電子發燒友網按：單片機是一門實踐性非常強的學科，如果只看教程，光說不練是很難真正領會單片機技術的，更不用說進行單片機的相關產品開發了。電子發燒友網基于此整合《單片機典型論文競賽題精華集錦》，以饗電子發燒友網讀者。也希望讀者能根據提供的相關單片機典型論文競賽題要求結合單片機開發板，寫源程序，不斷調試實驗，積累更多開發經驗和思路，真正踏進單片機開發大門。

　　單片機論文一 簡易數控直流電源

　　第一屆（1994年）全國大學生電子設計競賽題目

　　一、設計任務

　　設計出有一定輸出電壓范圍和功能的數控電源。其原理示意圖如下：

　　

　　二、設計要求

　　1．基本要求

　　（1）輸出電壓：范圍0～＋9.9V，步進0.1V，紋波不大于10mV；

　　（2）輸出電流：500mA；

　　（3）輸出電壓值由數碼管顯示；

　?。?）由“＋”、“－”兩鍵分別控制輸出電壓步進增減；

　?。?）為實現上述幾部件工作，自制一穩壓直流電源，輸出±15V，＋5V。

　　2．發揮部分

　　（1）輸出電壓可預置在0～9.9V之間的任意一個值；

　?。?）用自動掃描代替人工按鍵，實現輸出電壓變化（步進0.1V不變）；

　?。?）擴展輸出電壓種類（比如三角波等）。

　　三、評分意見》 項 目得分基本要求方案設計與論證、理論計算與分析、電路圖30實際完成情況50總結報告20發揮部分完成第一項5完成第二項15完成第三項20

　　單片機論文二 多路數據采集系統

　　一、設計任務

　　設計一個八路數據采集系統，系統原理框圖如下：

　　

　　主控器能對50米以外的各路數據，通過串行傳輸線（實驗中用1米線代替）進行采集的顯示和顯示。具體設計任務是：

　?。?）現場模擬信號產生器。

　　（2）八路數據采集器。

　　（3）主控器。

　　二、設計要求

　　1．基本要求

　?。?）現場模擬信號產生器：自制一正弦波信號發生器，利用可變電阻改變振蕩頻率，使頻率在200Hz～2kHz范圍變化，再經頻率電壓變換后輸出相應1～5V直流電壓（200Hz對應1V，2kHz對應5V）。

　?。?）八路數據采集器：數據采集器第1路輸入自制1～5V直流電壓，第2～7路分別輸入來自直流源的5，4，3，2，1，0V直流電壓（各路輸入可由分壓器產生，不要求精度），第8路備用。將各路模擬信號分別轉換成8位二進制數字信號，再經并/串變換電路，用串行碼送入傳輸線路。

　?。?）主控器：主控器通過串行傳輸線路對各路數據進行采集和顯示。采集方式包括循環采集（即1路、2路……8路、……1路）和選擇采集（任選一路）二種方式。顯示部分能同時顯示地址和相應的數據。

