【正文】 MAX195參考電路見(jiàn)下圖： 電壓基準(zhǔn)使用MC1403:45 / 46。ADC可選用美信公司的16位ADC芯片MAX195，采樣觸發(fā)信號(hào)可以使用比較器輸出。二、設(shè)計(jì)要求1．采樣精度≥8bit2．輸入信號(hào)幅度范圍：177。該系統(tǒng)對(duì)AD數(shù)據(jù)采集速率和數(shù)據(jù)精度都要求不高，這里AD可選用普通ADC芯片完成。系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖如下：主控制芯片（單片機(jī)）鍵盤(pán) DDS（AD9852）顯示AD數(shù)據(jù)采集待測(cè)系統(tǒng)顯示部分使用普通液晶12864即可完成。三、參考方案設(shè)計(jì)以單片機(jī)為主控制器，控制DDS完成掃頻。單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)見(jiàn)下圖：下圖是報(bào)警及顯示電路原理圖：難度等級(jí)：C偏難 題目編號(hào)：029 幅頻特性測(cè)試儀一、功能介紹設(shè)計(jì)并制作一個(gè)頻率特性測(cè)試系統(tǒng)，包含測(cè)試信號(hào)源、被測(cè)網(wǎng)絡(luò)、檢波及顯示三部分。為了增大傳輸距離，應(yīng)考慮選用適當(dāng)編碼方法盡量減小誤報(bào)警概率。鑰匙端為了便于攜帶應(yīng)制作的盡量小巧，主要包括控制部分，鍵盤(pán)，DF315接收模塊，指示燈，電源等部分。3．距離100米時(shí)，誤報(bào)警概率小于1/100三、參考方案設(shè)計(jì)無(wú)線報(bào)警鎖分為鎖端和鑰匙端兩部分。二、設(shè)計(jì)要求1．鑰匙端的指示應(yīng)至少包含這幾種狀態(tài)：安全、無(wú)信號(hào)、鎖正常打開(kāi)、鎖被破壞。在鎖鎖上后，只有用專用的記錄了密碼的鑰匙（USB口鑰匙）才能打開(kāi)。要對(duì)音頻0～10KHz范圍的信號(hào)采樣，首先要將輸入的音頻信號(hào)通過(guò)低通濾波器，濾波器的設(shè)計(jì)可參考相關(guān)書(shū)籍。TI公司生產(chǎn)的MSP430F149單片機(jī)，使用外部8MHz晶振時(shí)，單指令周期為125ns，內(nèi)部包含1KRAM，自帶硬件乘法器，可以在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成一次乘法運(yùn)算，如果算法設(shè)計(jì)合理，可以滿足題目要求。要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)分析，則對(duì)單片機(jī)的運(yùn)算速度有一定要求，一方面可以通過(guò)選擇速度較高的單片機(jī)；另一方面為了達(dá)到實(shí)時(shí)分析的要求，可以增大每一幀的采樣間隔。二、設(shè)計(jì)要求1．分析頻譜范圍0～10KHz2．頻率分辨率≤200Hz三、參考方案設(shè)計(jì)根據(jù)題目要求，要對(duì)音頻信號(hào)0～10KHz范圍采樣，根據(jù)那奎斯特采樣定理，要求采樣率大于20KHz。（3）按鍵可以采用4*4矩陣鍵盤(pán)，采用線反轉(zhuǎn)法進(jìn)行編程。3．設(shè)計(jì)注意地方（1）AD9850布線要參考數(shù)據(jù)手冊(cè)布線方案，同時(shí)要輸出方波可在正弦波的輸出端加一比較器比較出方波。（2）利用單片機(jī)計(jì)算輸入頻率值對(duì)應(yīng)的AD9850的控制字。1ppm三．參考方案設(shè)計(jì)1．硬件結(jié)構(gòu)圖見(jiàn)圖1。4．頻率穩(wěn)定度：177。串口連接方式：難度等級(jí)：C偏難 題目編號(hào)：026簡(jiǎn)易DDS信號(hào)發(fā)生器一、功能介紹該作品通過(guò)按鍵輸入所要輸出信號(hào)的頻率，通過(guò)液晶1602顯示，輸出所要的方波，正弦波。為了保證測(cè)量的準(zhǔn)確，可以進(jìn)行多次測(cè)量。