独立按键 S4 设定为启动/停止按键；当 S4 按下后，继电器接通，“传送装置”
启动；再次按下“传送装置”停止，继电器关断。同时保存计件数值到 EEPROM
中。
独立按键 S5 设定为正向/反向传送控制按键；S5 在“传送装置”启动后才被 使能，当 S5 按下后，发光二极管从 L1 到 L8 以 0.5 秒为间隔依次循环点亮，“传 送装置”开始正向传送“货物”；再次按下发光二极管从 L8 到 L1 以 0.5 秒为间 隔依次循环点亮，“传送装置”开始反向传送“货物”；
2.2 读取数据模式
独立按键 S6 用于读取存放于 EEPROM中记录的下一个超重数据。共计 20 个 数据循环显示，显示格式如图 2-2所示。
独立按键 S5 用于对货物计数值进行清零。
|
0 |
5 |
5 |
0 |
|
0 |
5 |
熄灭
|
超重数据 |
熄灭
|
记录的序号
|
图 2-2 工作显示界面
2.3 重量阀值设定模式
独立按键S4 为“+1”键位，S5 为“-1”键，S6 为确认键。如图 2-3所示，按 下确认键后，返回到工作模式。
图 2-3 阀值设定界面
3. 超重报警单元
设定“传送装置”额定载重为 750kg，若“货物”重量超出此额定值，传送装 置自动停止（继电器断开、所有发光二极管熄灭），蜂鸣器开始报警；“货物”重量 小于额定载重后，传送装置自动恢复到工作状态（继电器接通、发光二极管重新循环点亮），同时关闭蜂鸣器报警。
4. 超重记录单元
当“传送装置”载重超过额定载重后，自动将 A/D 转换后的结果保存 EEPROM 中（20 个数据），若“货物”重量未发生变化，仅存储一次测量结果。数据存储格 式如图 2-4 所示：
地址 |
0x00
|
0x01
|
0x02
|
„„
|
0xFF
|
数据 |
记录 1
|
记录 2
|
记录 3
|
„„ |
|
图 2-4 数据存储格式
5. 计数单元
正向传送时，检测到货物，则计数值加1；反向传送时，检测到货物，则计数值减 1；其他情况维持计数值不变。
6. 系统初始状态说明 系统上电后，自动检测当前“货物”重量，并通过数码管显示；“传送装置”处
于停止状态（继电器断开），此时系统不能够自动恢复到工作状态（继电器接通）。
注：系统通过 EEPROM 存储重量阈值和计件值。掉电重启后，数据维持上次设定值和计件值不变。
三、模拟智能灌溉系统
训练要求
要求“模拟智能灌溉系统”能够实现土壤湿度测量、土壤湿度和时间显示、湿 度阈值设定及存储等基本功能。通过电位器Rb2 输出电压信号，模拟湿度传感器 输出信号，再通过 A/D 采集完成湿度测量功能；通过 DS1302 芯片提供时间信息； 通过按键完成灌溉系统控制和湿度阈值调整功能，通过 LED 完成系统工作状态指示功能。系统硬件电路主要由单片机控制电路、显示单元、ADC 采集单元、RTC 单 元、EEPROM 存储单元、继电器控制电路及报警输出电路组成，具体要求如下：
1. 系统工作及初始化状态说明
1.1 自动工作状态，根据湿度数据自动控制打开或关闭灌溉设备，以 L1 点亮指 示；
1.2 手动工作状态，通过按键控制打开或关闭灌溉设备，以 L2 点亮指示；
1.3 定时工作状态，根据设定时间自动控制打开或关闭灌溉设备，以 L3 点亮指 示；
1.4 系统上电后处于自动工作状态，系统初始湿度阈值为 EEPROM 中的保存值， 此时若湿度低于设定阀值，灌溉设备自动打开，达到 设定阀值后，灌溉设备自动关闭；
1.5 灌溉设备打开或关闭通过继电器工作状态模拟。
2. 数码管单元 当前时间及湿度数据显示格式如下图所示：
0 |
8．
|
3 |
0 |
— |
0 |
5 |
时（8 时）
|
分（30 分）
|
分隔符
|
湿度(5%)
|
图 3-1 显示界面
3. 报警输出单元
系统工作于手动工作状态下时，若当前湿度低于湿度阈值，蜂鸣器发出提示音， 并可通过按键 S6 关闭提醒功能。
