1、碩士研究生微機與單片機接口開發實驗指南（2011年）一、適用專業：通信與信息系統、信號與信息處理、電路與系統、電磁波與微波技術、微電子學與固體電子學二、教學目的：在掌握微機與單片機系統工作原理的基礎上，通過一個微機與單片機應用系統的設計、制作與調試，從而具有利用微機與單片機從事應用開發的能力。三、幾點說明：1、起止時間（1）選題時間開課的第一周，公布實驗題目供學生選擇，開課兩周內，學生確定選題。題目一旦選定，無正當理由，不得擅自更改或調換。（2）領材料時間開課第三周，學生申報實驗中所需領用的儀器、工具及元器件清單（附原理框圖和布線草圖）。（3）驗收時間課程結束后第二周為驗收截止時間，可提前驗收

2、，但不得推遲（若推遲驗收，需提前兩周提出書面申請，說明理由）。2、注意事項（1）原則上一人一題，不得重復。（2）嚴格按照實驗題目所規定的要求完成實驗，不明題意，應及時詢問，不得擅自更改實驗要求。（3）接口電路一律制成電路板（或采用“通用版”焊接），不得采用面包板搭線。（4）實驗完畢，交驗收材料（接口電路板、軟盤、實驗報告）及所借的一切物品（如儀器、工具、剩余元器件等）。（5）造成重大儀器設備丟失、損壞及其它責任事故者，除照價賠償外，成績以不及格計。3、實驗場地軟、硬件調試與驗收場地可在指定實驗室或導師所在科研室。4、驗收形式（1）軟、硬件演示與講解。（2）回答問題。（3）檢查驗收材料（接口電路

3、板、軟盤、實驗報告）。5、評分標準教師根據題目難度、驗收情況及實驗報告三項指標綜合評分。6、答疑時間、地點時間：第10-17周星期四下午3:30-5:30地點：3303四、參考文獻1.高峰編著.單片微型計算機原理與接口技術.北京：科學出版社，20032.陳粵初等.單片機應用系統設計與實踐.北京：北京航空航天大學出版社，19913.鄒逢興主編.計算機硬件技術及應用基礎.長沙：國防科技大學出版社，20014.黃冰等編著.微機原理及應用. 重慶：重慶大學出版社，20035.曾峰等.印制電路板（PCB）設計與制作.北京：電子工業出版社，2005五、實驗題目說明：按難度從大到小，題目分為一、二、三類，題

4、號開始第1個阿拉伯數字即為題目的難度，“-”后為序號。1-1* 設計一微機控制的帶通濾波器，實現對濾波器的通帶中心頻率的程控。1-2 設計基于51單片機的超聲波測距儀。要求顯示距離，當距離小于1m時聲光報警。1-3 設計一個基于單片機的語音自動報站器，錄放音采用語音芯片（ISD4004等）或具有語音功能的單片機。系統的主要功能是：實現報站內容的預先錄制及修改，存儲在語音芯片或單片機中；在車輛行駛過程中實現語音正確報站。1-4 設計一個基于單片機的紅外串行通信系統。通信采用異步半雙工方式，發送或接收的數據用LED或LCD顯示。1-5 設計基于USB接口的數據采集系統。數據采集由單片機電路構成，采

5、集的數據通過USB接口傳送到PC機，在PC機中儲存和顯示。1-6 設計基于USB接口的D/A轉換模塊，構成一波形發生器。1-7* 利用鎖相環（PLL）電路設計一種既可實現A/D轉換，又可實現D/A轉換的接口電路。1-8 利用8031單片機構成高精度的PWM式12位D/A轉換器。1-9* 設計分時計費智能電度表。要求：（1）可按需要顯示各時間段累計用電量、總的累計用電量、各時間段累計電費、總的累計電費；（2）可以查詢當天各時間段的用電量和電費；（3）備有清零按鈕，將上述各量消除，并重新開始累計；（4）具有超額報警功能和超額部分加倍計費功能。提示：可用帶圓盤的小電機模擬電度表的表盤轉動。1-10*