四、參考方案設(shè)計(jì) 要測(cè)量脈寬，通常使用定時(shí)器來(lái)完成，一般的單片機(jī)即可滿足要求。因此要檢測(cè)波特率，其實(shí)就是要測(cè)量接收到的數(shù)據(jù)位脈寬，測(cè)量脈寬可以用定時(shí)器來(lái)完成。3．最大波特率200kps4．波特率傳送偵測(cè)錯(cuò)誤概率小于1%三、設(shè)計(jì)思路 對(duì)于異步串行通信，要檢測(cè)其傳輸波特率，只能從其數(shù)據(jù)位寬著手。二、設(shè)計(jì)要求1．發(fā)送方目前波特率，接收到的信息。器件可選擇LM3886或TDA2003。器件選擇LM324。器件可用LM324。在測(cè)量用的放大電路中，一般傳感器從來(lái)的直流或低頻信號(hào)，經(jīng)放大后多用單端方式傳輸，在典型情況下，有用信號(hào)的最大幅度可能僅有若干毫伏，而共模噪聲可能高到幾伏，故放大器輸入漂移和噪聲等因素對(duì)于總的精度至關(guān)重要，放大器本身的共模抑制特性也是同等重要的。接在收音機(jī)的耳機(jī)接口，從語(yǔ)音放大器的揚(yáng)聲器便可播出美妙的音樂(lè)聲，音質(zhì)清楚，無(wú)雜音、音量大，電路運(yùn)行穩(wěn)定。定時(shí)器T0中斷服務(wù)程序 INC OBUF3 。發(fā)出“叮咚”完畢，返回重新檢測(cè)按鈕 　　YS10M: 。按鈕有效 MOV P1,00H 。檢測(cè)K1按鈕 LCALL YS10M 。啟動(dòng)總中斷 　　MAIN: 。定時(shí)器初始化 MOV TH0,06H MOV TL0,06H SETB ET0 。初始化程序 OBUF2 EQU 31H OBUF3 EQU 32H OBUF4 EQU 33H FLAGB BIT 00H STOPB BIT 01H K1 BIT 。跳轉(zhuǎn)到初始化程序 　　ORG 000BH LJMP PGT0 。延時(shí)子程序，更改該延時(shí)常數(shù)可以改變蜂鳴器發(fā)出的音調(diào) DE1: DJNZ R7,DE1 RET END （2）“叮咚”電子門(mén)鈴實(shí)驗(yàn)程序：常見(jiàn)的家用電子門(mén)鈴在有客人來(lái)訪時(shí)候，如果按壓門(mén)鈴按鈕時(shí)，室內(nèi)會(huì)發(fā)出“叮咚”聲音，本實(shí)驗(yàn)程序模擬電子門(mén)鈴的發(fā)音，當(dāng)我們按壓實(shí)驗(yàn)板上的K1按鈕時(shí)候，蜂鳴器發(fā)出“叮咚”音樂(lè)聲，是一個(gè)比較實(shí)用的程序。延時(shí) AJMP MAIN 。跳轉(zhuǎn)到主程序 　　ORG 0030H MAIN: CPL 。大家可以在實(shí)驗(yàn)中更改228為其他值，聽(tīng)聽(tīng)蜂鳴器音調(diào)的改變。 （1）簡(jiǎn)單的蜂鳴器實(shí)驗(yàn)程序：，驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)板上的蜂鳴器發(fā)出蜂鳴聲，其中DELAY延 時(shí)子程序的作用是使輸出的方波頻率在人耳朵聽(tīng)覺(jué)能力之內(nèi)的20KHZ以下，如果沒(méi)有這個(gè)延時(shí)程序的話，輸出的頻率將大大超出人耳朵的聽(tīng)覺(jué)能力，我們將不能 聽(tīng)到聲音。三、參考方案設(shè)計(jì)1．原理框圖如下圖。4．至少可存儲(chǔ)3首鈴音。2．具有自編鈴音輸入，存儲(chǔ)，播放功能。難度等級(jí)：B中等 題目編號(hào)：023簡(jiǎn)易電子琴一、功能介紹利用單片機(jī)的最小系統(tǒng)和一個(gè)鍵盤(pán)來(lái)完成一個(gè)簡(jiǎn)易電子琴的設(shè)計(jì)。手機(jī)時(shí)間顯示的最小單位是分鐘，測(cè)量時(shí)一旦手機(jī)分鐘值發(fā)生跳變，則立即記錄下LCD顯示的秒值，這樣的話讓頻率計(jì)運(yùn)行一段時(shí)間后，再多次記錄下LCD顯示的秒，就可以準(zhǔn)確判斷頻率計(jì)的異步時(shí)鐘是否準(zhǔn)確。