终了，该做应当做的事。 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。定时闹钟的基本功能如下。6位LED显示器。显示格式为“ TIME 分分 : 秒秒”。用 4 个按键操作来设置当前想要倒计数的时间。 一旦按下键则开始倒计数， 当计数为0 时，发出一阵音乐声。按下操作键 K1K4动作如下程序执行后工作指示灯 LED闪动，表示程序开始执行,K1可调整倒计数的时间K2设置倒计数的时间为K3设置倒计数的时间为K4设置倒计数的时间为160分钟。5 分钟，显示“ 0500”10 分钟，

7、显示“ 1000”20 分钟，显示“ 2000”K1键则在LED上显示出设置画面。此时，若：a.按操作键K2增加倒计数的时间1 分钟。b.按操作键K3减少倒计数的时间1 分钟。c.按操作键K4设置完成。本题目最大难点是实现音乐的播放。作者利用定时计数器，通过载入不同的计数初复位后LED的画面应能显示倒计时的分钟和秒数，此时按值，产生频率不同的方波，输入到蜂鸣器（SOUNER中，使其发出频率不同的声音。本设计中单片机晶振为 1.0592MHz，通过计算各音阶频率，可得 1、2、3、4、5、6、7共7 个音应赋给定时器的初值为 64580、 64684、 64777、 64820、 64898、

8、64968、 65030。 籟丛 妈羥为贍偾蛏练淨。在此基础上， 可将乐曲的简谱转化为单片机可以“识别”的“数组谱”，进一步加入对音长、休止符等的控制量后，可以实现音乐的播放。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。题目 7 基于数字温度传感器的数字温度计 - 最高成绩 优秀设计要求利用数 字温度传感器 DS18B20与单片机 结合来测 量温度。利用数字温 度传感器DS18B20测量温度信号，计算后在LED数码管上显示相应的温度值。其温度测量范围为-55C125C，精确到0.5 C。数字温度计所测量的温度采用数字显示，控制器使用单片 机AT89C51,测温传感器使用 DS18B2Q用3位共阳极LED数码管以串口

9、传送数据，实现 温度显示。 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。题目 8 基于热敏电阻的数字温度计 - 最高成绩 良好设计要求使用热敏电阻类的温度传感器件利用其感温效应， 将随被测温度变化的电压或电流用 单片机采集下来，将被测温度在显示器上显示出来： 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。测量温度范围-50C110C。精度误差小于0.5 C。LED数码直读显示。工作原理本题目使用铂热电阻 PT100,其阻值会随着温度的变化而改变。 PT后的100即表示它 在0C时阻值为100欧姆，在100C时它的阻值约为 138.5欧姆。厂家提供有 PT100在各 温度下电阻值值的分度表，在此可以近似取电阻变化率为0.385 Q /C。向

10、PT100输入稳恒电流，再通过 A/D转换后测PT100两端电压，即得到 PT100的电阻值，进而算出当前 的温度值。 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。采用2.55mA的电流源对PT100进行供电，然后用运算放大器 LM324搭建的同相放大 电路将其电压信号放大 10倍后输入到AD0804中。利用电阻变化率 0.385 Q / C的特性， 计算出当前温度值。 贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。题目 9 空调温度控制实验 - 最高成绩 良好设计要求利用实验仪上显示电路，键盘电路，A/D变换电路，完成类似空调恒温控制实验，可以利用实验仪上的电位器模仿温度变化，加热和致冷电机可以用发光管代替。要求可以 用键盘设定恒温温度

11、，当外界温度超过设定温度+/-2 C时，就要启动加热或致冷电机。设置低温和高温报警温度。 坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。题目 10 十字路口交通灯控制 - 最高成绩 良好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。 蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。工作原理本项目为典型的 LED显示和中断定时电路。禾I用定时器 TO产生每10ms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

12、冲时间这一常识。 買 鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。使用实验箱的 8255 实现并口扩展。 推荐本项目使用 MAX7219芯片自行设计。题目 11 十字路口交通灯急救车紧急通过控制 - 最高成绩 良好 设计要求 本实验模拟交通信号灯控制，一般情况下正常显示，有急救车到达时，两个方向交通 信号灯全红，以便让急救车通过。设急救车通过路口时间为10 秒，急救车通过后，交通恢复正常，本实验用单次脉冲申请外部中断，表示有急救车通过。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。题目 12 波形发生器设计 - 最高成绩 优秀设计要求设计一个能产生正弦波、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，

13、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，方波信号是禾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Oxff时置为0x00，并实时将数字信号经 D/A转换得到的；驅踬髏彦浃绥譎饴 憂锦。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；猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。正弦波是利用MATLAB各正弦曲线均匀取样后

