内容发布更新时间 : 2024/11/2 21:28:14星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
红外发射部分可参考下图所示的红外调制发射电路。该方案由微处理器与专用编码芯片PT2262 组合完成编码工作，载波产生由MC4011 与38KHz晶振一起构成，振荡产生 38KHz方波。
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难度等级：B中等 题目编号：019
基于51的电容表
一、功能介绍
利用单片机的最小系统板和一块1602液晶，对输入的方波信号进行频率的测量和显示。 二、设计要求
电容测量范围为10pF-1000.00uF，最小分辨力为10pF。分量程，可以自动切换量 程，也可手动切换。 三、参考方案设计 1．原理框图：
由比较器构成的谐振电路 单片机最小系统 显示部分 键盘
2．制作思路：
（1）本作品主要是完成对单片机的调试和外围电路的设计；偏重于编程； （2）电容的测量原理就是用RC或LC形成一个谐振回路，然后对谐振回路的频率
进行测量，进而达到测量电容的目的；
（3）该作品要求的精度较高，可能需要在外部再加一些温度补偿电路，当然这
是在实现了测量的基础上；
（4）显示电路该作品最好采用1602液晶，当然也可以用数码管来显示； 3．设计原理分析
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电容测试原理简介：根据电容的充电公式，可以计算出电容在充电到1/nVcc(其中n>1，Vcc为充电电源电压)电压时充电时间跟电容的容量和电阻成正比，跟充电电源电压无关。(通过一个微分方程即可求得，具体的计算步骤这里省略，一般的电路教材上都有讲解)
工作过程如下：首先，通过单片机选通放电三极管Q9，将电容上的电放掉，放电完毕之后，选通Q1-Q5中的一个三极管，经过一定的电阻，对电容进行充电；同时，打开单片机的计数器0，开始计数。然后单片机等待外部中断0的发生。当电容充电达到参考电压值时，比较器翻转，发出充电完成信号到中断0端口，单片机响应中断，停止计数器0，并关闭充电电路，接通放电电路。接着读出计数器0的值，进行计算，适当的调整后，输出到LCD上显示。然后又开始一次新的测试，如此循环。
本电路通过一个电压比较器(LM339)来检测电容充电的终止。由电阻R31，R32及RW1构成一个分压器，产生一个基准电压。当电容两端电压超过比较电压时，比较器翻转，产生一个低电平到单片机的中断0(INT0)引脚，通知单片机电容充电完成。
RW1是精密可调电阻，用来调整电压比较器的参考电压。调整RW1，使P点电压为电源电压的0.632倍(理论值，实际值可能有点不一样，见调试部分)。 C0是并联在测量端的一个小电容(30pF)，用来减少电路分布电容的影响。因为在单片机内部做了软件调零，所以有一个固定的偏移量，对结果的显示不会造成影响。 Q8和Q10是用来平衡电路和温度补偿。作用不是很大，如果觉得麻烦，可以省掉这个两个三极管，把集电极和发射极直接连接起来，基极那个位置悬空就行了。 U4是一个计数器，测量频率时，先做一个预分频。因为52的计数器频率不够高。
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难度等级：B中等 题目编号：020
全数字语音留言机
一、功能介绍
自选ADC进行语音信号采集，完成语音录放功能。控制器可选用单片机或FPGA来完成，要求显示具有语音信息查看，播放，删除等功能。 二、设计要求
1．要求单次记录时间大于一分钟，可至少记录3段语音信息。 2．播放语音要有一定的清晰度，可懂度，自然度。 三、设计思路 1．控制器选择： 方案一：
选用FPGA为主控制器，外部FLASH为音频数据存储器，通过AD采集到的音频数据，经过一定的压缩编码后存储在外部FLASH中。使用这种方式减少存储量，在一定程度上节省了成本。语音信号的采集和重建可以使用TI公司的高性能语音编解码芯片TLV320AIC23,该芯片内自带AD/DA,可以实现高性能的语音录放。 方案二：
以单片机为主控制器，最好选用内部自带AD/DA的单片机，可以缩短开发时间。存储器可以考虑使用外部大容量FLASH或直接使用SD、U盘等存储设备。 2．AD/DA选择：
人的普通发音频率范围为20Hz到3.4KHz，对语音信号进行采集，要保证最基本的清晰度，可懂度要求AD采样速率大于8KHz。进行语音信号采集可使用普通AD或专用的语音信号采集芯片。一般来说DA的建立时间都可满足音频信号输出的要求。 三、参考方案设计
这里选用TI公司的MSP430单片机作为控制器，该单片机功耗低，功能强大，为了与TI公司的高性能语音编解码芯片TLV320AIC23接口，这里选用MSP430F149单片机，该型号单片机内部自带SPI接口，可以实现与TLV320AIC23的完美结合。存储部分这里选用1GB的SD为存储器。 系统框图：
键盘 显示 主控制器 MSP430F149 SPI TLV320AIC23 SD卡存储器
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难度等级：B中等 题目编号：021
跑步指示仪
一、功能介绍
设计一个跑步指示仪对跑步质量及指数进行测量并对不适情况进行预警。此作品是针对市场上的计步器等相关器械设计难度大、精确度不高且价格昂贵而另行设计的。
二、设计要求 1．显示跑步步数。
2．根据设置的步幅来实现对行进距离的测算。
3．使用单片机来计计算平均速度、实时瞬时速度和累计消耗能量。 4．实现距离、平均速度、即时速度、能量消耗的实时显示。
5．根据个人的设置对相关指标不符合的情况进行预警提示，使跑步在自己的掌控下进行实现最适合、最有效的锻炼。 三、方案设计 1．硬件结构图
2．制作思路：
我们对跑步与走路姿势进行了仔细的观察与研究得出结论：一般情况下当跑步时人的脚轮流全脚掌触地,其中间隔发生有一脚的前部触地,故在很短的时间内检测是否一脚的前后均触地并依此计数测出跑步数，从而实现计步器的功能。而当停止
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