单片机综合实验与课程设计

1、实验五单片机综合实验实验要求一、选题1、每人选择一个题目完成。2、每个题目即可在实验箱上仿真，也可在电脑上用keilc51和proteus仿真完成。在 实验箱上完成的，要依照实验电路要求连线；用proteus上仿真的，实验内容参照要求 进行，电路可参考实验要求自行设计连线完成。3、规定上实验课时间必须来，开放时间自愿到实验室。若开放时间来必须填写开放记 录，也可在寝室或其他地方完成。二、实验时间安排每周上课时间，以及实验室没课时为开放时间。三、实验过程实验过程中按照要求连线，分模块完成。程序存放在e盘中，且只能保存一天，最好 自带u盘保存，否则电脑关机程序会丢。四、实验报告格式（具体格式见实验

2、材料最后两页）1. 实验内容2. 实验电路及功能说明3. 实验程序流程图4. 实验结果分析（包括实验现象、已实现功能、未实现功能、误差分析等）5. 程序清单五、实验完成及成绩评定（实验报告格式见资料最后两页）完成实验报告的撰写，上交keil源程序、proteus仿真电路、word电子文档和纸 质打印稿。单片机综合买验报告题 冃: 班 级: 姓 名: 学 号:一、实验内容：二、实验电路及功能说明三、实验程序流程图：主程序：子程序：四、实验结果分析五、程序清单单片机综合实验项目项目1模拟真实交通灯内容：用8255芯片的pa、pb 口低四位做输出口，控制i二个发光二极管燃灭，模拟十字路 口交通灯管理

3、，并利用数码显示器进行倒计时显示（采用单片机内部定时器定时）。通过外 部中断能使交通灯愆停运行，并点亮4个红灯。通过16*16点阵小的图形模拟控制行人过马 路的人形“走”、“停”指示灯，可参考下图所示。 wl何走（b）停选做增加项ii：在交通灯开始z前可通过开关对红绿灯亮灭时间的初始值进行增、减设 定或者交通灯暂停时加上乐illi报警。电路：（只连粗实线部分）74ls138译码器电路（选做部分）vuu1r1r6led1n2n4nsn6led6li l2 l3l4r2r3r4r5led4 iled5n7r8n9n10nill12led9 led10 led11 led 12r9r19r12n8l

4、10l11r11卜00卜cm0卜9s寸cm0colulljlljta cla cl8255l5 l6 l7 l8 l98255与发光二极管连线图数码led显示器电路（不需接线）4 9s0mcmt0 ooooooao i i i i i i i i020994 aaadaaaa i i i i i i i ivcc0bd?d6d5d4d3d2did0vg 273(1)11 .y1 273(2) 11v2 273 11 lv3 273(4) 11ls273 (4)ls273 (1)uccoomhsagmecieapirbkpaslepakeeeek<ncoz sd?_06-d5-d4-d3-

5、02-dl-d0-fieeefieefisleaeeaeakeaeaealkreikeansiekekeeeeaiseekeeeefikfifififiefi 西西西西口西西西91481216x16led点阵显示电路（选做部分）要求：交通灯亮灭过程同“8255控制交通灯实验”，倒计时显示只需两位数（）99）,用定时 器定时进行倒计时，每秒钟减1。在16*16点阵中显示的人形“走”、“停”标志可占定义， 由专门软件可转换为相应显示代码，不需自己推理。项目2多功能数字时钟内容：设计一个数字时钟，显示范用为0（）： 00： 00-23： 59： 59o通过5个开关进行控制，其 中开关k1用于切换时间

6、设置（调节时钟）和吋钟运行（正常运行）状态；开关k2用于切 换修改时、分、秒数值；开关k3用于使相应数值加1调节；开关k4用于减1调节；开关 k5用于设定闹钟，闹钟同样可以设定初值，并且设定好后到时间通过实验箱音频放出一段 乐曲作为闹铃。选做增加项fl述町增加秒表功能（粹确到（）.0is）或年月日设定功能。电路：（只连粗实线部分）q f |b/卩卜(1 廉 lbfl f lbfl * lbfl * lbcl d hel d kcl d l：el d kcl d kcl d k» |b fl * |b q b q f |b fl f |b d y |tn丨丨丨丨i273 ffdch27

