單片機新穎設計

A. 基於51單片機中等難度的畢業設計題目

TOP1.基於51單片機人臉簡易識別系統

TOP2.基於51單片機智能非特定人聲語音識別系統
TOP3.基於51單片機指紋考勤系統
TOP4.基於51單片機智能小型穿戴手錶
TOP5.基於51單片機智能家居12防衛報警
TOP6.基於51單片機8位16位門禁系統

B. 單片機設計簡易正弦波發生器

波形發生器是一種常用的信號源，廣泛地應用於電子電路、自動控制系統和教學實驗等領域。本次課程設計使用的AT89S51 單片機構成的發生器可產生鋸齒波、三角波、正弦波等多種波形，波形的周期可以用程序改變，並可根據需要選擇單極性輸出或雙極性輸出，具有線路簡單、結構緊湊等優點。在本設計的基礎上，加上按鈕控制和LED顯示器，則可通過按鈕設定所需要的波形頻率，並在LED上顯示頻率、幅值電壓，波形可用示波器顯示。

二、系統設計

波形發生器原理方框圖如下所示。波形的產生是通過AT89S51 執行某一波形發生程序，向D/A轉換器的輸入端按一定的規律發生數據，從而在D/A轉換電路的輸出端得到相應的電壓波形。在AT89S51的P2口接5個按扭,通過軟體編程來選擇各種波形、幅值電壓和頻率，另有3個P2口管腳接TEC6122晶元，以驅動數碼管顯示電壓幅值和頻率，每種波形對應一個按鈕。此方案的有點是電路原理比較簡單，實現起來比較容易。缺點是，采樣頻率由單片機內部產生故使整個系統的頻率降低。

1、波形發生器技術指標

1）波形：方波、正弦波、鋸齒波；

2）幅值電壓：1V、2V、3V、4V、5V；

3）頻率：10HZ、20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1KHZ；

2、操作設計

1）上電後，系統初始化，數碼顯示6個『－』，等待輸入設置命令。

2）按鈕分別控制「幅值」、「頻率」、「方波」、「正弦波」、「鋸齒波」。

3）「幅值「鍵初始值是1V，隨後再次按下依次增長1V，到達5V後在按就回到1V。

4）「頻率「鍵初始值是10HZ，隨後在按下依次為20HZ、50HZ、100HZ、200HZ、500HZ、1000HZ循環。

三、硬體設計

本系統由單片機、顯示介面電路，波形轉換（D/A）電路和電源等四部分構成。電路圖2附在後

1、單片機電路

功能：形成掃描碼，鍵值識別、鍵處理、參數設置；形成顯示段碼；產生定時中斷；形成波形的數字編碼，並輸出到D/A介面電路和顯示驅動電路。

AT89S51外接12M晶振作為時鍾頻率。並採用電源復位設計。復位電路採用上電復位，它的工作原理是，通電時，電容兩端相當於短路，於是RST引腳上為高電平，然後電源通過對電容充電。RST端電壓慢慢下降，降到一定程序，即為低電平，單片機開始工作。

AT89S51的P2口作為功能按鈕和TEC6122的介面。P1口做為D/A轉換晶元0832的介面。用定時/計數器作為中斷源。不同的頻率值對應不同的定時初值，允許定時器溢出中斷。定時器中斷的特殊功能寄存器設置如下：

定時控制寄存器TCON＝20H；

工作方式選擇寄存器TMOD=01H；

中斷允許控制寄存器IE=82H。

2、顯示電路

功能：驅動6位數碼管顯示，掃描按鈕。

由集成驅動晶元TEC6122、6位共陰極數碼管和5個按鈕組成。當某一按鈕按下時，掃描程序掃描到之後，通過P2口將數字信號發送到 TEC6122晶元。TEC6122是一款數字集成晶元。它的外接電壓也是+5V，並且由於數碼管的載壓較小，為了保護數碼管，必須在兩者間接電阻，大約是560歐。

掃描利用軟體程序實現，當某一按鍵按下時，掃描程序立即檢測到，隨後調用子程序，執行相應的功能。

3、D/A電路

功能：將波形樣值的編碼轉換成模擬值，完成雙極性的波形輸出。

由一片0832和兩塊LM358運放組成。DAC0832是一個具有兩個輸入數據寄存器的8位DAC。目前生產的DAC晶元分為兩類，一類晶元內部設置有數據寄存器，不需要外加電路就可以直接與微型計算機介面。另一類晶元內部沒有數據寄存器，輸出信號隨數據輸入線的狀態變化而變化，因此不能直接與微型計算機介面，必須通過並行介面與微型計算機介面。DAC0832是具有20條引線的雙列直插式CMOS器件，它內部具有兩級數據寄存器，完成8位電流D/A轉換，故不需要外加電路。0832是電流輸出型，示波器上顯示波形，通常需要電壓信號，電流信號到電壓信號的轉換可以由運算放大器LM358實現，用兩片LM358可以實現雙極性輸出。

