单片机综合实验与课程设计
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单片机仿真课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解单片机的基本组成、工作原理及功能特点,掌握相关术语和概念;2. 学会使用指定的单片机开发环境,进行程序设计和仿真;3. 掌握单片机编程的基本语法和指令,能运用C语言或汇编语言进行程序编写;4. 了解单片机在现实生活中的应用,培养对单片机技术发展的关注。
技能目标:1. 能够运用所学知识,独立完成简单的单片机程序设计和仿真;2. 培养学生动手实践能力,学会使用相关工具和仪器进行单片机硬件连接和调试;3. 提高学生的问题分析和解决能力,能够针对实际问题设计合理的单片机控制系统方案;4. 培养学生的团队协作能力,学会在项目中分工合作,共同完成课程任务。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对单片机技术及其应用的兴趣,激发学生的求知欲和创新精神;2. 培养学生严谨、踏实的学术态度,注重实践操作的安全性和规范性;3. 增强学生的自信心,使其在单片机学习过程中不断克服困难,形成积极向上的心态;4. 培养学生具备良好的社会责任感,关注单片机技术在环保、节能等领域的应用,为我国科技创新和社会发展做出贡献。
课程性质:本课程为实践性较强的学科,结合理论教学和动手实践,培养学生的实际操作能力和创新思维。
学生特点:学生处于初中或高中阶段,对电子技术和编程有一定的基础,好奇心强,喜欢动手实践。
教学要求:注重理论与实践相结合,强化动手实践,激发学生兴趣,培养创新精神和团队协作能力。
通过课程学习,使学生能够掌握单片机的基本知识和技能,为后续相关课程和实际应用打下坚实基础。
二、教学内容1. 单片机概述- 单片机的发展历程- 单片机的组成、分类及特点- 常见单片机型号及其应用领域2. 单片机硬件结构- 中央处理器(CPU)- 存储器(RAM、ROM、EEPROM)- 输入输出接口(I/O)- 定时器/计数器- 串行通信接口(UART)3. 单片机编程语言- 汇编语言基础- C语言基础- 单片机编程规范与技巧4. 单片机开发环境及工具- 集成开发环境(IDE)的使用- 程序下载器与调试器- 仿真器的使用5. 单片机程序设计与仿真- 基本输入输出控制程序设计- 定时器/计数器应用- 串行通信程序设计- 简单的嵌入式系统设计6. 单片机应用实例- 环境监测系统- 家居智能控制系统- 自动控制系统教学内容安排与进度:第一周:单片机概述、硬件结构第二周:单片机编程语言(汇编、C语言)第三周:单片机开发环境及工具第四周:单片机程序设计与仿真第五周:单片机应用实例分析与实践教材章节关联:第一章:单片机概述第二章:单片机硬件结构第三章:单片机编程语言第四章:单片机开发环境及工具第五章:单片机应用实例三、教学方法1. 讲授法:- 对于单片机的基本概念、硬件结构和编程语言等理论知识,采用讲授法进行教学,结合多媒体演示,使学生系统掌握单片机的基础知识;- 讲授过程中注重启发式教学,引导学生主动思考,提出问题,激发学生的学习兴趣。
单片机课程设计报告
题目:音乐门铃
院系:电气信息工程系专业:通信工程
组长:吴楠学号: 20100606019
组员 1 :刘静静学号: 20100606017
组员 2 :张琳娜学号: 20100606018
组员 3 :李元学号: 20100606020
组员 4 :黄智鑫学号: 20100606049
组员 5 :学号:
组员 6 :学号:
指导教师:李宁
2011年01月06日
电气信息工程系课程设计总结报告
PCB原理图
电气信息工程系
单片机课程设计元器件清单指导教师:李宁课题名称:音乐门铃
参考文献:
[1]徐爱钧.单片机原理实用教程[M].北京:电子工业出版社,2009:267-285.
[2]刘焕平.单片机原理及应用[M].北京:北京邮电大学出版社,2008:246-260.
[3]刘南平.单片机实训与开发教程[M].北京:科学出版社,2008:199-209.