14、，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。 锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。按键可以在不同的波形输出模式上切换设计要求设计一个能测量电阻参数的测试系统。工作原理+5V的电源上，根据串联分压構氽頑黉碩饨荠龈话骛。对电阻的测量，可将待测电阻与一标准电阻串联后接在 原理，利用ADC测定电阻两端电压后，即可得到其阻值。题目14电容参数单片机测试仪-最高成绩 优秀设计要求设计一个能测量电容参数的测试系统工作原理对电容的测量，可将其与已知阻值的电阻 RA和RB组成基于NE555的多谐振荡器如题基于NE555的多谐振荡器10图题10图其产生的方波信号频率为：1.44故通过测定方波信号

15、的频率可以比较精确的测定C的值。测定方波信号频率的方法,请见题目11。题目15数字频率计-最高成绩 优秀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，XXX； fx 110Hz,采用(1) 被测频率fx V 110Hz,采用测周法，显示频率XXX测频法，显示频率XXXXXX。尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。(2) 利用键盘分段测量和自动分段测量。(3) 完成单脉冲测量，输入脉冲宽度范围是10020.1s(4) 显示脉冲宽度要求如下。Tx V 1000七，显示脉冲宽度XXX。Tx 1

16、000七，显示脉冲宽度xxxx。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； 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。识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。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于测周法，故舍弃测周法，全量程采用测 频法。凍鈹鋨劳臘错痫婦胫籴。题目16数字电压表设计-最高成绩 优秀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

17、式，对2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。恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。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。鯊腎鑰诎漣鉀沩懼統庫。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：硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。一x 5 V -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：addat

18、a x 100x5 V addataxk96V256将小数点显示在第二位数码管上，即为实际的电压。本示例程序将1.25 V和2.5 V作为两路输入的报警值，反映在二进制数字上，分别 为0x40和0x80。当AD结果超过这一数值时，将会出现二极管闪烁和蜂鸣器发声。阌擻輳嬪諫迁择植秘騖。题目16可编程作息时间控制器设计-最高成绩 优秀设计要求设计一个以单片机为核心的可编程作息时间控制器：按照给定的时间模拟控制，实现广播、上下课打铃、灯光控制（屏幕显示），同时具备日期和时钟显示。实验原理本题目原理与题目4相同，程序是在定时闹钟的基础上将定时闹钟改造为4路可调闹钟，从而实现打铃等功能。当四路闹钟中的任

19、一路到时，均会点亮灯、打铃。如有需求， 可对程序进行调整，增加闹钟的路数，及到时后的处理方式。氬嚕躑竄贸恳彈濾颔澩。题目中4个按键的功能分别为：设置限制的时间/时的调整、显示闹钟设置的时间 /分的调整、设置闹钟的时间 /设置完成、闹钟更换。釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。题目17单片机多机之间的串行通信设计-最高成绩 优秀设计要求多片单片机利用串行口进行串行通信：串行通信的波特率可选的波特率为1200、2400、4800和9600bit/s 。串行口工作方式为方式 1的全双工串行通信。使用主从式按 先地址后数据发送数据。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。实验原理两个单片机之间进行通讯波特率的设定，最终归结到对定时计

20、数器T1计数初值TH1、TL1进行设定。故本题目本质上是通过键盘扫描得到设定的波特率，从而载入相应的T1计数初值TH1、TL1实现的。示例程序中将0xaa从主机传输到从机，并显示在从机的数码管上实现串口通讯的验证。谚辞調担鈧谄动禪泻類。如串口通讯线路过长，可考虑采用MAX232进行电平转换，以延长传输距离。值得注意的是，为了减少计算载入初值时的误差，本项目最好采用11.0592MHz的晶振。嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。题目18甲机通过串口控制乙机LED闪烁 -最高成绩 优秀设计要求两片单片机（称为甲机和乙机）之间采用串行通信方式1来控制乙机的LED1闪烁,LED2闪烁，LED1和LED2同时闪烁，或

21、者同时关闭LED1和LED2熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。1. 甲机发送字符“ A” ,控制乙机的LED1闪烁;2. 甲机发送字符“ B” ,控制乙机的LED2闪烁;3. 甲机发送字符“ C” , 控制乙机的LED1和LED2同时闪烁，；4. 甲机停止发送任何命令字符，则乙机的LED1和LED2均停止闪烁题目 19 单片机控制步进电机 - 最高成绩 良好设计要求采用单片机控制一个三相单三拍的步进电机工作。 步进电机的旋转方向由正反转控制信号控制。步进电机的步数由键盘输入，可输入的步数分别为3、 6、 9、 1 2、 1 5、 1 8、21、24 和 27 步，且键盘具有键盘锁功能，当键盘上锁时，步进电