4. 功能按键
4.1 按键 S7 设定为系统工作模式或显示界面切换按键；具体如下：手动模式、 自动模式、定时灌溉模式（设定灌溉装置启动/停止时间）、阀值设定界面，实时显 示界面（时间、当前湿度）。
4.2 手动工作模式下按键 S6、S5、S4 功能设定如下：
按下 S6 关闭蜂鸣器提醒功能，再次按下S6 打开蜂鸣器提醒功能,如此循环；
S5 功能设定为打开灌溉系统；
S4 功能设定为关闭灌溉系统。
4.3 自动工作模式下按键 S6、S5、S4 功能设定如下：
S6 功能设定为湿度阈值调整按键，按下 S6 后，进入湿度阈值调整界面(如图
3-2 所示)，此时按下 S5 为湿度阈值加 1，按下 S4 湿度阈值减 1，再次按下 S6 后， 系统将新的湿度阈值保存到 EEPROM 中，并退出湿度阈值设定界面，并返回图 3-1 所示界面。
8 |
8．
|
8 |
8 |
— |
0 |
5 |
熄灭 |
熄灭 |
分隔符
|
湿度阀值(5%)
|
图 3-2 湿度阀值设定界面
4.4 定时灌溉模式下按键 S6、S5、S4 功能设定如下：
S6 为设置开启时间、关闭时间、确认设置三种功能的切换键；
首次按下 S6，进入图 3-3所示界面，再次按下，开始时间四个数码管以 0.5 秒间 隔闪烁，此时通过按键 S5，S4 进行时间调整；第三次按下S6，开启时间数码管停 止闪烁，关闭时间数码管以 0.5 秒间隔闪烁，此时通过按键 S5，S4 进行时间调整； 第四次按下 S6，为确认设置，此时将设定的开机与关机时间存入 EEPROM中，并 返回工作状态界面（图3-1）.
S5 为数值 时+ 1 键；0-23之间循环设置；
S4 为数值 分+1 键；0-59 之间循环设置。
0 |
8．
|
3 |
0 .
|
0 |
8. |
3 |
5 |
开启时间 |
关闭时间 |
图 3-3 定时时间设定界面
5. 实时时钟
“模拟智能灌溉系统”通过读取DS1302 时钟芯片相关寄存器获得时间，DS1302
芯片时、分、秒寄存器在程序中设定为系统进行初始化设定，时间为 08 时 30 分。
6. 湿度检测单元
以电位器 Rb2 输出电压信号模拟湿度传感器输出信号，且假定电压信号与湿
度成正比例关系 H 湿度 = KV Rb2 （K 为常数），Rb2 电压输出为 5V 时对应湿
度为 99%。
7. EEPROM 存储单元
系统通过 EEPROM 存储湿度阈值、开启时间、关闭时间。掉电重启后，数据 维持上次设定值不变。
四、简易温度控制器
训练要求
设备按照 1 秒时间间隔自动采集温度数据，并具有数码管实时显示时间、温度， 自动调节温度等功能，系统硬件部分主要由按键电路、电源供电电路、RTC 时钟、 传感器电路和显示电路，直流电机、继电器等组成。具体要求如下：
1. 数码管显示
设备上电后，自动进入时钟显示界面(图 4-1）并开始采集温度。
0 |
8. |
3 |
0 |
— |
2 |
2 . |
3 |
时（8 时）
|
分（30 分）
|
分隔符
|
实时温度 |
图 4-1. 时钟显示界面
要求：时钟显示界面下，时间小数点以 0.5秒为间隔闪烁，温度值小数点一直点亮。
2. 温度检测功能
使用 DS18B20 温度传感器完成温度测量功能。
3. 温度控制功能 具体要求如下：
（1）独立按键 S7切换自动工作状态（L1 点亮）、手动工作状态（L2 点亮）、定 时工作状态（L3 点亮）。
（2）自动工作状态下，首次按下 S6 进入温度阀值设置界面（图 4-2），按键S5
为温度阀值+键，按键 S4 为温度阀值-键，再次按下 S6为确认键，此时进入时钟显
示界面（图 4-1），若温度低于阀值，继电器接通，直流电动机关闭，若温度高于阀
值，则直流电机启动，继电器关断。
图 4-2 温度阈值设定界面
（3）手动工作状态下，S6 为启动/停止直流电机按键；S5 为启动/停止继电器按 键。 此时界面为图 4-1.