[4]吴金戌.8051单片机实践与应用[M].北京:清华大学出版社,2002:242-253.
[5]刘海成.单片机及应用系统设计原理与实践[M].北京:北京航空航天大学出版社,2009:273-281.
[6]杨振江.单片机应用于实践指导[M].西安:西安电子科技大学出版社,2010:378-380.。
课程设计报告〔2022—2022学年第2学期〕课程名称:单片机课程设计班级:学号:姓名:指导教师:2022年03月三、过程〔如实际程序开发、电子制作,具体讲明有关原理、开发过程、调试过程、结果〕交通灯:(一)、功能描述:这是一个交通灯模拟系统,每组有绿,红,黄色3支共两组发光二极管表示交通信号灯,数码管2只共两组以递减的方式表示各色信号灯的时刻。
在双干线路口上,交通信号灯的变化是定时的。
初始时刻设定为红灯30秒,绿灯25秒,黄灯5秒,在此本原上可通过按键修改红绿灯的时刻。
(二)、硬件局限:电源模块:1、模块功能简介:此模块为整个系统提供稳定的5V电压。
2、电路图:3、所用芯片介绍:LM2576系列开关稳压集成电路是线性三端稳压器件的替代品,它具有可靠的工作性能、较高的工作效率和较强的输出电流驱动能力,从而为MCU的稳定、可靠工作提供了强有力的保证。
要紧特性:最大输出电流:3A;最高输进电压:LM2576为40V,LM2576HV为60V;输出电压:、5V、12V、15V和ADJ〔可调〕等可选;振动频率:52kHz;转换效率:75%~88%〔不同电压输出时的效率不同〕。
单片机最小系统模块:1、模块功能介绍:本系统包括时钟电路和复位电路。
本课程设计采纳的单片机是SST89E58,晶振采纳12MHz。
2、电路图:8段数码管显示模块:1、模块功能介绍:此模块用来显示实验中药显示的时刻等数字。
这是由条形发光二极管组成“8”字形的LED显示器。
发光响应快,亮度强,高频特性好。
2、电路图:为了给发光二极管加驱动电压,上图中公共引足的接法为共阳极接法,把发光二极管的阳极连在一起作为阳极公共引足,如此阴极引足上加低电平常即可导通点亮。
3、显示原理介绍:本次课程设计中为并排使用的4位数码管,采纳动态显示方式。
显示时通过位控信号采纳扫描的方法逐位地循环点亮各位数码管。
尽管在任一时刻只有一位数码管被点亮,然而由于人眼具有的视觉残留效应,瞧起来与全部数码管持续点亮的效果一样。
单片机课程设计实验报告实验名称:频率计 指导教师:徐建军 学生信息:鄢立夏(电气 0903,09271061) 闫琛 (电气 0904,09271121)一、 实验题目 6 位数码管显示频率,测量频率的范围为 50HZ—50KHZ 用外 部中断或计数器,可使用 555 波形发生器。
二、 实验电路频率测量电路鄢立本电路图根据实验板的绘制。
三、 实验原理 本实验中采用了测频的方法,使用了 T0、T1 定时计数器,其中 通过控制 T1 作为定时器设定 1S 延时,T1 作为计数器接受脉冲输入。
1S 延时到,关闭 T0、T1 读取 TH0、TL0 并将此两个 8 位数据转化为 6 位十进制数存储进 30H-35H 的位寻址空间内, 然后调用数码管显示函 数,显示 30H-35H 中的数值。
然后对 T0、T1 做下一次计数的初始化 设置,并清零 TH0、TL0。
再进入下一次测频阶段,如此循环,即可夏实现动态测量输入信号的频率并在数码管上进行显示。
四、 程序控制流程图START 关闭T0、T1 停止计数单片机读取 TH0、TL0T0->十六位计数器 初始化 T1->十六位20ms定 时初始化初始化数据存储空 间初始化数据处理 函数开启T0、T1, 开始计数 数据处理完毕并送至 30H~35H?N YP3.4管脚脉冲NT1,50次中断, 定时1秒到?数码管显示 30H~35H内容N显示完 毕?频 率 计 控 制 流 程 图Y设计:鄢立夏、闫琛五、 实测代码 由于我们采用了自己焊接的 51 单片机最小系统为新片烧写程序,然后将新 片安放至实验板上进行调试的,编写软件为 Keil,所以一下包括注释等某些格式 可能和伟福软件有些不同。
望谅解。
