基于单片机的语音存储及回放系统课程设计(毕业设计)
电子与信息工程学院
综合实验课程报告
课题名称基于单片机的语音采集及回放系统设计
1 总体设计方案介绍：
1.1语音编码方案：
人耳能听到的声音是一种频率范围为20 Hz～20000 Hz ,而一般语音频率最高为3400 Hz。语音的采集是指语音声波信号经麦克风和高频放大器转换成有一定幅度的模拟量电信号,然后再转换成数字量的全过程。根据“奈奎斯特采样定理”, 采样频率必须大于模拟信号最高频率的两倍，由于语音信号频率为300～3 400 Hz ,所以把语音采集的采样频率定为8 kHz。从语音的存储与压缩率来考虑，模型参数表示法明显优于信号波形表示法[4]。但要将之运用于单片机，显然信号波形表示法相对简单易实现。基于这种思路的算法，除了传统的一些脉冲编码调制外，目前已使用的有VQ技术及一些变换编码和神经网络技术，但是算法复杂，目前的单片机速度底，难以实现。结合实际情况，提出以下几种可实现的方案。
（1）短时平均跨零记数法该方案通过确定信号跨零数，将语音信号编码为数字信号，常用于语音识别中。但对于单片机，由于处理数据能力底，该方法不易实现。
（2）实时副值采样法采样过程如图2.1所示。
图2.1 采样过程
具体实现包括直存取法、欠抽样采样法、自相似增量调制法等三种基本方法。其中第三种实现方法最具特色，该方法可使数据压1：4.5，既有M
调制的优点，又同时兼有PCM编码误差较小的优点，编码误差不向后扩散。
1.2 A/D、D/A及存储芯片的选择
单片机语音生成过程,可以看成是语音采集过程的逆过程,但又不是原封不动地恢复原来的语音,而是对原来语音的可控制、可重组的实时恢复。在放音时,只要依原先的采样直经D/ A 接口处理,便可使原音重现。
（1）A/D转换芯片的选择根据题目要求采样频率fs=8KHZ，字长=8位，可选择转换时间不超过125μs的八位A/D转换芯片。目前常用的A/D转换实现的
方法有多种，鉴于转换速度的要求，我们采用A/D转换芯片AD574。该芯片是
高速12位逐次比较型A/D转换器，内置双极性电路构成的混合集成转换显片，具有外接元件少，功耗低，精度高等特点，并且具有自动校零和自动极性转换功能，只需外接少量的阻容件即可构成一个完整的A/D转换[5]。
（2）D/A转换芯片的选择 D/A转换芯片的作用是将存储的数字语音信号转换为模拟语音信号，由于一般的模拟转换器都能达到1μs的转换速率，足够满足题目的要求，故我们在此选用了通用D/A转换器DAC0832。
（3）数据存储器的选择当采样频率?s=8KHZ，字长为8位时，一秒钟的语音需要8K字节的存储空间，则存储器至少需要有80k8
容量。在这里我们选用闪速存储器AT29C040作为存储器，一片该芯片可存储60秒钟的语言。
1.3系统总体结构
数字化语音存储与回放系统的基本思想是通过拾音器将声音信号转化成电信号，再经过放大器放大，然后通过带通滤波器滤波，模拟语音信号通过模数转换（A/D）转换成数字信号，再通过单片机控制将数据从存储器中读出，然后通过数模转换（D/A）转换成模拟信号，经放大再扬声器或耳机上输出。
整个系统框架图如图3.1所示：
图3.1 整体框图
系统组成如图所示,由输入通道、AT89C51单片机和输出通道三部分组成。输入通道部分由拾音器、前置放大电路和带通滤波器组成；输出通道由带通滤波器、后级放大电路组成[9]。拾音器输出的毫伏信号实测其范围约为20~25mV，此电信号太小不能够进行采样，后级A/D转换输入信号的动态范围为0~5V，语音信号
的范围与采样范围的比较得出放大器的放大倍数应为200倍左右，此处将信号通
过一增益为46dB的放大器，将其放大到伏特量级，输出级放大电路亦采用这种电路，两级放大电路都采用增益可调的典型电路。考虑到语音信号的固有特点，将低于300Hz和高于3.4kHz的分量滤掉后语音质量仍然良好。此处将其通过一增益为46dB的放大器，因此，将带通滤波器设计为典型的300Hz~3.4kHz,输出级带通滤波器亦为300Hz~3.4kHz,这样既可滤掉低频分量又可滤掉D/A转换带来的高频分量，很好的滤除掉噪声。根据奈奎斯特抽样定理知欲使采样信号无失真，抽样频率最低为6.8kHZ，考虑到留有一定的余地，这样就足够保证语音质量。经量化后，微处理器将数据存到处理器，需要时再将其回放，存入与放出由开关通过微处理器来控制实现。存储器的容量选择视所存语音信号的时间长短而定。为了使A/D的输入信号稳定在其动态范围内，在输入级加上了自动增益控制电路，同时也使音量稳定。
2硬件电路设计：
2.1拾音器
拾音器是一种声传感器，声传感器是把外界声场中的声信号转换成电信号的传感器。它在通讯、噪声控制、环境检测、音质评价、文化娱乐、超声检测、水下探测和生物医学工程及医学方面有广泛的应用[10]。它的种类很多，按其特点和频率等，将它划分为超声传感器、声压传感器和声表面波传感器等。单纯的磁性拾音器工作的电学原理为当声音在铜丝绕制的线圈内震动切割被该线圈所缠绕的磁芯产生的磁感线时，线圈内感应出电信号并流出。感应电流的强弱取决于切割磁感线的多寡（振幅）、切割频率（震动频率）和磁感线自身的强弱。
拾音器包括拾音头（换能装置、唱针）和音臂等附件。其换能装置主要有压电式、电磁式、电容式以及半导体等[11]。电磁式拾音头，用电磁感应原理，将机械振动变换成电信号的幅度响应拾音头。主要由线圈和磁钢等组成。唱针耦合在线圈上的称动圈式，耦合在磁钢上的称动磁式。此外，也有将唱针耦合在衔铁上的称为动铁式，也称可变磁阻式。在本设计中决定采用动圈式拾音器
2.2放大器的设计
（１）增益放大器 拾音器输出的毫伏信号实测其范围约为20~25Mv 此电信号太小不能够进行采样，后级A/D 转换输入信号的动态范围为0~5V ，语音信号的范围与采样范围的比较得出放大器的放大倍数应为200倍左右，此处将信号通过一增益为46dB 的放大器，将其放大到伏特量级，输出级放大电路亦采用这种电路，两级放大电路都采用增益可调的典型电路[12]。为了将从拾音器获得的微弱语音信号放大,采用两极高输入阻抗的同向放大器,电路图如图所示,每级放大器的放大倍数按下式计算:
311/1R R A P V +=
522/1R R A P V +=
M
图4.1 增益放大器
（２）输出放大器经带通滤波器输出的声音回放信号，其幅度为0～5V，足以用耳机来接收听，可不接任何放大器。但考虑到实际中经常回用到喇叭外放，故在本系统中增加外放功能，前端放大器采用通用型音频功率放大器LM386来完成[13]。电路如图4.1。该电路增益为50～200，连续可调，最大不失真功率为325mW。输出端接C4、R9串联电路，以校正喇叭的频率特性，防止高频自激．脚7接220uF去偶电容，以消除低频自激．为便于该功放在高增益情况下工作，这里将不使用输入端脚2对地短路．Array
图4.2 输出放大器
2.3有源带通滤波器设计
滤波器是一种能使有用频率信号通过同时抑制(或大为衰减)无用频率信号的电子装置。工程上常用它来作信号处理、数据传输和抑制干扰等。这里主要讨论模拟滤波器。以往这种滤波电路主要采用无源元件R 、L 和C 组成，60年代以来，集成运放获得了迅速发展，由它和R 、C 组成的有源滤波电路，具有不用电感、体积小、重量轻等优点[14]。此外，由于集成运放的开环电压增益和输入阻抗都很高，输出阻抗又底，构成有源滤波电路后还具有一定的电压放大和缓冲作用。但是，集成运放的带宽有限，所以目前有源滤波电路的工作频率难以作的很高，这是它的不足之处。
对于幅频响应，通常把能够通过的信号频率范围定义为通带，而把受阻和衰减的信号频率范围定义为阻带，理想滤波电路在通带内应具有零衰减的幅频响应和线形的相位响应，而在阻带内应具有无限大的幅度衰减（()0=ωj A ）。按照通带和阻带的相互位置不同，滤波器可分为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器。
通常用幅频响应来表征一个滤波器的特征，欲使信号通过滤波器的失真很小，则相位和延时响应亦须考虑。当相位响应()ω?作线性变化，即时延响应()ωτ为常数时，输出信号才可能避免失真。
()()()s V s V s A 10=，()()e j A j A ωω=()ω?j (s=ωj )
这里()ωj A 为传递函数的模，()ω?为其相位角。
延时向量()ωτ： ()()()s d d ω
ω?ωτ-= 声音信号经动圈拾音器转有源滤波器换成电压信号，通过前级放大，在对其进行数据采集之前，有必要经过带通滤波器除带外杂波，选定该滤波器的通带范围为300Hz~3.4KHz.其作用是：
１．保证300～3400Hz 的语音信号不失真的通过滤波器；
２．滤除带外的低频信号，以减少带外功频等分量的干扰，大大减少噪声影
响，该下限频率可下延到270Hz 左右；
３．便于滤除带外的高次谐波，以减少因8kHz 采样率而引起的混叠失真，
根据实际情况，该上限频率可在2700Hz 左右，带通滤波器按品质因数
Q 的大小为窄带滤波器（Ｑ＞10）和带通滤波器（Ｑ＜10两种，本题
中，上限频率fh=3400Hz,通带滤波器中心频率f0与品质因数Ｑ分别为 f0=1FhF =3003400?=1010Hz Q=326.01
