单片机课程设计任务书.docx

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单片机课程设计任务书

《单片机原理与应用》

课程设计任务书

适用专业

课程名称单片机原理与应用

电气工程学院

年月

单片机课程设计任务书

一、设计的目的、任务

目的：

系统地运用已学的理论知识解决实际问题的能力和查阅资料的能力。

培养一定的自学能力和独立分析问题、解决问题的能力，能通过独立思考、查阅工具书、参考文献，寻找解决方案；

任务：

完成所选题目的分析与设计，达到技术性能要求。

提交正式课程设计总结报告一份。

设计题目尽可能先用单片机EDA仿真软件Proteus软件仿真，软件仿真通过后，有条件的同学进一步完成硬件电路设计，并调试通过，各题目最后采用的编程语言为KeilC51。

二、被选设计题目

1、数字音乐盒

设计要求：

1、利用I/O口产生一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏乐曲（最少储存三首乐曲，每首不少于30秒）

2、采用LCD显示信息

3、开机时有英文欢迎提示字符，播放时显示歌曲序号（或名称）

4、可通过功能键选择乐曲，暂停，播放

5、选作内容：

显示乐曲播放时间或剩余时间

6、本设计中用89C51单片机，4*4键盘，蜂鸣器，16*2LCD，七段显示数码管LED

2、出租车计价器

设计要求：

1、不同情况具有不同的收费标准。

白天、晚上、途中等待（>10min开始收费）

2、能进行手动修改单价

3、具有数据的复位功能

4、IO口分配的简易要求，距离检测使用霍尔开关A44E，白天/晚上收费标准的转换开关，数据的清零开关，单价的调整（最好使用＋和－按键）

5、数据输出（采用LCM103）单价输出2位、路程输出2位、总金额输出3位

6、按键启动计时开关、数据复位（清零）、白天/晚上转换

3、数字温度计

设计要求：

1、基本范围-50℃-110℃

2、精度误差小于0.5℃

3、LED数码直读显示

扩展功能

1、实现语音报数

2、可以任意设定温度的上下限报警功能　

4、交通灯设计

基本要求：

1、系统包括人行道、左转、右转、以及基本的交通灯的功能。

2、系统除基本交通灯功能外，还具有倒计时、时间设置、紧急情况处理、分时段调整信号灯的点亮时间以及根据具体情况手动控制等功能。

5、电子密码锁

基本要求：

1、系统能完成开锁、超时报警、超次锁定、管理员解密、修改用户密码基本的密码锁的功能。

2、还具有调电存储、声光提示等功能，依据实际的情况还可以添加遥控功能。

6、用单片机实现的自动拨号器

设计要求：

1、本课题设计的电话自动拨号器以单片机为核心器件，一旦检测到有告警发生，便自动通过电话线拨打你本人的手机或指定的固定电话。

2、通过附加各种探头，不但可用于气体泄漏、防盗等的报警，稍加改制还可用于无人值守台站的通信设备及电源的故障告警。

7、电子钟的设计

基本要求：

1、主电路系统由秒信号发生器、“时、分、秒”计数器、译码器及显示器、校时电路、整点报时电路组成

2、秒信号产生器是整个系统的时基信号，它直接决定计时系统的精度，一般用石英晶体振荡器加分频器来实现。

将标准秒信号送入“秒计数器”，“秒计数器”采用60进制计数器，每累计60秒发出一个“分脉冲”信号，该信号将作为“分计数器”的时钟脉冲。