6、 設計紅外微機測溫儀。利用硅太陽電池作為探測元件，接收被測目標表面的幅射信號，從而求得目標表面的溫度。1-11* 設計一個峰值檢測電路，檢測并顯示某一時間段內輸入電壓的峰值。1-12* 設計一個谷值檢測電路，檢測并顯示某一時間段內輸入電壓的谷值。1-13 基于FIFO芯片的單片機并行通信。用FIFO芯片IDT7203作為數據暫存器，實現兩個單片機之間的并行通信。1-14 基于SPCEO61單片機的控制式計熱表。以16位凌陽單片機SPCE061為核心構成一個控制式計熱表，一個計熱表可以控制五個房間；每個房間的溫度可分別設置；8位LCD顯示熱量值和費用；語音播報各個房間的溫度等；串行通信實現集中抄

7、表，方便管理。1-15 基于實時時鐘芯片X1228的電源控制器設計。電源控制器接收上機位指令，控制設備的供電情況，並在預定斷電的前五分鐘發出提示報警信息。1-16 采用SHT15的溫濕度檢測電路。采用數字式溫濕度傳感器SHT15構成一個溫濕度檢測電路，並將結果在LED或LCD上顯示出來。1-17 基于MAX525的4路輸出程控電流源的設計。利用單片機和串口D/A轉換器MAX525構成4路輸出的程控電流源。1-18 基于DS1616的定時數據采集系統。利用帶實時時鐘的集成數據采集記錄器件DS1616實現多路數據的實時采集與記錄；利用報時中斷信號打開或關閉系統。1-19 基于AD7715的小信號數

8、據采集電路。利用AD7715構成一個小信號數據采集電路、能采集並顯示低到5mv的模擬電壓。1-20 設計智能電飯煲控制電路。（1）具有煮飯、快速煮飯、煮粥、保溫、定時開啟等功能；（2）具有掉電保護功能，確保在短時間停電的情況下，照常煮出米飯。1-21 設計空調電腦控制器。使空調具有：（1）制冷、抽濕功能；（2）風速可設置為低速、中速或高速；（3）室內溫度可在1631C范圍內任意設定；（4）室內溫度用數碼管實時顯示；（5）能在14小時內實現空調的自動開關。1-22 設計多功能微電腦電子秤。使之具有以下功能：（1）顯示重量及金額；（2）清零；（3）過載顯示；1-23 利用單片機設計一個電子鐘。要求

9、：（1）顯示時、分、秒；（2）能對時、分、秒進行預置；（3）能用語音報時。2-1* 用可編程定時器/計數器構成測量信號周期接口電路。要求：（1）由標準的信號發生器產生輸入信號（如鋸齒波、三角波和正弦波等），頻率為1525KHZ；（2）在CRT或數碼顯示器上顯示被測信號頻率，驗證測量精度，分析產生誤差的原因。2-2* 設計一個按鍵電路。要求：（1）采用8個按鍵，每個按鍵值分別與8位二進制碼對應；（2）用CRT或LED顯示按下的鍵的值；（3）采用查詢輸入方式（程序中加軟件防抖動措施）。2-3* 采用MC14499芯片構成串行口硬件譯碼鍵盤顯示器接口電路。要求：（1）顯示器部分采用MC14499譯碼

10、、驅動；（2）采用數碼管顯示。2-4* 用兩片DACO832構成兩路異步D/A轉換雙極性電壓輸出接口電路。要求：（1）編程產生鋸齒波、三角波和正弦波等三種波形；（2）兩路波形反相，幅值比1：2。2-5* 用ADCO809構成A/D轉換接口電路。要求：（1）編制程序，按中斷方式采樣A/D轉換數據，采樣點取300H個，并將結果顯示出來；（2）A/D轉換器的模擬信號范圍0+5V。試用如下兩種方法產生：模擬量由三個電位器輸出；為保證所輸入的模擬信號在A/D轉換器工作期間穩定可靠，對快速變化的模擬信號，輸入A/D轉換器前需加采樣保持電路單元。2-6* 設計一事件統計與顯示電路。要求：當某事件出現時，送來

