1題目1十字路口交通燈控制1.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)十字路口交通燈控制器。用單片機(jī)控制LED燈模擬指示。模擬東西方向的十字路口交通信號(hào)控制情況。東西向通行時(shí)間為80s，南北向通行時(shí)間為60s，緩沖時(shí)間為3s。2.實(shí)驗(yàn)原理本項(xiàng)目為典型的LED顯示和中斷定時(shí)電路。利用定時(shí)器T0產(chǎn)生每10ms一次的中斷，每100次中斷為1s。對(duì)兩個(gè)方向分別顯示紅、綠、黃燈，已經(jīng)相應(yīng)的剩余時(shí)間即可。值得注意的是，需要意識(shí)到，A方向紅燈時(shí)間=B方向綠燈時(shí)間+黃燈緩沖時(shí)間這一常識(shí)。本項(xiàng)目使用的MAX7219芯片使用方法請(qǐng)參考題目3。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過(guò)）本項(xiàng)目制作的十字路口交通燈控制電路原理圖，如下頁(yè)圖：344.Proteus仿真題目2波形發(fā)生器設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)能產(chǎn)生正弦波、方波、三角波、梯形波、鋸齒波的波形發(fā)生器。2.實(shí)驗(yàn)原理產(chǎn)生指定波形可以通過(guò)DAC來(lái)實(shí)現(xiàn)，不同波形產(chǎn)生實(shí)質(zhì)上是對(duì)輸出的二進(jìn)制數(shù)字量進(jìn)行相應(yīng)改變來(lái)實(shí)現(xiàn)的。本題目中，方波信號(hào)是利用定時(shí)器中斷產(chǎn)生的，每次中斷時(shí)，將輸出的信號(hào)按位反即可；三角波信號(hào)是將輸出的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)依次加1，達(dá)到0xff時(shí)依次減1，并實(shí)時(shí)將數(shù)字信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到；鋸齒波信號(hào)是將輸出的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)依次5加1，達(dá)到0xff時(shí)置為0x00，并實(shí)時(shí)將數(shù)字信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到的；

梯形波是將輸出的二進(jìn)制數(shù)字信號(hào)依次加1，達(dá)到0xff時(shí)保持一段時(shí)間，然后依次減1直至0x00，并實(shí)時(shí)將數(shù)字信號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到的；

正弦波是利用MATLAB將正弦曲線均勻取樣后，得到等間隔時(shí)刻的y方向上的二進(jìn)制數(shù)值，然后依次輸出后經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換得到。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過(guò)）本波形發(fā)生器的設(shè)計(jì)電路原理圖，如下頁(yè)圖所示：7題目3數(shù)字頻率計(jì)1.設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)一個(gè)以單片機(jī)為核心的頻率測(cè)量裝置。使用AT89C51單片機(jī)的定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)和計(jì)數(shù)功能，外部擴(kuò)展6位LED數(shù)碼管，要求累計(jì)每秒進(jìn)入單片機(jī)的外部脈沖個(gè)數(shù)，用LED數(shù)碼管顯示出來(lái)。(1)被測(cè)頻率fx＜110Hz，采用測(cè)周法，顯示頻率×××.×××；fx＞110Hz，采用測(cè)頻法，顯示頻率××××××。(2)利用鍵盤分段測(cè)量和自動(dòng)分段測(cè)量。

(3)完成單脈沖測(cè)量，輸入脈沖寬度范圍是100s～0.1s。

(4)顯示脈沖寬度要求如下。

Tx＜1000s，顯示脈沖寬度×××。

Tx＞1000s，顯示脈沖寬度××××。2.實(shí)驗(yàn)原理測(cè)量頻率有測(cè)頻法和測(cè)周法兩種。

(1)測(cè)頻法，利用外部電平變化引發(fā)的外部中斷，測(cè)算1s內(nèi)的波數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率的測(cè)定；

