獨立按鍵 S4 設(shè)定為啟動/停止按鍵；當(dāng) S4 按下后，繼電器接通，“傳送裝置”
啟動；再次按下“傳送裝置”停止，繼電器關(guān)斷。同時保存計件數(shù)值到 EEPROM
中。
獨立按鍵 S5 設(shè)定為正向/反向傳送控制按鍵；S5 在“傳送裝置”啟動后才被 使能，當(dāng) S5 按下后，發(fā)光二極管從 L1 到 L8 以 0.5 秒為間隔依次循環(huán)點亮，“傳 送裝置”開始正向傳送“貨物”；再次按下發(fā)光二極管從 L8 到 L1 以 0.5 秒為間 隔依次循環(huán)點亮，“傳送裝置”開始反向傳送“貨物”；
2.2 讀取數(shù)據(jù)模式
獨立按鍵 S6 用于讀取存放于 EEPROM中記錄的下一個超重數(shù)據(jù)。共計 20 個 數(shù)據(jù)循環(huán)顯示，顯示格式如圖 2-2所示。
獨立按鍵 S5 用于對貨物計數(shù)值進(jìn)行清零。
|
0 |
5 |
5 |
0 |
|
0 |
5 |
熄滅
|
超重數(shù)據(jù) |
熄滅
|
記錄的序號
|
圖 2-2 工作顯示界面
2.3 重量閥值設(shè)定模式
獨立按鍵S4 為“+1”鍵位，S5 為“-1”鍵，S6 為確認(rèn)鍵。如圖 2-3所示，按 下確認(rèn)鍵后，返回到工作模式。
圖 2-3 閥值設(shè)定界面
3. 超重報警單元
設(shè)定“傳送裝置”額定載重為 750kg，若“貨物”重量超出此額定值，傳送裝 置自動停止（繼電器斷開、所有發(fā)光二極管熄滅），蜂鳴器開始報警；“貨物”重量 小于額定載重后，傳送裝置自動恢復(fù)到工作狀態(tài)（繼電器接通、發(fā)光二極管重新循環(huán)點亮），同時關(guān)閉蜂鳴器報警。
4. 超重記錄單元
當(dāng)“傳送裝置”載重超過額定載重后，自動將 A/D 轉(zhuǎn)換后的結(jié)果保存 EEPROM 中（20 個數(shù)據(jù)），若“貨物”重量未發(fā)生變化，僅存儲一次測量結(jié)果。數(shù)據(jù)存儲格 式如圖 2-4 所示：
地址 |
0x00
|
0x01
|
0x02
|
„„
|
0xFF
|
數(shù)據(jù) |
記錄 1
|
記錄 2
|
記錄 3
|
„„ |
|
圖 2-4 數(shù)據(jù)存儲格式
5. 計數(shù)單元
正向傳送時，檢測到貨物，則計數(shù)值加1；反向傳送時，檢測到貨物，則計數(shù)值減 1；其他情況維持計數(shù)值不變。
6. 系統(tǒng)初始狀態(tài)說明 系統(tǒng)上電后，自動檢測當(dāng)前“貨物”重量，并通過數(shù)碼管顯示；“傳送裝置”處
于停止?fàn)顟B(tài)（繼電器斷開），此時系統(tǒng)不能夠自動恢復(fù)到工作狀態(tài)（繼電器接通）。
注：系統(tǒng)通過 EEPROM 存儲重量閾值和計件值。掉電重啟后，數(shù)據(jù)維持上次設(shè)定值和計件值不變。
三、模擬智能灌溉系統(tǒng)
訓(xùn)練要求
要求“模擬智能灌溉系統(tǒng)”能夠?qū)崿F(xiàn)土壤濕度測量、土壤濕度和時間顯示、濕 度閾值設(shè)定及存儲等基本功能。通過電位器Rb2 輸出電壓信號，模擬濕度傳感器 輸出信號，再通過 A/D 采集完成濕度測量功能；通過 DS1302 芯片提供時間信息； 通過按鍵完成灌溉系統(tǒng)控制和濕度閾值調(diào)整功能，通過 LED 完成系統(tǒng)工作狀態(tài)指示功能。系統(tǒng)硬件電路主要由單片機控制電路、顯示單元、ADC 采集單元、RTC 單 元、EEPROM 存儲單元、繼電器控制電路及報警輸出電路組成，具體要求如下：
