1、.PAGE ：.；PAGE 45“啟航杯大學生科技創新普及競賽參考標題指南電子設計類難度等級：A簡單 標題編號：001倒計時器一、功能引見利用八位數碼管顯示出倒計時時間，并有蜂鳴器提示功能。經過鍵盤可以設定倒計時時間。二、設計要求1經過單片機的定時器完成倒計時的功能。2經過八位數碼管顯示出倒計時時間，準確到0.1秒。3當剩余10秒時，每秒用蜂鳴器短響進展提示，最后一秒蜂鳴器長響以示倒計時終了。4利用鍵盤可以設定倒計時時間，最大可設定60分鐘的倒計時。三、參考方案設計1硬件構造圖見圖1。 MCUMCUMAX7219數碼管顯示安裝蜂鳴器提示圖1 倒計時硬件構造 圖1 倒計時硬件構造2制造思緒1利用

2、單片機定時器完成定時功能，選擇定時方式1，定時時間設定為50ms,每經過0.1秒，可在數碼管相應的位置上減一。2利用八位數碼管驅動芯片)MAX7219控制八位數碼管進展顯示。分、秒、毫秒位用“隔開。3蜂鳴器發出響聲的長短可經過單片機延時時間的長短來實現。3設計留意地方1MAX7219控制數碼管的電路以及驅動程序可參考MAX7219的數據手冊。2寫程序時要留意分、秒以及毫秒位的進位規那么，防止顯示混亂。 3單片機控制蜂鳴器時要加一個三極管驅動電路。難度等級：A簡單標題編號：002煙霧自動排風控制器一、功能引見如今很多公共場所都制止吸煙，但還是有很多不自覺的人，本產品可以安裝在公共場所，當有人吸煙

3、時可以自動翻開排風機，同時點亮“請勿吸煙警示燈，提示人們不要吸煙。二、設計要求1利用QM-N5將煙霧濃度轉化為電壓信號，單片機經過AD0804將電壓信號轉化為煙霧濃度值。2. 煙霧濃度超越報警所設定的濃度時，安裝自動翻開排風機，蜂鳴器發出提示響聲，同時點亮LE燈，照亮“請勿吸煙警示牌。3可經過鍵盤設定煙霧報警濃度，同時可經過液晶或數碼管進展顯示。三、參考方案設計1電路原理圖：煙霧自動排風控制器電路見圖所示，控制器由電源電路、QM-N5氣敏器件、TWH8778功率開關集成電路等組成。 系統硬件構造圖見圖1。MCUMCU單片機AD0804TWH8778功率開關排風機、警示牌鍵盤設定煙霧報警濃度顯示

4、煙霧報警 濃度蜂鳴器提示QM-N5傳感器圖1 煙霧自動排風控制器硬件構造圖1 煙霧自動排風控制器硬件構造2制造思緒在正常情況下，氣敏器件A-K極間呈高電阻，隨著室內煙霧濃度的不同，A-K兩端呈現的電阻值不同，經過實驗做出煙霧濃度與電阻值的關系，并與QM-N5技術手冊所給的曲線關系進展對比。經過AD采集A-K兩端電壓值得到煙霧濃度的大小。利用鍵盤給單片機設定濃度報警數值，當采集到的煙霧濃度大于報警濃度時，單片機控制TWH8778開啟K1繼電器，使排風機、警示牌任務。 TWH8778第5腳門限電壓為16V，二極管VD5導通壓降為065V。單片機控制蜂鳴須器運用三極管驅動電路，顯示電路可運用數碼管動

5、態掃描或液晶顯示等方式。難度等級：A簡單 標題編號：003電子秤一、功能引見設計一個可以丈量物體分量的安裝，利用四位八段數碼管顯示示數。二、設計要求：1經過單片機控制AD采樣。2可用某些傳感器。3經過四位八段數碼管顯示當前分量。4量程0-1Kg，準確到5g三、參考方案設計1硬件構造方框圖見圖1。 單片機 A/D 傳感器 數碼管顯示部分 外部機械部分圖1 電子秤硬件構造方框圖圖1 電子秤硬件構造方框圖2制造思緒1AD可采用ADC0804，假設要做成提拉式電子秤，傳感器可選位移傳感器。根據傳感器的不同型號來確定換算公式。2單片機控制數碼管顯示，數碼管顯示以g為單位。3AD實時采樣，數碼管示數隨物重

6、變化而變化。3設計留意的地方1一定要清楚地了解所用傳感器的特性，可根據傳感器與精度要求確定AD。2ADC0804的芯片資料參考ADC0804的技術手冊。3寫程序時，對于AD一定要嚴厲按照它的時序來寫，延時不能長也不能短。4數碼管顯示時運用動態掃描不要閃的太厲害，以人眼看不出閃屏為好。難度等級：A簡單 標題編號：004基于單片機控制密碼鎖一、功能引見經過按鍵進展密碼輸入，功能控制。可進展密碼長度修正，密碼修正，語音報錯，平安鎖定等功能。采用1602液晶顯示數據輸入和功能操作。二、設計要求1利用單片機制做密碼輸入系統。2用1602液晶作為密碼輸入顯示器。3密碼長度可修正；密碼可修正；密碼輸入結果進

7、展語音提示，正確時提示“密碼輸入正確錯誤時提示“密碼輸入錯誤。4密碼輸入三次錯誤鎖定鍵盤，30秒后解鎖。三、參考方案設計1硬件構造圖方框圖見圖1。按鍵輸入MCU按鍵輸入MCU1602顯示語音提示圖1 基于單片機控制的密碼鎖硬件構造方框圖圖1 基于單片機控制的密碼鎖硬件構造方框圖2制造思緒當單片上電復位,開場進展初始化,然后接進展鍵盤掃描,判別能否有鍵按下，然后判是什么鍵，把鍵碼存到顯示地址，當他把密碼輸入后再按下比較鍵，當密碼與設值密碼符合時，單片機就會給發光二極管一個高電平使它發光表示開鎖，發光二極管發光七秒鐘后會自動息滅，同時單片機控制語音芯片發出“密碼輸入正確的提示。假設輸入的三次的密碼