“分计数器”也采用60进制计数器，每累计60分钟，发出一个“时脉冲”信号，该信号将被送到“时计数器”。

“时计数器”采用24进制计时器，可实现对一天24小时的累计

3、译码显示电路将“时”、“分”、“秒”计数器的输出状态菁七段显示译码器译码，通过六位LED七段显示器显示出来

4、整点报时电路时根据计时系统的输出状态产生一脉冲信号，然后去触发一音频发生器实现报时

5、校时电路时用来对“时”、“分”、“秒”显示数字进行校对调整的。

8、交通信号钟的设计

一、设计任务与要求

1．设计一个十字路口的交通灯控制电路，要求甲车道和乙车道两条交叉道路上的车辆交替运行，每次通行时间都设为25秒；

2．要求黄灯先亮5秒，才能变换运行车道；

3．黄灯亮时，要求每秒钟闪亮一次。

4．根据交通灯控制系统框图，画出完整的电路图和波形图。

9、自动豆浆机控制电路

1、设计内容：

利用单片机设计一个自动控制电路来控制豆浆机的工作，让它能够控制豆浆机把容器中浸泡好的黄豆加工成煮好的豆浆，并按规范制作设计说明书

2、主要性能要求：

当放入适量浸泡好的黄豆、加入适量的冷水，将豆浆机电源插头插入220V交流电源，豆浆机指示灯亮起、发热管开始对水进行加热。

当水温加热到80度左右，豆浆机停止加热。

然后开始每粉碎15秒停5秒共5次的粉碎过程。

再经过2分钟左右的烧煮，最后豆浆机发出提示音，即告豆浆加工结束。

3、注意：

在粉碎和烧煮豆浆过程中，会产生较多的泡沫。

所以，这两个阶段存在加热与溢出之间的一对矛盾，应有适当的解决方案。

10、倒计时秒表

 设计要求

 1、可以实现正常秒表的所有功能，包括启动，暂停，复位等

 2、可以自由设定倒计时时间（10s,20s,30s....），并进行倒计时（10s,20s,30s....）

 3、显示方式自选

 4、任选一款51单片机

 5、扩展功能：

在秒表基础上增加时钟功能；倒计时完成时加入报警单元，如声音，灯光等

11、一个用于赛场的篮球计时计分器

 设计要求

 1、能记录整个赛程的比赛时间，并能修改比赛时间

 2、能随时刷新甲、乙两队在整个比赛过程中的比分。

 3、中场交换比赛场地时，能交换甲、乙两队比分的位置。

 4、比赛结束时，能发出报警声。

12、定时闹钟

 设计要求

 1、能显示　时时－分分－秒秒。

 2、能够设定定时时间、修改定时时间。

 3、定时时间到能发出报警声或者启动继电器，从而控制电器的启停。

13、设计一个单片机控制的智力竞赛抢答器

设计要求：

1、设置两个功能键：

开始键、复位键。

2、按下开始键后可以进行抢答，按下复位键恢复初始状态。

3、能容许2—6组抢答能显示抢答组号，并给出状态信号。

4、各组计分，并能计分显示。

5、比赛结束时，能发出报警声。

14、设计一个单片机控制的交通灯控制系统设计

设计要求：

1、A道和B道上均有车辆要求通过时，A、B道轮流放行。

A道放行5分钟（调试时改为5秒钟），B道放行4分钟（调试时改为4秒钟）。

2、一道有车而另一道无车（实验时用开关K0和K1控制），交通灯控制系统能立即让有车道放行。

3、有紧急车辆要求通过时，系统要能禁止普通车辆通行，A、B道均为红灯，紧急车由K2开关模拟。

4、绿灯转换为红灯时黄灯亮1秒钟。

15、多功能秒表系统设计

设计要求：

1、能同时记录四个相对独立的时间并分别显示。