00=-=f Fh F BW F 显然，Q ＜10，故该带通滤波器为宽带带通滤波器．带宽带通滤波器由高通和低通滤波器级联构成，鉴于Butterworth 滤波器带内平坦的响应特性，我们选用二阶Butterworth 带通滤波器，电路如图4.3所示．实验证明，该滤波器能有效的滤除低频分量，大大减少噪声干扰，与之同时也绿除了多余的高频分量，消除了高频失真，性能足以满足要求[15]。
图4.4 带通滤波器
2.4可调稳压电源的设计
这里介绍的稳压电源，采用三端可调稳压集成电路LM317，外围电路十简单，便于制作。该稳压电源，电压可调范围1.5~25V ,最大负载电流1.5A [16]。
电路如图4.4所示：220V 交流电经变压器T 降压,得到24V 交流电,再经VD1~VD4组成的全桥整流,由C1滤波后得到33V 左右的直流电压[17]。该电压经集成电路LM317后得稳压输出,调节电位器RP,即可连续调节输出电压。图中C2用以消除寄生振荡,C3的作用是抑制纹波,C4是用以改善稳压电源的的暂态响应,VD6、VD7在输出端电容漏电或调整端短路时起保护作用。VD5为本电源的工作指示灯，电阻R1是限流电阻。输出端接微型电压表PV ，可以直观的指示输出电压值。各元件具体参数如图所标。
图4.5 可调直流稳压电源
2.5 MCS—51系列单片机
单片微型计算机（Sing-Chip Microcomputer）简称单片机。它是在一块芯片上集成中央微处理器（Central Processing Unit, CPU）、随机存取存储器（Random Access Memory, RAM）、只读存储器（Read Only Memory, ROM）、定时/计数器及I/O（Input/Output）接口电路等部件，构成一个完整的微型计算机。它的特点是：高性能，高速度，体积小，价格低廉，稳定可靠，应用广泛[18]。
正是由于单片机具有上述显著的特点，使单片机的应用范围日益扩大。单片机的应用打破了人们传统设计思想，原来很多用模拟电路、脉冲数字电路和逻辑部件来实现的功能，现在均可以使用单片机，使用软件来实现。使用单片机具有体积小、可靠性高、性能价格比高和容易产品化的优点。
2.5.189C51简介
89C51是一种带4K字节片内程序存储器，且是高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机[19]。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控
制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
图4.6 89C51引脚图
89C51有40个引脚，4个8位并行输入/输出（I/O）端口：P0、P1、P2、P3，其中，P1是完整的8位准双向I/O口，两个外中断，2个16位可编程定时/计数器，两个全双向串行通信口，一个模拟比较放大器。此外，89C51的时钟频率可为零，即具备可用软件设置的睡眠省电功能，系统的唤醒方式有RAM、定时/
计数器、串行口和外中断口，系统唤醒后即进入工作状态，省电模式中，片内RAM将被冻结，时钟停止震荡，所有功能停止工作，直至系统被硬件系统复位方可继续工作
2. 引脚介绍
Vcc：接+5V电源正端
GND：接地。
P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作
为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL 门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为89C51的一些特殊功能口，如下表4.1所示：
表4.1 P3口管脚的特殊功能
RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN 信号将不出现。
EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：来自反向振荡器的输出。
3. 主要性能指标
a.与MCS-51兼容
b.4K字节可编程闪烁存储器
c.寿命：1000写/擦循环数据保留时间：10年
d.全静态工作：0Hz-24Hz
e.三级程序存储器锁定
f.128*8位内部RAM
g.32可编程I/O线
h.两个16位可编成定时器/计数器
i.5个中断源
j.可编程串行通道
k.低功耗的闲置和掉电模式
l.片内振荡器和时钟电路,时钟频率1.2—12MHz;可有时钟输出
m.有强的位寻址\位处理能力
4. 89C51单片机的主要组成部分
(1) CPU
CPU是单片机的核心部分,他的作用是读入和分析每条指令,根据每条指令的功能要求,控制各个部件执行相应的操作。89C51单片机内部有一个8位的CPU，它是由运算器和控制器组成。
运算器运算器主要包括算术、逻辑运算部件ALU、累加器ACC、寄存器B、暂存器YMP1、YMP2、程序状态寄存器PSW、布尔处理器及十进制调整电路等。运算器主要用来实现数据的传送、数据的算术运算、逻辑运算和位变量处理等。
控制器控制器包括时钟发生器、定时控制逻辑、指令寄存器指令译码器、程序计数器PC、程序地址寄存器、数据指针寄存器DPTR和堆栈指针SP等。控制器是用来统一指挥和控制计算机进行工作的部件。它的功能是从程序存储器中提取指令，送到指令寄存器，再进入指令译码器进行译码，并通过定时和控制电路，在规定的时刻发出各种操作所需要的全部内部控制信息及CPU外部所需要的控制信号，如ALE、PSEN、RD、WR等，使各部分协调工作，完成指令所规定的各
种操作。
(2)存储器
程序存储器程序存储器用于存放编好的程序、表格和常数。程序存储器的寻址范围可以有64KB与此相应, 程序存储器的编址自0000H开始,最大可至FFFFH。程序存储器的编址规律为；先片内、后片外，片内、片外连续，两者一般不作重叠。对于片内有程序存储器的芯片，CPU的控制器专门提供一个控制信号EA来区分，当EA为无高电平时，复位后单片机先执行片内有程序存储器中程序，当程序计数器的内容超过OFFFH时，将自动转去执行片外程序存储器的程序而当指令，当EA为低电平时，将强行执行片外程序存储器中的程序。此时多在片外程序存储器中存放调试程序，使计算机工作在调试状态。这里应该注意的是，片外程序存储器存放调试程序的部分，其编址与片内程序存储器的编址是可以重叠的，就借EA的换接可实现分别访问。
在程序存储器中，有7个单元具有特殊用途。
0000H—0002H：是所有执行程序的入口地址，89C51单片机复位后，CPU总是从0000H单元开始执行程序。
0003H：外部中断0入口。
000BH：定时/计数器0溢出中断入口。
0013H：外部中断1入口。
001BH：定时/计数器1溢出中断入口。
0023H：串行口中断入口。
002BH：定时器/计数器2溢出或T2EX端负跳变。
使用时，通常在这些入口地址处存放一条绝对跳转指令，使程序跳转到用户安排的中断程序起始地址，或者从0000H起始地址跳转到用户设计的初始程序上。
数据存储器片内数据存储器有16位，寻址范围也可达64KB。故片外数据存储器的容量可大到与程序存储器一样，其编址自0000H开始,最大可至FFFFH。89C51单片机数据存储器有片内数据存储器RAM和特殊功能寄存器SFR：前者有128个字节，其编址为00H—FFH，可以读、写任何数据；后者也占128个字节，其编址位80H—FFH；两者连续而不重叠。片内数据存储器的容量很小，常需扩展片外数据存储器。如扩展少量片外数据存储器，容量不超过256个单元，则也可按8位二进制数编址，自00H开始，最大可至FFH。
表4.2 不同存储器与所用指令及其寻址方式的对应关系
片内数据存储器又可分为工作寄存区、位寻址区、数据缓冲器区等三个区域。
①工作寄存器区
在低128B的内部RAM中，前32个单元（地址为00H—1FH）为通用工作寄存器区，共分为四组（寄存器0组、1组、2组、3组），每组8个工作寄存器由R0—R7组成，共占32个单元。选用哪一组由程序状态字PSW中的RS1、RS0这两位的设置决定，若程序并不需要四个4组工作寄存器，那么剩下的工作寄存器可作一般的存储器来使用。
②位寻址区
20H—2FH的16个单元为位寻址区，该区的每个单元都被赋予了一个位地址，每个单元8位，共128位。其位寻址范围为00H—7FH。位寻址区的每一位都可当作软件触发器，由程序直接进行处理。程序中通常把各种程序状态标志、位控变量设在位寻址区。同样，位寻址区的RAM单元也可作为一般的数据存储器按字节单元使用。
③数据缓冲区
30H~7FH是数据缓冲区，用户RAM区，共80个单元。
(3)特殊功能寄存器
累加器A 累加器A是一个最常用的8位特殊功能寄存器，它既可用于存放
操作数，也可用于存放运算的中间结果。大部分单操作数指令的操作数就取自累加器。用ACC 表示A 的符号地址。
寄存器B 寄存器B 是一个8位寄存器，主要用于乘法和除法的运算。乘法运算时，B 中存放乘法，乘法操作后，乘积的高8位又存于B 中；除法运算时，B 中存放除数，出发操作后，B 中又存放余数。在其他指令中，寄存器B 可作为一般的寄存器使用，用于暂存数据。
5. 定时器/计数器
①主要特性
a.89C51单片机有两个可编程的定时器/计数器——定时器/计数器0与定时器/计数器1，可有程序选择作为定时器用或作为计数器用，定时时间或记数值也可由程序设定。