8、不正確，就鎖定按鍵3秒鐘，同時發出語音報警。直到沒有按鍵按下3種后，才翻開按鍵鎖定功能；否那么在3秒鐘內仍有按鍵按下，就重新鎖定按鍵3秒時間并報警。當他的密碼被他人知后，他可以在第一時間輸入正確密碼。他將可以修正他的密碼。可經過1602顯示數據輸入和操作過程。語音提示功能可經過語音收錄芯片實現。3設計留意地方1留意得采用AT24C02為掉電存儲器的芯片。防止密碼喪失。21602要接背光，將VO管腳直接接地或者經過一個電位器來調理背光。難度等級：A簡單標題編號：005金屬探測器一、功能引見該安裝構造設計簡單，是一種專門用來探測金屬的儀器，除了用于探測有金屬外殼或金屬部件物體之外，還可以用來探測隱

9、蔽在墻壁內的電線、埋在地下的水管和電纜，發現埋藏在地下的金屬物體。二、設計要求可以實現20cm范圍內探測金屬物體。能顯示物體間隔 ，誤差小于10%三、參考方案設計1硬件構造圖見圖1。探測線圈L探測振蕩器探測線圈L探測振蕩器揚聲器基頻振蕩器圖1 金屬探測器硬件構造方框圖圖1 金屬探測器硬件構造方框圖2制造思緒 在L未探測到金屬物體時，探測振蕩器的任務頻率與基頻振蕩器的任務頻率一樣，揚聲器無聲音。當L探測到金屬物體后，探測振蕩器的任務頻率將變高，有音頻信號輸入到音頻放大器，經放大后，驅動揚聲器。3設計留意地方需求音頻放大器驅動揚聲器，音頻放大器可采用LM386。難度等級：A簡單 標題編號：006脈

10、沖振幅鑒別器一、功能引見該作品經過放大由信號源提供頻率為100HZ1KHZ的mv級方波或脈沖信號，然后經過比較器進展比較，最后輸出峰峰值為5V的單片機所能識別的規范信號。二、設計要求1待放大信號頻率100HZ1K,幅度0.1mv1mv2信號經過處置后幅度為5V三、參考方案設計1硬件構造圖見圖1。IN 放大器 比較器 OUT 圖1 脈沖振幅鑒別器硬件構造方框圖圖1 脈沖振幅鑒別器硬件構造方框圖2制造思緒1由于待放大的信號為mv級，而輸出要可以到達v級，所以放大器的放大倍數要到達千倍，而利用三極管進展放大，要到達千倍很難做到，采用型號為NE5532運放級聯的方式進展放大。2所提供的電源為單電源，而

11、NE5532為雙極性，所以在電源部分要進展處置，提供一個偏置。同時由一個單運放放大千倍也很困難，所以需求進展二級放大，而兩級級聯時由與放大倍數大，所以容易產生自激震蕩，所以在級聯之間加一個由運放組成的射隨電路，NE5532為雙運放，所以一級放大，一級設隨，只需兩片NE5532即可。3放大后的信號與LM339組成的比較器之間加一個同上的射隨電路進展隔離，同時在LM339的比較電壓地方利用一個電位器進展比較電壓調理，使得最后輸出一個峰峰值為5V的規范信號。3設計留意地方1第一級運放放大倍數在50倍左右，放大倍數由圖中R10，R11，R12決議，改動參數即可改動放大倍數，后級運放組成射隨電路。 2第

12、二片NE5532的一級放大同第一片一級放大一樣設計，放大倍數本人設計，參數本人經過計算得到，設隨也一樣設計。3比較器的設計，比較電壓部分加一個電位器進展電壓調理，使最終輸出符合要求，同時比較器為5V供電。難度等級：A簡單標題編號：007調制與解調電路的設計一、功能引見該作品經過信號源輸入一路單極性方波信號與載頻為4MHz的信號(有源晶振提供)進展與門調制，然后經過單二極管解調電路，最后經過比較器進展比較，恢復出方波信號。二、設計要求1輸入信號頻率100HZ10KHz2輸入信號幅度3V5V3最終輸出信號幅度為5V4調制方式為調幅三、參考方案設計1硬件構造圖見圖1。 調幅電路調幅電路4M載頻輸入信

13、號單二極管解調電路比較器輸出信號圖1 調制與解調電路硬件構造方框圖圖1 調制與解調電路硬件構造方框圖 2制造思緒1由于載頻為4M,輸入信號為1KHZ的方波，要進展調幅設計，用一與門74F08即可進展調制，但與門必需為高速的，否那么載頻不能經過。2調制后的信號為一調幅信號，要解調出信號，只需一單二極管檢波電路即可，但要根據載頻與基帶信號的頻率計算出檢波電路中電容與電阻的取值，在檢波電路中，利用檢波管1N60，其導通電壓小，檢波效果好。3檢波出來的信號不一定是一規范的方波，所以經過比較器(LM339)電路進展比較，經過調理比較電壓的大小使輸出信號最為規范3設計留意地方1調制電路中輸入端在沒信號輸入

14、時，由于74F08管腳在懸空時為高電平，所以可以不接一上拉電阻。2解調電路中R,C值的選取根據電容充放電的時間常數來選取。3檢波出來的信號送給比較器進展比較，經過察看輸入輸出的信號調理比較電壓，使輸出與輸入一樣。難度等級：A簡單 標題編號：008簡單計算器的制造一、功能引見該作品經過4*4鍵盤輸入計算的數字以及要進展的計算操作，利用單片機控制液晶顯示，然后進展簡單的加減乘除計算，最終將結果顯示在1602液晶上，同時可以存儲前次計算結果。二、設計要求1至少能進展簡單的加減乘除、取倒數、開平方，n次方等運算2計算結果正確率90%3可以存儲某一次計算結果并在需求時可以調用出來顯示三、參考方案設計按鍵