7、3 ffddhd b（ do d7）数码led显示器电路（不需接线）电了咅响电路要求：开关k3进行加1调节时，当加至最大值（时为24,分和秒均为60）时要能正常归零。 开关k4进行减1调节时，当减至最小值00时，均能再回到从相应最大值（时为23,分、 秒均为59）。闹钟乐曲自定。项目3电子时钟（lcd显示）设计要求以at89c51单片机为核心的时钟，在lcd显示器上显示当前的时间： 使用字符型lcd显示器显示当前时间。 显示格式为“时时：分分：秒秒”。 用4个功能键操作來设迸当前时间，4个功能键接在p1. 0p1. 3引脚上。 功能键k1k4功能如下。 k1进入设置现在的时间。 k2设置小时。

8、 k3设置分钟。 k4确认完成设置。程序执行后工作指示灯led闪动，表示程序开始执行，lcd显示“00： 00： 00”，然后开始计时。项目4秒表设计要求应用at89c51的定时器设计一个2位的led数码显示作为“秒表”:显示时间为 0099s,每秒自动加1,设计一个“开始”键,按下“开始”键秒表开始计时。设计 一个“复位”键，按下“复位”键后，秒表从0开始计时。项目5定时闹钟设计要求使用at89c51单片机结合字符型lcd显示器设计一个简易的定时闹钟lcd时钟。定时闹钟的基本功能如f： 显示格式为“时时：分分”。 由led闪动来做秒计数表示。 一旦时间到则发出声响，同时继电器启动，可以扩充控

9、制家电的开启和关闭。程序执行后工作指示灯led闪动，表示程序开始执行，lcd显示“00： 00” ,按下 操作键k1k4动作如下：(1) k1设證现在的时间。(2) k2显示闹钟设置的时间。(3) k3设置闹铃的时间。(4) k4闹铃0n/0ff的状态设置，设宜为on时连续三次发出“哗”的一声，设 置为off发出“哗”的一声。设置当前时间或闹铃时间如下。(1) k1时调整。(2) k2分调整。(3) k3设置完成。(4) k4闹铃时间到时，发出一阵声响，按卜本键可以停止声响。本题冃的难点在于4个按键每个都具有两个功能。项目6音乐倒数计数器设计要求利用at89c51单片机结合字符型lcd显示器设

10、计一个简易的倒数计数器，可用來煮 方便而、煮开水或小睡片刻等。做一小段时间倒计数，当倒计数为0时，则发岀一段 音乐声响，通知倒计数终了，该做应当做的事。定时闹钟的基本功能如fo 字符型lcd （16 x 2）显示器。 显示格式为“time分分：秒秒”。用4个按键操作来设置当前想耍倒计数的时间。一旦按下键则开始倒计数，当计数 为0时，发出一阵音乐声。程序执行后工作指示灯led闪动，表示程序开始执行，按下操作键k1k4动作如 下。 k1可调整倒计数的时间160分钟。 k2设置倒计数的时间为5分钟，显示“0500”。 k3设置倒计数的时间为10分钟，显示“1000” o k4设置倒计数的时间为20分

11、钟，显示“2000” o复位后lcd的画面应能显示倒计时的分钟和秒数，此时按k1键则在lcd上显示出 设置画面。此时，若：a. 按操作键k2增加倒计数的时间1分钟。b. 按操作键k3减少倒计数的时间1分钟。c. 按操作键k4设置完成。本题冃难点是实现音乐的播放，可利用定时计数器，通过载入不同的计数初值， 产生频率不同的方波，输入到蜂鸣器（s0uner）屮，使具发出频率不同的声音。本设 计中单片机晶振为1.0592mhz,通过计算各音阶频率,可得1、2、3、4、5、6、7共7 个音应赋给定时器的初值为 64580、64684、64777、64820、64898、64968> 65030。

12、在此基础上，可将乐曲的简谱转化为单片机可以“识别”的“数组谱”，进一步加入 对音长、休止符等的控制量后，可以实现音乐的播放。项目7波形发生器设计设计要求设计一个能产生正弦波、方波、三角波、梯形波、锯齿波的波形发生器。本题目屮，方波信号是利川定时器屮断产牛的，每次屮断时，将输岀的信号按位取 反即可。其他波形可以通过单片机控制dac来实现。（1）三角波信号是将输出的二进制数字信号依次加1,达到oxff时依次减1,并 实时将数字信号经d/a转换得到；（2）锯齿波信号是将输出的二进制数字信号依次加1,达到oxff时置为0x00,并 实时将数字信号经d/a转换得到的；（3）梯形波是将输出的二进制数字信号