2、两位LED显示，显示时间为00～99秒。

3、每秒自动加1。

4、一个开始按键、一个复位按键、一个暂停按钮。

5、翻页按钮查看四个不同的计时值。

16、病房呼叫系统设计

设计要求：

1、设计一个可容64张床位的病房呼叫系统。

2、要求每个床位都有一个按钮，当患者需要呼叫护士时，按下按钮。

此时护士值班室内的呼叫系统板上显示该患者的床位号，并振铃3秒。

3、当护士按下“响应”键时，取消当前呼叫。

17、电子万年历设计

设计要求：

1、显示年月日时分秒及星期信息。

2、具有可调整日期和时间功能

3、增加闰年计算功能

18、一对多串行通信设计

设计要求：

1、用单片机的串行接口完成多台单片机之间的通信联络。

2、具有全双工通信方式。

可以将一台单片机设为主机，也可不设主机。

19、加热定时器设计

设计要求：

为系热水器设计一定时器，早7：

00-晚10点保证供热水，并要求周六、周日全天供水。

20、恒温控制模拟设计

设计要求：

1、对一定范围的温度进行控制，低于此范围则加热，高于此范围则降温。

2、要求给出正常、加热、降温信号。

21、电子秤设计

设计要求：

1、利用压力传感器检测重量信号，经放大和A/D转换，并经单片机处理后在LED上显示出被称重量值。

2、最小显示单位为1克。

22、步进电机正反转设计

设计要求：

设置开始、停止以及正反转键。

转速以及转向由数码管显示。

23、步进电机加减速设计

设计要求：

1、设置开始、停止以及加减速键。

2、要求显示运行状态，并设置一个极限值，当速度超过极限时发出报警信号。

24、电子打铃器

设计要求：

要求按学校上下课铃响铃次序设计电子打铃器，周六周日不打铃。

25、直流电机调速设计

设计要求：

通过改变A/D输入来调节D/A输出，进而控制直流电机的转速。

26、频率计设计

设计要求：

利用单片机的定时器/计数器定时和计数，计算出频率，用LED数码管显示出来。

27、报警器设计

设计要求：

设计一报警器，当第一次触发时发出报警信号，延时后报警信号停止。

十秒内没有第二次触发则复位，十秒内触发第二次则持续报警，只可由复位键复位。

28、简易数字电压表设计

设计要求：

1、利用ADC0809设计一简易数字电压表，要求可以测量0—5V之间8路输入电压值，电压值有四位LED数码管显示，并在数码管上轮流显示或单路选择显示。

2、测量最小分辨率为0.019V，测量误差约为+0.02V。

29、水位计设计

设计要求：

1、设计一自动水位控制器，使其具有均匀水流出。

当水位降到一定程度时，停止放水，开始注水。

2、当水位升到一定程度时，停止注水，开始放水。

要求给出信号。

30、点对点串行通信接口设计

设计要求：

1、用单片机的串行接口完成两台单片机之间的通信联络。

具有全双工通信方式，波特率可调。

2、可扩展为单片机与通用计算机（RS232口）之间的通信联系。

31、微波炉控制设计

设计要求：

1、设置开始键，功率设置键（设置功率，可以分为大、中、小三档，初始为中档，由LED显示），定时键（设置时间）以及复位键。

32、微电脑彩灯控制器

设计要求：

1、用单片机控制，采用矩阵式输出，使单片机的15根口线可以控制56路彩灯。

2、本控制器在电路不变的条件下，通过更改软件，能极方便地实现各种不同的花样控制。

33、超声波测距器的设计

设计要求：