Org 0000H Sjmp Main; Org 000BH; Sjmp Timer0_Serv; 判断 100Khz 时溢出时使用 Org 001BH Sjmp Timer1_Serv; Main: Lcall Sys_Init; LCALL Start; Sys_Loop: Ajmp Sys_Loop; while(1);//开始函数 Start: Setb TR0; Setb TR1; Setb ET1; Setb ET0 Setb EA; Ret; //系统初始化函数 Sys_Init: Lcall Timer_Init; //设置定时时间 50*20ms=1s MOV 20H,#50; //保存 T0 的计数值 Mov 21H,#0; Mov 22h,#0; Mov 23H,#0;//100Khz 位 //设置六位数据存储空间; MOV 31H,#0; MOV 32H,#0; MOV 33H,#0; MOV 34H,#0; MOV 35H,#0; MOV 36H,#0; Ret; //定时器/计数器 0、1 初始化函数,T0 作为计数器,T1 作为定时器 Timer_Init: Mov TMOD,#15H; Mov TH0,#00H; Mov TL0,#00H; Mov TH1,#0ECH;定时 10ms Mov TL1,#078H; Ret; //T0 中断服务函数 Timer0_Serv: INC 23H; 十万位处理; Reti; //T1 中断服务函数 Timer1_Serv: MOV R1,#31H;数据起始位 MOV R2,#6; MOV R4,#0FEH; Single_Spark:;单个数码管亮,循环起来MOV A,R4; MOV P0,A; RL A; MOV R4,A; MOV A,@R1; MOV DPTR,#Led_Data; MOVC A,@A+DPTR; MOV P2,A; INC R1; LCALL Delay; DJNZ R2,Single_Spark; //判断 1S 定时是否已到 Djnz 20H,Timer_Go_On; Clr TR0; Clr TR1; Mov 21H,TL0; Mov 22H,TH0; Mov 20H,#100; LCALL Frequence_Show; Mov TH0,#00H; Mov TL0,#00H; Timer_Go_On: Mov TH1,#0B1H;定时 10ms Mov TL1,#0DFH; SETB TR0; SETB TR1; EXIT: Reti; Frequence_Show: MOV R0,#31H MOV R1,#06H ;对上次的内容清零 Clear_Data: MOV @R0,#0 INC R0 DJNZ R1,Clear_Data; //计数器处理函数,封装. Data_Handle: MOV A,23H; MOV B,#0AH; DIV AB; MOV 24H,A ;存储第一位商 MOV A,B;MOV 30H,22H; ANL 30H,#0F0H; ADD A,30H; SWAP A; MOV B,#0AH; DIV AB; MOV 25H,A MOV A,B; SWAP A; ANL 22H,#0FH; ADD A,22H; MOV B,#0AH; DIV AB; MOV 26H,A MOV A,B; MOV 30H,21H; ANL 30H,#0F0H; ADD A,30H; SWAP A; MOV B,#0AH; DIV AB; MOV 27H,A; MOV A,B; SWAP A; ANL 21H,#0FH; ADD A,21H; MOV B,#0AH; DIV AB; MOV 28H,A; MOV 31H,B MOV A,24H; SWAP A; ADD A,25H; MOV B,#0AH; DIV AB; MOV 24H,A MOV A,B; SWAP A; ADD A,26H;;存储第二位商;存储第三位商;存储第四位商;存储第五位商 ;存储十进制数个位;存储第一位商MOV B,#0AH; DIV AB; MOV 25H,A; MOV A,B; SWAP A; ADD A,27H; MOV B,#0AH ; DIV AB ; MOV 26H,A; MOV A,B; SWAP A; ADD A,28H; MOV B,#0AH; DIV AB; MOV 27H,A; MOV 32H,B; MOV A,24H; SWAP A; ADD A,25H; MOV B,#0AH; DIV AB ; MOV 24H,A ; MOV A,B ; SWAP A; ADD A,26H; MOV B,#0AH; DIV AB ; MOV 25H,A; MOV A,B; SWAP A ; ADD A,27H; MOV