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1、单片机技术课程期末考查大作业2009-2010 学年第 2 学期本大作业要求学生根据题目的设计要求撰写单片机系统设计方案一篇。指导教师将根 据方案质量评定成绩，不要求制作实物。具体要求如下： 1、 选题 每位学生应下列 18 个题目中选择一题作为自己的设计题目（题目具体要求和难度系数 见附录 1） ，要求以班级为单位进行选题，每班每题最多允许三名同学同时选择。简易信号发生器设计步进电机控制系统设计 数字闹钟设计液晶显示控制电路与程序设计 基于 DS1302 的数字钟设计串口通信多机通信系统 程控电压源设计多功能计算器的设计 程控电流源设计温度采集与显示 自动量程切换频率计设计电机转速测量装置
2、简易无线通信系统设计简易微型直流电机调速系统设计 简易光强检测仪使用 I2C 访问 EEPROM 自动切换量程的电阻测量仪简易数字存储示波器设计2、 设计方案内容 撰写设计方案应包含：题设要求分析、系统设计框图、各模块功能描述和技术指标分 析、各模块拟使用的电路原理图、电路原理图参数计算、单片机软件流程图。 撰写设计方案格式请参见附录 2。 撰写过程中可以查阅各种书籍及网上资料，但要求电路图、框图、流程图均自行绘制。3、 成绩评定标准 总分 设计方案得分 难度系数20 其中， “设计方案得分”满分为 80 分 题设要求分析.10 分 系统设计框图.10 分 各模块功能描述和技术指标分析.10
3、分 各模块拟使用的电路原理图.10 分 电路原理图参数计算.10 分（ 0 分） 单片机软件流程图.10 分（20 分） 其他原理及说明性文字.10 分 文档排版格式.10 分1简易信号发生器设计 一、任务： 设计并制作一个数字式波形发生器，该波形发生器能产生正弦波、方波、锯齿波。 二、基本要求（难度系数 0.6）： （1）具有产生正弦波、方波、三角波三种周期性波形的功能； （2）方波、锯齿波、正弦波输出波形的频率范围为 100Hz1kHz； （3）方波、锯齿波频率可调，频率步进间隔 50Hz； （4）数码管具有显示输出波形类型和频率的功能。 三、发挥部分： （1）输出波形幅度范围 05V（峰
4、峰值） ，连续可调；（+0.1） 或： 输出波形幅度范围 05V（峰峰值） ，数控可调；（+0.2） （2）实现正弦波频率数控可调，步进间隔 50Hz。 （如果使用 DDS 芯片，要求频率范围 100Hz20KHz） （+0.2）2数字闹钟设计 一、任务： 设计一个由按键、数码管、蜂鸣器、单片机构成的数字闹钟 二、基本要求（难度系数 0.6）： （1）数码管正确显示时、分、秒； （2）可以切换 12 小时制和 24 小时制 （3）可以设置当前时间 （4）具有闹铃功能，闹铃时刻可以设置。 三、发挥部分： （1）具有整点报时功能（+0.1） （2）具有重复闹铃功能，重复间隔可以设置（+0.1）3基
5、于 DS1302 的数字钟 一、任务 设计一个由按键、数码管、DS1302、单片机构成的数字钟 二、基本要求（难度系数 0.6）： （1）数码管可以正确显示时、分、秒、日、月、年； （2）可以切换 12 小时制和 24 小时制； （3）可以设置当前时间。 三、发挥部分： （1）增加其他实用功能，除闹铃功能以外。 （每项实用功能+0.1，上限+0.2）4程控直流电压源设计 一、任务 设计并制作数控直流电压源。 （提供30V 直流电源） 二、基本要求（难度系数 0.7）： （1）输出电压范围 010V，纹波不大于 20mV，精度 2%； （2）额定电流 0.5A； （2）输出电压值由数码管显示；
6、（3）数控调节电压值，调整分辨率 0.1V。三、发挥部分： （1）额定工作范围内，负载调整率5%。 （+0.2）5程控直流电流源设计 一、任务 设计并制作数控直流电流源。 （提供30V 直流电源） 二、基本要求（难度系数 0.7）： （1）输出电流范围：200mA1000mA，精度 2%； （2）额定功率 5W； （3）数控调节电流值，调整分辨率 10mA。 三、发挥部分： （1）提高输出电流的精度；（+0.2）6自动切换量程频率计 一、任务 设计并制作一台数字显示的简易频率计。 二、基本要求（难度系数 0.5）： （1）实现方波频率测量功能，频率测量范围 1Hz10KHz，测量精度 2%；
7、（2）显示当前测量结果 三、发挥部分： （1）实现正弦波频率测量功能，可输入正弦波幅度范围 1V5V，频率测量范围 1Hz10KHz，测量精度 2%；（+0.2） （2）提高方波频率测量范围，实现频率测量范围 1Hz1MHz，测量精度 2%；（+0.2）7简易无线通信系统设计 一、任务 设计并制作基于单片机和无线收发模块的简易无线通信系统。 二、基本要求（难度系数 0.5）： （1）实现基本点对点通信功能，通信双方可以实现数据互传，并具有数据校验功能； 三、发挥部分： （1）实现主从式多点无线通信系统，主机可以使用数码管轮换显示各分机当前上传的 数据；（+0.3） （2）主机接收到的数据上传至
