单片机课程设计题目分析带Proteus仿真电路图-绝对经典

11课程设计题目22目录----课程设计题目题目1智能电子钟（LCD显示）题目2电子时钟（LCD显示）题目3秒表题目4定时闹钟题目5音乐倒数计数器题目6基于数字温度传感器的数字温度计题目7基于热敏电阻的数字温度计题目8十字路口交通灯控制题目9波形发生器设计题目10电容、电阻参数单片机测试系统的设计3题目11数字频率计题目128位竞赛抢答器的设计题目13单词记忆测试器程序设计题目14数字电压表设计题目15可编程作息时间控制器设计题目16节日彩灯控制器的设计题目17双机之间的串行通信设计题目18电子琴设计题目19数字音乐盒的设计题目20单片机控制步进电机题目21单片机控制直流电动机44题目1智能电子钟（LCD显示）1.设计要求以AT89C51单片机为核心，制作一个LCD显示的智能电子钟：(1)计时：秒、分、时、天、周、月、年。(2)闰年自动判别。(3)五路定时输出，可任意关断（最大可到16路）。(4)时间、月、日交替显示。(5)自定任意时刻自动开/关屏。(6)计时精度：误差≤1秒/月（具有微调设置）。55(7)键盘采用动态扫描方式查询。所有的查询、设置功能均由功能键K1、K2完成。2.工作原理本设计采用市场上流行的时钟芯片DS1302进行制作。DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片，内含一个实时时钟/日历和31字节静态RAM，可以通过串行接口与计算机进行通信，使得管脚数量减少。实时时钟/日历电路能够计算2100年之前的秒、分、时、日、星期、月、年的，具有闰年调整的能力。DS1302时钟芯片的主要功能特性：66(1)能计算2100年之前的年、月、日、星期、时、分、秒的信息；每月的天数和闰年的天数可自动调整；时钟可设置为24或12小时格式。(2)31B的8位暂存数据存储RAM。(3)串行I/O口方式使得引脚数量最少。(4)DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信，仅需3根线。(5)宽范围工作电压2.0-5.5V。(6)工作电流为2.0A时，小于300nA。(7)功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW。73.电路设计（Proteus软件仿真通过）784.Proteus仿真打开元器件单片机属性窗口，在“ProgramFile”栏中添加上面编译好的目标代码文件“keil-1.hex”；在“ClockFrequency”栏中输入晶振频率为11.0592MHz。仿真如下页图所示，其中，浮动窗口中显示的为DS1302当前时钟状态:9图智能电子钟仿真效果10题目2电子时钟（LCD显示）1.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个功能键操作来设置当前时间。功能键K1～K4功能如下。K1—进入设置现在的时间。K2—设置小时。1011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。2.实验原理题目难点在于键盘的指令输入，由于每个按键都具有相应的一种或多种功能，程序中需要大量使用do{}while或while{}循环结构，以检测是否有按键按下。按键检测函数的详解如下（略）11123.参考电路（Proteus软件仿真通过）12134.Proteus仿真加载目标代码文件打开元器件单片机属性窗口，在“ProgramFile”栏中添加上面编译好的目标代码文件“keil-2.hex”；在“ClockFrequency”栏中输入晶振频率为11.0592MHz。启动仿真，按下按键1后，可发现LED停止闪烁，即时钟停止走时，时钟停在当前时刻，按下按键2和按键3后，可改变时间，按下按键4后，时钟复位到修改后的时间，时钟重新开始运转，如下页图所示。1415题目3秒表1.设计要求用AT89C51设计一个2位的LED数码显示作为“秒表”：显示时间为00—99秒，每秒自动加1，另设计一个“开始”键和一个“复位”键。2.实验原理题目难点在于通过对键盘的扫描对时钟的走时/停止进行控制，项目采用定时器T0作为计时器，每10ms发生一次中断，每100次中断加1s。在此期间，如“开始”按键按下，程序方将TR0置为1，从而开启中断，时钟开始走时；如“1516复位”按键按下，程序将TR0置为0，同时将存储时间的变量清零，从而中断停止，并实现复位。本题目采用专用数码管显示控制芯片MAX7219。MAX7219是美国MAXIM公司生产的串行输入/输出共阴极显示驱动器，该芯片最多可驱动8位7段数字LED显示器或个LED和条形图显示器。其引脚图及引脚功能参见有关参考资料。1617MAX7219的典型应用参考电路17183.电路设计（Proteus软件仿真通过）194.Proteus仿真加载目标代码文件打开元器件单片机属性窗口，在“ProgramFile”栏中添加上面编译好的目标代码文件“keil-2.hex”；在“ClockFrequency”栏中输入晶振频率为11.0592MHz。启动仿真，按下按键1后，可发现led停止闪烁，即时钟停止走时，时钟停在当前时刻，按下按键2和按键3后，可改变时间，按下按键4后，时钟复位到修改后的时间，时钟重新开始运转，如下页图所示。2021题目4定时闹钟1.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，若LCD选择有背光显示的模块，在夜晚或黑暗的场合中也可使用。定时闹钟的基本功能如下：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，可以扩充控制家电开启和关闭。2122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K1～K4动作如下：(1)K1—设置现在的时间。