1、设计一个超声波测距器，用于汽车倒车、建筑施工工地以及一些工业现场的位置监控。

2、要求测量范围在0.10~4.00米，测量精度1厘米，测量时与被测物体无直接接触，能够清晰稳定的显示测量结果。

34、16*16点阵LED电子显示屏的设计

设计要求：

1、设计一个16*16点阵LED电子显示屏

2、要求在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形和文字应稳定、清晰无串扰。

图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。

35、设计并实现一个各种波形发生电路

设计要求：

利用单片机P1.0脚输出正弦波、方波、三角波、梯形波、锯齿波，并用示波器观察。

36、设计并实现一个电容、电阻参数单片机测试系统

设计要求：

电阻、电容充放电电路可计算电路时间常数，用A/D转化器测量电压值能测得时间常数值，经单片机计算，算出电阻或电容值，并在LCD上显示。

37、简易电子琴设计

设计要求：

（1）利用所给键盘的1，2，3，4，5，6，7，8八个键，能够发出8个不同的音调，并且要求按下按键发声，松开延时一段时间停止，中间再按别的键则发另一音调的声音。

（2）要求能通过按键进行贮存编辑的歌曲。

38、智能点火系统设计

设计要求：

1、系统由一片单片机控制，嵌入了能实时检测火焰燃烧情况的检测电路，当火焰熄灭时，系统将自动关闭气阀，防止燃气外泄，还可以在火焰熄灭一段时间后自动重新点火。

2、系统由步进电机控制气阀，还设有两个按键来调节步进电机转动的步数，可以控制气阀的开度，从而控制火焰的大小，可以应用于不方便直接用手动调节气阀的场合。

39、单片机遥控系统设计

设计要求：

要求用单片机作为控制芯片制作一个遥控器，另一个单片机系统能被遥控操作。

40．工业顺序控制系统

目的：

掌握工业顺序控制程序的简单编程，中断的使用

要求：

设计并且制作以51单片机为核心的工业顺序控制系统，由P1.0—P1.6控制注塑机的七道工序，可以利用七只发光二极管模拟注塑机的七道工序，低电平有效点亮，编制工业顺序控制系统监控程序；编制顺序控制软件，要求每道工序时间延时可以设定，P3.4为开关启动开关，高电平启动。

P3.3为外部故障输入模拟开关，低电平报警，P1.7为报警声音输出，设定六道工序只有一位输出。

思考问题：

修改程序，使每道工序中有多位输出，考虑注塑机正常使用状态的控制；在此基础上，考虑异常情况时的保护、报警措施。

41．I／O口扩展与应用

目的：

学习单片机系统中扩展I／O口的方法；掌握I／O口的控制逻辑，学习数据输入输出的种类及程序的编制方法。

要求：

了解常用的I/O口芯片，硬件扩展，读取开关状态，输出数据并且驱动发光二极管显示出来。

思考问题：

查询与中断的比较，带有握手信号的并口的控制，输入输出信号的可靠性及保护。

42．智能数据采集系统

目的：

（1）掌握A/D转换与单片机接口的方法；

（2）通过实验了解单片机如何进行数据采集。

（3）查询与中断方式进行数据采集的比较；（4）简单数据处理。

要求：

设计并且制作基于51单片机的数据采集系统，配置A／D转换芯片，编制数据采集系统监控软件，数据采集软件，电位器提供模拟输入量（传感器实验系统提供模拟量输入），将模拟量转换成数字量，通过数码管显示出来，分析数据采集精度。