8、 PC 机进行显示，支持主从机之间数据校验功能。 （+0.2）8简易光强检测仪 一、任务 设计并制作一台数字显示的光强检测仪。 二、基本要求（难度系数 0.6）： （1）测量传感器可以任选，实现光强测量精度10%； 三、发挥部分： 无9 自动切换量程电阻测量仪一、任务 设计并制作一台数字显示的电阻器参数测试仪。 二、基本要求（难度系数 0.9）： （1）电阻测量范围：10050K；测量精度5%。 （2）测量量程自动化。 三、发挥部分： （1）电阻测量范围：100500K；测量精度2%。 （+0.2）10、步进电机控制系统设计 一、任务： 设计一个步进电机控制系统，具有参数设置和各种常规步进电机
9、控制功能。 二、基本要求（难度系数 0.7）： （1）完成步进电机驱动电路设计； （2）编程实现步进电机控制，要求具有速度设定、正反转控制、指定步进数功能。 三、发挥部分： （1）实现步进电机软启动功能。 （+0.2）11、液晶显示控制电路与程序设计 一、任务： 完成单片机液晶接口的电路和程序设计，实现文本显示功能。 二、基本要求（难度系数 0.6/0.7）： （1）液晶显示器为图形点阵液晶，型号 YM12864R，控制芯片为 ST7920 （2）正确连接液晶显示器与单片机 （3）编写液晶显示控制程序，显示如下内容：常 熟 理 工 学 院 课 程 设 计某 某 某某 某 某作 者 ：某 某 某
10、三、发挥部分： （1）完成各类显示控制函数的编写，如数值显示、划线、图形显示等，并给出使用例 程；（+0.2） （2）增加其他实用功能。 （每项实用功能+0.1，上限+0.2）12、串口通信多机通信系统 一、任务： 设计实现多台单片机系统之间的串行通信 二、基本要求（难度系数 0.8）： （1）设计一个主从式多机通信系统，包含 1 台主机和 3 台从机，主机和从机全部为单 片机； （2）选择合适总线接口芯片，正确连接主机和从机； （3）编程实现分布式数据采集功能，主机可以获取各分机当前 AD 转换结果，并显示。三、发挥部分： （1）完善通信功能。 （根据完成情况加分，上限+0.2）13、多功能
11、计算器的设计 一、任务： 使用按键、数码管和单片机实现多功能计算器的运算功能。 二、基本要求（难度系数 0.4）： （1）具有基本的数值移位输入，加、减、乘、除功能； 三、发挥部分： （1）增加 M+、MR、除零错误提示等功能；（+0.2） （2）增加其他实用功能。 （每项实用功能+0.1，上限+0.3）14、温度采集与显示 一、任务： 使用 DS18B20、数码管和单片机实现温度采集和控制系统的设计。 二、基本要求（难度系数 0.4）： （1）使用 DS18B20 传感器实现温度测量，并使用数码管显示当前测量结果； （1）做好隔水处理，要求进行水温测量； 三、发挥部分： （1）使用 DS18
12、B20 和简易加热装置，实现一个水温控制系统，具有水温设定和恒温控制 功能。(+0.6)15、微型直流电机的转速测量 一、任务： 设计并实现微型直流电机的转速测量装置。 二、基本要求（难度系数 0.5）： （1）使用光电码盘方式实现微型直流电机的转速测量，完成硬件电路设计； （2）编程实现转速测量及显示功能。 三、发挥部分： （1）实现在转速 5003000rpm 范围内测量误差不大于10rpm，给出理论推导过程；(+0.3) （2）实现转动方向判别功能；(+0.1/+0.2)16、简易微型直流电机调速系统设计 一、任务： 设计并实现微型直流电机多转速调解系统，要求闭环控制。 二、基本要求（难
13、度系数 0.8）： （1）完成微型直流电机驱动电路和转速测量电路设计 （2）编程实现微型直流电机闭环调速功能，具有速度设定、速度显示和自动稳速功能。三、发挥部分： （1）实现简单的控制参数自整定功能。(+0.2)17、使用 I2C 访问 EEPROM 一、任务： 使用单片机普通 IO 模拟 I2C 总线时序，实现对 I2C 接口的 EEPROM 芯片的读写操作。 二、基本要求（难度系数 0.5）： （1）完成 AT24C02 与 AT89S51 的电路连接； （2）编程实现单片机对 AT24C02 的存取功能，并由数码管显示存取结果。 三、发挥部分： （1）编程实现由 PC 机控制的指定地址存
14、取功能，PC 机与单片机之间使用串口进行通 信，PC 机端使用串口调试工具进行数据收发；(+0.2) （2）自行编写发挥部分 a 的 PC 机端控制程序。(+0.2)18、简易数字示波器设计 一、任务： 使用示波管作为显示器件，设计并实现一个简易的无存储功能的数字示波器 二、基本要求（难度系数 0.7）： （1）使用模拟示波管作为显示设备，A/D 转换器作为测量设备，实现一个简易数字示 波器； （2）完成硬件电路设计； （3）编程实现波形数据的采集与显示（可以显示即可，不做功能上的其他要求） 。 三、发挥部分： （1）在示波管上绘制三角形、圆形、矩形；(+0.1) （2）实现示波器的同步功能。(+0.1) （3）如何实现一个具有完整功能的数字存储示波器，对控制器有何要求？请给出你的 设计思路和设计框图。 （不一定局限在单片机方案）(+0.1)