15、不夠可以本人加按鍵或運用PS2鍵盤1硬件構造圖見圖1。按鍵輸入MCU按鍵輸入MCU液晶顯示24C02圖1 簡單計算器硬件構造方框圖圖1 簡單計算器硬件構造方框圖2制造思緒14*4按鍵輸入要進展計算操作的數字和要進展的何種操作，然后經過單片機進展計算。2單片機經過讀出按鍵的輸入將其顯示在1602液晶上，并將結果顯示在上面。34*4按鍵程序可利用線翻轉法進展編寫，經過行列掃描確定按鍵的值。41602液晶要嚴厲按照時序編寫程序。5E2PROM 24C02采用I2C協議編寫程序3設計留意地方1單片機經過調用庫函數來進展相應的計算來算出最終結果。21602要接背光，將VO管腳直接接地或者經過一個電位器來

16、調理背光。難度等級：A簡單標題編號：009數字電壓表一、功能引見該作品經過單片機控制AD采集電壓大小為0-5V的直流電壓，然后經過數碼管顯示出采集的電壓大小。二、設計要求1電壓丈量范圍：0-5V2丈量誤差小于0.02V3電壓丈量路數：4路。4對丈量的電壓值進展數字顯示。三、參考方案設計1硬件構造圖見圖1。 ADC0804ADC0804MCU數碼管顯示安裝圖1 數字電壓表硬件構造方框圖圖1 數字電壓表硬件構造方框圖2制造思緒1利用單片機控制ADC0804進展電壓采集，將采集得到的數據送給單片機進展處置，計算出電壓大小。2ADC0804所采集的電壓由8個電位器經過調理分壓比進展得到。3單片機控制1

17、602液晶顯示八路采樣電壓大小。3設計留意地方1ADC0804所用到的基準電壓可直接由電源電壓處置后得到。2控制ADC0804的時序程序要嚴厲按照數據手冊的時序進展編寫。難度等級：A簡單 標題編號：010溫度顯示報警安裝一、功能引見該作品經過溫度傳感器DS18B20進展丈量室溫，并且經過三位一體數碼管顯示出當前溫度，并且具有溫度報警提示，報警溫度大小可設定。二、設計要求1.丈量溫度范圍：0-801.丈量誤差0.52.溫度顯示到小數點后一位4.可經過鍵盤設定報警溫度3.溫度高于報警溫度時進展報警三、參考方案設計1硬件構造圖見圖1。 DS18B20DS18B20MCU數碼管顯示安裝蜂鳴器報警安裝4

18、*4鍵盤圖1 溫度顯示報警安裝硬件構造方框圖圖1 溫度顯示報警安裝硬件構造方框圖2制造思緒1利用單片機控制溫度傳感器DS18B20進展溫度采集，將采集得到的數據送給單片機進展處置，計算出當前溫度。2單片機將當前所測溫度與報警溫度進展比較，假設當前溫度高于報警溫度那么控制蜂鳴器發聲，假設不高于報警溫度那么不進展操作，繼續采集溫度。3單片機控制數碼管顯示溫度，利用三位一體數碼管進展顯示，采用動態掃描的方法實時顯示出當前所測的溫度。3. 設計留意地方1DS18B20的數據腳應接上一個上拉電阻。2數碼管的位選與段選不要接錯，由于單片機的IO口驅動才干不夠，所以在接數碼管的時候應加一個驅動電路，三極管驅

19、動電路即可。 3單片機控制蜂鳴器時也要加一個三極管驅動電路。4DS18B20的控制時序要嚴厲按照手冊上寫。難度等級：A簡單 標題編號：011用三極管替代MAX232進展串口通訊一、功能引見該作品經過利用兩個三極管來替代max232電平轉換芯片，來實現單片機與pc機之間進展低速的串口通訊。二、設計要求1波特率19200bit/s2準確率95%三、參考方案設計1232電平轉換電路圖見圖1。圖1 用三極管替代MAX232進展串口通訊硬件電路圖圖1 用三極管替代MAX232進展串口通訊硬件電路圖2制造思緒1單片機與PC機由于電氣特性不同，所以需求進展電平轉換從而使兩者之間到達一樣的電氣特性，進展低速數

20、據傳輸。在進展數據傳輸時，兩者必需共地。2單片機的晶振選取要適宜，否那么單片機設置計算出來的波特率與實踐傳送波特率有一定的誤差，影響數據的正確傳送。3用兩個三極管替代的max232所進展的通訊速率不能過高，否那么影響數據傳送。4利用串口助手軟件來顯示單片機發送給pc機的數據，同時利用助手發送0f到單片機，單片機控制數碼管顯示出來。3設計留意地方1通訊速率不能過高，否那么影響傳輸的正確率。2單片機與pc機要共地。 3顯示pc機發給單片機的數碼管要接上限流電阻。4串口助手波特率要設置成與單片機發送接納數據波特率一致。難度等級：A簡單標題編號：012 簡易IC卡刷卡器一、功能引見設計并制造自制的簡易

21、IC卡及簡易IC卡閱讀器。簡易IC卡運用廢棄的200卡，包月卡等硬質不透明卡片制造而成，每張卡片運用打孔的方式進展不同編號。閱讀器部分需求制造相應的IC卡插槽，并經過紅外檢測識別卡號，單片機將檢測到的卡號經過數碼管顯示出來。二、設計要求1要求可編碼卡數大于8個；2數碼管可顯示的形狀有：無卡插入、無效卡、顯示卡號、該卡已刷過；3要求單片機具有卡號存儲掉電不喪失、一鍵刷新等功能；4識別錯誤率1/100。三、參考方案設計單片機運用普通51單片機，顯示運用六位數碼管，即可顯示時間，又可顯示卡號。紅外檢測部分可參考圖1，數碼管銜接可參考圖2。 圖2 數碼管銜接部分部分電路圖圖1 紅外線檢測部分電路圖圖2

22、 數碼管銜接部分部分電路圖圖1 紅外線檢測部分電路圖難度等級：A簡單標題編號：013簡易電子時鐘一、功能引見該作品只利用單片機的最小系統板、一塊時鐘芯片和一塊1602的液晶實現年、月、日、時、分、秒的顯示及設定，最好有鬧鐘的功能。二、設計要求1時間顯示誤差小于3s2可以設置時間及具有鬧鐘報警功能。三、參考方案設計1原理框圖見圖1。按鍵按鍵單片機最小系統顯示部分時鐘芯片圖1 紅外線檢測部分電路圖圖1 紅外線檢測部分電路圖2制造思緒1本作品可以有兩種方案，一是直接用單片機的定時器；二是用一塊時鐘芯片實現時鐘的控制；2本作品主要分為兩大部分來調試，一是時鐘芯片的調試，二是顯示器的調試；3該作品集興趣