问题思考：

提高数据采集精度的方法及必要性，A／D转换器的种类及各自的特性，改变A／D转换器的基准源对转换的影响，查询与中断方式进行数据采集的比较。

43．智能信号发生器

目的：

（1）了解Ｄ／Ａ转换与单片机的接口方法；

（2）了解Ｄ／Ａ转换芯片的性能及编程方法；（3）了解单片机系统中扩展Ｄ／Ａ转换的基本方法

要求：

利用数字序列输出一个从0V开始逐渐升至5V再降至0V的可变电压，循环并且利用示波器观测波形。

制作信号发生器，并且讨论精度及其提高的方法。

问题思考：

数字信号发生器的精度取决于哪些因素，功率输出时配置的考虑，保护措施的考虑。

44．智能仪器设计

目的：

掌握8051系统中，扩展输入（键盘）及显示接口的方法

要求：

人机接口的设计，按下数字键，数码管上相应能显示数字，按下功能键，能相应执行程序

问题思考：

输入的方式有哪些，如何更有效的利用功能键，监控程序应该考虑哪些问题？

45．通用打印机的驱动

目的：

掌握扩展芯片8255实验应用，通用打印机的初始化编程知识。

要求：

编制程序，使通用打印机打印RAM区中的ASCⅡ码字符。

问题思考：

使通用打印机打印汉字，数据库的建立，通用表格的生成

46.微型打印机打印字符／曲线／汉字

目的：

了解微型打印机和8051系统连接方法，掌握编程技巧。

要求：

微型打印机打印实时数据和曲线。

47．日历时钟DS12887控制

目的：

了解日历时钟DS12887A的工作原理；掌握单片机与日历钟芯片的扩展编程。

要求：

利用系统键盘设置日历、时钟；利用MC3的静态显示器显示年、月、日；利用试验系统的显示器显示时、分、秒。

思考问题：

在利用单片机编写动态显示程序延迟时间时应该注意些什么？

48．IC卡存储卡读写实验

目的：

熟悉IC卡工作原理及IC卡总线结构；利用单片机的I／O口线P3.0.P3.1产生IC总线SCL.SDA。

要求：

以AT24C01A卡为例，根据AT24C01A卡的读写时序编写读写卡的程序，把写入IC卡的数据读到系统内存4000H～407EH单元中

49．语音控制（录音）

目的：

熟悉语音芯片ISD1420录音工作原理；利用单片机控制语音芯片的分地址录音，增加系统的语音提示功能。

要求：

把语音芯片ISD1420录音时间分成20段，每段一秒，调用录音子程序，录入语音，建立语音库。

50．语音控制实验（放音）

实验目的：

熟悉语音芯片ISD1420放音工作原理；利用单片机控制语音芯片的分地址录音，增加系统的语音提示功能。

要求：

语音录入结束后，根据段地址，调用放音子程序，还原原来录入语音信号。

51．步进电机控制

目的：

了解步进电机控制的基本原理，掌握步进电机的转动编程方法

要求：

读取显示器上的正反转命令，转速（16级）和转动步数后执行，转动步数减为零时停止转动

52.小直流电机调速实验

目的：

掌握单片机数控直流电机的速度

要求：

利用DAC0832芯片进行数/模控制，输出的电压经放大后驱动小直流电机的速度进行数字量调节

53.LED16*16点阵显示

目的：

利用单片机并行控制LED点阵显示；掌握单片机与LED点阵块之间接口电路设计及编程

要求：

利用取模软件建立标准字库，编制程序实现点阵循环左移显示汉字

54.《教材》所带光盘中的21个课程设计题目

三、课程设计报告内容要求

1、每b同学在所给课程设计题目当中任选一题，同组中每题最多2人选做，可以自选与单片机相关的设计题目，自选题目最后做出实物。

2、概述所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能；

3、进行硬件电路设计及描述；

4、进行软件设计流程及描述；

5、给出源程序代码及注释；

6、画出硬件电路图,给出主程序及流程框图；

7、写出课程设计体会

四、分组情况

按照行政班进行分组，分组情况如下表：

组别

班级

人数

地点

指导教师

1

五、设计时间进程表

时间

设计内容

要求

备注

1天

熟悉题目、查阅资料，拟订方案

熟悉内容和要求

1.5天

按方案进行设计并分析计算

完成理论分析计算

2天

调试或仿真实验整理设计文档

完成调试或计算机仿真

0.5天

答辩

答辩小组，将对对题目涉及的专业理论知识、方案的选择、工程技术要求、分析计算等对设计者进行质疑，每人时间15分钟。

六、考核办法及成绩：

1、考核办法和和依据：

、完成设计并提交课程设计报告；

、演示所设计的系统；

、回答教师所提出的问题；

、考勤情况。

2、成绩构成

、理论方案设计及设计报告，占总成绩40%；

、设计制作与调试，占总成绩40%。

、答辩，占总成绩20%

3、考核成绩：

分为优、良、中、及格和不及格。

1、优秀

（1）遵守纪律，勤于钻研，能按时按量出色地完成任务书中规定的任务，能熟练运用所学理论和专业知识，具有较强的综合分析问题和解决问题的能力，在课题的设计中有独到的见解；完成了制作及调试，功能能达到预期要求;

