研究生微机与单片机实验选题.docx
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研究生微机与单片机实验选题
硕士研究生《微机与单片机接口开发实验指南》
(2011年)
一、适用专业:
通信与信息系统、信号与信息处理、电路与系统、电磁波与微波技术、微电子学与固体电子学
二、教学目的:
在掌握微机与单片机系统工作原理的基础上,通过一个微机与单片机应用系统的设计、制作与调试,从而具有利用微机与单片机从事应用开发的能力。
三、几点说明:
1、起止时间
(1)选题时间
开课的第一周,公布实验题目供学生选择,开课两周内,学生确定选题。
题目一旦选定,无正当理由,不得擅自更改或调换。
(2)领材料时间
开课第三周,学生申报实验中所需领用的仪器、工具及元器件清单(附原理框图和布线草图)。
(3)验收时间
课程结束后第二周为验收截止时间,可提前验收,但不得推迟(若推迟验收,需提前两周提出书面申请,说明理由)。
2、注意事项
(1)原则上一人一题,不得重复。
(2)严格按照实验题目所规定的要求完成实验,不明题意,应及时询问,不得擅自更改实验要求。
(3)接口电路一律制成电路板(或采用“通用版”焊接),不得采用面包板搭线。
(4)实验完毕,交验收材料(接口电路板、软盘、实验报告)及所借的一切物品(如仪器、工具、剩余元器件等)。
(5)造成重大仪器设备丢失、损坏及其它责任事故者,除照价赔偿外,成绩以不及格计。
3、实验场地
软、硬件调试与验收场地可在指定实验室或导师所在科研室。
4、验收形式
(1)软、硬件演示与讲解。
(2)回答问题。
(3)检查验收材料(接口电路板、软盘、实验报告)。
5、评分标准
教师根据题目难度、验收情况及实验报告三项指标综合评分。
6、答疑时间、地点
时间:
第10-17周星期四下午3:
30--5:
30
地点:
3303
四、参考文献
1.高峰编著.单片微型计算机原理与接口技术.北京:
科学出版社,2003
2.陈粤初等.单片机应用系统设计与实践.北京:
北京航空航天大学出版社,1991
3.邹逢兴主编.计算机硬件技术及应用基础.长沙:
国防科技大学出版社,2001
4.黄冰等编著.微机原理及应用.重庆:
重庆大学出版社,2003
5.曾峰等.印制电路板(PCB)设计与制作.北京:
电子工业出版社,2005
五、实验题目
说明:
按难度从大到小,题目分为一、二、三类,题号开始第1个阿拉伯数字即为题目的难度,“-”后为序号。
1-1*设计一微机控制的带通滤波器,实现对滤波器的通带中心频率的程控。
1-2设计基于51单片机的超声波测距仪。
要求显示距离,当距离小于1m时声光报警。
1-3设计一个基于单片机的语音自动报站器,录放音采用语音芯片(ISD4004等)或具有语音功能的单片机。
系统的主要功能是:
实现报站内容的预先录制及修改,存储在语音芯片或单片机中;在车辆行驶过程中实现语音正确报站。
1-4设计一个基于单片机的红外串行通信系统。
通信采用异步半双工方式,发送或接收的数据用LED或LCD显示。
1-5设计基于USB接口的数据采集系统。
数据采集由单片机电路构成,采集的数据通过USB接口传送到PC机,在PC机中储存和显示。
1-6设计基于USB接口的D/A转换模块,构成一波形发生器。
1-7*利用锁相环(PLL)电路设计一种既可实现A/D转换,又可实现D/A转换的接口电路。
1-8利用8031单片机构成高精度的PWM式12位D/A转换器。
1-9*设计分时计费智能电度表。
要求:
(1)可按需要显示各时间段累计用电量、总的累计用电量、各时间段累计电费、总的累计电费;
(2)可以查询当天各时间段的用电量和电费;
(3)备有清零按钮,将上述各量消除,并重新开始累计;
(4)具有超额报警功能和超额部分加倍计费功能。
提示:
可用带圆盘的小电机模拟电度表的表盘转动。
1-10*设计红外微机测温仪。
利用硅太阳电池作为探测元件,接收被测目标表面的幅射信号,从而求得目标表面的温度。