（4）定时工作状态下，S6 为设置开启时间、关闭时间、确认设置三种功能的切换键；在设置时间内自动打开直流电机。
首次按下 S6，进入图 4-3所示界面，再次按下，开始时间四个数码管以 0.5 秒间 隔闪烁，此时通过按键 S5，S4 进行开启时间调整；第三次按下S6，开启时间数码 管停止闪烁，关闭时间数码管以 0.5秒间隔闪烁，此时通过按键 S5，S4 进行关闭时 间调整；第四次按下 S6，为确认设置，此时将设定的开机与关机时间存入 EEPROM 中，并返回工作状态界面（图 4-1）.
S5 为数值 时+1 键；0-23 之间循环设置；
S4 为数值 分+1 键；0-59 之间循环设置。
0 |
8．
|
3 |
0 .
|
0 |
8. |
3 |
5 |
开启时间
|
关闭时间 |
图 4-3 定时时间设定界面
4. RTC
使用 DS1302 时钟芯片完成 RTC 的相关功能。
5. 设备工作模式说明
（1）默认 RTC 时间：23 时 59 分 50 秒；
（2）默认温度数据采集间隔为 1 秒；
（3）设备处在不同的显示界面下，与该界面无关的按键操作无效；
6. EEPROM 存储单元
系统通过 EEPROM 存储温度阈值、开启时间、关闭时间。掉电重启后，数据维持上次设定值不变。
五、自动窗帘
训练要求
设备按照 1 秒时间间隔自动采集光线亮度数据，并具有数码管实时显示时间、 亮度，打开或关闭窗帘等功能，系统硬件部分主要由按键电路、电源供电电路、传感器电路和显示电路，步进电机等组成。具体要求如下：
1. 数码管显示
设备上电后，自动进入时钟显示界面(图 5-1）并开始采集亮度。
0 |
8. |
3 |
0 |
— |
1 |
2 |
3 |
时（8 时）
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分（30 分）
|
分隔符
|
实时亮度
|
图 5-1. 时钟显示界面
要求：时钟显示界面下，时间小数点以0.5 秒为间隔闪烁。
2. 亮度检测功能
使用光敏电阻结合 A/D 转换模块完成亮度测量功能。
3. 窗帘控制功能 具体要求如下：
（1）独立按键 S7切换自动工作状态（L1 点亮）、手动工作状态（L2 点亮）、定 时工作状态（L3 点亮）。
（2）自动工作状态下，按下按键 S5 进入日期显示界面，如图 5-2所示，再次按 下回到时钟显示界面图5-1；首次按下 S6 进入亮度阀值设置界面（图 5-3），按键
S5 为亮度阀值+键，按键 S4 为亮度阀值-键，再次按下 S6 为确认键，此时将设定阈
值存入 EEPROM 中，并进入时钟显示界面（图 5-1），若亮度低于阀值，步进电机正传（窗帘打开），若亮度高于阀值，则步进电机反转（窗帘关闭）。
2 0 1 7 .
|
0 3 .
|
0 8
|
2017 年 |
3 月 |
8 日 |
图 5-2 日期显示界面
图 5-3 温度阈值设定界面
（3） 手动工作状态下，S6 为启动/停止步进电机正转按键；S5 为启动/停止步进 电机反转按键。 此时界面为图 5-1。
（4） 定时工作状态下，S6 为设置开启时间、关闭时间、确认设置三种功能的切 换键；在设置时间内自动打开步进电机正传（窗帘打开），其它时间步进电机反转（窗帘关闭）。
首次按下 S6，进入图 5-4所示界面，再次按下，开始时间四个数码管以 0.5 秒间 隔闪烁，此时通过按键 S5，S4 进行开启时间调整；第三次按下S6，开启时间数码 管停止闪烁，关闭时间数码管以 0.5秒间隔闪烁，此时通过按键 S5，S4 进行关闭时 间调整；第四次按下 S6，为确认设置，此时将设定的开机与关机时间存入 EEPROM 中，并返回工作状态界面（图 5-1）。
S5 为数值 时+1 键；0-23 之间循环设置；
S4 为数值 分+1 键；0-59之间循环设置。
0 |
8．
|
3 |
0 .