(2)測(cè)周法，通過(guò)測(cè)算某兩次電平變化引發(fā)的中斷之間的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)頻率的測(cè)定。簡(jiǎn)而言之，測(cè)頻法是直接根據(jù)定義測(cè)定頻率，測(cè)周法是通過(guò)測(cè)定周期間接測(cè)定頻率。9理論上，測(cè)頻法適用于較高頻率的測(cè)量，測(cè)周法適用于較低頻率的測(cè)量。經(jīng)過(guò)調(diào)校，在測(cè)量低頻信號(hào)時(shí)，本項(xiàng)目中測(cè)頻法精度已高于測(cè)周法，故舍棄測(cè)周法，全量程采用測(cè)頻法。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過(guò)）以單片機(jī)為核心的頻率計(jì)電路原理圖，如下頁(yè)圖所示：10124.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開(kāi)元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-16.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。啟動(dòng)仿真如后兩頁(yè)圖（a)和圖（b)所示:13圖（a)

仿真114圖（b)

仿真2題目48位競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)8位競(jìng)賽搶答器：同時(shí)供8名選手或8個(gè)代表隊(duì)比賽，分別用8個(gè)按鈕S0～S7表示。設(shè)置一個(gè)系統(tǒng)清除和搶答控制開(kāi)關(guān)S，開(kāi)關(guān)由主持人控制。 搶答器具有鎖存與顯示功能。即選手按按鈕，鎖存相應(yīng)的編號(hào)，并在優(yōu)先搶答選手的編號(hào)一直保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。搶答器具有定時(shí)搶答功能，且一次搶答的時(shí)間由主持人設(shè)定（如30秒）。當(dāng)主持人啟動(dòng)“開(kāi)始”鍵后，定時(shí)器進(jìn)行減計(jì)時(shí)，同時(shí)揚(yáng)聲器發(fā)出短暫的聲響，聲響持續(xù)的時(shí)間為0.5s左右。參賽選手在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行搶答，搶答有效，定時(shí)器停止工作，顯示器上顯示選手的編號(hào)和搶答的時(shí)間，并保持到主持人將系統(tǒng)清除為止。如果定時(shí)時(shí)間已到，無(wú)人搶答，本次搶答無(wú)效，系統(tǒng)報(bào)警并禁止搶答，定時(shí)顯示器上顯示00。2.實(shí)驗(yàn)原理通過(guò)鍵盤改變搶答的時(shí)間，原理與鬧鐘時(shí)間的設(shè)定相同，將定時(shí)時(shí)間的變量置為全局變量后，通過(guò)鍵盤掃描程序使每按下一次按鍵，時(shí)間加1（超過(guò)30時(shí)置0）。同時(shí)單片機(jī)16不斷進(jìn)行按鍵掃描，當(dāng)參賽選手的按鍵按下時(shí)，用于產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)的定時(shí)計(jì)數(shù)器停止計(jì)數(shù)，同時(shí)將選手編號(hào)（按鍵號(hào)）和搶答時(shí)間分別顯示在LED上。

3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過(guò)）

8位競(jìng)賽搶答器的設(shè)計(jì)電路原理圖，如下頁(yè)圖所示：4.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開(kāi)元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-19.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。仿真：?jiǎn)螕舭粹o，啟動(dòng)仿真，結(jié)果如下頁(yè)圖所示:題目5數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)數(shù)字電壓表。采用中斷方式，對(duì)2路0～5V的模擬電壓進(jìn)行循環(huán)采集，采集的數(shù)據(jù)送LED顯示，并存入內(nèi)存。超過(guò)界限時(shí)指示燈閃爍。2.實(shí)驗(yàn)原理本題目本質(zhì)上是以單片機(jī)為控制器，ADC0809為ADC器件的AD轉(zhuǎn)換電路，設(shè)計(jì)要求的電壓顯示，是對(duì)ADC采集所得信號(hào)的進(jìn)一步處理。為得到可讀的電壓值，需根據(jù)ADC的原理，對(duì)采集所得的信號(hào)進(jìn)行計(jì)算，并顯示在LED上。本項(xiàng)目中ADC0809的參考電壓為+5V，根據(jù)定義，采集所得的二進(jìn)制信號(hào)addata所指代的電壓值為:

