单片机课程设计任务书

一、 课程设计时间

2015-2016学年第一学期，2012240301,2012240302 二、 指导教师

张利川 屈八一 三、 题目

1、 电子时钟（LCD显示） 2、波形发生器设计 3、抢答器设计

4、步进电机控制设计 四、 课程设计内容

1、 设计说明书一份（3000字） 2、 程序清单（有注释） 3、 硬件原理图（A3） 五、 题目要求

题目1 电子时钟（LCD显示）

1. 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K1～K4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LED闪动，表示程序开始执行，LCD显示“00：00：00”，然后开始计时。

2. 实验原理

题目难点在于键盘的指令输入，由于每个按键都具有相应的一种或多种功能，程序中需要大量使用do{}while或while{}循环结构，以检测是否有按键按下。

题目2 波形发生器设计 1. 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。 2. 实验原理

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；正弦波是利用MATLAB将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。

题目3： 抢答器设计 1、基本要求：

该抢答器具有基本的抢答功能，能够实现定时、计时功能。主持人控制4路抢答的开始、停止和回答正确的显示。

具体抢答过程是：主持人通过时间预设开关预设置供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，实现报警功能，若超过抢答时间则抢答无效。

2、提高要求：

1）每位选手的抢答器具有倒计时数码显示。

2) 显示每次抢答结束时，显示每个选手按下键的次序，防止抢答次序错误， 题目4： 步进电机控制设计

基本要求：

使用单片机为控制核心，编写程序并设计硬件结构，实现对步进电机的控制。控制步进电机按固定方向连续转动。对电机的运行方向进行控制，如：要求按下A键时，能够控制步进电机正转；按下B键时，能够控制步进电机反转。

提高要求(选作)：用LED数码管显示步进电机的转动状态；增加启动、停止控制按键。 题目5： 数字电子钟电路设计 基本要求：

（1）具有“时”、“分”、“秒”数字显示。 （2）具有“时”、“分”、“秒”校时功能

（3）具有整点报时功能，在离整点10s时，便自动鸣叫，声长1s，每隔1s鸣叫一次，前面四声是低音（500Hz），最后一声为高音(1KHz），共五次,并到达整点。

题目6： 一种简易数字频率计电路设计 设计要求：

设计并制作一种用于频率测量的数字频率计电路，技术指标如下： （1）频率测量范围：10～10kHz，显示位数：4位

（2）输入电压幅度：300mV~3V，输入信号波形：任意周期信号 （3）手动清零 （4）测量误差最大为1 （3）电源：220V/50Hz 题目7：信号周期测量电路设计 设计要求：

设计并制作一种用于周期测量的数字电路，技术指标如下： 周期测量范围：1μs～999ms，显示位数：3位

输入信号电压幅度：300mV~3V，输入信号波形：任意周期信号 电源：220V/50Hz

题目8：交通信号灯控制逻辑电路设计 设计任务：

设计一个十字路口交通灯控制电路，要求: （1）主干道、支干道交替通行；

（2）主干道放行时间较长（设为48s），支干道放行时间较短（设为32s），倒计时显示；

（3）每次绿灯最后闪亮4s，接着黄灯闪亮4s，然后变红灯；

主绿G主黄Y主红R支绿g支黄y支红r44s4s4s28s4s4s44s4s4s （4）电源：220V/50Hz

（5）采用中小规模集成电路设计，画出总体电路原理图，阐述基本原理

题目9： 多路智力竞赛抢答器逻辑电路设计 设计任务：

（1）设计一个至少可供6人进行的抢答器。 （2）系统设置复位按钮，按动后，重新开始抢答。

（3）抢答器开始时数码管无显示，选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。抢答后显示优先抢答者序号，同时发出音响。，并且不出现其他抢答者的序号。

（4）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间有主持人设定，本抢答器的时间设定为60秒，当主持人启动“开始”开关后，定时器开始减计时，同时音乐盒有短暂的声响。 （5） 设定的抢答时间内，选手可以抢答，这时定时器停止工作，显示器上显示选手的号码和抢答时间。并保持到主持人按复位键。

（6）当设定的时间到，而无人抢答时，本次抢答无效，扬声器报警发出声音，并禁止抢答。定时器上显示00。

题目10： 数字式红外线测速仪

技术要求与指标：

1、 用红外线发光二极管，光敏三极管作为速度转换装置。 2、 测速范围：10~990转/分。 3、 三位数字显示，显示不允许闪烁。 设计原理与步骤：

光电转换采用发光二极管HG11（红外）光敏三极管3DU5C组成。在被测速的主轴上装一遮光板，板上打一小洞（或数个小洞），调整发光二极管、小洞、光敏三极管位置，输出一个脉冲，其它位置时，由于遮光板的挡光作用，光敏三级管无输出。这样只要测量一分钟内光敏三级管输出的脉冲个数，就知道转速了，因为两者在数量上是一至的。

闸门是一个控制门，在开通期间，计数脉冲顺利通过，在关闭期间计数脉冲则通不过。我们采用主门打开6S钟，即测量6S内的脉冲个数，转速就等于脉冲个数乘上10倍，为了把这一数值显示出来，而又不闪烁，采用先锁存，再译码显示。为了第二次测量，在计数值锁存后需对计数器清零，所以在关闭期间需完成锁存和清零功能，如以开门信号的后沿作标准，锁存延时为延时1，清零延时为延时2，可用锁存延时的结束时间做为清零延时的触发控制。

六、 课程设计进度安排 第一周：

周一 指导教师讲解设计题目、设计思路和说明书格式。

周二 学生进行总体设计，硬件电路设计并确定外部芯片的地址。程序总框图。 周三~周五 分别设计并调试各主要子程序，再逐步加入总程序中。 第二周：周一~周二 整体调试

周三、周四整理设计说明书，画硬件原理图 周五 答辩 七、 成绩评定

平时设计表现 40% 考勤 10% 答辩 30% 设计说明书(图) 20% 八、 参考文献

“模拟电子技术基础”清华大学 “数字电子技术基础”清华大学 “电子技术基础” “现代电子线路和技术实验简明教程

童诗白主编 阎石主编 康华光主编 孙肖子主编 电子信息工程系教研室 2013年2月