(2)K2—显示闹钟设置的时间。(3)K3—设置闹铃的时间。(4)K4—闹铃ON/OFF的状态设置，设置为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。2223(3)K3—设置完成。(4)K4—闹铃时间到时，发出一阵声响，按下本键可以停止声响。本项目的难点在于4个按键每个都具有两个功能，以最终实现菜单化的输入功能。采用通过逐层嵌套的循环扫描，实现嵌套式的键盘输入。以对小时的设置的流程为例，其流程如下页图。232425252.参考电路（Proteus软件仿真通过）263.Proteus仿真加载目标代码文件打开元器件单片机属性窗口，在“ProgramFile”栏中添加上面编译好的目标代码文件“keil-3.hex”；在“ClockFrequency”栏中输入晶振频率为12MHz。启动仿真，下页图示为按下“开始”按键后的情况，在按下前，数码管无显示。期间如果按下“复位”按键，则LED显示归零，走时停止。2728题目5音乐倒数计数器1.设计要求利用AT89C51单片机结合字符型LCD显示器设计一个简易的倒数计数器，可用来煮方便面、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，则发出一段音乐声响，通知倒计数终了，该做应当做的事。定时闹钟的基本功能如下。字符型LCD（162）显示器。显示格式为“TIME分分:秒秒”。282929用4个按键操作来设置当前想要倒计数的时间。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K1～K4动作如下。K1—可调整倒计数的时间1～60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”。K4—设置倒计数的时间为20分钟，显示“2000”。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，3030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。键盘实现菜单功能的方法，已在题目4详细说明，不再赘述。本题目最大难点是实现音乐的播放。作者利用定时计数器，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（SOUNER）中，使其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。31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。3.电路设计（Proteus仿真通过）本题目制作的带有LCD显示的音乐倒数计数器电路原理图，如下页图所示。3132334.Proteus仿真加载目标代码文件打开元器件单片机属性窗口，在“ProgramFile”栏中添加上面编译好的目标代码文件“keil-5.hex”；在“ClockFrequency”栏中输入晶振频率为11.0592MHz。启动仿真如下页图所示，当闹钟到达时，可以听见蜂鸣器演奏的乐曲。再次提示，本题目必须选用蜂鸣器SOUNDER，否则不能发出声音。343435题目6基于数字温度传感器的数字温度计1.设计要求利用数字温度传感器DS18B20与单片机结合来测量温度。利用数字温度传感器DS18B20测量温度信号，计算后在LED数码管上显示相应的温度值。其温度测量范围为−55℃～125℃，精确到0.5℃。数字温度计所测量的温度采用数字显示，控制器使用单片机AT89C51，测温传感器使用DS18B20，用3位共阳极LED数码管以串口传送数据，实现温度显示。362.实验原理从温度传感器DS18B20可以很容易直接读取被测温度值，进行转换即满足设计要求。DS18B20温度传感器是美国DALLAS半导体公司最新推出的一种改进型智能温度传感器，与传统的热敏电阻等测温元件相比，它能直接读出被测温度，并且可根据实际要求通过简单的编程实现9～12位的数字读数方式。DS18B20的性能如下。独特的单线接口仅需要一个端口引脚进行通信。多个DS18B20可以并联在串行传输的数据线上，实现多点组网功能。无须外部器件。363737可通过数据线供电，电压范围为3.0～5.5V。零待机功耗。温度以9或12位的数字读数方式。用户可定义报警设置。报警搜索命令识别并标志超过程序限定温度（温度报警条件）的器件。负电压特性，电源极性接反时，温度计不会因发热而烧毁，但不能正常工作。采用3引脚PR-35封装或8引脚SOIC封装。383.电路设计（Proteus仿真通过）本项目制作的数字温度计电路原理图，如下所示：38394.Proteus仿真加载目标代码文件打开元器件单片机属性窗口，在“ProgramFile”栏中添加上面编译好的目标代码文件“keil-6.hex”；在“ClockFrequency”栏中输入晶振频率为11.0592MHz。启动仿真如下页图所示，其中，DS18B20窗口显示的为当前环境温度，若调整DS18B20旁边的箭头，可改变环境温度，可以看到LED显示屏上的温度值发生相应的变化。4041题目7基于热敏电阻的数字温度计1.设计要求使用热敏电阻类的温度传感器件利用其感温效应，将随被测温度变化的电压或电流用单片机采集下来，将被测温度在显示器上显示出来：测量温度范围−50℃～110℃。精度误差小于0.5℃。LED数码直读显示。41422.实验原理本题目使用铂热电阻PT100，其阻值会随着温度的变化而改变。PT后的100即表示它在0℃时阻值为100欧姆，在100℃时它的阻值约为138.5欧姆。厂家提供有PT100在各温度下电阻值值的分度表，在此可以近似取电阻变化率为0.385Ω/℃。向PT100输入稳恒电流，再通过A/D转换后测PT100两端电压，即得到PT100的电阻值，进而算出当前的温度值。采用2.55mA的电流源对PT1