22、机不接受输入步数， 也不会运转。只有当键盘锁打开并输入步数时，步进电机才开始工作。鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。电机运转的时候有正转和反转指示灯指示。 电机在运转过程中，如果过热，则电机停止运转，同时 红色指示灯亮，同时警报响。本题目的关键之处是：如何生成控制步进电机的脉冲序 列。实验原理步进电机的不同驱动方式， 都是在工作时， 脉冲信号按一定顺序轮流加到三相绕组上， 从而实现不同的工作状态。由于通电顺序不同，其运行方式有三相单三相拍、三相双三 拍和三相单、双六拍三种（注意：上面“三相单三拍”中的“三相”指定子有三相绕组;“拍”是指定子绕组改变一次通电方式;“三拍”表示通电三次完成一个循环。“三相 双

23、三拍”中的“双”是指同时有两相绕组通电）。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。（ 1 ）三相单三拍运行方式：下页图所示为反应式步进电动机工作原理图，若通过脉冲分配器输出的第一个脉冲使A相绕组通电，B,C相绕组不通电，在 A相绕组通电后产生的磁场将使转子 上产生反应转矩，转子的 1、3齿将与定子磁极对齐，如图（a）所示。 第二个脉冲到来，使 B相绕组通电，而 A C相绕组不通电；B相绕组产生的磁场将 使 转子的2、4齿与B相磁极对齐，如图（b）所示，与图（a）相比，转子逆时针方向转动了一个角度。第三个脉冲到来后，是C相绕组通电，而 A、B相不通电，这时转子的1、3齿会与C组对齐，转子的位置如图（c）所示，与图

24、（b）比较，又逆时针转过了一个角 度。颖刍莖峽饽亿顿裊赔泷。(a)(b)(c)当脉冲不断到来时，通过分配器使定子的绕组按着A相-B相-C相-A相的规律不断地接通与断开，这时步进电动机的转子就连续不停地一步步的逆时针方向转动。如果改变步进电动机的转动方向，只要将定子各绕组通电的顺序改为A相-C相-B相-A相，转子转动方向即改为顺时针方向。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。单三拍分配方式时，步进电动机由 A相通电转换到B相同点，步进电动机的转子转 过一个角度，称为一步。这时转子转过的角度是30度。步进电动机每一步转过的角度称为步距角。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。（2）三相双三拍运行方式三相双三拍运行方式：每次都有两

25、个绕组通电，通电方式是AB-BC-CA-AB，如果通电顺序改为 AB-CA-BC-AB则步进电机反转。双三 拍分配方式时，步进电动机的步距角也是30度挤貼綬电麥结鈺贖哓类。（3）三相单，双六拍运行方式：三相六拍分配方式就是每个周期内有六个通电状态。这六中通电状态的顺序可以使 A-AB-B-BC-C-CA-A或者 A-CA-C-BC-B-AB-A六拍通电方式中，有一个时刻两个绕组同时通电，这是转子齿的位置将位于通电的两相的中间位置。在三相六拍分配方式下，转子每一步转过的角度只是三相三拍方式下的一半，步距角是15度。 赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。单三拍运行的突出问题是每次只有一相绕组通电，在转换过程中，

26、一相绕组断电，另一相绕组通电，容易发生失步；另外单靠一相绕组通电吸引转子，稳定性不好，容易双三拍运行的特点是每次都有两相绕组通电，且在转换过程中始终有一相绕组保持 通电状态，因此工作稳定，且步距角与单三拍相同。裊樣祕廬廂颤谚鍘芈蔺。六拍运行方式转换时始终有一相绕组通电，且步距角较小，故工作稳定性好，但电 源较复杂，实际应用较多。题目20单片机控制直流电动机-最咼成绩 良好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DAC0832仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驚。(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

27、，进而改变直流电机的转速。绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。(2 )手动控制。在键盘上设置两个按键一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。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。(3)键盘列扫描(46)。实验原理本题目难点是对直流电机的控制。与步进电机类似，直流电机也可精确地控制旋转速度或转矩。直流电机是通过两个磁场的互作用产生旋转。其结构如下图所示，固定部分(定子)图 有刷直流电机结构示意图上，装设了一对直流励磁的静止的主磁极N和S,在旋转部分(转子)上装设电枢铁心。定子与转子之间有一气隙。在电枢铁心上放置了由A和X两根导体连成的电枢线圈，线圈的首端和末端分别连到两个圆弧形的铜片上，此铜片称为换向片。瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。换向片之间互相绝缘，由换向片构成的整体称为换向器。换向器固定在转轴上，换向片与转轴之间亦互相绝缘。在换向片上放置着一对固定不动的电刷B1和B2，当电枢旋转时，电枢线圈通过换向片和电刷与外电路接通。鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。定子通过永磁体或受激励电磁铁产生一个固定磁场，由于转子由一系列电磁体构成