B,#0AH; DIV AB; MOV 26H,A; MOV 33H,B; MOV A,24H; SWAP A; ADD A,25H;;存储第二位商;存储第三位商;存储第四位商 ;存储十进制数十位;存储第一位商;存储第二位商;存储第三位商 ;存储十进制数百位MOV B,#0AH; DIV AB; MOV 24H,A ; MOV A,B; SWAP A; ADD A,26H; MOV B,#0AH; DIV AB; MOV 25H,A MOV 34H,B MOV A,24H; SWAP A; ADD A,25H; MOV B,#0AH; DIV AB; MOV 35H,B; MOV 36H,A;;存储第一位商;存储第二位商 ;存储十进制数千位;存储十进制数万位 ;存储十进制数十万位MOV R0,#6; MOV R1,#31H; MOV R2,#0EFH MOV DPTR,#Led_Data;RET; Delay: MOV 40H,#0F0H; Delay_Loop: NOP; DJNZ 40H,Delay_Loop; RET; Led_Data: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,0FDH,07H,0FFH,0EFH; END六、 实验问题总结及解决方法 1、 在调试数码管显示子程序时,数码管显示太暗。
单片机课程设计报告交通灯这个是我亲自做过的保证能用!希望对大家有所帮助!但是不要照抄照搬哦!智能交通灯控制系统设计摘要近年来,随着我国国民经济的快速发展,我国机动车辆发展迅速,而城镇道路建设由于历史等各种原因相对滞后,交通拥挤和堵塞现象时常出现。
如何利用当今计算机和自动控制技术,有效地疏导交通,提高城镇交通路口的通行能力,减少交通事故是很值得研究的一个课题。
目前,国内的交通灯一般设在十字路口,在醒目位置用红、绿、黄三种颜色的指示灯加上一个倒计时的显示器来控制行车。
关键词:AT89S51,交通规则,交通灯,车流量控制1.设计目的:1、通过交通信号灯控制系统的设计,掌握80C51传输数据的方法,以控制发光二极管的亮与灭以及数码管的显示;2、用80C51作为输出口,控制十二个发光二极管熄灭,模拟交通灯管理.3、通过单片机控制设计,熟练掌握汇编语言的编程方法,将理论联系到实践中去,提高动脑和动手的能力;4、完成控制系统的硬件设计、软件设计、仿真调试。
2.设计内容和功能:交通信号灯模拟控制系统设计利用单片机的定时器定时,令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭。
用8051做输出口,控制十二个发光二极管燃灭,模拟交通灯管理。
在一个交通十字路口有一条主干道(东西方向),一条从干道(南北方向),主干道的通行时间比从干道通行时间长,四个路口安装红,黄,绿,灯各一盏;如图所示:1、设计一个十字路口的交通灯控制电路,要求东西方向(主干道)车道和南北方向(从干道)车道两条交叉道路上的车辆交替运行,时间可设置修改。
2、在绿灯转为红灯时,要求黄灯闪烁,才能变换运行车道3、黄灯亮时,要求每秒闪亮一次。
4、紧急情况发生,如消防车、救护车等紧急车辆通过时,要求四个路口同时加亮黄灯闪烁,并且倒计时显示装置关闭,四个路口的信号灯全部变成红灯。
5当东西或南北方向车流量大时,四个路口同时加亮黄灯进行闪烁,并且倒计时显示装置关闭,黄灯闪烁5秒后,只允许东西或南北方向车辆通行。
三、综合系统设计题目形式类型1一.题目:智能时控开关设计二、任务利用单片机中的定时器、IO接口、中断系统等资源,设计一智能时控开关系统,能根据时刻信息或倒计时信息对多路开关进行控制。
三、设计要求题目一:智能时控开关设计主要内容:利用单片机中的定时器、IO接口、中断系统等资源,设计一智能时控开关系统,能根据时刻信息或倒计时信息对多路开关进行控制。
基本要求:(1)系统含24小时时钟,用数码管可显示小时、分钟及秒时间信息。
(2)可通过按键对时钟进行校准,可对定时时刻或倒计时时间进行设置。
(3)定时时间到时,用发光二极管闪烁及蜂鸣器发声提示。
人工干预后停止闪烁及发声,并用发光管指示开关状态。
提高部分:(4)可对多路(3~5路) 开关进行定时控制。
(5)可对每路按多个时间顺序设置开关控制。
(如:8:00开,12:00关,14:00开,16:00关)。
(6)尝试为系统设置语音提示功能。