1-11*设计一个峰值检测电路,检测并显示某一时间段内输入电压的峰值。
1-12*设计一个谷值检测电路,检测并显示某一时间段内输入电压的谷值。
1-13基于FIFO芯片的单片机并行通信。
用FIFO芯片IDT7203作为数据暂存器,实现两个单片机之间的并行通信。
1-14基于SPCEO61单片机的控制式计热表。
以16位凌阳单片机SPCE061为核心构成一个控制式计热表,一个计热表可以控制五个房间;每个房间的温度可分别设置;8位LCD显示热量值和费用;语音播报各个房间的温度等;串行通信实现集中抄表,方便管理。
1-15基于实时时钟芯片X1228的电源控制器设计。
电源控制器接收上机位指令,控制设备的供电情况,並在预定断电的前五分钟发出提示报警信息。
1-16采用SHT15的温湿度检测电路。
采用数字式温湿度传感器SHT15构成一个温湿度检测电路,並将结果在LED或LCD上显示出来。
1-17基于MAX525的4路输出程控电流源的设计。
利用单片机和串口D/A转换器MAX525构成4路输出的程控电流源。
1-18基于DS1616的定时数据采集系统。
利用带实时时钟的集成数据采集记录器件DS1616实现多路数据的实时采集与记录;利用报时中断信号打开或关闭系统。
1-19基于AD7715的小信号数据采集电路。
利用AD7715构成一个小信号数据采集电路、能采集並显示低到5mv的模拟电压。
1-20设计智能电饭煲控制电路。
(1)具有煮饭、快速煮饭、煮粥、保温、定时开启等功能;
(2)具有掉电保护功能,确保在短时间停电的情况下,照常煮出米饭。
1-21设计空调电脑控制器。
使空调具有:
(1)制冷、抽湿功能;
(2)风速可设置为低速、中速或高速;
(3)室内温度可在16~31°C范围内任意设定;
(4)室内温度用数码管实时显示;
(5)能在1~4小时内实现空调的自动开关。
1-22设计多功能微电脑电子秤。
使之具有以下功能:
(1)显示重量及金额;
(2)清零;
(3)过载显示;
1-23利用单片机设计一个电子钟。
要求:
(1)显示时、分、秒;
(2)能对时、分、秒进行预置;
(3)能用语音报时。
2-1*用可编程定时器/计数器构成测量信号周期接口电路。
要求:
(1)由标准的信号发生器产生输入信号(如锯齿波、三角波和正弦波等),频率为15~25KHZ;
(2)在CRT或数码显示器上显示被测信号频率,验证测量精度,分析产生误差的原因。
2-2*设计一个按键电路。
要求:
(1)采用8个按键,每个按键值分别与8位二进制码对应;
(2)用CRT或LED显示按下的键的值;
(3)采用查询输入方式(程序中加软件防抖动措施)。
2-3*采用MC14499芯片构成串行口硬件译码键盘显示器接口电路。
要求:
(1)显示器部分采用MC14499译码、驱动;
(2)采用数码管显示。
2-4*用两片DACO832构成两路异步D/A转换双极性电压输出接口电路。
要求:
(1)编程产生锯齿波、三角波和正弦波等三种波形;
(2)两路波形反相,幅值比1:
2。
2-5*用ADCO809构成A/D转换接口电路。
要求:
(1)编制程序,按中断方式采样A/D转换数据,采样点取300H个,并将结果显示出来;
(2)A/D转换器的模拟信号范围0~+5V。
试用如下两种方法产生:
①模拟量由三个电位器输出;
②为保证所输入的模拟信号在A/D转换器工作期间稳定可靠,对快速变化的模拟信号,输入A/D转换器前需加采样保持电路单元。
2-6*设计一事件统计与显示电路。
要求:
当某事件出现时,送来一个负极性脉冲。
显示器由两位7段LED显示器组成,初始状态显示“0”,以后每送来一个负脉冲,则显示内容加1。
当显示“99”时,若再送来一个负脉冲,则又显示“00”,同时使蜂鸣器以1000HZ的频率响10秒钟。
2-7*设计一个交通灯管理电路。
要求:
交通口上南北、东西方向各装有绿、黄、红指示灯,南北通行时间为15S,东西通行时间为10S,当由绿灯变为红灯前的3S内,绿灯灭而黄灯亮。
