科技创新[2A]讲座6-拓展任务推荐项目的方案提示

2019/9/71DAL00-1647工程实践与科技创新[2A]讲座6:拓展任务推荐项目的方案提示上海交通大学电子工程系2011年4月2中期检查和拓展项目申请•无论是否做拓展，都必须进行中期检查•妥善保管中期检查记录（科技创新检查评分记录表），切勿遗失！•拓展任务推荐项目的指定下发器材因各组具体方案差异，指定下发器材不保证其在种类数量上无多余或无缺少•拓展任务的最终考核拓展任务项目单独检测，成果评价以加分形式记入作品检测成绩拓展任务的相关工作须在设计报告中描述占用名额并领取了材料,但未投入实质性工作的，将严重扣分经努力而未做成功的,不扣分自费解决器件完成项目，作品成果同样予以认可鼓励独创性的自选项目•完成一个推荐项目，允许申请下一个推荐项目，项目额满为止3Agenda•拓展任务推荐项目的方案提示液晶显示函数信号发生暨电子音乐合成播放器自动增益调整红外遥控音量放大电路优先实现电路功能，之后可以适当做些自己设计的定量检测试验，发挥自主探究能力，获得更好的评价！4单片机小系统拓展任务的推荐项目1-液晶显示•液晶显示（难度★★★★）拓展后功能效果同时可显示16x（2行）各种ASCII码字符；滚屏、反显等重点和难点搞清液晶模块外围电路及与8255间的连线方式对8255的编程操作；对液晶控制的编程操作新增电路或器件并口扩展芯片8255—原厂DataSheet；微机单片机原理教材液晶模块—FTP上有关资料（提示：含直接和间接资料）单片机8255液晶电路模块总线扩展PAPBPC8255安放位置放大器电路5单片机小系统液晶模块外部电路连接建议单片机8255液晶电路模块总线扩展PAPBPC8255安放位置放大器电路VCC对比度P1或P3口3路I/OPB0…71234567…141516VCC背光控制可以不接拓展任务的推荐项目1-液晶显示单片机P1.4已指定连接8255的Reset引脚，不能作他用，程序初始化部分须输出一个复位脉冲6单片机小系统单片机8255液晶电路模块总线扩展PAPBPC8255安放位置放大器电路拓展任务的推荐项目1-液晶显示单片机P1.4已指定连接8255的Reset引脚，不能作他用，程序初始化部分须输出一个复位脉冲定量检测试验(举例)：字条横滚（走马灯）最高适宜速率测试[格/秒]速率太快，无法被看清速率太慢，影响信息发布速度7•函数信号发生暨电子音乐合成和播放（难度★★★☆）拓展后功能效果电路可输出正弦、三角、锯齿、矩形（方波）等数学函数波形和播放音乐重点和难点编程实现—周期性动态连续地改变放大器增益新增电路或器件增加1片4066，蜂鸣器ViVoR1Rf(25-1)到(28-1)个有效状态相应增加单片机控制线R11R12K1K2R13R1NK3KN......蜂鸣器拓展项目的推荐任务2-函数信号发生暨电子音乐合成和播放单片机频率按曲调变化的方波8提示：电路的两种工作模式(按键操作切换模式)1.做函数信号发生时，单片机output2输出信号控制增益动态变化，output1保持低电平输出ViVoR1Rf(25-1)到(28-1)个有效状态相应增加单片机控制线放大器输入信号由单片机控制VCC频率按曲调变化的方波2K5105105-8路控制信号Output1低电平时，Vi约为2V左右单片机output1output22.