1. 系統(tǒng)工作及初始化狀態(tài)說明
1.1 自動工作狀態(tài)，根據(jù)濕度數(shù)據(jù)自動控制打開或關(guān)閉灌溉設(shè)備，以 L1 點亮指 示；
1.2 手動工作狀態(tài)，通過按鍵控制打開或關(guān)閉灌溉設(shè)備，以 L2 點亮指示；
1.3 定時工作狀態(tài)，根據(jù)設(shè)定時間自動控制打開或關(guān)閉灌溉設(shè)備，以 L3 點亮指 示；
1.4 系統(tǒng)上電后處于自動工作狀態(tài)，系統(tǒng)初始濕度閾值為 EEPROM 中的保存值， 此時若濕度低于設(shè)定閥值，灌溉設(shè)備自動打開，達(dá)到 設(shè)定閥值后，灌溉設(shè)備自動關(guān)閉；
1.5 灌溉設(shè)備打開或關(guān)閉通過繼電器工作狀態(tài)模擬。
2. 數(shù)碼管單元 當(dāng)前時間及濕度數(shù)據(jù)顯示格式如下圖所示：
0 |
8．
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3 |
0 |
— |
0 |
5 |
時（8 時）
|
分（30 分）
|
分隔符
|
濕度(5%)
|
圖 3-1 顯示界面
3. 報警輸出單元
系統(tǒng)工作于手動工作狀態(tài)下時，若當(dāng)前濕度低于濕度閾值，蜂鳴器發(fā)出提示音， 并可通過按鍵 S6 關(guān)閉提醒功能。
4. 功能按鍵
4.1 按鍵 S7 設(shè)定為系統(tǒng)工作模式或顯示界面切換按鍵；具體如下：手動模式、 自動模式、定時灌溉模式（設(shè)定灌溉裝置啟動/停止時間）、閥值設(shè)定界面，實時顯 示界面（時間、當(dāng)前濕度）。
4.2 手動工作模式下按鍵 S6、S5、S4 功能設(shè)定如下：
按下 S6 關(guān)閉蜂鳴器提醒功能，再次按下S6 打開蜂鳴器提醒功能,如此循環(huán)；
S5 功能設(shè)定為打開灌溉系統(tǒng)；
S4 功能設(shè)定為關(guān)閉灌溉系統(tǒng)。
4.3 自動工作模式下按鍵 S6、S5、S4 功能設(shè)定如下：
S6 功能設(shè)定為濕度閾值調(diào)整按鍵，按下 S6 后，進(jìn)入濕度閾值調(diào)整界面(如圖
3-2 所示)，此時按下 S5 為濕度閾值加 1，按下 S4 濕度閾值減 1，再次按下 S6 后， 系統(tǒng)將新的濕度閾值保存到 EEPROM 中，并退出濕度閾值設(shè)定界面，并返回圖 3-1 所示界面。
8 |
8．
|
8 |
8 |
— |
0 |
5 |
熄滅 |
熄滅 |
分隔符
|
濕度閥值(5%)
|
圖 3-2 濕度閥值設(shè)定界面
4.4 定時灌溉模式下按鍵 S6、S5、S4 功能設(shè)定如下：
S6 為設(shè)置開啟時間、關(guān)閉時間、確認(rèn)設(shè)置三種功能的切換鍵；
首次按下 S6，進(jìn)入圖 3-3所示界面，再次按下，開始時間四個數(shù)碼管以 0.5 秒間 隔閃爍，此時通過按鍵 S5，S4 進(jìn)行時間調(diào)整；第三次按下S6，開啟時間數(shù)碼管停 止閃爍，關(guān)閉時間數(shù)碼管以 0.5 秒間隔閃爍，此時通過按鍵 S5，S4 進(jìn)行時間調(diào)整； 第四次按下 S6，為確認(rèn)設(shè)置，此時將設(shè)定的開機與關(guān)機時間存入 EEPROM中，并 返回工作狀態(tài)界面（圖3-1）.