题目二:交通信号灯模拟系统设计主要内容:利用单片机中的定时器、IO接口、中断系统等资源,设计一个十字路口交通信号灯的控制模拟系统。
基本要求:(1)利用单片机的定时器定时,令十字路口的红绿灯交替点亮和熄灭。
(2)可通过按键对红绿灯点亮和熄灭时间进行调整及设置。
(3)能对红绿灯点亮和熄灭时间进行倒计时时间显示。
提高部分:(4)可进行紧急或特殊情况的人工处理控制。
(5)有内部24小时钟,可根据时间表对对红绿灯点亮和熄灭时间进行自动调整。
(如高峰期:7:30-8:30,17:00-18:30或夜间时段红绿灯主次干道时长比等)。
(6)可根据交通流量自动调整对红绿灯点亮和熄灭时间。
题目三:智能温度采集与控制系统的设计主要内容:利用单片机中的定时器、IO接口、中断系统等资源,设计一个数字温度计,要求能在数码管上显示两位温度数值(假设温度变化范围为0°~50°),显示停留时间为5S,且当温度每变化1度时立即更新显示。
基本要求:(1)系统能通过I/O接口线对加热装置进行控制,并通过A/D转换电路采集该装置温度信息。
51单片机课程设计报告一、课程目标知识目标:1. 理解51单片机的硬件结构、工作原理及其功能特点;2. 学会使用51单片机的指令系统进行程序设计;3. 掌握51单片机与外围电路的接口技术,能实现简单的硬件控制功能;4. 了解51单片机在嵌入式系统中的应用及发展趋势。
技能目标:1. 能够运用C语言编写51单片机的程序,实现基础控制功能;2. 能够运用仿真软件对51单片机程序进行调试,分析并解决简单问题;3. 能够设计简单的51单片机硬件系统,进行电路连接和功能测试;4. 培养学生的动手能力、创新能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生严谨、务实的科学态度,提高自主学习能力;3. 培养学生关注社会发展,了解科技在生活中的应用,增强社会责任感;4. 培养学生团队合作精神,尊重他人意见,善于沟通交流。
课程性质:本课程为实践性较强的电子技术课程,以51单片机为核心,结合硬件和软件,培养学生的实际操作能力和创新能力。
学生特点:学生具备一定的电子技术基础知识,对单片机有一定了解,但实践经验不足。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,强调动手实践,提高学生的实际操作能力和解决问题的能力。
通过课程学习,使学生能够独立完成简单的51单片机控制系统设计。
二、教学内容根据课程目标,教学内容分为以下几个部分:1. 51单片机硬件结构及原理- 熟悉51单片机的内部结构、引脚功能;- 掌握51单片机的工作原理及性能特点。
2. 51单片机指令系统与编程- 学习51单片机的指令集,理解各指令的功能和使用方法;- 掌握C语言在51单片机编程中的应用。
3. 51单片机外围接口技术- 学习51单片机与常见外围电路(如LED、LCD、键盘等)的接口技术;- 掌握外围设备的控制原理及编程方法。
4. 仿真软件的使用- 学习使用Keil、Proteus等仿真软件进行51单片机程序设计和调试;- 掌握仿真软件的操作方法,提高程序调试效率。
单片机课程设计报告代码摘要:一、单片机课程设计报告简介二、单片机课程设计报告代码编写三、单片机课程设计报告代码实现功能四、单片机课程设计报告代码优化与改进五、总结正文:一、单片机课程设计报告简介单片机课程设计报告是学生在学习单片机相关知识后,根据所学内容进行实际应用的一个综合性实践项目。
通过报告,学生可以巩固所学知识,提高实际操作能力和解决问题的能力。
在这篇报告里,我们将介绍一种基于单片机的智能家居系统设计。
二、单片机课程设计报告代码编写为了完成这个智能家居系统设计,我们首先需要编写单片机课程设计报告代码。
在编写代码之前,我们需要对单片机的硬件结构和软件开发环境进行了解和熟悉。
在本课程设计中,我们选择了STC89C52 单片机作为核心控制器,利用Keil C51 编译器进行程序开发。
三、单片机课程设计报告代码实现功能1.系统初始化:设置单片机的工作模式,初始化相关寄存器。
2.按键扫描:定时扫描按键模块,检测用户输入。
3.串口通信:通过串口与上位机进行数据通信,实现设备控制。
4.驱动电路:控制相关设备(如LED、继电器等)的开关。
5.状态显示:通过LCD 显示屏显示系统当前状态及用户输入信息。
四、单片机课程设计报告代码优化与改进为了提高系统的稳定性和可靠性,我们对代码进行了以下优化:1.使用软件滤波降低按键抖动影响。