而若將其顯示到小數(shù)點(diǎn)后兩位，不考慮小數(shù)點(diǎn)的存在（將其乘以100），其計(jì)算的數(shù)值為：。將小數(shù)點(diǎn)顯示在第二位數(shù)碼管上，即為實(shí)際的電壓。本示例程序?qū)?.25V和2.5V作為兩路輸入的報(bào)警值，反映在二進(jìn)制數(shù)字上，分別為0x40和0x80。當(dāng)AD結(jié)果超過(guò)這一數(shù)值時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)二極管閃爍和蜂鳴器發(fā)聲。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過(guò)）本單片機(jī)數(shù)字電壓表電路原理圖，如下頁(yè)圖所示：4.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開(kāi)元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“xxxxx.hex"；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。ADC0809的時(shí)鐘信號(hào)設(shè)置為640kHz。啟動(dòng)仿真，如下頁(yè)圖所示，當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器時(shí)，可觀察到顯示的電壓發(fā)生變化，且兩路輸入電壓的測(cè)算值交替顯示.。當(dāng)任一路電壓輸入超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，LED顯示器閃爍，蜂鳴器發(fā)聲。由于8位AD芯片精度有限，其誤差大約在幾十mV左右。題目6節(jié)日彩燈控制器的設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)日彩燈控制器：

P1.2—開(kāi)始，按此鍵則燈開(kāi)始流動(dòng)（由上而下）。

P1.3—停止，按此鍵則停止流動(dòng)，所有燈為暗。

P1.4—上，按此鍵則燈由上向下流動(dòng)。

P1.5—下，按此鍵則燈由下向上流動(dòng)。2.實(shí)驗(yàn)原理本題目本質(zhì)上是由按鍵控制功能的流水燈，LED工作的方式通過(guò)鍵盤的掃描實(shí)現(xiàn)。其中的LED采取共陽(yáng)極接法，通過(guò)依次向連接LED的Ｉ/Ｏ口送出低電平，可實(shí)現(xiàn)題目要求的功能。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過(guò)）本節(jié)日彩燈控制器電路原理圖，如下頁(yè)圖所示，各按鍵功能與實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求相同：4.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開(kāi)元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-1.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為12MHz。啟動(dòng)仿真如下頁(yè)圖所示:題目7雙機(jī)之間的串行通信設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)要求兩片單片機(jī)利用串行口進(jìn)行串行通信：串行通信的波特率可從鍵盤進(jìn)行設(shè)定，可選的波特率為1200、2400、4800和9600bit/s。串行口工作方式為方式1的全雙工串行通信。2.實(shí)驗(yàn)原理兩個(gè)單片機(jī)之間進(jìn)行通訊波特率的設(shè)定，最終歸結(jié)到對(duì)定時(shí)計(jì)數(shù)器T1計(jì)數(shù)初值TH1、TL1進(jìn)行設(shè)定。故本題目本質(zhì)上是通過(guò)鍵盤掃描得到設(shè)定的波特率，從而載入相應(yīng)的T1計(jì)數(shù)初值TH1、TL1實(shí)現(xiàn)的。示例程序中將0xaa從主機(jī)傳輸?shù)綇臋C(jī)，并顯示在從機(jī)的數(shù)碼管上實(shí)現(xiàn)串口通訊的驗(yàn)證。如串口通訊線路過(guò)長(zhǎng)，可考慮采用MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，以延長(zhǎng)傳輸距離。值得注意的是，為了減少計(jì)算載入初值時(shí)的誤差，本項(xiàng)目最好采取11.0592MHz的晶振。3.電路設(shè)計(jì)（Proteus仿真通過(guò)）兩個(gè)單片機(jī)之間的串行通信接口設(shè)計(jì)電路原理圖，如下頁(yè)圖所示：4.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開(kāi)元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“master.hex”或"slave.hex"；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。啟動(dòng)仿真如下頁(yè)圖所示，當(dāng)二極管間隔點(diǎn)亮?xí)r，表明通訊成功:題目8電子時(shí)鐘（LCD顯示）1.設(shè)計(jì)要求以AT89C51單片機(jī)為核心的時(shí)鐘，在LCD顯示器上顯示當(dāng)前的時(shí)間：使用字符型LCD顯示器顯示當(dāng)前時(shí)間。顯示格式為“時(shí)時(shí)：分分：秒秒”。用4個(gè)功能鍵操作來(lái)設(shè)置當(dāng)前時(shí)間。功能鍵K1～K4功能如下。K1—進(jìn)入設(shè)置現(xiàn)在的時(shí)間。K2—設(shè)置小時(shí)。37K3—設(shè)置分鐘。K4—確認(rèn)完成設(shè)置。程序執(zhí)行后工作指示燈LED閃動(dòng)，表示程序開(kāi)始執(zhí)行，LCD顯示“00：00：00”，然后開(kāi)始計(jì)時(shí)。2.實(shí)驗(yàn)原理題目難點(diǎn)在于鍵盤的指令輸入，由于每個(gè)按鍵都具有相應(yīng)的一種或多種功能，程序中需要大量使用do{}while或while{}循環(huán)結(jié)構(gòu)，以檢測(cè)是否有按鍵按下。按鍵檢測(cè)函數(shù)的詳解如下（略）383.參考電路（Proteus軟件仿真通過(guò)）394.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開(kāi)元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-2.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。啟動(dòng)仿真，按下按鍵1后，可發(fā)現(xiàn)LED停止閃爍，即時(shí)鐘停止走時(shí)，時(shí)鐘停在當(dāng)前時(shí)刻，按下按鍵2和按鍵3后，可改變時(shí)間，按下按鍵4后，時(shí)鐘復(fù)位到修改后的時(shí)間，時(shí)鐘重新開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，如下頁(yè)圖所示。題目9秒表1.設(shè)計(jì)要求用AT89C51設(shè)計(jì)一個(gè)2位的LED數(shù)碼顯示作為“秒表”：顯示時(shí)間為00—99秒，每秒自動(dòng)加1，另設(shè)計(jì)一個(gè)“開(kāi)始”鍵和一個(gè)“復(fù)位”鍵。2.實(shí)驗(yàn)原理題目難點(diǎn)在于通過(guò)對(duì)鍵盤的掃描對(duì)時(shí)鐘的走時(shí)/停止進(jìn)行控制，項(xiàng)目采用定時(shí)器T0作為計(jì)時(shí)器，每10ms發(fā)生一次中斷，每100次中斷加1s。在此期間，如“開(kāi)始”按鍵按下，程序方將TR0置為1，從而開(kāi)啟中斷，時(shí)鐘開(kāi)始走時(shí)；如“42復(fù)位”按鍵按下，程序?qū)R0置為0，同時(shí)將存儲(chǔ)時(shí)間的變量清零，從而中斷停止，并實(shí)現(xiàn)復(fù)位。本題目采用專用數(shù)碼管顯示控制芯片MAX7219。MAX7219是美國(guó)MAXIM公司生產(chǎn)的串行輸入/輸出共陰極顯示驅(qū)動(dòng)器，該芯片最多可驅(qū)動(dòng)8位7段數(shù)字LED顯示器或個(gè)LED和條形圖顯示器。其引腳圖及引腳功能參見(jiàn)有關(guān)參考資料。43MAX7219的典型應(yīng)用參考電路443.

