单片机课程设计指导书2012(2)

(7) 功耗很低，保持数据和时钟信息时功率小于1mW。

6.2 方案论证

6.3 系统硬件电路的设计

6.4 系统程序的设计

6.4.1 初始化程序

6.4.2 主程序

6.4.3 显示子程序

6.5调试及性能分析

6.5.1 调试与测试

6.5.2 性能分析

第七章 音乐倒数计时器设计

7.1 功能要求

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”。

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，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。 2. 工作原理

本题目最大难点是实现音乐的播放。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。

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。

7.2 方案论证

7.3 系统硬件电路的设计

7.4 系统程序的设计

7.4.1 初始化程序

7.4.2 主程序

7.4.3 显示子程序

7.5调试及性能分析

7.5.1 调试与测试

7.5.2 性能分析

第八章 基于热敏电阻的数字温度计

8.1 功能要求

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。 2 . 工作原理

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PT100进行供电，然后用运算放大器LM324搭建的同相放大电路将其电压信号放大10倍后输入到AD0804中。利用电阻变化率0.385Ω/℃的特性，计算出当前温度值。

8.2 方案论证

8.3 系统硬件电路的设计

8.4 系统程序的设计

8.4.1 初始化程序

8.4.2 主程序

8.4.3 显示子程序

8.5调试及性能分析

8.5.1 调试与测试

8.5.2 性能分析

第九章 双机之间的串行通信设计

9.1 功能要求

1. 设计要求

两片单片机利用串行口进行串行通信：串行通信的波特率可从键盘进行设定，可选的波特率为1200、2400、4800和9600bit/s。串行口工作方式为方式1的全双工串行通信。发信机需要使用LED显示输出的波特率；接收机需要通过LED显示接收的数据值。 2. 实验原理

两个单片机之间进行通讯波特率的设定，最终归结到对定时计数器T1计数初值TH1、TL1进行设定。故本题目本质上是通过键盘扫描得到设定的波特率，从而载入相应的T1计数初值TH1、TL1实现的。示例程序中将0xaa从主机传输到从机，并显示在从机的数码管上实现串口通讯的验证。 如串口通讯线路过长，可考虑采用MAX232进行电平转换，以延长传输距离。值得注意的是，为了减少计算载入初值时的误差，本项目最好采取11.0592MHz的晶振。

9.2 方案论证

9.3 系统硬件电路的设计

9.4 系统程序的设计

9.4.1 初始化程序

9.4.2 主程序

9.4.3 显示子程序

9.5调试及性能分析

9.5.1 调试与测试

9.5.2 性能分析

第十章 波形发生器设计

10.1 功能要求

1. 设计要求

设计一个能产生正弦波、方波、三角波、梯形波、锯齿波的波形发生器，该发生器所产生的各种波形的频率需要在一定范围内可调，需要使用LED显示输出的频率值。（频率10Hz-100Hz） 2. 实验原理

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。本题目中，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。

波形频率的改变实质上是通过改变每次输出到DAC的Y方向的二进制数据的时间间隔来改变

的。

10.2 方案论证

10.3 系统硬件电路的设计

10.4 系统程序的设计

10.4.1 初始化程序

10.4.2 主程序

10.4.3 显示子程序

10.5调试及性能分析

10.5.1 调试与测试

10.5.2 性能分析