單片機向0832發送數字編碼，產生不同的輸出。先利用采樣定理對各波形進行抽樣，然後把各采樣值進行編碼，的到的數字量存入各個波形表，執行程序時通過查表方法依次取出，經過D/A轉換後輸出就可以得到波形。假如N個點構成波形的一個周期，則0832輸出N個樣值點後，樣值點形成運動軌跡，即一個周期。重復輸出N個點，成為第二個周期。利用單片機的晶振控制輸出周期的速度，也就是控制了輸出的波形的頻率。這樣就控制了輸出的波形及其幅值和頻率。

四、 軟體設計

主程序和子程序都存放在AT89S51單片機中。

主程序的功能是：開機以後負責查鍵，即做鍵盤掃描及顯示工作，然後根據用戶所按的鍵轉到相應的子程序進行處理，主程序框圖如圖1所示。

子程序的功能有：幅值輸入處理、頻率輸入處理、正弦波輸出、鋸齒波輸出、方波輸出、顯示等。

下面是程序

include <reg51.h>

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

sbit LCP=P2^2;

sbit SCP=P2^1;

sbit SI=P2^0;

sbit S1=P2^3;

sbit S2=P2^4;

sbit S3=P2^5;

sbit S4=P2^6;

sbit S5=P2^7;

sbit DA0832=P3^3;

sbit DA0832_ON=P3^2;

uchar fun=0,b=0,c=0,d=0,tl,th;

uchar code tab[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};

uchar code tosin[256]={0x80,0x83,0x86,0x89,0x8d,0x90,0x93,0x96,0x99,0x9c,0x9f,0xa2,0xa5,0xa8,0xab,0xae,0xb1,0xb4,0xb7,0xba,0xbc,0xbf,0xc2,0xc5

,0xc7,0xca,0xcc,0xcf,0xd1,0xd4,0xd6,0xd8,0xda,0xdd,0xdf,0xe1,0xe3,0xe5,0xe7,0xe9,0xea,0xec,0xee,0xef,0xf1,0xf2,0xf4,0xf5

,0xf6,0xf7,0xf8,0xf9,0xfa,0xfb,0xfc,0xfd,0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd

,0xfd,0xfc,0xfb,0xfa,0xf9,0xf8,0xf7,0xf6,0xf5,0xf4,0xf2,0xf1,0xef,0xee,0xec,0xea,0xe9,0xe7,0xe5,0xe3,0xe1,0xde,0xdd,0xda

,0xd8,0xd6,0xd4,0xd1,0xcf,0xcc,0xca,0xc7,0xc5,0xc2,0xbf,0xbc,0xba,0xb7,0xb4,0xb1,0xae,0xab,0xa8,0xa5,0xa2,0x9f,0x9c,0x99

,0x96,0x93,0x90,0x8d,0x89,0x86,0x83,0x80,0x80,0x7c,0x79,0x76,0x72,0x6f,0x6c,0x69,0x66,0x63,0x60,0x5d,0x5a,0x57,0x55,0x51

,0x4e,0x4c,0x48,0x45,0x43,0x40,0x3d,0x3a,0x38,0x35,0x33,0x30,0x2e,0x2b,0x29,0x27,0x25,0x22,0x20,0x1e,0x1c,0x1a,0x18,0x16

,0x15,0x13,0x11,0x10,0x0e,0x0d,0x0b,0x0a,0x09,0x08,0x07,0x06,0x05,0x04,0x03,0x02,0x02,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00

,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02 ,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0d,0x0e,0x10,0x11,0x13,0x15

,0x16,0x18,0x1a,0x1c,0x1e,0x20,0x22,0x25,0x27,0x29,0x2b,0x2e,0x30,0x33,0x35,0x38,0x3a,0x3d,0x40,0x43,0x45,0x48,0x4c,0x4e

,0x51,0x55,0x57,0x5a,0x5d,0x60,0x63,0x66 ,0x69,0x6c,0x6f,0x72,0x76,0x79,0x7c,0x80 };

void display(unsigned char command)

{

unsigned char i;

LCP=0;

for(i=8;i>0;i--)

{

SCP=0;

if((command & 0x80)==0)

{

SI=0;

}

else

{

SI=1;

}

command<<=1;

SCP=1;

}

LCP=1;

}

void key1(void)

{

fun++;

if(fun==4)

fun=0x00;

}

void key2(void)

{

tl++;

if(tl==0x1f)

th++;

}

void key3(void)