b.每一个定时器/计数器具有4种工作方式，可用程序选择。
c.任一定时器/计数器在定时时间到或记数值到时，可有程序安排产生中断请求信号或不产生中断请求信号。
②定时/计数器0和1的控制和状态寄存器
特殊功能寄存器TMOD 和TCON 分别是定时/计数器0和1的控制和状态寄存器，用于控制和确定各定时/计数器的功能和工作模式。
③模式控制寄存器TMOD
TMOD 用于控制T0和T1的工作方式和4种工作模式。其中低4位用于控制T0，高4位用于控制T1。其值可用程序决定，其格式如下：
GATE 位：门控位。
当GATE=1时，只有INTO 或1INT 引脚为高电平且TR0或TR1置1时，相应的定时/计数器才被选通工作；当GATE=0，则只要TR0和TR1置1，定时/计数器就被选通，而不管0INT 或1INT 的电平是高还是低
T C /
位：计数/定时功能选择位。 T C / =0，设置为定时器方式，计数器的输入是内部时钟脉冲，其周期
等于机器周期。
T C / =1，设置为计数器方式，计数器的输入来自T0（P3.4）或T1（P3.5）端的外部脉冲。
M1、M0位：工作模式选择位。2位可形成4中编码，对应4种工作模式，见下表：
表4.3 M1、M0工作模式
④控制寄存器TCON
TCON用来控制T0和T1的启、停，并给出相应的控制状态，高4位用于控制定时器0、1的运行；低4位用于控制外部中断。格式如下：
TF1：定时器1溢出标志。
当定时器1溢出时，由硬件置1。使用查询方式时，此位做状态位供查询，查询有效后需由软件清零；使用中断方式时，此位做中断申请标志，进入中断服务后被硬件自动清零。
TR1位：定时器1运行控制位。
该位靠软件置位或清零，置位时，定时/计数器接通工作，清零时，停止工作。
TF0位：定时器溢出标志位，其功能和操作情况类同于TF1。
TR0位：定时器0运行控制位，其功能和操作类同于TR1。
IE位：外部中断请求标志位。
当CPU采样到INT0非（或INT1非）端出现有效中断请求时，IE0（或IE1）由硬件置1，中断响应完成后转向中断服务时，再由硬件自动清零。
IT位：外部中断请求出发方式位。
IT0（IT1）=1为脉冲触发方式，后负跳有效。
IT0（IT1）=0为电平触发方式，低电平有效。
E.定时/计数器的初始化
89C51单片机的定时/计数器是可编程的，因此，在进行定时或计数之前也要用程序进行初始化。初始化一般应包括以下几个步骤：
a.对TMOD寄存器赋值，以确定定时器的工作模式；
b.置定时/计数器初值，直接将初值写入寄存器的TH0，TL0或TH1，TL1；
c.根据需要，对寄存器IE置初值，开放定时器中断；
d.对TCON寄存器中的TR0或TR1置位，启动定时/计数器，置位以后，定时/计数器即按规定的工作模式和初值进行计数或开始定时。
在初始化过程中，要置入定时/计数器的初值，这时要做一些计算。由于计数器是加法计数，并在溢出时申请中断，因此不能直接输入所需的计数值，而是要从计数最大值倒退回去一个计数值才是应置入的初值。设计数器的最大值为M （在不同的工作模式中，M可以为8192，65536，256），则置入的初值可以这样来计算。
计数方式时X=M—记数值
定时方式时（M—X）T=定时值
所以X=M—定时值/T
式中，T为计数周期，是单片机的机器周期。
6. T0和T1的4种工作方式
方式0：13位定时/计数器，TL1（或TL0）的低5位和TH1（或TH0）的8位构成，TL中的高3位弃之未用。当TL的低5位记数溢出时，向TH进位，而全部13位计数器溢出时使计数器回零，并使溢出标志TF置1，向CPU发出中断请求。
方式1：16位定时/计数器，其逻辑电路和工作情况与方式0几乎完全相同，唯一的差别就是方式1中TL的高3位也参与了计数。
方式2：把TL配置成一个可以自动重装载的8位定时/计数器
方式3：仅对T0有意义，将16位定时/计数器分成两个互相独立的8位定时/计数器TL和TH，
7. CPU时钟电路
时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号。时钟信号可以有两种方式产生：内部时钟方式和外部时钟方式。
①内部时钟方式
89C51单片机有一个高增益反向放大器，用于构成振荡器，引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。在XTAL1和XTAL2两端跨接晶体或陶瓷振荡器，就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部时钟发生器，见下图，外接晶振时，C1、C2值通常选择为30pF左右；外接陶瓷振荡器时，C1、C2约为47pF。C1、C2对频率有微调作用，震荡频率范围是1.2—12MHz。为了减少寄生电容，更好的保证振荡器稳定可靠的工作，谐振器和电容应尽可能安装的与单片机芯片靠近。
内部时钟发生器实质上是一个二分频的触发器，其输出信号是单片机工作所需的时钟信号。
②外部时钟方式
外部时钟方式是采用外部振荡器，外部振荡信号由XTAL2端接入后直接送至内部时钟发生器。输入端XTAL1应接地，由于XTAL2端的逻辑电平不是TTL
的，故建议外接一个上拉电阻。
一般情况下，单片机时钟输入均采用内部时钟方式，外接一个震荡电路，本系统采用内部时钟方式，晶振采用12MHz，其电路如下图4.7所示。
8. 复位电路
①复位状态
计算机在启动时，系统进入复位状态。在复位状态，CPU和系统都处于一个确定的初始状态或成为原始状态，在这种状态下，所有的专用寄存器都赋予默认值。其复位状态见下表。
表4.5 计算机复位状态表
②复位电路
单片机复位电路包括片内、片外两部分，片外复位电路通过引脚加到内部复位电路上，内部复位电路在每个机器周期S5P2对片外信号采样一次，当RST引脚上出现连续两个机器周期的高电平时，单片机就完成一次复位。外部复位电路就是为内部复位电路提供两个机器周期以上的高电平而设计的，AT89C2051通常采用上电自动复位和按键手动复位两种方式。上电复位电路在通电瞬间，在
RC电路充电过程中，RST端出现正脉冲，从而使单片机复位。
按键手动复位又分为按键电平复位和按键脉冲复位，按键电平复位是将复位端通过电阻与Vcc相连，按键脉冲复位是利用RC微分电路产生正脉冲来达到复位的目的。本系统设计时采用的是上电复位方式。
2.6 D/A、A/D转换器
2.6.1 D/A转换器DAC0832的介绍
1、D/ A转换器DAC0832的主要性能指标
分辨率通常将输入数字量的最低有效位LSB变化1时所引起的输入电压的变化△V称为分辨率，即△V=Vm/2,式中，Vm为输出电压的满度值；n为D/A转换器的二进制数的位数[20]。
建立时间当DAC输入数字量发生变换时，输出模拟电压也随之改变，但输出电压变化到稳定值时相对于输入数字量的变化有一段延迟时间，这段延迟时间就称为建立时间，用t s表示。建立时间越短，DAC的转换速度越块。通常用转换时间来反映建立时间，如DAC0832的转换速度为100ns,DAC0832的转换速度为0.1ms。
转换误差转换误差可以用绝对误差△或相对误差r来表示。绝对误差△是指DAC的输入端加有固定的数字代码时，实际测得模拟输出值理论值之间的差。相对误差r是指绝对误差△与满度值之比，常用百分数表示。
电源抑制比DAC的输出电压的变化量与相对应的电源电压变化量之比定义为电源抑制比。要求电源电压发生变化时，对输出电压的影响越小越好。
表4.6 DAC0832的引脚
2. DAC0832的引脚介绍
DAC0832有20个引脚：ID7~ID0是8位数据输入端；ILE是输入数据允许
锁存信号，CS与WR是第一级缓冲器选通信号，这三个信号决定了LE1的电平，LE1位为高电平时，锁存器的输出随输入变化，LE1的负跳变使数据锁存进锁存器，LE1为低点电平时，锁存器的输出不在随输入端数据变化；XFER与WR2是第二级缓冲器选通信号，它们决定了LE2的电平，LE2在不同电平时对锁存器的控制作用与LE2一致；VREF是基准电压源输入端；IOUT1、IOUT2分别是电流输出端1和电流输出端2；RFB是反馈信号输入端；AGND与DGND是模拟地与数字地，两者分开是一项常用的抗干扰措施。
DAC0832的两级缓冲器都是8位锁存器，它具有二级锁存控制功能，当多片同用时可实现多参数的同时输出：此时每片DAC0832承担一种参数的D/A转换，各片第一级缓冲器的打开是有先后的，但各片的XFER与WR2信号如分别互连在一起，则多片DAC0832开始D/A转换和有模拟量输出的时间将基本一。
2.6.2 A/D转换器AD574介绍
1. AD574 的特点及功能
AD574 是AD 公司生产的12 位逐次逼近型ADC , 它的转换速度为25μs , 转换精度为0. 05 % , 可广泛应用在数据采集系统中[21]。由于AD574 芯片内有三态输出缓冲电路, 因而可直接与单片机的数据总线相连, 而无须附加逻辑接口电路。另外, 由于AD574 与CMOS 和TTL 兼容, 因而可构成简单的数据采集最小系统。本文细讲述了AD574 的工作原理和硬件与软件设计方法。AD574 为28 脚双列直插式封装, 其引脚分布如图1 所示。各主要引脚功能如下:
图4.8 AD574的引脚图
CS:片送。
CE:片启动。
R / C :读出/转换控制。
单片机课程设计报告模板资料