S5 為數(shù)值 時+ 1 鍵；0-23之間循環(huán)設(shè)置；
S4 為數(shù)值 分+1 鍵；0-59 之間循環(huán)設(shè)置。
0 |
8．
|
3 |
0 .
|
0 |
8. |
3 |
5 |
開啟時間 |
關(guān)閉時間 |
圖 3-3 定時時間設(shè)定界面
5. 實時時鐘
“模擬智能灌溉系統(tǒng)”通過讀取DS1302 時鐘芯片相關(guān)寄存器獲得時間，DS1302
芯片時、分、秒寄存器在程序中設(shè)定為系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)定，時間為 08 時 30 分。
6. 濕度檢測單元
以電位器 Rb2 輸出電壓信號模擬濕度傳感器輸出信號，且假定電壓信號與濕
度成正比例關(guān)系 H 濕度 = KV Rb2 （K 為常數(shù)），Rb2 電壓輸出為 5V 時對應(yīng)濕
度為 99%。
7. EEPROM 存儲單元
系統(tǒng)通過 EEPROM 存儲濕度閾值、開啟時間、關(guān)閉時間。掉電重啟后，數(shù)據(jù) 維持上次設(shè)定值不變。
四、簡易溫度控制器
訓(xùn)練要求
設(shè)備按照 1 秒時間間隔自動采集溫度數(shù)據(jù)，并具有數(shù)碼管實時顯示時間、溫度， 自動調(diào)節(jié)溫度等功能，系統(tǒng)硬件部分主要由按鍵電路、電源供電電路、RTC 時鐘、 傳感器電路和顯示電路，直流電機、繼電器等組成。具體要求如下：
1. 數(shù)碼管顯示
設(shè)備上電后，自動進(jìn)入時鐘顯示界面(圖 4-1）并開始采集溫度。
0 |
8. |
3 |
0 |
— |
2 |
2 . |
3 |
時（8 時）
|
分（30 分）
|
分隔符
|
實時溫度 |
圖 4-1. 時鐘顯示界面
要求：時鐘顯示界面下，時間小數(shù)點以 0.5秒為間隔閃爍，溫度值小數(shù)點一直點亮。
2. 溫度檢測功能
使用 DS18B20 溫度傳感器完成溫度測量功能。
3. 溫度控制功能 具體要求如下：
（1）獨立按鍵 S7切換自動工作狀態(tài)（L1 點亮）、手動工作狀態(tài)（L2 點亮）、定 時工作狀態(tài)（L3 點亮）。
（2）自動工作狀態(tài)下，首次按下 S6 進(jìn)入溫度閥值設(shè)置界面（圖 4-2），按鍵S5
為溫度閥值+鍵，按鍵 S4 為溫度閥值-鍵，再次按下 S6為確認(rèn)鍵，此時進(jìn)入時鐘顯
示界面（圖 4-1），若溫度低于閥值，繼電器接通，直流電動機關(guān)閉，若溫度高于閥
值，則直流電機啟動，繼電器關(guān)斷。
圖 4-2 溫度閾值設(shè)定界面
（3）手動工作狀態(tài)下，S6 為啟動/停止直流電機按鍵；S5 為啟動/停止繼電器按 鍵。 此時界面為圖 4-1.
（4）定時工作狀態(tài)下，S6 為設(shè)置開啟時間、關(guān)閉時間、確認(rèn)設(shè)置三種功能的切換鍵；在設(shè)置時間內(nèi)自動打開直流電機。
首次按下 S6，進(jìn)入圖 4-3所示界面，再次按下，開始時間四個數(shù)碼管以 0.5 秒間 隔閃爍，此時通過按鍵 S5，S4 進(jìn)行開啟時間調(diào)整；第三次按下S6，開啟時間數(shù)碼 管停止閃爍，關(guān)閉時間數(shù)碼管以 0.5秒間隔閃爍，此時通過按鍵 S5，S4 進(jìn)行關(guān)閉時 間調(diào)整；第四次按下 S6，為確認(rèn)設(shè)置，此時將設(shè)定的開機與關(guān)機時間存入 EEPROM 中，并返回工作狀態(tài)界面（圖 4-1）.
S5 為數(shù)值 時+1 鍵；0-23 之間循環(huán)設(shè)置；
S4 為數(shù)值 分+1 鍵；0-59 之間循環(huán)設(shè)置。
0 |
8．
|
3 |
0 .