2.优化串口通信程序,提高数据传输速度和稳定性。
3.加入错误处理和异常检测,确保系统在异常情况下能够正常运行。
五、总结本单片机课程设计报告通过编写代码,实现了一个基于STC89C52 单片机的智能家居系统。
通过对硬件和软件的深入了解和熟练操作,学生可以巩固所学知识,提高实际操作能力和解决问题的能力。
单片机结课课程设计一、教学目标本课程旨在让学生掌握单片机的基本原理、编程方法和应用技巧,培养学生的实际操作能力和创新思维。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解单片机的基本结构和工作原理;(2)掌握单片机的编程语言和编程方法;(3)熟悉单片机在不同领域的应用案例。
2.技能目标:(1)能够使用单片机开发工具进行程序设计;(2)能够独立完成单片机硬件电路的搭建和调试;(3)具备分析问题和解决问题的能力。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生的团队合作精神和动手能力;(2)激发学生对科技创新的兴趣和热情;(3)增强学生的自信心和自我认知。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括以下几个部分:1.单片机的基本原理:介绍单片机的结构、工作原理和性能特点;2.单片机编程语言:学习单片机的汇编语言和C语言编程;3.单片机编程方法:讲解编程技巧和实例分析;4.单片机应用案例:介绍单片机在生活中的应用实例,如智能家居、物联网等;5.实践操作:进行单片机的硬件电路搭建、编程调试和项目开发。
三、教学方法本课程采用多种教学方法相结合,以提高学生的学习效果和兴趣:1.讲授法:讲解单片机的基本原理和编程方法;2.讨论法:分组讨论单片机应用案例,培养学生的创新思维;3.案例分析法:分析具体的单片机项目,让学生学会将理论知识应用于实际;4.实验法:进行单片机的硬件电路搭建和编程调试,提高学生的动手能力。
四、教学资源为了保证教学效果,本课程准备以下教学资源:1.教材:选择权威、实用的单片机教材;2.参考书:提供相关的单片机技术资料和案例;3.多媒体资料:制作课件、视频等教学多媒体资料,丰富教学手段;4.实验设备:准备单片机开发板、编程器等实验设备,让学生进行实践操作。
五、教学评估本课程的评估方式包括以下几个方面:1.平时表现:评估学生的出勤、课堂参与度、提问回答等情况,占比20%;2.作业:评估学生完成作业的质量和效率,占比30%;3.实验报告:评估学生在实验过程中的操作技能和创新能力,占比20%;4.期末考试:考察学生对单片机知识的掌握和应用能力,占比30%。
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)目录一、课程设计的目的………………………………………………二、课程设计用的仪器和器件……………………………………………三、课程设计的具体内容…………………………………………………1、总体报告…………………………………………………………………2、硬件设计…………………………………………………………………3、软件流程和程序…………………………………………………………4、调试结果…………………………………………………………………四、课程设计的体会和发生的问题……………………………………参考文献………………………………………………………………………一、课程设计的目的单片机系统课程设计是《单片机原理与接口技术》课程与实验结束后的一门综合性实践课。
所选题目《交通灯控制系统》紧密结合所学的主要内容,加深巩固所学知识,同时对所学内容进行扩展,有一定的深度和广度,能充分发挥学生的能动性和想象力。
通过电路设计、安装、调试等一系列环节的实施,提高学生的单片机应用系统的设计能力。
二、课程设计用的仪器和器件实验设备:试验台、电烙铁、焊锡丝、支架、吸枪、剪刀、PC机一台、仿真仪一台实验材料:电路板(12*8 cm 1块)、发光二级管(红、黄、绿各4只)、发光二级管插座(4只)、接线排座(7针)、电阻(300Ω 12只)、导线(红、黄、绿各0.5米)三、课程设计的具体内容1、总体报告本次单片机课程设计的任务是以单片机为核心设计一个完整的交通灯模拟系统,用P1.0、P1.1、P1.2控制南北通道的红、黄、绿灯;用P1.3、P1.4、P1.5控制东西通道的红、黄、绿灯。