由于1S的測(cè)量閘門(mén)時(shí)間在業(yè)余條件下不好測(cè)試，因此，實(shí)驗(yàn)程序中在LCD上同時(shí)顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘用于判斷1S閘門(mén)時(shí)間的準(zhǔn)確性。74LS393開(kāi)始對(duì)輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，74LS393每計(jì)數(shù)達(dá)256時(shí)，Atmega8的T1計(jì)數(shù)器也向上計(jì)數(shù)1次。為了方便得到準(zhǔn)確的1秒鐘測(cè)量閘門(mén)信號(hào)，我們使用了Atmega8的異步實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。由于單片機(jī)自帶計(jì)數(shù)器輸入時(shí)鐘的頻率通常只能是系統(tǒng)時(shí)鐘頻率的幾分之一甚至幾十分之一，因此采用單片機(jī)的計(jì)數(shù)器直接測(cè)量信號(hào)頻率就受到了很大的限制。3．設(shè)計(jì)原理分析這是AVR單片機(jī)的計(jì)數(shù)及顯示電路：前置放大及分頻電路設(shè)計(jì)思路：頻率的測(cè)量實(shí)際上就是在1S時(shí)間內(nèi)對(duì)信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值就是信號(hào)頻率。（4）顯示電路該作品最好采用1602液晶，當(dāng)然也可以用數(shù)碼管來(lái)顯示。用單片機(jī)設(shè)計(jì)頻率計(jì)通常采用兩種辦法，一是使用單片機(jī)自帶的計(jì)數(shù)器對(duì)輸入脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，或者測(cè)量信號(hào)的周期；二是單片機(jī)外部使用計(jì)數(shù)器對(duì)脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值再由單片機(jī)讀取。三、參考方案設(shè)計(jì)1．原理框圖如下圖：輸入方波信號(hào)單片機(jī)最小系統(tǒng)顯示部分2．制作思路（1）本作品主要是完成對(duì)單片機(jī)定時(shí)器的調(diào)試；主要偏重于編程。難度等級(jí)：B中等題目編號(hào)：022簡(jiǎn)易頻率計(jì)一、功能介紹利用單片機(jī)的最小系統(tǒng)板和一塊1602液晶，對(duì)輸入的方波信號(hào)進(jìn)行頻率的測(cè)量和顯示。一旦連續(xù)檢測(cè)到N次PC5為低電平，則立即打開(kāi)蜂鳴器和紅色的LED。另外，我們還需要在38KHZ的載波信號(hào)上調(diào)制上一個(gè)碼信號(hào)，也就是說(shuō)38KHZ的載波信號(hào)不是一直在產(chǎn)生，而是間斷的發(fā)射。本實(shí)驗(yàn)MCU采用內(nèi)部8MHZ的RC時(shí)鐘信號(hào)，T/C0的時(shí)鐘源采用系統(tǒng)時(shí)鐘8分頻，即每計(jì)一個(gè)數(shù)（TCNT0增加1）需要1us的時(shí)間。因此，我們可以通過(guò)設(shè)置TCNT0的初始值來(lái)調(diào)整中斷產(chǎn)生的頻率。本程序使用8位定時(shí)計(jì)數(shù)器T/C0溢出中斷使PD0產(chǎn)生38KHZ的方波信號(hào)，然后驅(qū)動(dòng)紅外線發(fā)射管。當(dāng)有物體出現(xiàn)在發(fā)射管前方時(shí)，TTL0038會(huì)接收到從物體上反射回來(lái)的紅外光信號(hào)，然后輸出低電平通知MCU打開(kāi)蜂鳴器報(bào)警。注意，該蜂鳴器兩腳不能接反，否則蜂鳴器會(huì)燒毀。其中心接收頻率為38KZH，輸出為T(mén)TL電平，平時(shí)輸出高電平，當(dāng)收到碼信號(hào)后，輸出低電平。