23、性、適用性于一體，能很好的激發同窗們的興趣；3設計留意的地方圖2 圖2 PCF8563時鐘芯片的原理圖難度等級：A簡單標題編號：014紅外無線耳機一、功能引見利用紅外對管不經調制解調而直接利用紅外線把電視機等發出的音頻信號發送接受。二、設計要求1紅外收發間隔 大于1米。2傳輸音頻信號無明顯失真。三、參考方案設計1原理框圖如下：音頻信號音頻信號信號放大電視機信號發射圖1紅外無線耳機的發射部分信號接納信號接納信號放大圖2紅外無線耳機的接納部分2制造思緒1本作品沒有單片機，只是硬件電路構成。2本作品做的難度不是很大，主要是紅外部分和放大部分的調試。3該系統的電壓要選好，不要用交流電，最好用電池。4還

24、有傳輸間隔 ，紅外的我們這個是小型的間隔 能夠不是很遠，但是不能少于1cm。3設計原理分析電視機傳來的模擬音頻信號傳輸到發射部分，經過NPN型三極管9013對音頻信號進展放大，采用紅外法發射管把信號發射出去；接受部分的紅外接納管終了到音頻信號后經過濾波和LM386放大后輸入到耳機中。兩部分均采用9伏紐扣電池進展供電。由于感應式無線耳機的發射電路必需固定安裝在房間的墻壁或天花板上，故無法在室外運用，這是感應式無線耳機的主要缺陷。而紅外無線耳機那么不然，由于它的信號發射采用小巧的紅外發射電路，既可在室內用于電化教學、家庭電視和音響設備的音頻信號無線接納，也能在戶外運用便攜式錄音機、CD、VCD及M

25、P3時，方便地去掉耳機線，實現名副其實的無線“隨身聽。 紅外無線耳機的發射電路如圖(a)所示。運用時將插頭XP插入電視機、收錄機的耳機插座內，音頻信號經過XP經電容Cl耦合、三極管VTl放大，再由紅外發射二極管VDl和VD2向外發射載有音頻電波的紅外線。電路裝成后適當調理偏置電阻R2，使流過VDl和VD2的靜態電流為l0mA即可。 圖(b)為紅外無線耳機的接納電路。紅外接納管VD3VD5接納到發射電路發出的紅外線信號后，將其轉換為音頻信號，再由三極管VT2放大送入集成運放ICl作功率放大，最后由耳機BE輸出。電路中運用3只紅外接納管是為了能全方位接納信號。調試時，先用手觸摸紅外接納管的正極，調

26、理電阻R4、R5使耳機BE輸出的交流聲最響，然后再接通發射電路，適當調理電視機或收錄機的音量大小，直到耳機傳出的聲音大且明晰為止。難度等級：A簡單標題編號：015 電機轉速檢測儀一、功能引見該作品經過計數電路、時鐘電路、靜態顯示等功能電路實現了對電機轉速和頻率的丈量以及靜態顯示。二、設計要求1用四位數碼管顯示電機轉速，顯示單位：轉/秒2轉速丈量誤差小于1轉/秒。三、參考方案設計1原理框圖見圖1。譯碼器鎖存器計數器整形電路單穩態時鐘電路顯示電路譯碼器鎖存器計數器整形電路單穩態時鐘電路顯示電路圖1 電機轉速檢測儀硬件構造方框圖圖1 電機轉速檢測儀硬件構造方框圖 2制造思緒1利用光電開關管做電機轉速

27、的信號拾取元件，在電機的轉軸上安裝一圓盤，在圓盤上挖一小洞，小洞上下分別對應著光發射和光接受開關，圓盤轉動一圈既光電管導通一次，利用此信號做為脈沖計數所需。2計數脈沖經過計數電路進展有效的計數，按照設計要求每一秒種都必需對計數器清零一次，由于電路實行秒更新，所以計數器到譯碼電路之間有鎖存電路，在計數器進展計數的過程中對上一次的數據進展鎖存顯示，這樣做不僅處理了數碼顯示的邏輯混亂，而且防止了數碼顯示的閃爍問題。3對于脈沖記數，有測周和測頻的方式。測周電路的丈量精度主要受電路系統的脈沖產生電路的影響，對于低頻率信號，其精度較高。測頻電路其對于正負一的信號差比較敏感，對于低頻率信號的丈量誤差較大，但

28、是本電路依然采用測頻方式，緣由是本電路對于馬達電機轉速精度要求較低，本電路還有晉級為頻率計運用，而測頻方式對高頻的精度還是很高的。4顯示電路采用靜態顯示方法，由于靜態顯示易于制造和調試，原理也較簡單所需元易于購買。5電路時鐘是整個電路的關鍵，他是整個電路有效任務的中心，擔任電路的鎖存和清零。其根本思緒是：產生頻率一秒是時鐘，當秒時鐘到來時，既上升沿到來時，對鎖存電路進展鎖存，鎖存以后才干對計數器進展清零，鎖存和清零間隔要充分小，否那么就影響電路的計數準確度。鑒于此，對鎖存集成必需采用邊沿觸發方式的集成，并且計數器應該與鎖存同步任務，既都在秒時鐘的上升沿觸發任務。6時鐘實現方法很多，本電路采用晶

29、振電路，已求得高精度的時鐘需求。3設計，原理分析1信號拾取與整形信號拾取根本原理圖如下：電路中心由一個光電開關管組成，平常電機轉輪靜止，發光二極管所發出的光被輪子擋住，所以接納管處于截止形狀，1端為高電平。當電機轉動一圈，會使接納管導通一次，1端輸出一個低電平，1端波形為：波形處置電路有一個施密特觸發器組成，本施密特觸發器選用40106，如上圖。當輸入電壓逐漸升高時，致使VI施密特上VT+，內部觸發器發生翻轉。當VI逐漸下降時，致使VIVT-。所以只需VIVT+電路就穩定在高電平，這樣就有效的防止了雜波的干擾，并使輸出得到矩形脈沖，符合了下級計數的需求。典型的施密特其任務波形如下：2計數電路