开始时,南北红灯亮并保持25秒,同时东西绿灯亮,保持20秒,20秒钟到了之后,东西绿灯闪亮3次(每周期1秒)后熄灭。
继而东西黄灯亮并保持2秒,到2秒后,东西黄灯灭,东西红灯亮并保持25秒,同时南北红灯灭,南北绿灯亮20秒,20秒到了之后,南北绿灯闪亮3次(频率为0.5秒)后熄灭。
实验五 单片机综合实验 实验要求 一、选题 1、每人选择一个题目完成。 2、每个题目即可在实验箱上仿真,也可在电脑上用KeilC51和Proteus仿真完成。在实验箱上完成的,要依照实验电路要求连线;用PROTEUS上仿真的,实验内容参照要求进行,电路可参考实验要求自行设计连线完成。 3、规定上实验课时间必须来,开放时间自愿到实验室。若开放时间来必须填写开放记录,也可在寝室或其他地方完成。
二、实验时间安排
每周上课时间,以及实验室没课时为开放时间。 三、实验过程
实验过程中按照要求连线,分模块完成。程序存放在E盘中,且只能保存一天,最好自带U盘保存,否则电脑关机程序会丢。
四、实验报告格式(具体格式见实验材料最后两页)
1.实验内容 2.实验电路及功能说明 3.实验程序流程图 4.实验结果分析(包括实验现象、已实现功能、未实现功能、误差分析等) 5.程序清单
五、实验完成及成绩评定(实验报告格式见资料最后两页)
完成实验报告的撰写,上交Keil源程序、PROTEUS仿真电路、WORD电子文档和纸质打印稿。 单片机综合实验报告 题 目:
班 级: 姓 名: 学 号: 一、实验内容:
二、实验电路及功能说明
三、实验程序流程图: 主程序: 子程序:
四、实验结果分析
五、程序清单 单片机综合实验项目 项目1 模拟真实交通灯 内容: 用8255芯片的PA、PB口低四位做输出口,控制十二个发光二极管燃灭,模拟十字路口交通灯管理,并利用数码显示器进行倒计时显示(采用单片机内部定时器定时)。通过外部中断能使交通灯暂停运行,并点亮4个红灯。通过16*16点阵中的图形模拟控制行人过马路的人形“走”、“停”指示灯,可参考下图所示。
选做增加项目:在交通灯开始之前可通过开关对红绿灯亮灭时间的初始值进行增、减设定或者交通灯暂停时加上乐曲报警。 电路:(只连粗实线部分)
74LS138译码器电路(选做部分)
8255与发光二极管连线图 数码LED显示器电路(不需接线) 16×16LED点阵显示电路(选做部分) 要求: 交通灯亮灭过程同“8255控制交通灯实验”,倒计时显示只需两位数(0~99),用定时器定时进行倒计时,每秒钟减1。在16*16点阵中显示的人形“走”、“停”标志可自定义,由专门软件可转换为相应显示代码,不需自己推理。
项目2 多功能数字时钟 内容: 设计一个数字时钟,显示范围为00:00:00~23:59:59。通过5个开关进行控制,其中开关K1用于切换时间设置(调节时钟)和时钟运行(正常运行)状态;开关K2用于切换修改时、分、秒数值;开关K3用于使相应数值加1调节;开关K4用于减1调节;开关K5用于设定闹钟,闹钟同样可以设定初值,并且设定好后到时间通过实验箱音频放出一段乐曲作为闹铃。 选做增加项目:还可增加秒表功能(精确到0.01s)或年月日设定功能。 电路:(只连粗实线部分) 数码LED显示器电路(不需接线) 电子音响电路 要求: 开关K3进行加1调节时,当加至最大值(时为24,分和秒均为60)时要能正常归零。开关K4进行减1调节时,当减至最小值00时,均能再回到从相应最大值(时为23,分、秒均为59)。闹钟乐曲自定。
项目3 电子时钟(LCD显示)
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,4个功能键接在P1.0~P1.3引脚上。 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。 项目4 秒表 设计要求 应用AT89C51的定时器设计一个2位的LED数码显示作为“秒表”:显示时间为00~99s,每秒自动加1,设计一个“开始”键,按下“开始”键秒表开始计时。设计一个“复位”键,按下“复位” 键后,秒表从0开始计时。
项目5 定时闹钟