（1）線路圖見(jiàn)下圖：實(shí)驗(yàn)電路圖及工作原理：該電路工作原理非常簡(jiǎn)單，Atmega8的PD0端口輸出經(jīng)過(guò)調(diào)制的38KHZ的方波信號(hào)，然后經(jīng)Q2驅(qū)動(dòng)紅外線發(fā)射管LED0發(fā)出紅外線信號(hào)。（3）本作品主要要完成三大功能：38KHZ載波信號(hào)的產(chǎn)生、紅外接收頭輸出電平的檢測(cè)、LED和蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)。（2）電路工作后，正常情況下紅外接收頭接收不到紅外信號(hào)，而輸出高電平。三、參考方案設(shè)計(jì)1．原理框圖如圖下。二、設(shè)計(jì)要求1．紅外發(fā)射頻率為38KHZ2．正常情況下綠色LED閃爍，異常情況下紅色LED閃爍并且蜂鳴器報(bào)警。正常情況下，綠色的LED常爍，表示監(jiān)控區(qū)域正常。3．關(guān)鍵技術(shù)： 本設(shè)計(jì)主要對(duì)觸發(fā)開(kāi)關(guān)的制作要穩(wěn)定可靠并適合置于鞋下，對(duì)觸發(fā)開(kāi)關(guān)的時(shí)間段檢測(cè)要精細(xì)合適從而要對(duì)硬件電路反復(fù)實(shí)驗(yàn)及對(duì)軟件編程進(jìn)行不斷調(diào)試，以找到恰當(dāng)?shù)南嚓P(guān)參數(shù)。 慢跑(一小時(shí)九公里)655卡。爬樓梯一千五百級(jí)(不計(jì)時(shí))250卡 慢走(一小時(shí)四公里)255卡。儀器在自動(dòng)掃描時(shí)，復(fù)0鍵不起作用。通過(guò)對(duì)人走路和跑步來(lái)識(shí)別從而來(lái)記錄跑步步數(shù)并根據(jù)設(shè)置的步幅來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)行進(jìn)距離的測(cè)算并使用單片機(jī)來(lái)計(jì)時(shí)從而轉(zhuǎn)換為平均速度和實(shí)時(shí)瞬時(shí)速度和累計(jì)消耗能量從而實(shí)現(xiàn)了距離、平均速度、即時(shí)速度、能量消耗的實(shí)時(shí)顯示，并根據(jù)個(gè)人的設(shè)置對(duì)相關(guān)指標(biāo)不符合的情況進(jìn)行預(yù)警提示，使跑步在自己的掌控下進(jìn)行實(shí)現(xiàn)最適合、最有效的鍛煉。由記錄的步數(shù)并根據(jù)設(shè)置的步幅計(jì)算出距離。三、方案設(shè)計(jì)1．硬件結(jié)構(gòu)圖2．制作思路：我們對(duì)跑步與走路姿勢(shì)進(jìn)行了仔細(xì)的觀察與研究得出結(jié)論：一般情況下當(dāng)跑步時(shí)人的腳輪流全腳掌觸地,其中間隔發(fā)生有一腳的前部觸地,故在很短的時(shí)間內(nèi)檢測(cè)是否一腳的前后均觸地并依此計(jì)數(shù)測(cè)出跑步數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)計(jì)步器的功能。4．實(shí)現(xiàn)距離、平均速度、即時(shí)速度、能量消耗的實(shí)時(shí)顯示。2．根據(jù)設(shè)置的步幅來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)行進(jìn)距離的測(cè)算。此作品是針對(duì)市場(chǎng)上的計(jì)步器等相關(guān)器械設(shè)計(jì)難度大、精確度不高且價(jià)格昂貴而另行設(shè)計(jì)的。存儲(chǔ)部分這里選用1GB的SD為存儲(chǔ)器。一般來(lái)說(shuō)DA的建立時(shí)間都可滿足音頻信號(hào)輸出的要求。2．AD/DA選擇：，對(duì)語(yǔ)音信號(hào)進(jìn)行采集，要保證最基本的清晰度，可懂度要求AD采樣速率大于8KHz。方案二：以單片機(jī)為主控制器，最好選用內(nèi)部自