|
0 |
8. |
3 |
5 |
开启时间
|
关闭时间 |
图 5-4 定时时间设定界面
注：进入三种工作状态后，以 S4 按键模拟限位开关，用于停止步进电机。
4. 设备工作模式说明
（1）默认日期与时间为：2017 年 3 月 08日 08 时 30 分 50 秒；
（2）默认亮度度数据采集间隔为 1 秒；
（3）设备处在不同的显示界面下，与该界面无关的按键操作无效；
5. EEPROM 存储单元
系统通过 EEPROM 存储亮度阈值、当前的年月日时分、开启时间、关闭时间。 掉电重启后，数据维持上次设定值不变。
六、简易计算器
训练要求
设备要求具有加、减、乘、除的 3 位数运算功能、数字钟和秒表功能。系统硬 件部分主要由矩阵键盘（4*4）电路、E2PROM、蜂鸣器、电源供电电路和液晶显示
（LCD1602）电路等组成。具体要求如下：
1. 定义一个模式切换按键 K15，由 K15 切换当前模式（计算器模式、数字钟模式、秒表模式）。
1.1 计算器模式
计算器的按键由 K0--K9（0--9），K10（退格）、K11（清零）、K12（等于） 和 K13（加、减、乘、除）组成，实现最高 3 位数的加、减、乘、除运算， 显示格式如图 6-1所示
123*100
=12300
图 6-1. 运算显示界面
退格键用于删除当前输入的数字或者运算符，清零键用于清除运算过程中的公 式和结果，等于键用于确认输入完成，进行运算并显示结果。
注：运算符按键 K13实现加、减、乘、除的输入，即当 K13按下一次为“+”，在两秒内 再次按下切换为“—”，以此类推。若超过两秒即为当前的运算符。
1.2 数字钟模式 要求实现年、月、日、时、分、秒的显示，能够自动计算闰年和大小月，并
具备整点报时及闹钟功能。可以通过按键设置当前时间、闹铃开关以及闹铃时间。
所有设置完成按确认键后，将设置值保存到E2PROM 中。格式如图 6-2 所示。
2017 — 03 — 28
08:30:50（当前时间） 09:30（闹铃时间）
图 6-2 时钟显示界面
注：整点报时为当前几时，则蜂鸣器响几次。闹铃时间到，则蜂鸣器以一秒为间隔发出 闹铃声，持续一分钟，可用按键提前停止闹铃。要求保存当前时间及闹铃时间到 E2PROM中， 每次开机后，恢复年、月、日、时、分以及闹铃时间的值。
1.3 秒表模式 要求设置启动按键、记录按键、停止按键、查询按键和清零键。 启动按键 按下该键秒表开始计时，此时显示界面如图 6-3 所示：
时（2位）：分（2位）：秒（2 位）：千分秒（3 位）
00（记录个数）
图 6-3 秒表工作界面
记录按键 按下一次记录一个时间，秒表继续工作，再次按下记录第二个时间， 以此类推，最多记录 10 个时间；
停止按键 按下该键则停止计时。
查询按键 按下该键可以查看已记录的时间。具体显示格式如图 6-4 所示。
00（第几个记录）
时（2 位）：分（2 位）：秒（2 位）：千分秒（3 位）
图 6-4 秒表查询界面
清零键 按下该键则所有显示清零，即可重新进行计时。
七、门禁系统
训练要求
“门禁系统”主要有两种工作模式：
模式 1：7：00—22：00 为自动门状态，该状态下门的开和关是通过超声波测距来的测距来控制，当测到的距离小于 30mc 时门就开，门开 5 秒后自动关闭。
模式 2：22：00—7：00 密码门状态，门的开是通过输入正确的密码来起动，门开启后 5 秒后自动关闭，密码输入错误达到3 次时则通过蜂鸣器来报警 3 秒。
系统框图如下：
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