哈尔滨远东理工学院 课题名称 专业班级 学号 学生姓名 指导教师 2015年10月14日
1、例举设计过程中遇到的问题及其解决方法（至少两例）。答：（1）问题说明： 解决方法： （2）问题说明： 解决方法： 2、教师现场提的问题记录在此（不少于2个问题）。
目录 1 设计任务 (1) 2设计方案 (2) 2.1任务分析 (2) 2.2方案设计 (2) 3 系统硬件设计 (3) 3.1时钟电路设计 (3) 3.2复位电路设计 (3) 3.3 灯控制电路设计 (3) 3.4 倒计时显示电路设计 (4) 3.5 按键控制电路设计 (5) 4 系统软件设计 (6) 4.1 1S定时 (6) 4.2 定时程序流程 (6) 4.3交通灯的设计流程图 (6) 4.4定时器0 及中断响应 (7) 5仿真与性能分析 (8) 6心得体会 (9) 参考文献 (10) 附录1 系统原理图 .......................................................................错误!未定义书签。附录2 系统PCB图 .....................................................................错误!未定义书签。附录3 程序清单 .. (11) II
1 设计任务 支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯。如图1.1所示。设东西向为主干道，南北为支干道。 1. 基本要求 （1） 主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。 （2） 主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行30秒，支干道每次放行20秒，设立30秒、20秒计时、显示电路。 （3） 在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡。黄灯亮时，原红灯按1Hz 的频率闪烁。 （4） 要求主支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0～99秒内任意设置。 2. 选做 （1） 可设置紧急按钮，在出现紧急情况时可由交警手动实现全路口车辆禁行而行人通行状态，即主干道和支干道均为红灯亮。 （2） 实现绿波带。所谓‘绿波带’，是指在一定路段，只要按照规定时速，就能一路绿灯畅行无阻。“绿波带”将根据道路车辆行驶的速度和路口间的距离，自动设置信号灯的点亮时间差，以保证车辆从遇到第一个绿灯开始，只要按照规定速度行驶，之后遇到的信号灯将全是绿灯。
单片机课程设计(温度控制系统)
温度控制系统设计 题目: 基于51单片机的温度控制系统设计姓名: 学院: 电气工程与自动化学院 专业: 电气工程及其自动化 班级: 学号: 指导教师:
2015年5月31日 摘要： (3) 一、系统设计 (3) 1.1 项目概要 (3) 1.2设计任务和要求： (4) 二、硬件设计 (4) 2.1 硬件设计概要 (4) 2.2 信息处理模块 (4) 2.3 温度采集模块 (5) 2.3.1传感器DS18b20简介 (5) 2.3.2实验模拟电路图 (7) 2.3.3程序流程图 (6) 2.4控制调节模块 (9) 2.4.1升温调节系统 (9) 2.4.2温度上下限调节系统 (8) 2.43报警电路系统 (9) 2.5显示模块 (12) 三、两周实习总结 (13) 四、参考文献 (13) 五、附录 (15)
5.1原理图 (15) 摘要： 在现代工业生产中，温度是常用的测量被控因素。本设计是基于51单片机控制，将DS18B20温度传感器实时温度转化，并通过1602液晶对温度实行实时显示，并通过加热片（PWM波，改变其占空比）加热与步进电机降温逐次逼近的方式，将温度保持在设定温度，通过按键调节温度报警区域，实现对温度在0℃-99℃控制的自动化。实验结果表明此结构完全可行，温度偏差可达0.1℃以内。 关键字：AT89C51单片机；温控；DS18b20 一、系统设计 1.1 项目概要 温度控制系统无论是工业生产过程，还是日常生活都起着非常重要的作用，过低或过高的温度环境不仅是一种资源的浪费，同时也会对机器和工作人员的寿命产生严重影响，极有可能造成严重的经济财产损失，给生活生产带来许多利的因素，基于AT89C51的单片机温度控制系统与传统的温度控制相比具有操作方便、价价格便宜、精确度高和开展容易等优点，因此市场前景好。
通信基本电路课程设计09级5
1、主要内容 利用所学的高频电路知识，设计一个小功率调频发射机。通过在电路设计、安装和调试中发现问题、解决问题，加深对高频电子线路课程理论知识的理解，提高电路设计及电子实 践能力。 2、基本要求 设计一个小功率调频发射机，主要技术指标为： (1)载波中心频率f o=12MHz ； (2)发射功率F A 100mW ； (3)负载电阻R L=75「； (4)调制灵敏度S f _25kHz/V ； 3、主要参考资料 [1]阳昌汉?高频电子线路?哈尔滨：高等教育出版社，2006. [2]张肃文，陆兆雄.高频电子线路(第三版).北京：高等教育出版社，1993. [3]谢自美.电子线路设计?实验?测试.武汉：华中科技大学出版社，2000. [4]高吉祥.电子技术基础实验与课程设计.北京：电子工业出版社，2002. 完成期限2月20日-2月24日 指导教师_________________________ 专业负责人_______________________ 2012 年2 月24 日 摘要 随着科技的发展和人民生活水平的提高，无线电发射机在生活中得到广泛应用，最普遍的有电台、对讲 机等。人们通过无线电发射机可以把需要传播出的信息发射出去，接收者可以通过特制的接收机接受信息，最普通的模式是：广播电台通过无线电发射机发射出广播，收听者通过收音机即可接收到电台广播。 本设计为一简单功能的无线电调频发射器，相当于一个迷你型的电台，通过该发射器可以把声音转换为无线电信号发射出去，该信号频率可调，通过普通收音机接收，只要在频率适合时即可收到发射器发送出 的无线电信号，并通过扬声器转换出声音。 本设计为本校院级电子设计大赛作品。在此写成课程设计的模式，算是总结经验，再次学习。由于时间仓促，不尽完美之处，请谅解。
智能小车单片机课程设计报告
题目: 智能小车设计 打开命令行终端的快捷方式: ctr+al+t:默认的路径在家目录 ctr+shift+n:默认的路径为上一次终端所处在的路径. linux@ubuntu:~$ linux:当前登录用户名. ubuntu:主机名 :和$之间:当前用户所处在的工作路径. windows下的工作路径如C:\Intel\Logs linux下的工作路径是:/.../..../ ~:代表的是/home/linux这个路径.(家目录). ls(list):列出当前路径下的文件名和目录名. ls -a(all):列出当前路径下的所有文件和目录名,包括了隐藏文件. .:当前路径 ..:上一级路径 ls -l:以横排的方式列出文件的详细信息 total 269464(当前这个路径总计所占空间的大小,单位是K) drwxr-xr-x 3 linux linux 4096 Dec 4 19:16 Desktop 第一个位置:代表的是文件的类型. linux系统下的文件类型有以下几种. b:块设备文件 c:字符设备文件 d:directory,目录 -:普通文件. l:连接文件. s:套接字文件. p:管道文件. rwxr-xr-x:权限 r:读权限-:没有相对应的权限 w:写权限
x:可执行权限 修改权限: chmod u-或者+r/w/x 文件名 chmod g-或者+r/w/x 文件名 chmod o-或者+r/w/x 文件名 第一组:用户权限 第二组:用户组的权限 第三组:其他用户的权限. chmod 三个数(权限) 文件名 首先根据你想要的权限生成二进制数,再根据二进制数转换成十进制的三位数 rwxr-x-wx 111101011 7 5 3 chmod 753 文件名 rwx--xr-x 第二个位置上的数字:对应目录下的子文件个数,如果是非目录,则数字是1 第三个位置:用户名(文件创造者). 第四个位置:用户组的名字(前边的用户所处在的用户组的名字). 第五个位置:对应文件所占的空间大小(单位为b) 第六~八个位置:Dec 4 19:16时间戳(最后一次修改文件的时间) 最后一个位置:文件名 操作文件: 1.创建一个普通文件:touch 文件名 2.删除一个文件:rm(remove) 文件名 3.新建一个目录:mkdir(make directory) 目录名 递归创建目录:mkdir -p 目录1/目录2/目录3 4.删除一个目录:rmdir 目录名.//仅删除一个空目录 rm -rf 目录名//删除一个非空目录 5.切换目录(change directory):cd 路径 linux下的路径分两种 相对路径:以.(当前路径)为起点. 绝对路径:以/(根目录)为起点, 用相对路径的方式进入Music:cd ./Music 用绝对路径的方式进入Desktop:cd /home/linux/Desktop 返回上一级:cd ..
