单片机设计期末作业.doc

《单片机原理》课程期末作业（C）西安电子科技大学测控专业—、作业形式通过本次作业，考查对8051单片机原理的掌握，以及程序设计和调试基本 能力要求独立设计并调试完成一个具有完整功能的小型单片机系统，并写一份 简短的设计报告，对自己所设计的系统进行描述和测试本次作业完成情况将作 为平时成绩部分，计入期末总分二、作业内容1、 参考课程光盘内'学习板说明书\ C51 StartKit学习板.pdf的说明，自行购买 电子元件，组装一套51单片机学习板2、 从7道作业题中任选一题，独立完成程序设计，并在学习板上调试成功3、 撰写一份简短的设计报告主要说明设计思路、方法以及结果）三、作业提交方式将作业打包压缩（rar文件），按照“学号—姓名—题目.rar”的文件名作为附件,发邮件至 xd_homework@ 0提交截止时间：课程期末考试前提交内容：1、 源程序整个工程所在文件夹）2、 设计报告Word文档）3、 （如果有）相关演示视频、图片等四、作业题目（任选一题，多做不限）本次作业题难度分为ABC三档，A题较难，B题中等，C题较为简单根 据自己能力和兴趣选择合适的题目o学习板的Pl 口上接有8只LED,假设它们是一串彩灯。

设计一个简易的控 制系统，控制其流水或闪烁花样和速度设计要求:1）具有至少4种花样，可以参考下图，也可以自行设计或增添其他花样MBB— ■■■■. ・- ■ 二日二r・i--二 三.三」花样2花样3 花样42） 具有4个控制键，按下时蜂鸣器要有“滴”提示音，按键功能如下：按1键，速度加快按2键，速度减慢按3键，切换下一种花样按4键，暂停，再按一次恢复运行3） 其他功能，可自由发挥设计提示（仅供参考）：花样的设计可以利用查表（数组）来完成，每一种花色就对应一个数组，从 中循环读取赋值给P1 口即可实现滚动效果利用定时器产生固定的节拍，当节 拍计数至N时切换下一个数组元素，改变N值即可调节速度键盘可以利用程 序库中的代码利用学习板上的DS18B20数字温度传感器，设计一个简易温度记录系统 设计要求：1） 实时显示温度（大约1~2秒更新一次）2） 1分钟记录一次温度3） 具有2个按键，按下时蜂鸣器要有“滴”提示音，按键功能如下: 按键1按下时，清除已存储的数据，重新开始记录按键2按下时，从串口向超级终端打印记录信息，格式如下：序号,温度值1, xx.x,2, xx.x3, xx.x4） 用自己设计的温度记录系统，记录一次温度变化曲线，附在报告中。

例如：室温下记录5分钟，然后置于暖气片上加热放置10分钟（升 温），再回到室温冷却10分钟（降温）5） 其他功能或测量实验，可自由发挥设计提示（仅供参考）：温度的测量可以利用程序库内DS18B20代码完成，1分钟计时可以通过定 时器累计实现，每次1分钟定时到达时，将温度值顺序保存于一个数组中建议 利用STC单片机256字节外部RAM （xdata）存储温度记录，可以记录128个温 度值（约2小时），程序简单但缺点是实验过程不能断电也可以保存在STC 单片机的Flash中（参考程序库），优点是断电也不会丢失通过串口向超级终端打印字符，所显示的内容可以拷贝后粘贴在Excel表格 里，用Excel生成曲线注意：学习板上的温度传感器可以用导线延长出来，可以做一些其他有趣的 实验（例如测一测一壶开水的水温下降的规律是怎样的？）3、“节奏感”游戏机（难度A）“节奏感”是人与生俱来的一种感觉，有的人节奏感好，有的人差本题将 利用单片机设计一个有趣的装置，对你的节奏感进行测试和评分原理如下图：滴v— 0.3~2秒一► 滴不响延迟2秒开始V一间隔相同一A 下一次测试 if !!——按键时刻 f f f f差中好中差蜂鸣器发出两次“滴~滴”蜂鸣声，之间的间隔是随机产生的（0.3秒~2秒范 围内随机选取）。