{

tl--;

if(tl==0x00)

th--;

}

void key4(void)

{

double t;

int f;

TR0=0;

t=(65535-th*256-tl)*0.4;

f=(int)(1000/t);

S3=tab[f%10];

f=f/10;

S2=tab[f%10];

f=f/10;

if(f==0)

S1=0;

else

S1=tab[f];

TR0=1;

}

void key5(void)

{

tl--;

if(tl==0x00)

th++;

}

void judge(void)

{

uchar line,row,de1,de2,keym;

P1=0x0f;

keym=P1;

if(keym==0x0f)return;

for(de1=0;de1<200;de1++)

for(de2=0;de2<125;de2++){;}

P1=0x0f;

keym=P1;

if(keym==0x0f)return;

P1=0x0f;

line=P1;

P1=0xf0;

row=P1;

line=line+row; /*存放特徵鍵值*/

if(line==0xde)key1();

if(line==0x7e)key2();

if(line==0xbd)key3();

if(line==0x7d)key4();

}

void time0_int(void) interrupt 1 //中斷服務程序

{

TR0=0;

if(fun==1)

{

DA0832=tosin[b]; //正弦波

b++;

}

else if(fun==2) //鋸齒波

{

if(c<128)

DA0832=c;

else

DA0832=255-c;

c++;

}

else if(fun==3) // 方波

{

d++;

if(d<=128)

DA0832=0x00;

else

DA0832=0xff;

}

TH0=th;

TL0=tl;

TR0=1;

}

void main(void)

{

TMOD=0X01;

TR0=1;

th=0xff;

tl=0xd0;

TH0=th;

TL0=tl;

ET0=1;

EA=1;

while(1)

{

display();

judge();

}

}

五、心得體會

開始的時候由於沒有經驗，不知如何下手，所以就去圖書管找了一些書看，盡管有許多的設計方案，可是總感覺自己還是有許多的東西弄不太清楚，於是就請教同學。他常做一些設計，有一些經驗。經過他的解釋分析各方案之後，決定用查表的方法來做。這樣可以降低一些硬體設計的難度，初次設計應切合自己的水平。用8031需要擴展ROM，這樣還要進行存儲器擴展。而且現在8031實際中已經基本上不再使用，實際用的AT89S51晶元有ROM，這樣把經過采樣得到的數值製成表，利用查表來做就簡單了。我認為程序應該不大，片內ROM應該夠用的。用LED顯示頻率和幅值，現有集成的介面驅動晶元，波形可通過示波器進行顯示，單片機接上D/A轉換晶元即可，這樣硬體很快就搭好了。

我以為這些做好了，構思也有了，寫程序應該是相對容易的。誰知道，寫起程序來，才想到功能鍵要有掃描程序才行呀，我真的感到很難。那時真的有點想放棄？於是就去請教了老師，老師幫忙分析了一下，自己又查閱了一些資料，終於明白了掃描程序怎麼寫。

於是在自己的努力下，程序很快就寫好了。這次是我的第一個設計器件，盡管經歷了不少的艱辛，但給我積累了一點設計的經驗，最後也有點小小的成就感。後面的路還很長，我還的努力！

參考文獻

[1] 童詩白，華成英.模擬電子技術基礎〔M〕.北京:高等教育出版社，2003.345-362

[2] 潘永雄，沙河，劉向陽.電子線路CAD實用教程〔M〕.西安：西安電子科技大學出版社，2001.13-118.

[3] 張毅剛，彭喜源，譚曉昀，曲春波.MCS-51單片機應用設計[M].哈爾濱：哈

爾濱工業大學出版社，1997.53-61.

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C. 有沒有單片機的畢業設計題目推薦

單片機的畢業設計題目推薦：一個簡單的指紋識別或者刷臉程序。

要完成單片機系統的開發，用戶不僅需要掌握編程技術，還需要針對實際應用選擇合理的單片機晶元和外圍器件，以此為基礎，設計硬體電路。

單片機注意：

單片機系統的開發融合了硬體和軟體的相關技術。要完成單片機系統的開發，用戶不僅需要掌握編程技術，還需要針對實際應用選擇合理的單片機晶元和外圍器件，以此為基礎，設計硬體電路。

正確估計單片機的能力，知道單片機能做什麼，最大程度的挖掘單片機的潛力對一個單片機系統設計者來說是至關重要的。

D. 單片機的畢業設計題目有哪些

基於單片機的畢業設計簡單點的題目如下：

一、智能家居控制系統

在單片機、感測器、通訊技術和家電控制等方面進行設計，實現智能家居的自動化管理，如溫度控制、照明控制、窗簾控制等功能，實現智能家居系統的智能化、舒適化。

二、智能綠植養護系統

基於單片機、感測器、液晶屏和控制器等硬體設計，將溫度、濕度光照等環境參數進行檢測和記錄，並通過控制器實現水肥自動喂養.光照調控、溫濕度自動調節等功能，保證綠植的正常生長。