计算机软件课程设计
《计算机软件课程设计》课程设计 <一>目的要求 在教师指导下，学生根据选定的课题，综合运用所学程序设计的知识，完成问题分析、模块设计、代码编写、程序调试和运行等训练任务。 通过课程设计，初步锻炼运用所学基础知识解决实际问题的能力，掌握软件开发的基本过程和基本方法以及良好的编程风格，培养在软件开发中相互合作的团队意识。 <二>设计报告 （1）课题及其要求 题目10：小学生数学测试软件 1)可选择题型（＋，－，×）； 2)两个数随机产生，若选择加减运算，则产生两位数，且被减数大于减数，若选择 乘法运算，则产生一位数； 3)每次在输入答案后应判断对错，若答案错误，应给出正确答案； 4)最后给出评分。 （2）系统设计与分析 初步判断，该系统应由三个部分组成：一是随机数的产生（包括两位数和三位数）；二是算式的表达与判断；三是分数的统计及结果的输出。随机数可用rand函数的求余来生成；由于需要面对三种运算，故可以采用switch...case...语句进行运算符号的判断；初步拟定为10题，每题10分，满分100分，用for循环来重复运算过程。 （3）功能模块图 随机数产生模块 运算法则数据输入模块 判断运算法则模块 题目显示模块 答案数据输入模块 答案正确性判断模块 计分模块 分数输出模块
(4)程序流程图 I++ 回答正确 给出正确答案 提示正确答案f++ J
（5）工作原理 用c语言产生随机数的方法 在C语言中,rand()函数可以用来产生随机数，但是这不是真真意义上的随机数，是一个伪随机数，是根据一个数，我们可以称它为种子，为基准以某个递推公式推算出来的一系数，当这系列数很大的时候，就符合正态公布，从而相当于产生了随机数，但这不是真正的随机数，当计算机正常开机后，这个种子的值是定了的，除非你破坏了系统，为了改变这个种子的值，C提供了srand()函数，它的原形是void srand( int a)。 可能大家都知道C语言中的随机函数random，可是random函数并不是ANSI C标准，所以说，random 函数不能在gcc,vc等编译器下编译通过。 rand()会返回一随机数值，范围在0至RAND_MAX 间。返回0至RAND_MAX之间的随机数值，RAND_MAX定义在stdlib.h，(其值至少为32767)我运算的结果是一个不定的数，要看你定义的变量类型，int整形的话就是32767。在调用此函数产生随机数前，必须先利用srand()设好随机数种子，如果未设随机数种子，rand()在调用时会自动设随机数种子为1。一般用for语句来设置种子的个数。具体见下面的例子。 一如何产生不可预见的随机序列呢 利用srand((unsigned int)(time(NULL))是一种方法，因为每一次运行程序的时间是不同的。 在C语言里所提供的随机数发生器的用法：现在的C编译器都提供了一个基于ANSI标准的伪随机数发生器函数，用来生成随机数。它们就是rand()和srand()函数。这二个函数的工作过程如下： 1) 首先给srand()提供一个种子，它是一个unsigned int类型，其取值范围从0~65535； 2) 然后调用rand()，它会根据提供给srand()的种子值返回一个随机数(在0到32767之间) 3) 根据需要多次调用rand()，从而不间断地得到新的随机数； 4) 无论什么时候，都可以给srand()提供一个新的种子，从而进一步“随机化”rand()的输出结果。 下面是0~32767之间的随机数程序： #include
单片机最小系统课程设计
目录 摘要............................................................................................................................................................. I ABSTRACT .....................................................................................................................................................II 第1章绪论 . (1) 1.1 单片机的概述 (1) 1.2 单片机的基本结构 (1) 第2章单片机最小系统介绍 (4) 2.1单片机最小系统电路介绍 (4) 2.2电路设计方案 (4) 第3章单片机最小系统的硬件设计 (7) 3.1硬件原理图 (7) 3.2系统各组成模块介绍 (8) 3.2.1 振荡电路 (8) 3.2.2 电源电路 (7) 3.2.3 程序下载电路 (9) 3.2.4 外存储电路 (10) 3.2.5 数码管显示电路和矩阵键盘电路 (11) 3.2.6 液晶显示电路 (12) 3.2.7 复位电路 (13) 第4章安装与调试 (15) 4.1调试方法和结果 (15) 4.1.1电源部分安装调试 (15) 4.1.2 STC89C52单片机最小化系统主控制部分安装调试 (15) 4.1.3 程序下载部分电路安装调试 (16) 4.1.4 外存储电路调试 (16) 4.1.5 数码管显示电路和键盘电路调试 (16) 总结和体会 (17) 致谢 (18) 参考文献 (19) 附录 (20)
09级《数据结构》课程设计任务书
09级《数据结构》课程设计任务书 一．课程设计的任务本次设计是为加强学生的软件编程能力而进行的专门训练。选题考虑到学生在数据结构中学过的各种算法、数据组织方式进行选题，考虑数据结构算法所涉及的操作系统、网络、编译方法等中的实例，进行设计。下面是课程设计待选题目共43题。按学号相应选题，如：学号为01，则选择第1题。分析题目，完成相应题目的程序设计。1、商品管理问题描述：以链表结构的有序表表示某商场家电部的库存模型，当有提货或进货时需要对该链表及时进行维护，每个工作日结束以后，将该链表中的数据以文件形式保存，每日开始营业之前，须将文件形式保存的数据恢复成链表结构的有序表。实现要求：链表结构的数据域包括家电名称、品牌、单价和数量，以单价的升序体现链
表的有序性。程序功能包括：初始化、创建表、插入、删除、更新数据、查询及链表数据与文件之间的转换等。 2、编程整理表达式键盘输入一个含有括号的四则运算表达式，可能含有多余的括号，编程整理该表达式，去掉所有多余的括号，原表达式中所有变量和运算符相对位置保持不变，并保持与原表达式等价。 3、个人帐簿管理问题描述：个人帐簿管理系统记录某人每月的全部收入及各项开支情况，包括食品消费，房租，子女教育费用，水电费，医疗费，储蓄等。进入系统后可以输入和修改某月的收支情况，可以对每月的开支从小到大进行排序，可以根据输入的月份查询每月的收支情况。实现要求：1．初步完成总体设计，搭好框架，确定人机对话的界面，确定函数个数；2．完成最低要求：建立一个文件，包括某人5个月的收支情况，能对文件中的信息进行扩充，修改和删除；3．进一步要求：完成对
单片机课程设计报告
课程设计报告 课程名称单片机原理及应用 设计题目电子琴的设计 专业班级自动化1142 姓名周太永 学号1104421242 指导教师蔡长青张卓 起止时间2014.6.23-2014.7.11 成绩评定 考核内容设计 表现 设计 报告 答辩 综合 评定 成绩 电气与信息学院
2013/2014学年第二学期 《单片机控制系统设计与调试》课程设计任务书 指导教师：蔡长青班级：自动化1141、2班 地点：机房、单片机实验室（实训中心415） 课程设计题目：基于单片机原理的电子琴设计 一、课程设计目的 1.灵活运用单片机的基础知识，依据课程设计内容，能够完成从硬件电路图设计， 到PCB制版，再到软件编程及系统调试实现系统功能，完成课程设计，加深对单片机基础知识的理解，并灵活运用，将各门知识综合应用。 2.能够上网查询器件资料，培养对新知识新技术的独立的学习能力和应用能力。 3.独立完成一个小的系统设计，从硬件设计到软件设计，增强分析问题、解决问 题的能力，为日后的毕业设计及科研工作奠定良好的基础。 二、课程设计内容（包括技术指标） 1.焊接。认真、仔细，避免缺焊、漏焊。 2.频率计算。会计算脉冲值与频率的关系。 3.工作过程。开机时，第一步是对定时器T0进行初始化，设定它的工作状态(对 于本系统将T0设定为工作方式0)；然后判断是否有键按下，如果没有按键按下，继续判断，如果有按键按下，则判断是哪个键按下；再根据按键的功能将计数初值装入定时器T0中中并启动T0，当T0定时完毕后，重新装入计数初值继续定时并将P3.3取反，再次定时完毕后再一次的装入计数初值 继续定时并将P3.3取反，一直循环此操作直到按键释放为止，按键释放后 停止T0工作并再次判断是否又有按键按下，并继续执行以前的过程。 三、时间安排 1．布置任务、查资料1天 2．硬件电路图设计及PCB制版3天 3．硬件电路图及PCB制版验收、电路板焊接1天 4．软件编程设计3天 5．系统调试3天 6．调试验收1天 7．完成设计报告3天 四、基本要求 1.画出硬件电路图，完成PCB制版； 2.画出软件流程图，编写程序（C51语言/汇编语言）； 3.完成系统调试； 4.提交设计报告。