30、本電路采用四個同步計數器接成串行任務方式，查數字電路產品資料后，預備采用CD4518電路設計如下：3鎖存電路采用8D鎖存器74LS324，電路設計如圖：4時鐘電路及波形設計根據以上各電路功能模塊的需求，時鐘電路總共需求產生兩路輸出信號，一路是頻率為1秒的規范矩形脈沖，利用其上沿對鎖存器進展鎖存，另一路是計數器的清零脈沖，要求脈沖寬度250ns才可以有效得將計數器清零，頻率依然是1秒。而且在鎖存以后才可以對計數器進展清零，思索到鎖存在25ns之內完成任務，所以只需電路調試得當，無須再加延時電路，而且從上面設計的方框圖可知，矩形脈沖經過一個單穩態電路以后才產生清零脈沖，單穩態集成也存在不可人為的延

31、時存在，所以電路可以正常任務。難度等級：B中等標題編號：016超聲波測距一、功能引見由于超聲波指向性強，能量耗費緩慢，在介質中傳播的間隔 較遠，因此超聲波經常用于間隔 的丈量，如測距儀和物位丈量儀等都可以經過超聲波來實現。利用超聲波檢測往往比較迅速、方便、計算簡單、易于做到實時控制，并且在丈量精度方面能到達工業適用的要求。二、設計要求1. 丈量間隔 5m2丈量誤差4%3能顯示丈量間隔 。三、參考方案設計1硬件構造圖見圖1。單片機發射部分單片機發射部分接納部分顯示圖1 超聲波測距硬件構造方框圖圖1 超聲波測距硬件構造方框圖2制造思緒超聲波發射器向某一方向發射超聲波，在發射時辰的同時開場計時，超聲

32、波在空氣中傳播，途中碰到妨礙物就立刻前往來，超聲波接納器收到反射波就立刻停頓計時。超聲波在空氣中的傳播速度為340m/s，根據計時器記錄的時間t，就可以計算出發射點距妨礙物的間隔 (s)，即：s=340t/2 。這就是所謂的時間差測距法。 利用單片機控制超聲波的發射和對超聲波自發射至接納往返時間的計時。3設計留意地方1超聲波傳感器可采用超聲波發射頭UCM40T和接納頭UCM40R。僅供參考2顯示部分可采用1602液晶或采用數碼管顯示。難度等級：B中等標題編號：017萬能遙控器一、功能引見設計一種萬能遙控器，可記錄其他恣意遙控器輸入的編碼信息，然后就可經過該萬用遙控器控制相應電器設備。二、設計要

33、求運用單片機或其他控制器完成，可記錄至少20種遙控器的編碼信息，并且掉電后信息不喪失，紅外控制傳送間隔 大于3米。三、參考方案設計該系統對單片機的要求不高，但要實現數據信息存儲且掉電后不喪失，一種方法是運用外加的EEPROM芯片，另一種方法是選用自帶EEPROM或可編程FLASH芯片的單片機，基于這種方法的實現簡單，而且滿足需求的單片機種類也比較多，如STC系列單片機，AVR系列，MSP430系列等等。系統組成框架：控制部分控制部分單片機鍵盤紅外接納頭HS0038存儲器EEPROM紅外接發射555紅外信號的接納可運用一體化紅外接納頭HS0038，該芯片集紅外接納和放大于一體，不需任何外接元件，

34、就能完成從紅外接納到輸出與 TTL電平兼容的一切任務，而體積和普通的塑封三極管大小一樣。HS0038銜接方式：紅外發射部分可參考以下圖所示的紅外調制發射電路。該方案由微處置器與公用編碼芯片PT2262 組合完成編碼任務，載波產生由MC4011 與38KHz晶振一同構成，振蕩產生 38KHz方波。 難度等級：B中等標題編號：018基于51的電容表一、功能引見利用單片機的最小系統板和一塊1602液晶，對輸入的方波信號進展頻率的丈量和顯示。二、設計要求 電容丈量范圍為10pF-1000.00uF，最小分辨力為10pF。分量程，可以自動切換量程，也可手動切換。三、參考方案設計1原理框圖：由比較器構成的

35、諧振電路由比較器構成的諧振電路單片機最小系統顯示部分鍵盤2制造思緒：1本作品主要是完成對單片機的調試和外圍電路的設計；偏重于編程；2電容的丈量原理就是用RC或LC構成一個諧振回路，然后對諧振回路的頻率進展丈量，進而到達丈量電容的目的；3該作品要求的精度較高，能夠需求在外部再加一些溫度補償電路，當然這是在實現了丈量的根底上；4顯示電路該作品最好采用1602液晶，當然也可以用數碼管來顯示；3設計原理分析電容測試原理簡介：根據電容的充電公式，可以計算出電容在充電到1/nVcc(其中n1，Vcc為充電電源電壓)電壓時充電時間跟電容的容量和電阻成正比，跟充電電源電壓無關。(經過一個微分方程即可求得，詳細

36、的計算步驟這里省略，普通的電路教材上都有講解) 任務過程如下：首先，經過單片機選通放電三極管Q9，將電容上的電放掉，放電終了之后，選通Q1-Q5中的一個三極管，經過一定的電阻，對電容進展充電；同時，翻開單片機的計數器0，開場計數。然后單片機等待外部中斷0的發生。當電容充電到達參考電壓值時，比較器翻轉，發出充電完成信號到中斷0端口，單片機呼應中斷，停頓計數器0，并封鎖充電電路，接通放電電路。接著讀出計數器0的值，進展計算，適當的調整后，輸出到LCD上顯示。然后又開場一次新的測試，如此循環。本電路經過一個電壓比較器(LM339)來檢測電容充電的終止。由電阻R31，R32及RW1構成一個分壓器，產生