電路設(shè)計(jì)（Proteus軟件仿真通過(guò)）

4.Proteus仿真加載目標(biāo)代碼文件打開(kāi)元器件單片機(jī)屬性窗口，在“ProgramFile”欄中添加上面編譯好的目標(biāo)代碼文件“keil-2.hex”；在“ClockFrequency”欄中輸入晶振頻率為11.0592MHz。啟動(dòng)仿真，按下按鍵1后，可發(fā)現(xiàn)led停止閃爍，即時(shí)鐘停止走時(shí)，時(shí)鐘停在當(dāng)前時(shí)刻，按下按鍵2和按鍵3后，可改變時(shí)間，按下按鍵4后，時(shí)鐘復(fù)位到修改后的時(shí)間，時(shí)鐘重新開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，如下頁(yè)圖所示。題目10基于數(shù)字溫度傳感器的數(shù)字溫度計(jì)1.設(shè)計(jì)要求利用數(shù)字溫度傳感器DS18B20與單片機(jī)結(jié)合來(lái)測(cè)量溫度。利用數(shù)字溫度傳感器DS18B20測(cè)量溫度信號(hào)，計(jì)算后在LED數(shù)碼管上顯示相應(yīng)的溫度值。其溫度測(cè)量范圍為?55℃～125℃，精確到0.5℃。數(shù)字溫度計(jì)所測(cè)量的溫度采用數(shù)字顯示，控制器使用單片機(jī)AT89C51，測(cè)溫傳感器使用DS18B20，用3位共陽(yáng)極LED數(shù)碼管以串口傳送數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)溫度顯示。2.實(shí)驗(yàn)原理從溫度傳感器DS18B20可以很容易直接讀取被