11、一個負極性脈沖。顯示器由兩位7段LED顯示器組成，初始狀態顯示“0”，以后每送來一個負脈沖，則顯示內容加1。當顯示“99”時，若再送來一個負脈沖，則又顯示“00”，同時使蜂鳴器以1000HZ的頻率響10秒鐘。2-7* 設計一個交通燈管理電路。要求：交通口上南北、東西方向各裝有綠、黃、紅指示燈，南北通行時間為15S，東西通行時間為10S，當由綠燈變為紅燈前的3S內，綠燈滅而黃燈亮。通行時間各由兩位7段LED顯示器指示，且為倒時間指示（即從15或10逐次減1，禁止通行時顯示器滅）。當某方向顯示紅燈時，容許人工干預強行改變兩個方向的指示燈顏色，以讓救護車之類的車輛通行，但發出改變通行命令后有3S時間

12、使顯示綠燈的方向改變顯示黃燈，并以每秒10次的頻率閃爍，以示警告。2-8* 設計電風扇控制電路，使風扇具有：（1）強、中、弱三檔；（2）模仿自然風（高原風、森林風、山川風）；（3）定時功能。提示：利用晶閘管改變電機端的電壓、電流來控制轉速。2-9 利用8255A、ADCO809和DACO832實現模擬量至模擬量的轉換。要求：（1）ADCO809以其可能有的最快速度周期地轉換INO的模擬量為數字量。ADCO809僅啟動一次，以后的轉換由自身啟動；（2）DACO832連續地將數字量轉換為模擬量。當INO1V時，DAC輸出的模擬量為1VINO2.25V時，將以1V為基礎的變化量（INO-1）乘以4后

13、從DAC輸出；當INO2.25時，DAC輸出5V，并在CRT上動態描述輸入與輸出關系曲線；（3）用3只不同顏色的LED定性顯示INO的大小。INO1V時，黃色LED顯示；1VINO2.25V時，綠色顯示；INO2.25時，紅色顯示。2-10 用單片機實現對注塑機的時間順序控制。注塑機生產一個工件的工藝流程為：合模（1s）注射（2s）延時（3s）開模（1s）產伸（1s）產退（1s）。假若用8255A的B口PB0PB5每根線控制一個執行機構動作，用PA7、PA6作為掉電和低溫警告監視輸入。如果正常，各執行機構按工藝流程順序周而復始的切換；一旦出現異常，則通過PC0控制一個紅色LED發光，作為故障報

14、警，并設置6s故障處理時間，時間到，若故障已排除，則系統繼續運行，否則停止生產。2-11 試設計一公共汔車自動售票機接口，它包括數據輸入寄存器、數據輸出鎖存器、狀態寄存器、控制寄存器，其端口地址分別為0510H、0512H、0514H、0516H。設計思想為：可接受1角、2角、5角三種硬幣，每投入一枚硬幣，狀態寄存器的第0位置1，并使數據輸入寄存器中存入該硬幣的代碼（分別為01，02，05）。當數據輸入寄存器內容被讀入時，狀態寄存器的第0位被清楚，并從數據輸出鎖存器（它控制顯示器）輸出已投入硬幣的總錢數。當取票按鈕被撳下時，狀態寄存器的位1置1，這時如投入的硬幣總額為5角，控制寄存器的位0置1