（2）设计说明书内容完整，分析正确，概念清楚，条理分明，文字通顺，书写工整，图纸齐全、整洁、无错误、符合国家有关标准；

2、良好

（1）工作努力，遵守纪律，能按时按量独立完成任务书中规定的任务，能较好地运用所学理论和专业知识，具有较强的综合分析问题和解决问题的能力，完成了制作及调试；

（2）设计说明书内容完整，分析正确，概念清楚，条理分明，文字通顺，书写工整，图纸齐全、整洁、无错误、符合国家有关标准；

3、中等

（1）工作较努力，遵守纪律，基本上能按时按量独立完成任务书中规定的任务，能基本正确运用所学理论和专业知识，理论设计方案基本合理；基本完成了制作及调试。

（2）设计说明书内容完备，分析基本正确，概念较清楚，书写较工整，图纸齐全、符合国家有关标准；

4、及格

（1）工作态度及表现一般，在规定时间内勉强完成任务书中规定的任务，基本达到了教学要求，理论设计方案基本合理，硬件设计和软件编制未进行调试，存在一定的错误。

（2）设计说明书内容基本正确，书写较工整，图纸齐全、基本符合国家有关标准或仅有局部非原则性错误；

5、有下列情况之一者成绩视为不及格

（1）工作不努力，有违纪行为，表现差；

（2）未能达到设计所规定的基本要求，或设计中有原则性错误；

（3）弄虚作假，有抄袭行为，或部分内容由其他学生代做；

（4）设计说明书概念不清，图纸不齐全或不符合国家标准；

七、课程设计报告的内容及其文本格式（如果进行打印）

1.课程设计报告要求用16k纸排版，单面打印，并装订成册，装订顺序：

①封面

②设计评语

③目录

④正文（设计计算说明书、研究报告、研究论文等）

⑤参考文献

2.目录格式要求：

①标题“目录”（三号、黑体、居中）

②章标题（四号字、黑体、居左）

③节标题（小四号子、宋体）

④页码（小四号子、宋体、居右）

3.正文格式要求：

①页边距：

上2.5cm，下2.5cm，左2.5cm，右2cm，页眉1.5cm，页脚1.75cm，左侧装订；

②字体：

章标题，四号字、黑体、居左；节标题，小四号子、宋体；正文文字，小四号字、宋体；

③行距：

1.5倍行距；

④页码：

底部居中，五号；

4.参考文献格式要求：

①标题：

“参考文献”，小四，黑体，居中。

②示例：

（五号宋体）

期刊类：

[序号]作者1,作者2,……作者n.文章名.期刊名（版本）.出版年,卷次（期次）:

页次.

图书类：

[序号]作者1,作者2,……作者n.书名.版本.出版地:

出版社，出版年:

页次.

八、设计时使用的主要参考书及手册

1、《单片机原理及应用》（“十五”国家级规划教材）张毅刚主编高教出版社

2、单片机原理与应用实验指导书（自编）

3、《单片微型计算机原理及应用》张坤毅等编西安电子科技大学出版社1997年

4、《单片机原理及接口技术》胡汉才编清华大学出版社

5、依据图书馆现有资料及网络资源。

九、建议

通过课程设计，可使学生将所学过的电子技术、模数转换技术、传感器技术、单片机技术及智能仪器等知识综合串联起来，通过理论联系实际，从题目分析、电路设计调试、程序编制调试到传感器的标定等这一完整的实验过程，培养学生正确的设计思想，使学生充分发挥主观能动性，去独立解决实际问题，以达到提升学生的综合能力、动手能力、文献资料查阅能力的作用，从而培养和提高学生的独立工作能力及解决实际问题的能力。

为毕业设计和以后的工作打下一个良好的基础。

当然课程设计不仅仅是要求学生完成所规定的题目要求，同时还要培养学生养成良好的科学态度和严谨的设计习惯。

建议学生在课程设计时完成如下文档资料：

1.设计思想和设计说明

2.硬件原理框图

3.硬件原理图与其软件配合介绍

4.程序存储器和数据存储器的单元分配

5.程序流程图

6.源程序清单

7.芯片资料