做电子音乐播放时，单片机output1输出频率动态变化的方波，output2可保持合适的输出不变9012拓展项目的推荐任务2-函数信号发生暨电子音乐合成和播放9拓展项目的推荐任务2-函数信号发生暨电子音乐合成和播放定量检测试验(举例)：波形幅度、频率实测波形种类正弦波三角波…设计值实测值设计值实测值…幅度Vpp频率f用示波器估测波形幅度和频率（可以“数格子”）10•自动增益调节（难度★★★）拓展后功能效果当输出信号峰值超限时，系统自动降低增益值，限制输出信号峰值重点和难点对电压比较、电平转换等电路的理解；编程实现新增电路或器件增加1片741；电平比较；电平转换（用LM324实现)；峰值检波函数信号源Vi建议用正弦信号VoR1Rf单片机参考电压VrefVCC741做电压比较（正负5V供电）电平转换检波拓展任务的推荐项目3-自动增益调节Vc1K简易电平转换电路：二极管和1K电阻使近似{+5V,-5V}转化为近似{5V,0V}11ViVoR1Rf单片机参考电压VrefVCC741做电压比较（正负5V供电）电平转换检波设计提示（Vref当作为上限电压）1.Vo经检波后的信号大于Vref，则Vc为5V；单片机调减R1，增益减小Vc2.Vo经检波后的信号小于Vref，则Vc为-5V；单片机不动作，增益保持不变1N41481K拓展任务的推荐项目3-自动增益调节单比较器12ViVoR1Rf单片机上限参考电压VmaxVCC电平转换检波完善的方案：双比较器若Vo的检波结果小于Vmax且大于Vmin，维持增益不变；否则，根据情况调整Vcmax1N41481K下限参考电压VminVCCVcmin1N41481K拓展任务的推荐项目3-自动增益调节1313•模拟开关4066的逻辑电平控制信号模拟信号入/出模拟信号入/出取VDD=5VVSS=-5V，4066的控制信号逻辑‘1’=VDD‘0’=VSS，与单片机逻辑电平不相同，需要附加转换电路4066电源VDD=+5VSS=-5控制信号逻辑判决门限：地电位拓展任务的推荐项目3-自动增益调节14硬件设计提示1.检波电路输入输出2AP9或1N60C0.1uF2.电平转换（以单路为例）10K10KVCC输入LM324做电压比较（正负5V供电）输出输入近似{+5V,0V}输出近似{+5V,-5V}RR、C取值应与输入信号频率相关，电子线路教材中有较详细分析。拓展任务的推荐项目3-自动增益调节输出至：4066正负5V供电与2.5V做比较输入自：单片机引脚正5V供电15定量检测试验(举例)：自动调节功能（触发电压）的实测值输入信号正弦波f=三角波f=…设计值实测值设计值实测值…上限调节触发Vpp下限调节触发Vpp用示波器估测波形幅度和频率，可以“数格子”拓展任务的推荐项目3-自动增益调节16•音量遥控（难度★★★★）拓展后功能效果用红外方式，遥控对音频输入信号的放大倍数，输出至耳机重点和难点对电压比较、电平转换等电路的理解；编程实现新增电路或器件增加1片741；电平比较；电平转换(用LM324实现)；检波VoR1Rf单片机电平转换红外接收红外发送脉冲宽度调制音量调高按键音量调低按键音量调高t0发光持续t1发光持续音量调低驱动耳机等音频输出设备拓展任务的推荐项目4–红外遥控音量放大电路交流信号Vi建议用音乐17硬件设计提示1.电平转换同自动增益控制中JK插座（耳机插座）建议焊在电路板背面拓展任务的推荐项目4–红外遥控音量放大电路2.驱动：射极跟随器18硬件设计提示74HC1233.红外发送和脉宽调制红外发射管产生t1脉冲以两个二极管实现“或”逻辑三极管驱动产生t0脉冲拓展任务的推荐项目4–红外遥控音量放大电路单稳脉冲宽度的实测值定量检测试验(举例)：用示波器抓取脉冲波形，估测宽度19硬件设计提示4.红外接收红外接收管连接单片机接收到红外光，红外接收管等效阻抗变小，电路输出较低电平；否则，红外接收管等效阻抗大，电路输出较高电平适当选取参数t0和t1并设计电路单片机检测红外光持续时间，判断区分t0、t1两种脉冲缺点：光强要足够使电路输出低于2.5V，单片机才判为逻辑‘0’；整体敏感度差，遥控的有效距离短拓展任务的推荐项目4–红外遥控音量放大电路20硬件设计提示4.红外接收红外接收管连接单片机可在接收端加电压比较电路（使用运放，合理设置参考电压），对光强要求降低，增加有效接收距离VCC1K拓展任务的推荐项目4–红外遥控音量放大电路