2010“单片机课程设计”要求和题目说明。
课程设计题目。
一、霓虹灯模拟控制 3
二、简易电子密码锁 4
三、点阵式led显示器 5
四、电子音调发生器 7
五、基于单片机的低频信号发生器 8
六、单片机间的can通信 9
七、单片机间的串行通信 10
八、简易数字电压表 11
说明:1. 下述内容中,实验箱上没有的电路和器件仅作为参考,可采用替代产品。
2. 设计拓展部分可作为争优的选项。
3. 其它题目也可,如教材上的电子时钟(有快捷调试方式)、步进电机控制等。如有自选题目,应有应用背景和具体方案,需向老师提交完整的任务和设计要求,并经审核批准。
4. 鼓励大家开拓思路,结合学习、生活、社团活动等需求设计新题目。
如教室定时系统、竞赛抢答器、校门语音提示器、广播节目自动**控制等。
一)实验目的。
1、掌握单片机的led显示扩展方法。
2、掌握模拟霓虹灯控制的编程和改变程序运行模式的方法。
二)设计任务及要求。
利用实验台上的led发光二极管,拨码开关,使用单片机控制实现led灯实现如下功能:
1、 实现led灯随时循环点亮,且延时、方向可选择。
2、 利用开关k0~k7实现led灯自设模式的输入控制。即,利用开关状态输入控制led灯显示的方式,并能在led灯上循环运行显示。
三)工作原理及设计思想。
实验台上的8个发光二极管即相关驱动电路,l0-l7为相应发光二极管输入端,该输入端为低电平“0”是发光二极管亮,为“1”时灭。第一个功能主要考察循环编程能力;第二个需要实现的功能主要分两大部分,第一部分是状态的输入并存储,第二部分是运行显示。
图1四)思考题。
怎样高效率实现显示可控、自设点亮模式的输入(查询或中断法)。
五)设计拓展部分。
编程设计实现led灯多种模式的独立和交替显示。如:多模式的随机显示或循环显示。
一)实验目的。
1、了解电子密码锁工作原理和八段led数码管显示原理。
2、掌握led数码管显示器与单片机接口电路设计方法。
3、掌握实现密码锁功能的编程方法。
二)设计任务及要求。
利用实验平台上四位led显示器、拨码开关和led灯设计简易电子密码锁。要求:
1、 用两组压缩bcd码拨码开关作密码输入,密码为4位,且要有设置修改密码的功能。
2、 输入前要有状态提示,用户输入的密码须同步显示在led显示器上。
3、 密码出错时led红灯亮,密码正确则绿灯亮。
三)工作原理与设计思路。
利用三位开关的状态组成密码库,程序主要由密码设置和密码输入并读取比对两大部分。为了将密码在led数码管上显示,可采用静态显示法和动态显示法,由于静态显示法需要数据锁存器等较多硬件,可采用动态显示法实现led显示。其显示电路如图2:
图2四)思考题。
可预设初始密码,编写显示和密码比对程序;密码显示可改为“**的方式。
五)设计拓展部分。
设计键盘输入接口及复杂字符输入、设计防止多次试探密码的电子密码锁并加报警功能。
一) 实验目的。
1、了解点阵式led显示原理。
2、掌握单片机与8×8点阵块之间接口电路设计及编程。
3、掌握8155工作原理及与单片机的接口电路设计。
二) 设计任务及要求。
利用实验平台上8×8点阵显示屏,要求:
在单片机的控制下点阵显示屏显示“go china,加油中国!”,显示方式可采用单字循环显示、左右滚动显示。
三) 工作原理及设计思路。
实验平台上点阵显示模块电路如图3所示。
图38x8点阵共由64个发光二极管组成,且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上,当对应的某一列置0电平,某一行置1电平,则相应的二极管就亮;8x8点阵的列输入为c0~c7,行输入为r0~r7,它们通过驱动电路(芯片1416及74ls245)接至发光二极管的阴极和阳极。 要显示某一个字,首先要设计该字的点阵字形,编好行(或列)点阵码,然后在单片机的控制下对点阵进行逐行(或列)扫描。在人眼的暂存效应下我们会看到完整的字形,从而实现了字体在点阵显示屏上的输出。
由于单片机的i/o口有限,不能满足对led点阵的行列控制,因此需要扩展一片并行接口芯片,可以利用实验平台上的8155芯片完成对led点阵的控制。
四) 思考题。
字库的设计方法及单片机如何控制字体在led点阵显示屏上输出。
五) 设计拓展部分。
实现单片机控制点阵的艺术字形显示方式,如飞字、上下滚动显示,且滚动速度可调。
一) 实验目的。
1、了解计算机控制蜂鸣器发声原理(模拟电子琴)。
2、熟悉定时器和键盘扫描电路的工作原理及编程方法。
二) 设计任务及要求。
利用实验平台上的开关k1~k7和蜂鸣器设计电子音调发生器,要求:
1、利用实验平台上开关k1~k7进行音调选择,即拨动不同的开关产生不同的音调,依次拨动k1~k7,蜂鸣器发出中音1234567七个音调。
2、编写2支不同歌曲的几句精彩部分,其中要有高中低音,并可进行歌曲选择**。
三) 工作原理及设计思路。
音节由不同频率的方波产生,音节与频率的关系如表1所示。要产生音频方波,只要算出某一音频的周期(1/频率),然后将此周期除以2,即为半周期的时间。利用计时器计时此半周期时间,每当计时到后就将输出方波的i/o反相,然后重复计时此半周期时间再对i/o反相,就可在i/o脚得到此频率的方波。
在zks-03实验仪上,产生方波的i/o脚选用p1.7,通过跳线选择器jp1将单片机的p1.7与蜂鸣器的驱动电路相连。
这样p1.7输出不同频率的方波,蜂鸣器便会发出不同的声音。另外,**的节拍是由延时实现的,如果1拍为0.