|
0 |
8. |
3 |
5 |
開啟時間
|
關(guān)閉時間 |
圖 4-3 定時時間設(shè)定界面
4. RTC
使用 DS1302 時鐘芯片完成 RTC 的相關(guān)功能。
5. 設(shè)備工作模式說明
（1）默認(rèn) RTC 時間：23 時 59 分 50 秒；
（2）默認(rèn)溫度數(shù)據(jù)采集間隔為 1 秒；
（3）設(shè)備處在不同的顯示界面下，與該界面無關(guān)的按鍵操作無效；
6. EEPROM 存儲單元
系統(tǒng)通過 EEPROM 存儲溫度閾值、開啟時間、關(guān)閉時間。掉電重啟后，數(shù)據(jù)維持上次設(shè)定值不變。
五、自動窗簾
訓(xùn)練要求
設(shè)備按照 1 秒時間間隔自動采集光線亮度數(shù)據(jù)，并具有數(shù)碼管實時顯示時間、 亮度，打開或關(guān)閉窗簾等功能，系統(tǒng)硬件部分主要由按鍵電路、電源供電電路、傳感器電路和顯示電路，步進(jìn)電機等組成。具體要求如下：
1. 數(shù)碼管顯示
設(shè)備上電后，自動進(jìn)入時鐘顯示界面(圖 5-1）并開始采集亮度。
0 |
8. |
3 |
0 |
— |
1 |
2 |
3 |
時（8 時）
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分（30 分）
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分隔符
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實時亮度
|
圖 5-1. 時鐘顯示界面
要求：時鐘顯示界面下，時間小數(shù)點以0.5 秒為間隔閃爍。
2. 亮度檢測功能
使用光敏電阻結(jié)合 A/D 轉(zhuǎn)換模塊完成亮度測量功能。
3. 窗簾控制功能 具體要求如下：
（1）獨立按鍵 S7切換自動工作狀態(tài)（L1 點亮）、手動工作狀態(tài)（L2 點亮）、定 時工作狀態(tài)（L3 點亮）。
（2）自動工作狀態(tài)下，按下按鍵 S5 進(jìn)入日期顯示界面，如圖 5-2所示，再次按 下回到時鐘顯示界面圖5-1；首次按下 S6 進(jìn)入亮度閥值設(shè)置界面（圖 5-3），按鍵
S5 為亮度閥值+鍵，按鍵 S4 為亮度閥值-鍵，再次按下 S6 為確認(rèn)鍵，此時將設(shè)定閾
值存入 EEPROM 中，并進(jìn)入時鐘顯示界面（圖 5-1），若亮度低于閥值，步進(jìn)電機正傳（窗簾打開），若亮度高于閥值，則步進(jìn)電機反轉(zhuǎn)（窗簾關(guān)閉）。
2 0 1 7 .
|
0 3 .
|
0 8
|
2017 年 |
3 月 |
8 日 |
圖 5-2 日期顯示界面
圖 5-3 溫度閾值設(shè)定界面
（3） 手動工作狀態(tài)下，S6 為啟動/停止步進(jìn)電機正轉(zhuǎn)按鍵；S5 為啟動/停止步進(jìn) 電機反轉(zhuǎn)按鍵。 此時界面為圖 5-1。
（4） 定時工作狀態(tài)下，S6 為設(shè)置開啟時間、關(guān)閉時間、確認(rèn)設(shè)置三種功能的切 換鍵；在設(shè)置時間內(nèi)自動打開步進(jìn)電機正傳（窗簾打開），其它時間步進(jìn)電機反轉(zhuǎn)（窗簾關(guān)閉）。
首次按下 S6，進(jìn)入圖 5-4所示界面，再次按下，開始時間四個數(shù)碼管以 0.5 秒間 隔閃爍，此時通過按鍵 S5，S4 進(jìn)行開啟時間調(diào)整；第三次按下S6，開啟時間數(shù)碼 管停止閃爍，關(guān)閉時間數(shù)碼管以 0.5秒間隔閃爍，此時通過按鍵 S5，S4 進(jìn)行關(guān)閉時 間調(diào)整；第四次按下 S6，為確認(rèn)設(shè)置，此時將設(shè)定的開機與關(guān)機時間存入 EEPROM 中，并返回工作狀態(tài)界面（圖 5-1）。
S5 為數(shù)值 時+1 鍵；0-23 之間循環(huán)設(shè)置；
S4 為數(shù)值 分+1 鍵；0-59之間循環(huán)設(shè)置。
0 |
8．
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3 |
0 .