15、，啟動送票機構，并取入硬幣；若總額不是5角，使控制寄存器的位7置1，控制退出所投入的全部硬幣。無論投入的硬幣總額為多少，一旦控制寄存器的位0或位7置“1”，就使顯示器清0。試設計該接口的硬件和軟件。2-12 利用單片機設計一多波群發生器，周期性的輸出100KHZ、50KHZ、20KHZ、10KHZ、5KHZ、2KHZ、1KHZ的近似正弦波，每種頻率的信號的持續時間都為2s。2-13 設計一個采樣速率可編程的A/D轉換系統，其速率用可編程定時器控制。設基準時鐘頻率F為2KHZ，A/D轉換器在XZ/F秒時間內以每秒F/X個樣本速率進行量化輸入操作。X、Y、Z為可由程序設置的參數，均小于256。2-

16、14 設計一個數字錄音機，以每秒鐘5000次速率將語言存入內存，共采集60000個數據（錄12秒），然后以同樣的速率使喇叭放音。2-15 設計一個簡易電子琴，使得相應鍵按下時，能發出1、2、3、4、5、6、7音階聲，且發音時間的長短可調。提示：（1）每個音階對應的頻率如下：音階1234567頻率（HZ）261.1293.7329.6349.2392.0440.0493.9（2）不同頻率的區別，可通過調節向D/A轉換器輸出數據的時間間隔來得到。2-16 利用單片機等設計一個電子鐘。電子鐘顯示格式如下：.時 分 秒小鍵盤的控制作用如下：C鍵清除，顯示00.00.00；G鍵啟動計時；D鍵停止計時；P

17、鍵設置時、分、秒值，若輸入有錯，則顯示E -. - -. - -，此時敲入P鍵可重新輸入預置值。2-17 設計一通用控制系統，由微機、I/O通道、鍵盤/顯示電路、并行I/O接口、前端控制電路組成。 2-18 設計一多功能LED電子鐘。要求： （1）能顯示年、月、日、時、分、秒（通常顯示時、分、秒）； （2）能對年、月、日、時、分、秒進行預置； （3）具有定時功能，定時時間到聲光報告。2-19 設計一智能計程表。能顯示里程、總里程及計費（單價、總價）。2-20 單片機溫度檢測系統。設計一個基于單片機的溫度檢測系統，檢測結果用LED或LCD顯示器顯示。2-21 基于串口的單片機溫度檢測系統。設計一

18、個單片機溫度檢測系統，A/D轉換結果通過串口送給單片機，并在LED或LCD顯示器上顯示。2-22 單片機濕度檢測系統。設計一個基于單片機的濕度檢測系統，檢測結果用LED或LCD顯示器顯示。2-23 基于串口的單片機濕度檢測系統。設計一個單片機濕度檢測系統，A/D轉換結果通過串口送給單片機，并在LED或LCD顯示器上顯示。2-24 單片機酒精濃度檢測系統。設計一個基于單片機的酒精濃度檢測系統，檢測結果用LED或LCD顯示器顯示。2-25 基于串口的單片機酒精濃度檢測系統。設計一個單片機酒精濃度檢測系統，A/D轉換結果通過串口送給單片機，并在LED或LCD顯示器上顯示。2-26 單片機煤氣濃度檢測

19、系統。設計一個基于單片機的煤氣濃度檢測系統，檢測結果用LED或LCD顯示器顯示。2-27 基于串口的單片機煤氣濃度檢測系統。設計一個單片機煤氣濃度檢測系統，A/D轉換結果通過串口送給單片機，并在LED或LCD顯示器上顯示。3-1 利用兩臺PC機的RS-232C接口進行串行通信。要求：（1）發送端把從鍵盤輸入的字符送往接收端，接收端在收到字符后在CRT上顯示出來；（2）用查詢方式進行半雙工通道；（3）將甲乙兩機的顯示屏從中間分成兩個顯示區，上部顯示區顯示本機發送給對方的字符，下部顯示區顯示本機通過RS-232C接口接收到的字符。3-2 利用兩臺PC機的RS-232C接口進行串行通信。要求：（1）用中斷方式進行半雙工通信；（2）甲、乙兩機均從鍵盤接收鍵入字符，并通過RS-232C