4秒,1/4拍是0.1秒。只要设定延时时间,就可求得节拍的时间。
延时作为基本延时时间,节拍值只能是它的整数倍。
每个音节相应的定时器初值x可按下法计算:
1/2)*(1/f)=(12/fosc)*(216-x)
即 x=216-(fosc/24f)
其中f:音调频率,当晶振fosc=11.0592mhz时,音节“1”相应的定时器初值为x,则可得x=63777d=f921h 其它的可同样求得。
下面是算好的各音阶音符的频率:
音阶 do re mi fa so la si
低音频率。hz) 131 147 165 175 196 220 247
中音频率。hz) 262 294 330 349 392 440 494
高音频率。hz) 522 587 659 700 784 880 988
四) 思考题。
如何通过程序编写**,计算单片机产生音频的范围。
五) 设计拓展部分。
设计一个电子琴,能实现低音、中音、高音的1234567七个音调,输出一首歌曲或乐曲。
一) 实验目的。
1、了解d/a转换芯片0832(或串行tlc5620)的基本原理、性能及编程方法。
2、了解单片机系统中扩展d/a转换的基本方法。
二) 设计任务及要求。
用实验台上模/数转换芯片tlc5620或扩展一片dac0832,要求:
利用单片机通过d/a转换芯片产生方波、锯齿波、和三角波,并可通过按键改变波形频率。
三) 工作原理及设计思路。
产生锯齿波和三角波可由数字量的增减来控制;采样点愈多,精度愈高。要产生正弦波,较简单的手段是造一张数字量表(如正弦波),即将一个周期内电压变化的幅值按8位d/a分辨率256个数值列成**,然后依次将这些数字量送入d/a芯片进行d/a转换输出,只要循环不断地送数,在电压输出端就能获得连续的输出(正弦波),采样点愈多,精度愈高。
四) 思考题。
计算信号发生器的可用频率范围。模/数转换输出的波形(正弦波)如何更平滑?
五) 设计拓展部分。
1、将d/a转换产生的三角波输出显示在8x8点阵显示器上。
2、通过d/a转换芯片来产生正弦波。
一) 实验目的。
1、了解can通信的工作原理。
2、掌握can接口工作方式的程序设计。
二)设计任务及要求
利用两台单片机实验平台完成两台单片机can通信。要求:
完成两台单片机的全双工通信。通信双方的单片机可同时发送和接收数据,并将数据在各自的数码管上显示。
三)工作原理及设计思路。
单片机控制的can通信可以通过2线相互连接而实现。单片机通过sja1000 can控制器和t1050,实现can的多机通信。
四)思考题。
单片机间的can通信的速率如何设定?是怎样防止冲突的?
五)设计拓展部分。
设计实现单片机间can通信一主多从方式,考虑对干扰的防护。
一)实验目的。
1、了解单片机串行通信的工作原理。
2、掌握串行口工作方式的程序设计及点对点通信电路连接方法。
二)设计任务及要求
利用两台单片机实验平台完成两台单片机间点对点通信。要求:
1、完成两台单片机间一主一从的单工通信。主机发送数据,从机接收数据并在数码管上显示。
2、完成两台单片机的全双工通信。通信双方的任一单片机可同时发送和接收数据,并将数据在各自的数码管上显示。
三)工作原理及设计思路。
单片机间的串行通信可以通过将串口相互连接而实现。单片机之间的信号都是ttl电平,并不需要特别的电平转换。单片机和单片机的串口可以直接通过导线连接,但两者的txd和 rxd需要相互反接才能正常收发。
四)思考题。
单片机间的串行通信的握手规则怎样确定?
五)设计拓展部分。
1.考虑防止错码的手段,如奇偶、crc等方式。
2. 单片机和pc机(8086编程)之间的rs-232c串行通信,且传输的字符能在pc和单片机上各自显示。
3. 可采用rs-422和rs485接口芯片完成远距离通信。
一) 实验目的。
1、了解a/d芯片tlc0834转换性能及编程方法。
2、掌握a/d转换器与单片机的接口方法。
3、学会使用a/d转换器进行电压信号采集。
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