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0 |
8. |
3 |
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開啟時間
|
關(guān)閉時間 |
圖 5-4 定時時間設(shè)定界面
注：進(jìn)入三種工作狀態(tài)后，以 S4 按鍵模擬限位開關(guān)，用于停止步進(jìn)電機。
4. 設(shè)備工作模式說明
（1）默認(rèn)日期與時間為：2017 年 3 月 08日 08 時 30 分 50 秒；
（2）默認(rèn)亮度度數(shù)據(jù)采集間隔為 1 秒；
（3）設(shè)備處在不同的顯示界面下，與該界面無關(guān)的按鍵操作無效；
5. EEPROM 存儲單元
系統(tǒng)通過 EEPROM 存儲亮度閾值、當(dāng)前的年月日時分、開啟時間、關(guān)閉時間。 掉電重啟后，數(shù)據(jù)維持上次設(shè)定值不變。
六、簡易計算器
訓(xùn)練要求
設(shè)備要求具有加、減、乘、除的 3 位數(shù)運算功能、數(shù)字鐘和秒表功能。系統(tǒng)硬 件部分主要由矩陣鍵盤（4*4）電路、E2PROM、蜂鳴器、電源供電電路和液晶顯示
（LCD1602）電路等組成。具體要求如下：
1. 定義一個模式切換按鍵 K15，由 K15 切換當(dāng)前模式（計算器模式、數(shù)字鐘模式、秒表模式）。
1.1 計算器模式
計算器的按鍵由 K0--K9（0--9），K10（退格）、K11（清零）、K12（等于） 和 K13（加、減、乘、除）組成，實現(xiàn)最高 3 位數(shù)的加、減、乘、除運算， 顯示格式如圖 6-1所示
123*100
=12300
圖 6-1. 運算顯示界面
退格鍵用于刪除當(dāng)前輸入的數(shù)字或者運算符，清零鍵用于清除運算過程中的公 式和結(jié)果，等于鍵用于確認(rèn)輸入完成，進(jìn)行運算并顯示結(jié)果。
注：運算符按鍵 K13實現(xiàn)加、減、乘、除的輸入，即當(dāng) K13按下一次為“+”，在兩秒內(nèi) 再次按下切換為“—”，以此類推。若超過兩秒即為當(dāng)前的運算符。
1.2 數(shù)字鐘模式 要求實現(xiàn)年、月、日、時、分、秒的顯示，能夠自動計算閏年和大小月，并
具備整點報時及鬧鐘功能�？梢酝ㄟ^按鍵設(shè)置當(dāng)前時間、鬧鈴開關(guān)以及鬧鈴時間。
所有設(shè)置完成按確認(rèn)鍵后，將設(shè)置值保存到E2PROM 中。格式如圖 6-2 所示。
2017 — 03 — 28
08:30:50（當(dāng)前時間） 09:30（鬧鈴時間）
圖 6-2 時鐘顯示界面
注：整點報時為當(dāng)前幾時，則蜂鳴器響幾次。鬧鈴時間到，則蜂鳴器以一秒為間隔發(fā)出 鬧鈴聲，持續(xù)一分鐘，可用按鍵提前停止鬧鈴。要求保存當(dāng)前時間及鬧鈴時間到 E2PROM中， 每次開機后，恢復(fù)年、月、日、時、分以及鬧鈴時間的值。
1.3 秒表模式 要求設(shè)置啟動按鍵、記錄按鍵、停止按鍵、查詢按鍵和清零鍵。 啟動按鍵 按下該鍵秒表開始計時，此時顯示界面如圖 6-3 所示：
時（2位）：分（2位）：秒（2 位）：千分秒（3 位）
00（記錄個數(shù)）
圖 6-3 秒表工作界面
記錄按鍵 按下一次記錄一個時間，秒表繼續(xù)工作，再次按下記錄第二個時間， 以此類推，最多記錄 10 個時間；
停止按鍵 按下該鍵則停止計時。
查詢按鍵 按下該鍵可以查看已記錄的時間。具體顯示格式如圖 6-4 所示。
00（第幾個記錄）
時（2 位）：分（2 位）：秒（2 位）：千分秒（3 位）
圖 6-4 秒表查詢界面
清零鍵 按下該鍵則所有顯示清零，即可重新進(jìn)行計時。
七、門禁系統(tǒng)
訓(xùn)練要求
“門禁系統(tǒng)”主要有兩種工作模式：
模式 1：7：00—22：00 為自動門狀態(tài)，該狀態(tài)下門的開和關(guān)是通過超聲波測距來的測距來控制，當(dāng)測到的距離小于 30mc 時門就開，門開 5 秒后自動關(guān)閉。
模式 2：22：00—7：00 密碼門狀態(tài)，門的開是通過輸入正確的密碼來起動，門開啟后 5 秒后自動關(guān)閉，密碼輸入錯誤達(dá)到3 次時則通過蜂鳴器來報警 3 秒。
系統(tǒng)框圖如下：
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