37、一個基準電壓。當電容兩端電壓超越比較電壓時，比較器翻轉，產生一個低電平到單片機的中斷0(INT0)引腳，通知單片機電容充電完成。 RW1是精細可調電阻，用來調整電壓比較器的參考電壓。調整RW1，使P點電壓為電源電壓的0.632倍(實際值，實踐值能夠有點不一樣，見調試部分)。C0是并聯在丈量端的一個小電容(30pF)，用來減少電路分布電容的影響。由于在單片機內部做了軟件調零，所以有一個固定的偏移量，對結果的顯示不會呵斥影響。 Q8和Q10是用來平衡電路和溫度補償。作用不是很大，假設覺得費事，可以省掉這個兩個三極管，把集電極和發射極直接銜接起來，基極那個位置懸空就行了。U4是一個計數器，丈量頻率時

38、，先做一個預分頻。由于52的計數器頻率不夠高。難度等級：B中等 標題編號：019 HYPERLINK mytech-/tw/showroom_18.html t _blank 全數字語音留言機一、功能引見自選ADC進展語音信號采集，完成語音錄放功能。控制器可選用單片機或FPGA來完成，要求顯示具有語音信息查看，播放，刪除等功能。二、設計要求1要求單次記錄時間大于一分鐘，可至少記錄3段語音信息。2播放語音要有一定的明晰度，可懂度，自然度。三、設計思緒1控制器選擇：方案一：選用FPGA為主控制器，外部FLASH為音頻數據存儲器，經過AD采集到的音頻數據，經過一定的緊縮編碼后存儲在外部FLASH中。

39、運用這種方式減少存儲量，在一定程度上節省了本錢。語音信號的采集和重建可以運用TI公司的高性能語音編解碼芯片TLV320AIC23,該芯片內自帶AD/DA,可以實現高性能的語音錄放。方案二：以單片機為主控制器，最好選用內部自帶AD/DA的單片機，可以縮短開發時間。存儲器可以思索運用外部大容量FLASH或直接運用SD、U盤等存儲設備。2AD/DA選擇：人的普通發音頻率范圍為20Hz到3.4KHz，對語音信號進展采集，要保證最根本的明晰度，可懂度要求AD采樣速率大于8KHz。進展語音信號采集可運用普通AD或公用的語音信號采集芯片。普通來說DA的建立時間都可滿足音頻信號輸出的要求。三、參考方案設計這里

40、選用TI公司的MSP430單片機作為控制器，該單片機功耗低，功能強大，為了與TI公司的高性能語音編解碼芯片TLV320AIC23接口，這里選用MSP430F149單片機，該型號單片機內部自帶SPI接口，可以實現與TLV320AIC23的完美結合。存儲部分這里選用1GB的SD為存儲器。系統框圖：主控制器主控制器MSP430F149TLV320AIC23SD卡存儲器鍵盤顯示SPI難度等級：B中等標題編號：020跑步指示儀一、功能引見設計一個跑步指示儀對跑步質量及指數進展丈量并對不適情況進展預警。此作品是針對市場上的計步器等相關器械設計難度大、準確度不高且價錢昂貴而另行設計的。二、設計要求1顯示跑步

41、步數。2根據設置的步幅來實現對行進間隔 的測算。3運用單片機來計計算平均速度、實時瞬時速度和累計耗費能量。4實現間隔 、平均速度、即時速度、能量耗費的實時顯示。5根據個人的設置對相關目的不符合的情況進展預警提示，使跑步在本人的掌控下進展實現最適宜、最有效的鍛煉。三、方案設計1硬件構造圖2制造思緒：我們對跑步與走路姿態進展了仔細的察看與研討得出結論：普通情況下當跑步時人的腳輪番全腳掌觸地,其中間隔發生有一腳的前部觸地,故在很短的時間內檢測能否一腳的前后均觸地并依此計數測出跑步數，從而實現計步器的功能。而當停頓跑步進展走路形狀時將會出現兩只腳全觸地或同時兩只腳上前后的四個位置有三個觸地從而根據實時

42、的掃描檢測來識別跑步形狀與走路形狀。由記錄的步數并根據設置的步幅計算出間隔 。此作品是運用單片機作為主控芯片采集信息并對外控制顯示，我們采用銅片制造觸發開關，兩銅片接觸即觸發一次，并在兩只腳的鞋前后適當位置各安頓一個，當在跑步形狀上時經過單片機對觸發器進展掃描，當且僅當在較短的一小段時間內其中一只腳的前后兩個觸發器同時觸發時進展計數跑一步，延續計數統計步數。經過對人走路和跑步來識別從而來記錄跑步步數并根據設置的步幅來實現對行進間隔 的測算并運用單片機來計時從而轉換為平均速度和實時瞬時速度和累計耗費能量從而實現了間隔 、平均速度、即時速度、能量耗費的實時顯示，并根據個人的設置對相關目的不符合的情

43、況進展預警提示，使跑步在本人的掌控下進展實現最適宜、最有效的鍛煉。實現的相關功能闡明中英文對照如下：時間TIME，顯示運動時間速度SPEED，顯示即時速度與平均速度，單位：千米/小時路程DISTANCE，運動所經過的路程，單位：千米熱量CALORIES，運動所耗費的體能，單位：千卡自動掃描SCAN，根據設定的時間間隔自動顯示以上功能MODE方式選擇：按動此鍵可選擇時間、速度、路程、熱量等參數SET置數：可在時間，路程，熱量三功能設置預定值，然后進展倒記數10并對速度超越預定值報警提示RESET復0：按動此鍵，可使屏面顯示的數值復0。儀器在自動掃描時，復0鍵不起作用。能量設置參考：種類熱量68k

44、g/1h(一個68kg人每小時所耗費的卡路里) 。爬樓梯一千五百級(不計時)250卡 慢走(一小時四公里)255卡。 快走(一小時八公里)555卡。 慢跑(一小時九公里)655卡。 快跑(一小時十二公里)700卡。3關鍵技術：本設計主要對觸發開關的制造要穩定可靠并適宜置于鞋下，對觸發開關的時間段檢測要精細適宜從而要對硬件電路反復實驗及對軟件編程進展不斷調試，以找到恰當的相關參數。難度等級：B中等標題編號：021簡單的被動式紅外線報警器一、功能引見該報警器由紅外線發射、接納、蜂鳴器和LED指示燈組成。正常情況下，綠色的LED常爍，表示監控區域正常。一旦監控區域有人闖入，綠色LED熄滅，紅色的LE