五、智能醫療診斷系統

基於單片機、感測器、采樣電路、信號處理演算法、人工智慧等硬體及軟體技術，構建一個智能醫療診斷系統，能夠檢測患者的生理指標，並根據患者的身體狀況和歷史病例，提供醫學診斷結果和治療建議。

六、智能家庭安防系統

該系統可以通過單片機、配合感測器、通訊模塊等硬體，實現對家庭室內和室外環境的實時監測，防盜報警、行程化控制、視頻監控等多個功能，提高家庭的安全系數。

E. 基於單片機的畢業設計那個相對簡單些

我去，這些課題都簡單的要命。
如果非要挑出最簡單的，那麼4、13我覺得屬於簡單到喪心病狂的課題……

F. 單片機設計

首先要清楚你要做一個什麼樣的產品，這個產品包含哪些功能，要採集哪些信號？要控制哪些設備？要走哪些通訊協議？通訊協議走什麼介面？是不是要顯示界面？是不是要聲光提示？是不是要低功耗？清楚了這些需求以後就可以選型了。

比如說我要做一個單片機密碼鎖，要求：

1. 有4位數碼管顯示;

2. 控制一個繼電器;

3. 控制一個蜂鳴器;

4. 控制五個LED燈;

5. 兩個按鍵輸入;

2 晶元選型
根據你的需求來確定所選晶元型號。如第一部分的功能需求，這5個需求都只需要用到單片機的IO口，沒有用到片上資源，所以只要IO口夠用就可以了。

1. 4位數碼管：為了方便大家學習，這里選用74HC595來驅動，該晶元與單片機相連只需要3個IO口;

2. 控制一個繼電器;這個地方主要考慮線圈電壓，單片機是5V供電，所以選用5V的繼電器，佔用1個IO口;

3. 控制蜂鳴器：選用有源蜂鳴器，即只要給電蜂鳴器就發聲，佔用1個IO口;

4. 控制5個LED燈：採用灌電流的方式，佔用5個IO口;

5. 兩個按鍵輸入：採用上拉電阻，按下低電平實現，佔用2個IO口;

總共用了3+1+1+5+2=12個IO口;為了方便初學者，那我們就選用STC的51單片機來完成這個設計吧，所選型號為STC89C51，封裝形式為DIP40，相信大家在大學里學單片機的時候老師都是用這一款教的吧。

3 硬體原理設計
晶元選型完畢之後，又有了設計思路，那就趕快把電路圖畫出來吧。畫電路圖用什麼軟體呢？這樣的EDA工具很多，像Protel99se、DXP、Altium Designer 等，這些都是軟體都是一家出的，還有Cadence、PowerPcb等。本人用的是AD09。原理圖設計的內容是什麼呢？設計的內容包括單片機的最小系統、還有擴展出來的功能。

4 硬體PCB設計
當原理圖畫完，並且檢查沒有錯誤後，就開始畫PCB吧，什麼是PCB？PCB就是電路板，什麼是電路板，就像下圖這樣的：

50171510883016

這是焊接之前的電路板，PCB文件設計好後，發給廠家去打樣製版，做回來的就是這樣的電路板。上圖中的電路板用的都是直插元件。什麼是直插元件，什麼是貼片元件？這就設計到元器件的封裝問題了。

如果大家感興趣，我明後天把畫pcb板的過程推送給大家。

5 樣板焊接
什麼是樣板焊接？就是把電子元器件焊接在pcb板上。如果封裝簡單、樣板數量少那完全可以自己動手焊接了，順便也鍛煉一下自己的焊接水平，對於一個搞電的人而言，一般都是從焊電路板過來的。如果搞電但不會焊接，別人會笑話你的。

6 調試程序
程序該怎麼寫？用什麼工具寫？不同的單片機有不同的編程環境，比如PIC單片機使用MPLAB編程環境，MSP430單片機使用IAR Embedded Workbench編程環境，DSP使用CCS編程環境。這里重點介紹的編程環境是Keil，Keil是目前所有編程環境中最好用的，也是支持晶元最多的，可以說Keil是目前最主流的編程環境，本人使用的是Keil的編程環境，Keil的C51版本和MDK版本都在用。

7 程序燒錄
程序燒錄的意思就是把寫好的程序下載到單片機里，這樣單片機才會按照用戶編寫的程序來執行命名、實現功能。程序要怎麼樣才能燒寫到單片機中去呢？每種單片機都有各自的程序燒錄介面。