13、依次加1,达到oxff时保持一段时间，然后依次减1直至0x00,并实时将数字信号经d/a转换得到的；(4) 正弦波是利用matlab将正弦曲线均匀取样后，得到等间隔时刻疋弦波取样值, 然后依次输出后经d/a转换得到。项目8人行道电子指示屏的设计设计要求设计一个单片机控制的两个16x16点阵led模块显示的人行道电子指示屏。当人 行道禁止行走时，如题10图(a)所示，显示红色，上面是禁止通过的图案，下面是剩余 时间。当人行道允许通过时，应显示绿色，如题10图(b)所示，上面是剩余的时间，卜面是允许通过的图案，(a)题10图人行道电子指示屏项目9数字频率计设计要求设计一个以单片机为核心的频率测虽装

14、置。使用at89c51单片机的定时器/计数器 的定吋和计数功能，外部扩展6位led数码管，要求累计每秒进入单片机的外部脉冲 个数，用led数码管显示出来。(1) 被测频率fxvllohz,采用测周法，显示频率xxx. xxx； fx>110hz,采 用测频法，显示频率xxx xxx。(2) 利用键盘分段测量和自动分段测虽。(3) 完成单脉冲测量，输入脉冲宽度范围是loops0. iso(4) 显示脉冲宽度要求如下。txviooops,显示脉冲宽度xxx。tx>looops,显示脉冲宽度xx xx。测量频率有测频法和测周法两种。（1）测频法，利用外部电平变化引发的外部中断，测算is内

15、的波数，从而实现对频 率的测定；（2）测周法，通过测算某两次电平变化引发的屮断之间的时间，实现对频率的测定。 简而言之，测频法是直接根据定义测定频率，测周法是通过测定周期间接测定频率。理论上，测频法适用于较高频率的测量，测周法适用于较低频率的测量。经过调校, 在测量低频信号时，本项目屮测频法精度已高于测周法，故舍弃测周法，全量程采川 测频法。项目10 8位竞赛抢答器的设计设计要求以单片机为核心，设计一个8位竟赛抢答器：同时供8名选手或8个代表队比赛, 分别用8个按钮sos7表示。设置一个系统清除和抢答控制开关s,开关由主持人控制。抢答器具有锁存与显示功能。即选手按按钮，锁存相应的编号，并在优先

16、抢答选手 的编号一直保持到主持人将系统清除为止。抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动“开始”键后，定时器进行减计时，同时扬声器发出如暂的声响，声 响持续的时间为0.5s左右。参赛选手在设定的时间内进行抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选 手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器 上显示00o通过键盘改变抢答的时间，原理与闹钟时间的设定相同，将定时时间的变量置为全 局变量后，通过键盘扫描程序使每按下一次按键，时间加1 （超过30时置0）。同时单 片机不断进行按键

17、扫描，当参赛选手的按键按卜时，川于产牛时钟信号的定时计数器 停止计数，同时将选手编号（按键号）和抢答时间分别显示在led上。项目11数字电压表设计设计要求以单片机为核心，设计一个数字电压表。釆用屮断方式，对2路05v的模拟电压 进行循环采集，采集的数据送led显示，并存入内存。超过界限时指示灯闪烁。本题冃本质上是以单片机为控制器，adc器件采用adc0809 （proteus库中只有 adc0808,使用adc0808来代替adc0809）,要求的电压显示,是对adc采集所得信号的 进一步处理。为得到可读的电压值，需根据adc的原理，对采集所得的信号进行计算，并显示在 led ±0本

18、项目中adc0808的参考电压为+5v,根据定义,釆集所得的二进制信号addata所指代的电压值为：addata 7x 5 v256而若将其显示到小数点后两位，不考虑小数点的存在（将其乘以100）,其计算的数值为：addataxl00x5v%addataxl96v256将小数点显示在第二位数码管上，即为实际的电压。本示例程序将1.25 1v和2.5 v作为两路输入的报警值，反映在二进制数字上，分别为0x40和0x80o当a/d转换结果超过这一数值时，将会出现二极管闪烁和蜂鸣器发 声。项目12数字音乐盒的设计设计要求以单片机为核心，设计一个数字音乐盒：利用i/o 口产牛一定频率的方波，驱动蜂鸣器，发出不同的音调，从而演奏乐曲（最 少3首乐曲，每首不少于30s）o采用lcd显示信息。开机时有英文欢迎提示字符