09级专业方向课程设计要求
2009级专业方向课程设计 要求：每人从下列备选题目中任选一题，在规定时间内按照要求完成设计，由指导教师验收后，提交设计报告 一、备选设计题目 题目一. 无线路由器的软件开发 1.设计内容与要求： 了解无线路由器开发平台的发展趋势与方向，掌握基本的无线路由器开源平台openWRT 下的Linux内核移植，软件交叉编译与下载，熟悉无线路由器软件平台架构，阅读相关代码，掌握NAT实现、宽带接入方法、DNS与DHCP服务器配置、路由协议、WEB服务器、WEB配置系统、防火墙设计、无线加密、接入安全与认证等环节的实现原理与代码编程等，熟悉无线路由器基本的软件功能的实现方法。 3.软件环境： （1）嵌入式Linux操作系统 （2）Openwrt 4.硬件环境： PC机，Broadcom MIPS，Linksys无线路由器 5.参考资料： [1] https://www.wendangku.net/doc/ea14275202.html, [DB/OL] [2] Wehrle,K. & D,Müller. The Linux Network Architecture: Design and Implementation of Network Proctocols in the Linux Kernel [M] 2004.5 [3] Asadoorian,P.& L,Pesce. Linksys?WRT54G Ultimate Hacking [J/OL] [4]孙琼.嵌入式Linux 应用程序开发详解[M].北京:人民邮电出版社.2006.10-23. [5]孟庆昌，牛欣源.Linux教程（第2版）[M].北京:电子工业出版社.2007.9. [6]Scbroder,C．Linux Networking Cookbook[M] O’ Reilly 2008 [7]Bovet,D&M，Cesati. Understanding the Linux Kernel[M] O’Reilly 2002 [8]陈卓，王田，梁新元等.嵌入式系统开发[M].北京:电子工业出版社.2009.4 [9]夏暄．基于嵌入式Linux的无线宽带SOHO路由器的设计与实现[D].苏州：苏州大学，2008.4 [10]竹林．基于嵌入式Linux的无线路由器的研究与实现[D].成都：成都理工大学，2009.5：10-16 题目二：温度测试仪 功能如下： （1）能够测量温度（范围-40度到+80度，设已转换变成0-4V电压信号）； （2）如果温度低于设定值（默认-20度），低温报警灯亮； （3）如果温度高于设定值（默认+40度），高温报警灯亮； （4）数码管或者液晶显示器能显示温度值，如果报警，则闪烁显示。 （5）低温和高温设定值可以通过按键手动设置 利用proteus设计原理图，用Kei C 编程，仿真调试。 题目三、交通灯控制系统设计（基于单片机的设计——实验箱或Proteus仿真）
单片机课程设计报告模板
单片机系统课程设计报告 专业：自动化 学生姓名： 学号： 指导教师： 完成日期：2011 年 3 月17 日
目录 1 设计任务和性能指标 (3) 1.1设计任务............................................................................ 错误！未定义书签。 2 设计方案 (4) 2.1任务分析 (4) 2.2方案设计 (4) 3 系统硬件设计 (5) 3.1时钟的电路设计 (5) 3.2复位电路设计 (5) 3.3灯控电路设计 (5) 3.4倒计时电路设计 (6) 3.5按键控制电路设计 (7) 4 系统软件设计 (8) 4.11秒定时 (8) 4.2定时程序流程 (8) 4.3交通灯的设计流程图 (9) 4.4定时器0与中断响应 (10) 5 仿真及性能分析 (10) 5.1仿真结果图 (11) 5.2仿真结果与分析 (12) 6 心得体会 (13) 参考文献 (14) 附录1 系统原理图 (15) 附录2 系统PCB图 .................................................................. 错误！未定义书签。附录3 程序清单 (17)
1.1设计任务 利用单片机完成交通信号灯控制器的设计，该交通信号灯控制器由一条主干道和一条支干道汇合成十字路口，在每个入口处设置红、绿、黄三色信号灯，红灯亮禁止通行，绿灯亮允许通行，黄灯亮则给行驶中的车辆有时间停在禁行线外。用红、绿、黄发光二极管作信号灯。如图5.1所示。设东西向为主干道，南北为支干道。 图5.1 交通灯示意图 1. 基本要求 （1） 主干道处于常允许通行的状态，支干道有车来时才允许通行。主干 道亮绿灯时，支干道亮红灯；支干道亮绿灯时，主干道亮红灯。 （2） 主、支干道均有车时，两者交替允许通行，主干道每次放行30秒， 支干道每次放行20秒，设立30秒、20秒计时、显示电路。 （3） 在每次由绿灯亮到红灯亮的转换过程中，要亮5秒黄灯作为过渡。 黄灯亮时，原红灯按1Hz 的频率闪烁。 （4） 要求主支干道通行时间及黄灯亮的时间均可在0～99秒内任意设置。 2. 选做 （1） 可设置紧急按钮，在出现紧急情况时可由交警手动实现全路口车辆 禁行而行人通行状态，即主干道和支干道均为红灯亮。 （2） 实现绿波带。所谓‘绿波带’，是指在一定路段，只要按照规定时速， 就能一路绿灯畅行无阻。“绿波带”将根据道路车辆行驶的速度和路口间的距离，自动设置信号灯的点亮时间差，以保证车辆从遇到第一个绿灯开始，只要按照规定速度行驶，之后遇到的信号灯将全是绿灯。 南 北 东 西
单片机课程设计_排队叫号系统设计
单片机系统 课程设计 成绩评定表 设计课题排队叫号系统设计 学院名称：电气工程学院 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 设计地点： 设计时间： 指导教师意见： 成绩: 签名：年月日
单片机系统课程设计 课程设计名称：排队叫号系统设计 专业班级： 学生姓名： 学号： 指导教师： 课程设计地点： 课程设计时间： 单片机系统课程设计任务书
学生姓名专业班级学号 题目 课题性质工程设计课题来源选题指导教师 主要内容（参数） 利用排队叫号系统，实现以下功能： 1、取票：顾客取一张号票吗，上面有号码、等候人数、时间等 2、休息等待：持号票在休息区休息并留意显示屏音箱叫号 3、按键叫号：工作人员办完一笔业务后按下叫号器上的下一位按钮 4、前去办理：叫号时根据显示屏音箱的信息到指定位置享受一对一的服务。 任务要求（进度） 第1-2天：熟悉课程设计任务及要求，查阅技术资料，确定设计方案。 第3-4天：按照确定的方案设计单元电路。要求画出单元电路图，元件及元件参数选择要有依据，各单元电路的设计要有详细论述。 第5-6天：软件设计，编写程序。 第7-8天：实验室调试。 第9-10天：撰写课程设计报告。要求内容完整、图表清晰、文理流畅、格式规范、方案合理、设计正确，篇幅不少于6000字。 主要参考资料[1] 康万新.毕业设计指导及案例剖析—应用电子技术方向[M].北京:清华大学出版社,2007. [2] 杨连国.医院智能排队叫号系统的设计与实现[D].南京:东南大学,2006. [3] 胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社,2004. 审查意见 系（教研室）主任签字：年月日
MATLAB课程设计报告(绝对完整)