参与游戏者听到蜂鸣声后，根据鸣响节奏，估测第三次鸣响应 该发生的时刻，按下按键单片机根据按键时刻的误差Et （单位:ms）,给出相应 评分（分数显示在数码管上）本次测试得分=100分 （误差Et<20ms以内）100-Et/4 （误差 Et>20ms）0 （误差 Et>400ms）每轮游戏测试10次（每次的时间间隔都是随机的），取平均分作为最后得分设计要求：1） 完成上述设计2） 对同宿舍同学进行节奏感测试，得分情况附于报告中3） 其他功能，可自由发挥设计提示（仅供参考）：随机数的产生可以利用math.h库中的rand函数产生可以用定时器产生1ms 定时节拍，对蜂鸣及按键进行计时显示函数可以调用程序库内的代码注意，每次测试开始前1秒左右，应该有准备提示（例如LED闪烁一下， 提示测试即将开始）利用单片机学习板上的键盘和数码管显示，设计一款电子骰子，能够产生 随机骰子点数，最多能够模拟4个骰子同时扔出时的效果设计要求：1）有4个按键,功能如下：按键1按下，投出1颗骰子按键2按下，同时投出2颗骰子按键3按下，同时投出3颗骰子按键4按下，同时投出4颗骰子2） 4位数码管显示值分别代表4个骰子的点数（1~6）。

3） 按下按钮后，相应的数字位开始闪烁（1~6快速变化），松手后变化速度 慢慢减缓，一段时间后才停下，蜂鸣器提示要求每次点数都是随机的4） 其他功能，可自由发挥设计提示（仅供参考）：随机数的产生可以利用math.h中的rand函数来产生，但是该函数每次 生成的序列是一样的（因为每次复位或上电后，随机数种子是一样的）解 决方法之一是用按键时间长短来产生随机数种子，例如当按键按下时，开启 定时器，松手时读取计数值n,作为种子，调用srand（n）函数将n设置为随 机种子，然后再调用rand函数可以获取不重复的随机数序列也可以开机 后将外部RAM中的数据求和（上电过程不清除外部RAM,是随机数），作 为随机数种子注意rand函数产生的是0-32767内的随机数，通过取余操 作（％6）获得0~5,再加1得到1~6之间的随机数显示函数可以调用程序库内的代码5、 简易电子秒表（难度C）利用单片机学习板上的键盘和数码管显示，设计一款秒表要求如下：1） 四位显示，分辨率0.01秒，即显示SS.XX秒XX=00~99, SS=00~602） 有2个按键，按键时有“滴”提示音，按键功能如下按键1按下时，秒表开始计时；再次按时暂停计时；再按恢复计时...当秒表处于暂停状态，按键2按下时，计时值清零。

3） 计满1分钟（60s）后，点亮1只发光管，2分钟后点亮两只，依此类推4） 其他功能，可自由发挥6、 记忆力测试游戏机（难度A）据科学研究，人类的记忆分为长期记忆与短期记忆两类（有点类似于计算机 的ROM和RAM）短期记忆信息保持的时间很短，通常在5~20秒，最长不超 过1分钟短期记忆有时也被称为号码式记忆，如同人们查到号码后立 刻拨号，通完了话，号码也就随即忘掉短期记忆能力反映了大脑信息处理过程 中的信息暂存能力本题将设计一款简单有趣的游戏装置，可以用来测试和提高 你的短期记忆能力原理如下图，按照随机的排列顺序在4位数码管上，随机位置显示数字1~4, 然后要求用按键1~4重复输入刚才看到的序列随着序列逐渐变长，记忆的难度 也随之加大，直到记忆出错时为止游戏结束，此前的序列长度就代表了记忆能力全部消失按3键（错了）PASS显示得分游戏过程：1） 系统中具有4位数码管显示，4个按键2） 复位后，数码管提示LV-X, X表示难度等级，可以在数字1~5范围设置;按1键难度等级增加1按2键难度等级减少1按3键确认，游戏正式开始3） 蜂鸣器“滴”短鸣后，开始显示数字，数字1~4在随机位置出现（其他 位消隐不显示），停留一段时间后，在下一个随机位置显示。