45、D快速閃爍，同時蜂鳴器立刻報警。二、設計要求1紅外發射頻率為38KHZ2正常情況下綠色LED閃爍，異常情況下紅色LED閃爍并且蜂鳴器報警。3監控區域范圍在3M范圍內。三、參考方案設計1原理框圖如圖下。 紅外接納頭紅外接納頭單片機最小系統蜂鳴器紅外發射2制造思緒1調試紅外發射管和接納管，首先要用單片機輸出一個38KHZ的方波信號。2電路任務后，正常情況下紅外接納頭接納不到紅外信號，而輸出高電平。當有物體出如今發射管前方時，紅外接納頭會接納到從物體上反射回來的紅外光信號，然后輸出低電平通知MCU翻開蜂鳴器報警。3本作品主要要完成三大功能：38KHZ載波信號的產生、紅外接納頭輸出電平的檢測、LED和

46、蜂鳴器的驅動。3設計留意的地方需求預備的器材：單片機、紅色LED一只、綠色LED一只、萬能實驗板一塊、5V電源、電阻、TTL0038或者其他類似38KHZ的紅外接納頭、5V長鳴型蜂鳴器。1線路圖見以下圖：實驗電路圖及任務原理：該電路任務原理非常簡單，Atmega8的PD0端口輸出經過調制的38KHZ的方波信號，然后經Q2驅動紅外線發射管LED0發出紅外線信號。TL0038是集紅外線信號接納放大為一體的接納器。其中心接納頻率為38KZH，輸出為TTL電平，平常輸出高電平，當收到碼信號后，輸出低電平。BELL為長鳴蜂鳴器，兩個引腳分別為正負極，當正負極兩端加上5V電壓后，蜂鳴器發出響聲。留意，該蜂

47、鳴器兩腳不能接反，否那么蜂鳴器會燒毀。電路任務后，正常情況下TL0038接納不到紅外信號，而輸出高電平。當有物體出如今發射管前方時，TTL0038會接納到從物體上反射回來的紅外光信號，然后輸出低電平通知MCU翻開蜂鳴器報警。2程序思想本實驗的程序主要要完成三大功能：38KHZ載波信號的產生、紅外接納頭TL0038輸出電平的檢測、LED和蜂鳴器的驅動。本程序運用8位定時計數器T/C0溢出中斷使PD0產生38KHZ的方波信號，然后驅動紅外線發射管。T/C0計數器是單一向上計數器，其計數值TCNT0一旦計數到0XFF后，T/C0馬上產生溢出中斷。因此，我們可以經過設置TCNT0的初始值來調整中斷產生

48、的頻率。每產生一次中斷就改動一次PD0的電平形狀，從而在PD0口產生38KHZ的方波信號。本實驗MCU采用內部8MHZ的RC時鐘信號，T/C0的時鐘源采用系統時鐘8分頻，即每計一個數TCNT0添加1需求1us的時間。38KZH的時鐘周期大約為26us左右，因此，半周期需求計數13次左右，即TCNT0初始值為256-13243。另外，我們還需求在38KHZ的載波信號上調制上一個碼信號，也就是說38KHZ的載波信號不是不斷在產生，而是延續的發射。如以下圖所示：同時，程序經過不斷地讀取PC5腳的電平值來判別TL0038能否接納到紅外信號。一旦延續檢測到N次PC5為低電平，那么立刻翻開蜂鳴器和紅色的L

49、ED。之所以要延續檢測N次，主要是防止TL0038上產生雜波信號而誤告警。難度等級：B中等標題編號：022簡易頻率計一、功能引見利用單片機的最小系統板和一塊1602液晶，對輸入的方波信號進展頻率的丈量和顯示。二、設計要求1丈量頻率范圍：1Hz-1MHz2頻率丈量誤差小于1/1E6 FsFS為被測信號頻率。三、參考方案設計1原理框圖如以下圖：輸入方波信號輸入方波信號單片機最小系統顯示部分2制造思緒1本作品主要是完成對單片機定時器的調試；主要偏重于編程。2頻率的丈量實踐上就是在1S時間內對信號進展計數，計數值就是信號頻率。用單片機設計頻率計通常采用兩種方法，一是運用單片機自帶的計數器對輸入脈沖進展

50、計數，或者丈量信號的周期；二是單片機外部運用計數器對脈沖信號進展計數，計數值再由單片機讀取。3該作品能測的頻率越高，難度越大，當然得的分也越多。4顯示電路該作品最好采用1602液晶，當然也可以用數碼管來顯示。5該作品編程要求較高，特別是程序將影響丈量頻率的精度，這樣要求程序盡能夠精簡。3設計原理分析這是AVR單片機的計數及顯示電路：前置放大及分頻電路設計思緒：頻率的丈量實踐上就是在1S時間內對信號進展計數，計數值就是信號頻率。用單片機設計頻率計通常采用兩種方法，1運用單片機自帶的計數器對輸入脈沖進展計數，或者丈量信號的周期；2單片機外部運用計數器對脈沖信號進展計數，計數值再由單片機讀取。由于單

51、片機自帶計數器輸入時鐘的頻率通常只能是系統時鐘頻率的幾分之一甚至幾非常之一，因此采用單片機的計數器直接丈量信號頻率就遭到了很大的限制。本電路采用方式2，運用一片74LS393四位雙二進制計數器和Atmega8的T1計數器組成了24位計數器，最大計數值為16777215。假設輸入信號經過MB501分頻器進展64分頻后再進展丈量，那么固定1S時基下最高丈量頻率為1073.741760Mhz。為了方便得到準確的1秒鐘丈量閘門信號，我們運用了Atmega8的異步實時時鐘功能，采用32.768Khz的晶振由TC2產生1秒鐘的定時信號。丈量原理：單片機翻開丈量閘門，即PB1輸出高電平，同時TC2定時器啟動