通行时间各由两位7段LED显示器指示,且为倒时间指示(即从15或10逐次减1,禁止通行时显示器灭)。
当某方向显示红灯时,容许人工干预强行改变两个方向的指示灯颜色,以让救护车之类的车辆通行,但发出改变通行命令后有3S时间使显示绿灯的方向改变显示黄灯,并以每秒10次的频率闪烁,以示警告。
2-8*设计电风扇控制电路,使风扇具有:
(1)强、中、弱三档;
(2)模仿自然风(高原风、森林风、山川风);
(3)定时功能。
提示:
利用晶闸管改变电机端的电压、电流来控制转速。
2-9利用8255A、ADCO809和DACO832实现模拟量至模拟量的转换。
要求:
(1)ADCO809以其可能有的最快速度周期地转换INO的模拟量为数字量。
ADCO809仅启动一次,以后的转换由自身启动;
(2)DACO832连续地将数字量转换为模拟量。
当INO<1V时,DAC输出的模拟量为1V<INO<2.25V时,将以1V为基础的变化量(INO-1)乘以4后从DAC输出;当INO≥2.25时,DAC输出5V,并在CRT上动态描述输入与输出关系曲线;
(3)用3只不同颜色的LED定性显示INO的大小。
INO<1V时,黄色LED显示;1V≤INO<2.25V时,绿色显示;INO≥2.25时,红色显示。
2-10用单片机实现对注塑机的时间顺序控制。
注塑机生产一个工件的工艺流程为:
合模(1s)→注射(2s)→延时(3s)→开模(1s)→产伸(1s)→产退(1s)。
假若用8255A的B口PB0~PB5每根线控制一个执行机构动作,用PA7、PA6作为掉电和低温警告监视输入。
如果正常,各执行机构按工艺流程顺序周而复始的切换;一旦出现异常,则通过PC0控制一个红色LED发光,作为故障报警,并设置6s故障处理时间,时间到,若故障已排除,则系统继续运行,否则停止生产。
2-11试设计一公共汔车自动售票机接口,它包括数据输入寄存器、数据输出锁存器、状态寄存器、控制寄存器,其端口地址分别为0510H、0512H、0514H、0516H。
设计思想为:
可接受1角、2角、5角三种硬币,每投入一枚硬币,状态寄存器的第0位置1,并使数据输入寄存器中存入该硬币的代码(分别为01,02,05)。
当数据输入寄存器内容被读入时,状态寄存器的第0位被清楚,并从数据输出锁存器(它控制显示器)输出已投入硬币的总钱数。
当取票按钮被揿下时,状态寄存器的位1置1,这时如投入的硬币总额为5角,控制寄存器的位0置1,启动送票机构,并取入硬币;若总额不是5角,使控制寄存器的位7置1,控制退出所投入的全部硬币。
无论投入的硬币总额为多少,一旦控制寄存器的位0或位7置“1”,就使显示器清0。
试设计该接口的硬件和软件。
2-12利用单片机设计一多波群发生器,周期性的输出100KHZ、50KHZ、20KHZ、10KHZ、5KHZ、2KHZ、1KHZ的近似正弦波,每种频率的信号的持续时间都为2s。
2-13设计一个采样速率可编程的A/D转换系统,其速率用可编程定时器控制。
设基准时钟频率F为2KHZ,A/D转换器在XZ/F秒时间内以每秒F/X个样本速率进行量化输入操作。
X、Y、Z为可由程序设置的参数,均小于256。
2-14设计一个数字录音机,以每秒钟5000次速率将语言存入内存,共采集60000个数据(录12秒),然后以同样的速率使喇叭放音。
2-15设计一个简易电子琴,使得相应键按下时,能发出1、2、3、4、5、6、7音阶声,且发音时间的长短可调。
提示:
(1)每个音阶对应的频率如下:
音阶
1
2
3
4
5
6
7
频率(HZ)
261.1
293.7
329.6
349.2
392.0
440.0
493.9
(2)不同频率的区别,可通过调节向D/A转换器输出数据的时间间隔来得到。
2-16利用单片机等设计一个电子钟。
电子钟显示格式如下:
××.××.××
时分秒
小键盘的控制作用如下:
C键—清除,显示00.00.00;
