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1、第 七 届 蓝 桥 杯 单 片 机 设 计 与 开 发 组 总 决 赛 试 题“ 电 压 、 频 率 采 集 设 备 任 务 书 ”功 能 简 述“ 电 压 、 频 率 采 集 设 备 ” 能 够 实 现 测 量 信 号 频 率 和 电 压 ， 修 改 、 储 存 工 作 参数 ， 记 录 、 查 询 事 件 等 功 能 ， 系 统 由 按 键 单 元 、 ADC 采 集 单 元 、 显 示 单 元 、 储存 单 元 组 成 ， 系 统 框 图 如 图 1 所 示 ：图 1 . 系 统 框 图I2C总 线 、 DS1302时 钟 芯 片 时 序 控 制 程 序 、 CT107D 单 片 机 考
2、 试 平 台 电 路 原理 图 以 及 本 题 涉 及 到 的 芯 片 数 据 手 册 ， 可 参 考 计 算 机 上 的 电 子 文 档 。 原 理 图 文件 、 程 序 流 程 图 及 相 关 工 程 文 件 请 以 考 生 号 命 名 ， 并 保 存 在 计 算 机 上 的 考 生 文件 夹 中 （ 文 件 夹 名 为 考 生 准 考 证 号 ， 文 件 夹 位 于 Windows桌 面 上 ） 。单 片 机数 码 管 显 示电 压 测 量频 率 测 量 E2 PROM实 时 时 钟矩 阵 键 盘任 务 设 计 及 要 求1. 频 率 信 号 测 量使 用 竞 赛 板 NE555方 波
3、信 号 发 生 器 产 生 用 于 频 率 测 量 功 能 测 试 的 方 波信 号 ， 信 号 频 率 范 围 为 500Hz-20KHz， 电 位 器 RB3 调 节 信 号 频 率 ， 可 使 用 “ 跳线 帽 ” 将 单 片 机 P34引 脚 与 方 波 信 号 发 生 器 输 出 引 脚 NET_SIG短 接 。2. 电 压 信 号 测 量使 用 竞 赛 板 上 RB2电 位 器 输 出 测 试 电 压 信 号 ， 信 号 输 出 范 围 0V-5V。3. 实 时 时 钟 功 能读 取 DS1302 实 时 时 钟 芯 片 ， 并 通 过 数 码 管 显 示 时 间 数 据 ， 设
4、备 上 电 后初 始 化 时 间 配 置 为 23时 59分 55秒 。4. 记 录 与 输 出 功 能根 据 给 定 硬 件 的 性 能 参 数 ， 设 计 合 理 的 采 样 周 期 ， 当 电 压 低 于 电 压 下线 VL 或 高 于 电 压 上 线 VH 时 ， 将 事 件 类 型 和 发 生 时 间 保 存 到 E2PROM中 。 设 备 中只 需 要 保 存 最 近 一 次 发 生 的 电 压 波 动 情 况 ， 数 据 储 存 格 式 可 自 定 义 。上 图 例 ， 电 压 连 续 变 化 过 程 中 ， 在 T1和 T2时 刻 会 触 发 事 件 记 录 功 能 。5. 显
5、 示 与 按 键 控 制5.1 4x4矩 阵 键 盘 按 键 功 能 定 义 图 2 所 示 ：图 2 . 按 键 功 能 定 义S7 S11 S15 S19S6 S10 S14 S18S5 S9 S13 S17S4 S8 S12 S16 时 钟 加电 压 减频 率 查 询功 能 空5.2 按 键 S7定 义 为 “ 时 钟 ” 按 键 ， 按 下 后 ， 数 码 管 显 示 当 前 时 钟 信息 ， 显 示 界 面 如 图 3 所 示 ：1 2 - 0 0 - 0 2时 分 隔 符 分 分 隔 符 秒图 3. 时 间 显 示 界 面在 时 钟 显 示 界 面 下 ， S4功 能 按 键 为
6、时 钟 调 整 按 键 ， 按 下 S4， 循 环 切 换 选 择时 、 分 、 秒 ， 对 应 的 显 示 单 元 1 秒 间 隔 亮 灭 ， 通 过 “ 加 、 减 ” 按 键 调 整 当 前 选择 的 时 间 单 位 ， 再 次 按 下 按 键 S7返 回 到 时 钟 显 示 界 面 ， 完 成 时 钟 配 置 功 能 。时 钟 调 整 状 态 下 ， “ 加 、 减 ” 按 键 可 令 当 前 选 择 调 整 的 时 间 增 加 或 减 少 1 个单 位 。 5.3 按 键 S6定 义 为 “ 电 压 测 量 ” 按 键 ， 按 下 后 ， 启 动 电 压 测 量 功 能 ，数 码 管