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。 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,可以扩充控制家电的开启和关闭。 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”,按下操作键K1~K4动作如下: (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。 (4) 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。 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。 本题目的难点在于4个按键每个都具有两个功能。
项目6 音乐倒数计数器
设计要求 利用AT89C51单片机结合字符型LCD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。 定时闹钟的基本功能如下。 字符型LCD(16 2)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。 程序执行后工作指示灯LED闪动,表示程序开始执行,按下操作键K1~K4动作如下。 K1—可调整倒计数的时间1~60分钟。 K2—设置倒计数的时间为5分钟,显示“0500”。 K3—设置倒计数的时间为10分钟,显示“1000”。 K4—设置倒计数的时间为20分钟,显示“2000”。 复位后LCD的画面应能显示倒计时的分钟和秒数,此时按K1键则在LCD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。 本题目难点是实现音乐的播放,可利用定时计数器,通过载入不同的计数初值,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、64968、65030。 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。
项目7 波形发生器设计
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。 本题目中,方波信号是利用定时器中断产生的,每次中断时,将输出的信号按位取反即可。 其他波形可以通过单片机控制DAC来实现。 (1)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; (2)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; (3)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; (4)正弦波是利用MATLAB将正弦曲线均匀取样后,得到等间隔时刻正弦波取样值,然后依次输出后经D/A转换得到。
项目8 人行道电子指示屏的设计
设计要求 设计一个单片机控制的两个16×16点阵LED模块显示的人行道电子指示屏。当人行道禁止行走时,如题10图(a)所示,显示红色,上面是禁止通过的图案,下面是剩余时间。当人行道允许通过时,应显示绿色,如题10图(b)所示,,上面是剩余的时间,下面是允许通过的图案,
(a) (b) 题10图 人行道电子指示屏
项目9 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fx<110Hz,采用测周法,显示频率×××. ×××;fx>110Hz,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,输入脉冲宽度范围是100s~0.1s。 (4)显示脉冲宽度要求如下。 Tx<1000s,显示脉冲宽度×××。 Tx>1000s,显示脉冲宽度××××。 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于测周法,故舍弃测周法,全量程采用测频法。
项目10 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S0~S7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。 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。
项目11 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2路0~5V的模拟电压