52、。74LS393開場對輸入脈沖進展計數，74LS393每計數達256時，Atmega8的T1計數器也向上計數1次。當1S定時到達時，單片機產生中斷，PB1輸出低電平封鎖丈量閘門，然后Atmega8讀取74LS393和T1的計數值，然后送LCD顯示。由于1S的丈量閘門時間在業余條件下不好測試，因此，實驗程序中在LCD上同時顯示實時時鐘用于判別1S閘門時間的準確性。實驗中，我運用CDMA手機上顯示的GPS衛星準確時間進展比較。手機時間顯示的最小單位是分鐘，丈量時一旦手機分鐘值發生跳變，那么立刻記錄下LCD顯示的秒值，這樣的話讓頻率計運轉一段時間后，再多次記錄下LCD顯示的秒，就可以準確判別頻率計的

53、異步時鐘能否準確。實驗過程中，我讓頻率計走了10個小數左右，丈量的1S時鐘還是非常準確的。難度等級：B中等 標題編號：023簡易電子琴一、功能引見利用單片機的最小系統和一個鍵盤來完成一個簡易電子琴的設計。二、設計要求1經過按鍵可控制電子琴音調和節拍的輸出。2具有自編鈴音輸入，存儲，播放功能。3可對存儲的鈴音進展回放，刪除，修正。4至少可存儲3首鈴音。5.要求鈴音具有掉電存儲不喪失功能。三、參考方案設計1原理框圖如以下圖。鍵盤鍵盤單片機最小系統蜂鳴器2制造思緒1本作品主要是完成單片機對鍵盤的識別，以其不同鍵值來使蜂鳴器發出不同的音；2用單片機的定時器來控制蜂鳴器使其發出不同的音；3參考設計下面我

54、們舉幾個簡單的單片機驅動蜂鳴器的編程和電路設計的列子。 1簡單的蜂鳴器實驗程序：本程序經過在P3.7輸出一個音頻范圍的方波，驅動實驗板上的蜂鳴器發出蜂鳴聲，其中 HYPERLINK dzsc/ic/sell_search.html?searchtype=2&keyword=DELAY t _blank DELAY延 時子程序的作用是使輸出的方波頻率在人耳朵聽覺才干之內的20KHZ以下，假設沒有這個延時程序的話，輸出的頻率將大大超出人耳朵的聽覺才干，我們將不能 聽到聲音。更改延時常數，可以改動輸出頻率，也就可以調整蜂鳴器的音調。大家可以在實驗中更改#228為其他值，聽聽蜂鳴器音調的改動。 ORG

55、 0000H AJMP MAIN ;跳轉到主程序 ORG 0030H MAIN: CPL P3.7 ;蜂鳴器驅動電平取反 LCALL HYPERLINK dzsc/ic/sell_search.html?searchtype=2&keyword=DELAY t _blank DELAY ;延時 AJMP MAIN ;反復循環 HYPERLINK dzsc/ic/sell_search.html?searchtype=2&keyword=DELAY t _blank DELAY:MOV R7,#228 ;延時子程序，更改該延時常數可以改動蜂鳴器發出的音調 DE1: DJNZ R7,DE1 RET

56、 END 2“叮咚電子門鈴實驗程序：常見的家用電子門鈴在有客人來訪時候，假設按壓門鈴按鈕時，室內會發出“叮咚聲音，本實驗程序模擬電子門鈴的發音，當我們按壓實驗板上的K1按鈕時候，蜂鳴器發出“叮咚音樂聲，是一個比較適用的程序。 “叮咚電子門鈴實驗ASM源程序： “叮咚電子門鈴C言語源程序： ORG 0000H LJMP START ;跳轉到初始化程序 ORG 000BH LJMP PGT0 ;跳轉到T0中斷效力程序 START: OBUF1 EQU 30H ;初始化程序 OBUF2 EQU 31H OBUF3 EQU 32H OBUF4 EQU 33H FLAGB BIT 00H STOPB B

57、IT 01H K1 BIT P3.2 ;定義按鈕K1，作為門鈴按鈕 MOV TMOD,#02H ;定時器初始化 MOV TH0,#06H MOV TL0,#06H HYPERLINK dzsc/ic/sell_search.html?searchtype=2&keyword=SETB t _blank SETB ET0 ;啟動定時器T0 HYPERLINK dzsc/ic/sell_search.html?searchtype=2&keyword=SETB t _blank SETB EA ;啟動總中斷 MAIN: ;主程序 JB K1,MAIN ;檢測K1按鈕 LCALL YS10M ;延時

58、去抖動 JB K1,MAIN HYPERLINK dzsc/ic/sell_search.html?searchtype=2&keyword=SETB t _blank SETB TR0 ;按鈕有效 MOV P1,#00H ;點亮按鈕指示燈 MOV OBUF1,#00H MOV OBUF2,#00H MOV OBUF3,#00H MOV OBUF4,#00H CLR FLAGB CLR STOPB JNB STOPB,$ MOV P1,#0FFH LJMP MAIN ;發出“叮咚終了，前往重新檢測按鈕 YS10M: ;10ms延時子程序 MOV R6,#20 D1: MOV R7,#248 D

59、JNZ R7,$ DJNZ R6,D1 RET PGT0: ;定時器T0中斷效力程序 INC OBUF3 ;中斷效力程序中發出一聲“叮咚響聲 MOV A,OBUF3 CJNE A,#100,NEXT MOV OBUF3,#00H INC OBUF4 MOV A,OBUF4 CJNE A,#20,NEXT MOV OBUF4,#00H JB FLAGB,PGSTP CPL FLAGB AJMP NEXT PGSTP: HYPERLINK dzsc/ic/sell_search.html?searchtype=2&keyword=SETB t _blank SETB STOPB CLR TR0 L

60、JMP INT0RET NEXT: JB FLAGB,SOU2 INC OBUF2 MOV A,OBUF2 CJNE A,#03H,INT0RET MOV OBUF2,#00H CPL P3.7 LJMP INT0RET SOU2: INC OBUF1 MOV A,OBUF1 CJNE A,#04H,INT0RET MOV OBUF1,#00H CPL P3.7 LJMP INT0RET INT0RET: RETI END 難度等級：B中等 標題編號：024語音放大器一、功能引見本作品是由集成運算放大器組成的語音發大電路。接在收音機的耳機接口，從語音放大器的揚聲器便可播出愉快的音樂聲，音質清楚