微机原理与接口课程设计任务书(电气)

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微机原理与接口技术课程

设计任务书

电气工及自动化学院

一、设计目的

利用电子技术及微机原理与接口设计课程相关知识，以及可获得技术书籍与电子文档，初步形成在微机原理与接口技术课程设计过程中收集、阅读及应用技术资料的能力；熟悉接口电路设计的一般流程；根据任务要求，设计接口电路原理图、实物搭建及软硬件联调的常见方法；最终，并调试作品，实现预定功能。

二、任务与要求

本次设计从题目1-5中选择一个，题目中要求的基本功能总分值见各题所示。再次基础上，学生可尽可能添加适合本系统且具有实际意义的附加功能最为附加分。基础分和附加分之和为100分，最为最终评分题目1电子时钟（LCD显示）设计要求

DS1302是DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟芯片，它可以对年、月、日、星期、时、分、秒进行计时，且具有闰年补偿功能，工作电压为2.5~5.5V。DS1302采用三线接口，与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时间数据或RAM数据。DS1302内部有一个31X8的用于临时性存放数据的RAM存储器。设计一基于DS1302的电子钟，该系统基本要求包含时钟显示模块（可用数码管或液晶显示）和键盘输入模块等。按1键可以查看当前的时间，按2键可以修改当前的时间，按3键可以设置控制的时间，按4键可以查看及删除所设置的时间，当设定的控制时间到时，铃声响起。题目2基于数字温度传感器的数字温度计设计要求

传统的温度传感器，如热电偶温度传感器，具有精度高，测量范围大，响应快等优点。但由于其输出的是模拟量，而现在的智能仪表需要使用数字量，有些时候还要将测量结果以数字量输入计算机，由于要将模拟量转换为数字量，其实现环节就变得十分繁杂。硬件上需要模拟开关、恒流源、D/A转换器，放大器等，结构巨大，安装困难，造价昂贵。新兴的IC温度传感器如DS18B20，由于可以直接输出温度转换后的数字量，可以在保证测量精度的状况下，大大简化系统软硬件设计。这种传感器的测温范围有一定限制（大多在－50℃～120℃），多适用于环境温度的测量。DS18B20可以在一根数据线上挂接多个传感器，只需要三根线就可以实现远距离多点温度测量。

要求设计一基于DS18B20的温度采集显示系统，所设计的系统可以从键盘输入设定温度值，当所采集的温度高于设定温度时，进行报警，同时能实时显示温度值。基本要求如下：

（1）要求可以从键盘上接收温度设定值，当所采集的温度高于设定值时，进行报警（可以是声音报警，也可是光报警）

（2）能实时显示温度值，做要求保存一位小数。补充要求：

包含两路数据采集，以集成数字温度传感器和电压或电流经AD转换后得到的数据来代表工业生产中常见的物理量测量；经单片机处理后在LCD上显示测量值；通过键盘实现两组测量值的显示切换并可设置测量值的上下限；具有超限报警功能；通过串口与上位机进行数据通信，利用VB编写上位机操作界面，完成历史数据存档。题目3波形发生器设计设计要求

设计一个能产生方波、三角波、梯形波、锯齿波的波形发生器。产生指定波形可以通过DAC来实现，不同波形产生实质上是对输出的二进制数字量进行相应改变来实现的。

此题目中，方波信号是利用定时器中断产生的，每次中断时，将输出的信号按位反即可；三角波信号是将输出的二进制数字信号依次加1，达到0xff时依次减1，并实时将数字信号经D/A转换得到；锯齿波信号是将输出的二进制数字信号依次加1，达到0xff时置为0x00，并实时将数字信号经D/A转换得到的；梯形波是将输出的二进制数字信号依次加1，达到0xff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；正弦波是利用MATLAB将正弦曲线均匀取样后，得到等间隔时刻的y方向上的二进制数值，然后依次输出后经D/A转换得到。题目48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位竞赛抢答器：同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮S0～S7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，同时扬声器发出短暂的声响，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，定时器中止工作，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。假使定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并阻止抢答，定时显示器上显示00。

题目5可编程作息时间控制器设计设计要求

设计一个以单片机为核心的可编程作息时间控制器：依照给定的时间模拟控制，实现广播、上下课打铃、灯光控制（屏幕显示）,同时具备日期和时钟显示。需设计路可调闹钟，从而实现打铃等功能。当四路闹钟中的任一路到时，均会点亮灯、打铃。如有需求，可对程序进行调整，增加闹钟的路数，及到时后的处理方式。4个按键的功能分别为：设置限制的时间/时的调整、显示闹钟设置的时间/分的调整、设置闹钟的时间/设置完成、闹钟更换。题目6电子密码锁设计设计要求

电子密码锁是一种通过密码输入来控制电路或芯片工作，从而控制机械开关的闭合，完成开锁、闭锁任务的电子产品。本课题要求应用以51单片机为核心设计一电子密码锁，密码的输入由4X4的矩阵式键盘实现，显示用六位数码管实现。基本要求如下：（1）复位或按下清除键后，所有数码管无显示；

（2）当按下0~9中的一个数字键时，数码管最右1位显示按下的数字，再次按下一个数字键时，上次按下的数字左移1位在数码管右起第2位显示，最右1位显示按下的数字，依次类推如手机拨号时的效果。当输完6位数字后，不再响应输入的数字键；

（3）当按下确定键时，对输入的密码与设定的密码进行比较，若密码正确，则控制继电器吸合开锁，然后再释放，若密码错误，继电器无动作，无论密码正确与否，数码管均清屏。题目7电话键盘及拨号模拟设计要求

应用以51单片机为核心设计一个模拟电话拨号的显示装置，即把电话键盘中拨出的某一电话号码显示在显示屏上。基本要求如下：

（1）要求电话键盘至少有12个键，除了0~9的10个数字键外，还有“＊〞键用于实现删除功能，即删除一位最终输入的号码；“＃〞键用于清除显示屏上所有的数字显示。（2）要求每按下一个键要发出声响，以表示按下该键。（3）电话拨号终止后，以有相应的指示音乐。

主要功能模块包括：电话键盘及拨号模拟主要功能模块包括电源电路、单片机主控电路、按键电路、指示电路、杨声器电路组成。根据具体状况选择适合型号的单片机，显示器件，开