课程设计任务书 学生姓名：董航专业班级：电信1006班 指导教师：阙大顺，李景松工作单位：信息工程学院 课程设计名称：Matlab应用课程设计 课程设计题目：Matlab运算与应用设计5 初始条件： 1.Matlab6.5以上版本软件； 2.课程设计辅导资料：“Matlab语言基础及使用入门”、“Matlab及在电子信息课程中的应 用”、线性代数及相关书籍等； 3.先修课程：高等数学、线性代数、电路、Matlab应用实践及信号处理类相关课程等。 要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 1.课程设计内容：根据指导老师给定的7套题目，按规定选择其中1套完成； 2.本课程设计统一技术要求：研读辅导资料对应章节，对选定的设计题目进行理论分析， 针对具体设计部分的原理分析、建模、必要的推导和可行性分析，画出程序设计框图，编写程序代码（含注释），上机调试运行程序，记录实验结果（含计算结果和图表），并对实验结果进行分析和总结。具体设计要求包括： ①初步了解Matlab、熟悉Matlab界面、进行简单操作； ②MA TLAB的数值计算：创建矩阵矩阵运算、多项式运算、线性方程组、数值统计； ③基本绘图函数：plot, plot3, mesh, surf等，要求掌握以上绘图函数的用法、简单图形 标注、简单颜色设定等； ④使用文本编辑器编辑m文件，函数调用； ⑤能进行简单的信号处理Matlab编程； ⑥按要求参加课程设计实验演示和答辩等。 3.课程设计说明书按学校“课程设计工作规范”中的“统一书写格式”撰写，具体包括： ①目录； ②与设计题目相关的理论分析、归纳和总结； ③与设计内容相关的原理分析、建模、推导、可行性分析； ④程序设计框图、程序代码（含注释）、程序运行结果和图表、实验结果分析和总结； ⑤课程设计的心得体会（至少500字）； ⑥参考文献（不少于5篇）； ⑦其它必要内容等。 时间安排：1.5周（分散进行） 参考文献： [1](美)穆尔,高会生,刘童娜,李聪聪．MA TLAB实用教程(第二版) . 电子工业出版社,2010. [2]王正林,刘明．精通MA TLAB(升级版) .电子工业出版社,2011. [3]陈杰. MA TLAB宝典(第3版) . 电子工业出版社,2011. [4]刘保柱,苏彦华,张宏林. MA TLAB 7.0从入门到精通(修订版) . 人民邮电出版社,2010. 指导教师签名：年月日 系主任（或责任教师）签名：年月日
单片机课程设计
《单片机原理及实训教程》 课程设计 设计题目单片机智能流水灯控制器 院系电子电气工程学院 班级 12级电气（一）班 姓名侯东伟学号 2012481015 设计地点实验楼 指导教师翟红程职称副教授 指导教师签字 设计日期 14年6月16——14年6月22
目录 封面-------------------------------1 目录-------------------------------2 前言-------------------------------3 一、设计要求及M C S-51单片机简介-----------4 二、硬件组成-----------------------5 三、电源提供系统-------------------6 四、程序流程图---------------------7 五、晶振延时计算-------------------8 六、源程序-------------------------8 七、元件清单---------------------10 结束语----------------------------11 参考文献---------------------------11
前言 自计算机问世以来，单片机技术在社会各领域中得到了广泛的应用。在流水灯控制系统中，单片机更是取代了由齿轮调节延迟时间的旧式市发展速度，成为日后此系统中的核心部分。由于单片机具有一些突出的优点：体积小、重量轻、电源单一、功耗低；功能强、价格低；数据大都在单片机内部传送，运行速度快、抗干扰能力强、可靠性高，所以单片机被广泛的应用于测控系统、数据采集、智能仪器仪表、机电一体化产品、智能接口、计算机通信以及单片机的多级系统等领域。 本文主要用的是单片机，课题名称为单片机智能流水灯控制。通过本课题的设计以后，使我了解到了单片机的许多方面的应用。本课程设计介绍了一种由MCS-89C51集成块编程实现的控制电路，它完成了单片机流水灯控制功能，并给出了具体的硬件电路和相应的程序。这种控制电路可靠性，灵活性高，使用范围广，特别适合中小城市的交通灯、霓虹灯等的应用。而且，它对其他类似系统的开发具有一定的借鉴意义。 通过本次实训实习，使我掌握了一定的电子产品设计、制作技能和调试技术，巩固电子技术的理论知识，锻炼和提高自己的动手能力和综合运用知识解决实际问题的能力及实践动手能力。 关键词：LED 单片机控制系统流水灯
单片机课程设计报告书模板
. .. . .. .. 西南科技大学 2011级微机原理与接口技术 课程设计报告 课题名称微机原理与接口技术 姓名 学号 院、系、部制造科学与工程学院 专业 指导教师 2014年月日
目录 一、绪言 (1) 二、系统设计 (1) 2.1系统整体流程图 (1) 2.2日历时钟的控制方案论证 (1) 2.3单片机的选择方案论证 (2) 2.4键盘选择方案论证 (2) 2.5显示模块的选择方案论证 (2) 2.6模块的选择方案论证 (2) 三、硬件电路设计 (2) 3.1日历时钟的控制电路图 (2) 3.2行列式键盘的设计 (3) 3.3数码管显示电路的设计 (3) 3.4蜂鸣器驱动电路的设计 (4)
3.5主要元器件选择 (4) 四、程序流程图 (5) 五、c语言程序设计 (5) 六、日历时钟的控制器仿真 (19) 6.1K e i l调试 (19) 6.2P r o t e u s调试 (19) 七、结束语 (20) 八、参考文献 (21) 1、绪言 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。电子时钟是现代社会中的主要计时工具之一，广泛应用于手机，电脑，汽车等社会生活需要的各个方面，及对时间有要求的场合。本设计采用AT89C51单片机作为主要核心部件，附以上电复位电路，时钟电路及按键调时电路组成。数字钟已成为人们日常生活中：必不可少的必需品，广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。由于数字集成电路技术的发展和采用了先进的石英技术，使数字钟具有走时准确、性能稳定、携带方便等优点，它还用于计时、自动报时及自动控制等各个领域。
(完整版)数据库毕业课程设计题目汇总
网络数据库技术及应用课程设计 一、课程设计的目的和要求 （1）培养学生运用所学课程《网络数据库技术》的理论知识和技能，深入理解《网络数据库技术》课程相关的理论知识，学会分析实际问题的能力。 （2）培养学生掌握用《网络数据库技术》的知识设计计算机应用课题的思想和方法。 （3）培养学生调查研究、查阅技术文献、资料、手册以及编写技术文献的能力。 （4）通过课程课程设计的训练，要求学生在教师的指导下，独立完成大作业要求的相关内容，包括： ①通过调查研究和运用Internet，收集和调查有关资料、最新技术信息。 ②基本掌握撰写小论文的基本步骤和写作方法。 ③根据课题的要求基本理解和掌握E-R图的设计方法和关系模式的转换。 二、课程设计题目 要求： （1）每个学生从下面50个题目中任选一个作为课程设计，调查分析一个具体的或模拟的实例。同一个班中的同学不允许选择相同的题目。选好题目后发给班长或学习汇总，产生选题冲突时，由班长委员协调解决； （2）描述该实例的业务信息和管理工作的要求； （3）列出实体、联系； （4）指出实体和联系的属性； （5）画出E-R图； （6）将E-R图转换成关系模式，并注明主码和外码；
（7）建立数据字典； （8）创建数据库； （9）根据题目的要求写查询、存储过程、触发器等。 题目： （1）学校图书借阅管理系统 功能要求： ●实现图书信息、类别、出版社等信息的管理； ●实现读者信息、借阅证信息的管理； ●实现图书的借阅、续借、归还管理； ●实现超期罚款管理、收款管理； ●创建触发器，分别实现借书和还书时自动更新图书信息的在册数 量； ●创建视图查询各种图书的书号、书名、总数和在册数； ●创建存储过程查询指定读者借阅图书的情况； ●建立数据库相关表之间的参照完整性约束。 （2）高校学籍管理系统 功能要求： ●实现学生信息、班级、院系、专业等的管理； ●实现课程、学生成绩信息管理； ●实现学生的奖惩信息管理； ●创建规则用于限制性别项只能输入“男”或“女”； ●创建视图查询各个学生的学号、姓名、班级、专业、院系； ●创建存储过程查询指定学生的成绩单； ●创建触发器当增加、删除学生和修改学生班级信息时自动修改相 应班级学生人数；