7、 显 示 格 式 如 图 4 所 示 ：- 1 - 8 1 5 0 0界 面 编 号 ： 1 熄 灭 信 号 电 压 ： 1500mV图 4. 电 压 测 量 界 面电 压 测 量 界 面 下 ， S4功 能 按 键 为 电 压 阈 值 调 整 按 键 ， 按 下 S4， 循 环 选 择 电压 上 限 、 下 线 ， 对 应 的 显 示 单 元 1 秒 间 隔 亮 灭 ， 通 过 “ 加 、 减 ” 按 键 调 整 电 压阈 值 ， 再 次 按 下 S6返 回 到 电 压 测 量 界 面 ， 完 成 电 压 阈 值 配 置 功 能 并 将 新 的 参 数写 入 E2PROM。小 时 分 钟 秒
8、 钟S4S4 S4分 钟 秒 钟小 时2 0 0 0 1 0 0 0VH 电 压 上 限 2000mV（ 默 认 值 ） VL 电 压 下 限 1000mV（ 默 认 值 ）图 5. 电 压 阈 值 设 定 界 面电 压 阈 值 调 整 状 态 下 ，“ 加 、 减 ” 按 键 可 令 当 前 选 择 调 整 的 阈 值 增 加 或 减 少 500mV。5.4 按 键 S5定 义 为 “ 频 率 测 量 ” 按 键 ， 按 下 后 ， 启 动 频 率 测 量 功 能 ，设 备 采 集 输 入 P34引 脚 的 信 号 频 率 ， 数 码 管 切 换 到 “ 频 率 测 量 ” 显 示 界 面
9、，“ 频 率 测 量 ” 功 能 下 ， 按 下 S4 定 义 为 “ 周 期 /频 率 ” 按 键 ， 可 以 进 行 频 率 和周 期 数 据 的 切 换 显 示 ， 显 示 界 面 如 图 6、 7 所 示 ：- 2 - 0 1 0 0 0界 面 编 号 ： 2 信 号 频 率 ： 1KHz图 6. 频 率 显 示 界 面 -频 率- 2 - 0 1 0 0 0界 面 编 号 ： 2 信 号 频 率 ： 1us图 7. 频 率 显 示 界 面 -周 期5.5 按 键 S9定 义 为 “ 查 询 按 键 ” ， 按 下 后 ， 显 示 最 近 一 次 电 压 波 动 发生 的 时 间 和
10、波 动 类 型 ， 显 示 格 式 如 图 8、 9 所 示 ：小 时 S4上 限 VH 下 限 VLS48 8 8 8 8 8 0 0熄 灭 事 件 类 型 ： 00图 8. 事 件 类 型 查 询 界 面 -事 件 类 型1 3 - 5 0 - 1 2时 分 隔 符 分 分 隔 符 秒图 9. 事 件 类 型 查 询 界 面 -发 生 时 间6. 说 明6.1 最 近 一 次 电 压 波 动 发 生 时 间 和 类 型 、 电 压 上 限 VH 、 电 压 下 线 VL 保 存在 E2PROM 中 ， 设 备 重 新 上 电 后 ， 能 够 从 储 存 器 中 获 取 参 数 和 数 据
11、。6.2 建 立 一 个 准 考 证 号 命 名 的 TXT 文 档 ， 写 出 作 品 设 定 的 单 片 机 内 部 震 荡器 频 率 保 存 在 考 生 文 件 夹 中 。7. 电 路 原 理 图 设 计设 计 接 口 电 路 ， 能 够 将 200Hz-20KHz、 峰 峰 值 10mV的 正 弦 信 号 放 大 100 倍 ，并 将 其 转 换 为 同 频 率 的 矩 形 波 ， 设 计 电 路 原 理 图 并 在 原 理 图 上 说 明 设 计 思 想 和电 路 工 作 原 理 。项 目 名 称 得 分 评 卷 人电 路 设 计一 、 电 路 原 理 图 设 计根 据 设 计 任
12、务 要 求 ， 使 用 Protel 99se或 Altium Designer Summer09软 件设 计 电 路 原 理 图 ， 标 明 元 器 件 参 数 ， 说 明 电 路 工 作 原 理 。 原 理 图 文 件 保 存 在 考生 文 件 夹 中 （ 文 件 夹 以 考 生 的 准 考 证 号 命 名 ） 。项 目 名 称 得 分 评 卷 人程 序 设 计二 、 程 序 编 写 及 流 程 图 绘 制1. 画 出 流 程 图 ， 并 保 存 在 考 生 文 件 夹 中2. 按 照 设 计 要 求 完 成 程 序 设 计 任 务 ， 并 将 工 程 文 件 保 存 在 考 生 文 件 夹 中 。项 目 名 称 得 分 评 卷 人硬 件 调 试三 、 软 、 硬 件 调 试将 编 译 通 过 的 程 序 下 载 到 单 片 机 芯 片 中 ， 进 行 软 、 硬 件 统 调 。1. 频 率 测 量 功 能 ；2. 电 压 测 量 功 能 ；3. 电 压 波 动 捕 捉 与 记 录 功 能 ；4. 显 示 及 界 面 切 换 功 能 ；5. 按 键 输 入 控 制 功 能 ；6. 实 时 时 钟 功 能 ；