难度等级越 高，停留时间越短4） 显示完毕后，数字全部消失，用按键1~4输入刚才看到的序列5） 若输入序列正确，显示“PASS” 1秒钟，序列长度增加1 （相当于下一 关），跳回步骤3,然后开始下一轮游戏6） 若输入序列错误，在输错的那一次按键时，提示“FAIL” 1秒钟，然后 显示得分，游戏结束此后所有按键失效，必须按复位键重新开始游戏步骤2）中的难度等级定义：LV-1难度：每个数字显示停留2秒，LV-2难度：每个数字显示停留1.5秒，LV-3难度：每个数字显示停留1秒，LV-4难度：每个数字显示停留0.5秒，LV-5难度：每个数字显示停留0.3秒，步骤6）中的得分=［闯关数（失败前一关的序列长度）*10+本关（失败那 一关）正确的个数］*难度等级：设计要求：1） 完成上述设计2） 对同宿舍同学进行记忆力测试，将宿舍同学得分（最好有不同难度等级的得分）贴在报告中3）其他功能，可自由发挥设计提示（仅供参考）：随机数的产生方法参考第4题随机位置也可以用相同的方法产生在任意 位置显示数字和字母的功能可以通过显示程序库来实现用定时器产生10ms左 右的定时节拍，计数产生0.3~2秒的显示停留时间。

键盘输入可以调用程序库实 现所产生的随机数字序列，可以先一次生成整个序列，保存在一个数组中，按 照时间间隔依次显示完毕后与输入序列逐一进行对比7、简易定时提醒器（难度C）利用单片机学习板上的键盘和数码管显示，设计一款定时提醒器要求如下：1） 四位倒计时显示，即显示MM.SSo MM=99~00分钟，SS=59~00秒2） 有4个按键，按键时有“滴”提示音，其中按键1和按键2用来设定倒计时 时间，按键3和按键4用来控制具体按键功能如下：按键1按下时，调整分钟值加1,最大可设定99分钟按键1长按不放时，分钟值加10按键2按下时，调整分钟值减1,最小可设定01分钟按键2长按不放时，分钟值减10,按键3按下时，倒计时开始，秒钟值每秒减1,减到0后分钟减1,同时 秒钟值变为59倒计时过程中，再按一次按键3,倒计时暂停再按恢复，依此类推按键4按下时，取消本次定时，计时值清零，此后可以用按键1/2重新 设定新的定时值3） 倒计时计至00.00时，蜂鸣器响4） 其他功能，可自由发挥8、自选题目鼓励在上述5个题目之外自由发挥选题，利用51单片机学习板，设计并实 现一个小型但完整的单片机系统（允许并鼓励扩展），完成某些特定的功能。

以 下是可供参考的选题方向1. 解决生活中实际问题的小电子装置2. 实用美观的电子礼品、电子装饰品等3. 出于个人兴趣爱好的开发和研究4. 尝试一些别人没有过的设计，特别是“看起来”不可思议的事6. 用单片机自动完成某些实验的测量工作7. 设计一些有趣的小游戏8. 为单片机学习板编写一个模块化程序9. 设计新的人机交互方法、或新的人机交互体验10. 以上未列出的一切富有创意以及能完整实现的作品五、报告攥写范例《XXXX》（所选题目名称）设计报告学号 班级 姓名一、 摘要用几句话简单明了的概述你做了什么东西，比如利用了 51单片机的哪些模 块，通过什么方法，实现了什么功能，达到了什么指标，做了什么实验，结果如 何等信息（并非严格格式，自己发挥，但要简明扼要突出重点）是报告的“浓 缩精髓”，也是作品的第一印象二、 硬件设计。