嵌入式系统课程设计题目
嵌入式系统课程设计—选题要求 1、嵌入式系统课程设计时长两星期，学生可以分组进行课程设计，每组学生人数为2～3人，报告雷同超过60%者，成绩记不及格！ 2、学生需要在附后的设计题目总表中进行选题，2周完成选题，并开始课程设计工作！ 3、1月30日下午进行答辩 均采用S3C2440为CPU，其它元件自选 ADS1.2 C语言编程 流程图/结构图 软件+硬件 智能家居、网络、视频、图像采集与压缩（摄像头+JPEG压缩） 工业仪表及应用 农业应用 交通 机器人 车船定位 智能仪表：示波器（ADC采集+LCD显示）、逻辑分析仪（多路GPIO采集+LCD显示）、频谱仪（ADC采集+FFT分析+LCD显示） 附：嵌入式系统课程设计题目 ARM－Linux 嵌入式系统在农业大棚中的应用（温度、湿度和二氧化碳浓度是影响棚栽农作物生长的3 大要素。为了实现农业大棚中这3 种要素数据的远程实时采集,引入了当前嵌入式应用中较为成熟的ARM9 微处理器和Linux 嵌入式操作系统技术, 采用数字式温度传感器、湿度传感器HM1500 和二氧化碳浓度传感器NAP221A ,设计一种基于TCP/ IP 协议的嵌入式远程实时数据采集系统方案。从硬件设计和软件实现2 方面对该系统进行具体设计。） 1. ARM系统在LED显示屏中的应用（利用ARM系统控制彩色LED显示屏） 2. ARM 嵌入式处理器在智能仪器中的应用（设计一种基于ARM 嵌入式处理器系统的智 能仪器的硬件和软件设计方案, 并结合Linux嵌入式实时操作系统, 给出一套完整的任务调度和管理的方法, 最后用实例说明）【数字示波器？】 3. ARM系统在汽车制动性能测试系统中的应用（采用ARM系统构建一个路试法的汽车制动性能测试系统） 5. 基于ARM系统的公交车多功能终端的设计（完成电子收费、报站、GPS定位等功能）
课程设计毕业设计64题
课程设计/毕业设计64题 汪仁里编 课程/毕业设计中四忌和四要 四忌： 一忌在开题报告，答辩的PPT中搞得花花绿绿，有的用风景画做背景，有的大红灯笼做背景，甚至有的每一幅幻灯片有一个大美人图片。注意：不是考你的OFIICE功夫，花花绿绿不但不能给你加分反而要减分。只要朴素的单色背景就很好了。有的同学OFIICE学得好，在幻灯片上点某个词条，立即出现下拉一幕说明，这是很好的。 二忌在开题报告、论文和答辩的PPT中说大话空话。什么是自己做的，达到什么要求，什么水平。答辩老师捡你讲过的一细问，就回答不上来了。 三忌在开题报告，答辩的PPT中大篇文章，夸夸其谈，没有突出重点，时间到了，还没有说到核心问题。 四忌自己没有搞懂的内容就放在PPT中。这是给自己出难题，你写什么，就可能问什么。 四要： 一要突出多写多讲自己在设计制作中做的具体工作。 二要自己做错了，走了弯路，后来明白了就写自己的错误和认识过程。做的不理想的地方要写，不要一片光明，自己总是对的。 三要用实验数据说话，要用实物说话（如果实物演示有困难，可以用照片，视频演示）四要不知道的就说自己不知道，要实事求是，不要在答辩是狡辩。
51单片机设计制作类 1.基于51单片机的四位半(三位半，四位 )数字直流电压/电流表 目的：不用集成的数模转换器，只用运放或比较器作为外围电路，实现四位半十进制数字显示的直/电流表。电压表基本量程为200mV (0~199.99mV(三位半199.9 mV，四位99.99 mV)输入阻抗为10MΩ，由9 MΩ，900kΩ，90kΩ，9kΩ，1kΩ共6只精密电阻构成分压链。分别代表2V, 20V, 200V,1000V量程.输入端通过开关并联100Ω，就成了2mA量程。 方法：利用单片机实验板现成的4位LED七段数码管作为显示单元，外加2个代表高位为1的扁形的LED灯.利用单片机的定时器实现双积分。软件实现二进制计数到十进制七段的译码和动态显示或者在定值积分期间是十进制计数。最大计数长度为四位半19999（三位半1999，四位9999）利用单片机实验板现成的按键做量程转换控制。通过模拟开关如4066，4051等改变分压实现量程转换。用LM393做定值积分终点判断。为了避免工频干扰，设计时要求控制定值积分时间正好是50Hz信号的周期的整数倍。设计时要求温度系数小的基准电源如TL431标定，即调节某电位器校准读数，此基准电压不受外界温度、电源电压变化影响。 参见 https://www.wendangku.net/doc/ea14275202.html,,https://www.wendangku.net/doc/ea14275202.html,,https://www.wendangku.net/doc/ea14275202.html,.等网站单片机实验板资料，及《电子制作》杂志2008年9期讲座。 2.基于51单片机的多功能数字电子钟 目的：大面板上有年、月、日、时、分、秒6组LED数码显示，另有一组星期显示，还可以选择3位温度显示。面板上有日期调节按钮、时间调节按钮。可以加1，减1，加10，减10等方式调。也可以利用红外遥控器调时。要求断电不停止计时多功能数字电子钟。可选择闹钟设置。闹钟时间与当前时间可以复用同一组数码显示，用一个LED灯指示。 方法：利用单片机实验板现成的资源，引出多组串行信号，分别经过74HC595或74LS164实现串－并转换，直接驱动共阳极LED数码管。译码在CPU内用软件实现。也可以不译码，74HC595输出通过74LS247译码.这样做硬件开销太大。用DS1302加备分电池做计时单元。红外一体化接收头接收电视遥控器信号，参见《电子制作》杂志2008第10期P25、第8期P60，第5期P28，第3期P22. 单片机实验板可参见https://www.wendangku.net/doc/ea14275202.html,, https://www.wendangku.net/doc/ea14275202.html,,https://www.wendangku.net/doc/ea14275202.html,.等网站资料。 3.基于51单片机的自动校时数字电子钟 目的：做一个断电不停止计时的数字钟显示时分秒。利用单片机实验板现成的8位LED 七段数码管作为显示单元，显示方式为12－00－00。每天中午12点自动校时一次，不管走快了，超过12点，还是走慢了，不到12点。到点准确的校准为12－00－00。 方法：DS1302加备分电池做计时单元。可以利用接收电波钟或中央人民广播电台的准点报时信号实现取整调时。例如：12－00－32→12－00－00，11－59－10→12－00－00。该
单片机双机通信系统课程设计
单片机双机通信系统课程设计
一．课程设计的目的及基本要求： 实践课程是使学生融会贯通本课程所学专业理论知识，完成一个较完整的设计计算和安装调试过程，以加深学生对所学理论的理解与应用，认识和熟悉元器件和电子测量仪器的性能指标，了解解决实际问题的一般过程，培养学生综合运用基础理论知识和专业知识去解决实际工程设计问题的能力。通过电子技术的综合性工程训练，使学生达到以下的目的和要求： 1、结合模拟电路、数字电路、可编程逻辑器件、单片机电 子线路CAD等课程中所学的理论知识，按要求独立设计方 案，培养学生独立分析与解决问题的能力； 2、学会查阅相关手册和资料，通过查阅手册和资料，进一 步熟悉常用电子器件的类型和特性，并掌握合理选用的原 则； 3、学会使用常用电子元器件（包括中规模芯片、专用芯片 和可编程器件）； 4、掌握基本的现代电子技术设计工具和EDA（Electronic design automation）技术； 5、掌握电子电路的安装与调试技术，进一步熟悉电子仪器 的使用方法； 6、认真撰写总结报告，培养严谨的作风和科学的态度；二．课程设计的主要内容： 课题十九单片机双机通信系统 基本要求:设计两个单片机最小系统，能实现有线通信，一 23
方为发送，另一方为接收。 提高要求：两个单片机最小系统能相互通信，并能实现校验。 三．具体要求和时间安排： 每一个学生在教师指导下，独立完成一个应用系统。工作量如下： 1、电路原理图（A3幅面）1张，要求Protel软件绘制； 2、pcb版图（A3及以上幅面）1张； 3、设计说明书（20-30页）1本，内含能编译通过的源程序(有必要的注释)。 23