G键—启动计时;
D键—停止计时;
P键—设置时、分、秒值,若输入有错,则显示E-.--.--,此时敲入P鍵可重新输入预置值。
2-17设计一通用控制系统,由微机、I/O通道、键盘/显示电路、并行I/O接口、前端控制电路组成。
2-18设计一多功能LED电子钟。
要求:
(1)能显示年、月、日、时、分、秒(通常显示时、分、秒);
(2)能对年、月、日、时、分、秒进行预置;
(3)具有定时功能,定时时间到声光报告。
2-19设计一智能计程表。
能显示里程、总里程及计费(单价、总价)。
2-20单片机温度检测系统。
设计一个基于单片机的温度检测系统,检测结果用LED或LCD显示器显示。
2-21基于串口的单片机温度检测系统。
设计一个单片机温度检测系统,A/D转换结果通过串口送给单片机,并在LED或LCD显示器上显示。
2-22单片机湿度检测系统。
设计一个基于单片机的湿度检测系统,检测结果用LED或LCD显示器显示。
2-23基于串口的单片机湿度检测系统。
设计一个单片机湿度检测系统,A/D转换结果通过串口送给单片机,并在LED或LCD显示器上显示。
2-24单片机酒精浓度检测系统。
设计一个基于单片机的酒精浓度检测系统,检测结果用LED或LCD显示器显示。
2-25基于串口的单片机酒精浓度检测系统。
设计一个单片机酒精浓度检测系统,A/D转换结果通过串口送给单片机,并在LED或LCD显示器上显示。
2-26单片机煤气浓度检测系统。
设计一个基于单片机的煤气浓度检测系统,检测结果用LED或LCD显示器显示。
2-27基于串口的单片机煤气浓度检测系统。
设计一个单片机煤气浓度检测系统,A/D转换结果通过串口送给单片机,并在LED或LCD显示器上显示。
3-1利用两台PC机的RS-232C接口进行串行通信。
要求:
(1)发送端把从键盘输入的字符送往接收端,接收端在收到字符后在CRT上显示出来;
(2)用查询方式进行半双工通道;
(3)将甲乙两机的显示屏从中间分成两个显示区,上部显示区显示本机发送给对方的字符,下部显示区显示本机通过RS-232C接口接收到的字符。
3-2利用两台PC机的RS-232C接口进行串行通信。
要求:
(1)用中断方式进行半双工通信;
(2)甲、乙两机均从键盘接收键入字符,并通过RS-232C传至对方;
(3)将甲乙两机的显示屏从中间分成两个显示区,左部显示区显示本机发送给对方的字符,右部显示区显示本机通过RS-232C接口接收到的字符。
3-3利用两台单片机进行串行通信,能通过LED显示器显示通信结果。
3-4设计通用接口板,实现PC机和单片机(8031)的串行通信(单片机向PC机传送用查询方式,PC机向单片机传送用中断方式)。
、实验报告格式
(一)内容要求
封面(单独1页)
目录(单独1页)
正文
1.实验任务
2.设计方案
2.1硬件设计
2.2软件设计
3.实验结果
4.心得与体会
附录
附录1参考文献
附录2硬件电路原理图
附录3硬件电路PCB版图
附录4程序清单
(二)格式要求
1、目录要求
目录作为论文提纲,是论文各组成部分的小标题,文字应简明扼要。
目录按论文顺序分章、节二级编写,要标明页数,以便阅读。
章、节、小节分别以1,1.1,1.1.1等数字依次标出。
目录中的标题应与正文中的标题一致。
2、纸张和页面要求
A4纸打印;页边距要求如下:
页边距上下各为2.5厘米,左右边距各为2.5厘米;行间距取固定值(设置值为20磅);字符间距为默认值(缩放100%,间距:
标准);要求写出页眉和页脚。
3、正文要求
正文的目录用一级目录用四号字、宋体字、加黑,二级目录用小四号字、宋体字、加黑。
其余的一律用小四号字、宋体字
(三)封面模板(见下一页)
微机与单片机接口开发实验报告
题目:
姓名:
学号:
专业:
任课教师:
黄冰教授
完成日期:
年月日
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- 研究生 微机 单片机 实验 选题