　　2．發揮部分

　?。?）利用電路補償或其它方法提高可變電阻值變化與輸出直流電壓變化的線性關系；

　　（2）盡可能減少傳輸線數目；

　?。?）其它功能的改進（例如：增加傳輸距離，改善顯示功能）。

　　三、評分意見》 項 目得分基本要求方案設計與論證、理論計算與分析、電路圖30實際完成情況50總結報告20發揮部分完成第一項15完成第二項15完成第三項10

　　單片機論文三 實用低頻功率放大器

　　一、任務

　　設計并制作具有弱信號放大能力的低頻功率放大器。其原理示意圖如下：

　　二、要求

　　1．基本要求

　　（1）在放大通道的正弦信號輸入電壓幅度為（5～700）mV，等效負載電阻RL為8Ω下，放大通道應滿足：

　?、?額定輸出功率POR≥10W；

　?、?帶寬BW≥（50～10000）Hz；

　?、?在POR下和BW內的非線性失真系數≤3%；

　?、?在POR下的效率≥55%；

　?、?在前置放大級輸入端交流短接到地時，RL=8Ω上的交流聲功率≤10mW。

　?。?）自行設計并制作滿足本設計任務要求的穩壓電源。

　　2．發揮部分

　?。?）放大器的時間響應

　　① 方波產生：由外供正弦信號源經變換電路產生正、負極性的對稱方波：頻率為1000Hz、上升時間≤ 1μs、峰-峰值電壓為200mVpp。

　　用上述方波激勵放大通道時，在RL=8Ω下，放大通道應滿足：

　?、?額定輸出功率POR≥10W；帶寬BW≥（50～10000）Hz；

　?、?在POR下輸出波形上升時間和下降時間≤12μs；

　　④ 在POR下輸出波形頂部斜降≤2%；

　?、?在POR下輸出波形過沖量≤5%。

　　（2）放大通道性能指標的提高和實用功能的擴展（例如提高效率、減小非線性失真等）。

　　三、評分意見

　　項 目

　　得 分

　　基本要求

　　設計與總結報告：方案設計與論證，理論計算與分析，電路圖，測試方法與數據，結果分析

　　50

　　實際制作完成情況

　　50

　　發揮部分

　　完成第一項

　　20

　　完成第二項

　　10

　　特色與創新

　　單片機論文四 實用信號源的設計和制作

　　一、任務

　　在給定±15V電源電壓條件下，設計并制作一個正弦波和脈沖波信號源。

　　二、要求

　　1．基本要求

　　（1）正弦波信號源

　　① 信號頻率：20Hz～20kHz步進調整，步長為5Hz

　　② 頻率穩定度：優于10-4

　?、?非線性失真系數≤3%

　　（2）脈沖波信號源

　?、?信號頻率：20Hz～20kHz步進調整，步長為5Hz

　?、?上升時間和下降時間：≤1μs

　?、?平頂斜降：≤5%

　?、?脈沖占空比：2%～98%步進可調，步長為2%

　　（3）上述兩個信號源公共要求

　?、?頻率可預置。

　　② 在負載為600Ω時，輸出幅度為3V。

　?、?完成5位頻率的數字顯示。

　　2．發揮部分

　　（1）正弦波和脈沖波頻率步長改為1Hz。

　?。?）正弦波和脈沖波幅度可步進調整，調整范圍為100mV～3V，步長為100mV。

　　（3）正弦波和脈沖波頻率可自動步進，步長為1Hz。

　?。?）降低正弦波非線性失真系數。

　　三、評分標準

　　項目得分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論計算與分析，電路圖，測試方法與數據，結果分析50實際制作完成情況50發揮部分完成第一項10完成第二項10完成第三項5完成第四項5特色與創新20

　　單片機論文五 簡易無線電遙控系統

　　一、任務

　　設計并制作無線電遙控發射機和接收機。

　　1．無線電遙控發射機

　　

　　2．無線電遙控接收機

　　

　　二、要求

　　1．基本要求

　　（1）工作頻率：fo=6～10MHz中任選一種頻率。

　?。?）調制方式：AM、FM或FSK……任選一種。

　?。?）輸出功率：不大于20mW（在標準75Ω假負載上）。

　?。?）遙控對象：8個，被控設備用LED分別代替，LED發光表示工作。

　　（5）接收機距離發射機不小于10m。

　　2．發揮部分

　　（1）8路設備中的一路為電燈，用指令遙控電燈亮度，亮度分為8級并用數碼管顯示級數。

　　（2）在一定發射功率下（不大于20mW），盡量增大接收距離。

　?。?）增加信道抗干擾措施。

　　（4）盡量降低電源功耗。

　　注：不能采用現成的收、發信機整機。

　　三、評分意見》項目得分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論計算與分析，電路圖，測試方法與數據，結果分析50實際制作完成情況50發揮部分完成第（1）項12完成第（2）項8完成第（3）項5完成第（4）項5特色與創新20

　　單片機論文六 簡易電阻、電容和電感測試儀

　　一、任務

　　設計并制作一臺數字顯示的電阻、電容和電感參數測試儀

　　二、要求

　　1．基本要求

　　（1）測量范圍：電阻100Ω～1MΩ；電容100pF～10000pF；電感100μH～10mH。

　?。?）測量精度：±5% 。

　　（3）制作4位數碼管顯示器，顯示測量數值，并用發光二極管分別指示所測元件的類型和單位。

　　2．發揮部分

　　（1）擴大測量范圍。

　?。?）提高測量精度。

　　（3）測量量程自動轉換。

　　三、評分意見

　　項目得分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論計算與分析，電路圖，測試方法與數據，結果分析50實際制作完成情況

　　50發揮部分完成第（1）項9完成第（2）項9完成第（3）項12特色與創新20

　　單片機論文七 直流穩定電源

　　一、任務

　　設計并制作交流變換為直流的穩定電源。

　　二、要求

　　1．基本要求

　?。?）穩壓電源 在輸入電壓220V、50Hz、電壓變化范圍＋15%～－20%條件下：

　　a．輸出電壓可調范圍為+9V～+12V

　　b．最大輸出電流為1.5A

　　c．電壓調整率≤0.2%（輸入電壓220V變化范圍＋15%～－20%下，空載到滿載）

　　d．負載調整率≤1%（最低輸入電壓下，滿載）

　　e．紋波電壓（峰-峰值）≤5mV（最低輸入電壓下，滿載）

　　f．效率≥40%（輸出電壓9V、輸入電壓220V下，滿載）

　　g．具有過流及短路保護功能

　?。?）穩流電源 在輸入電壓固定為＋12V的條件下：

　　a．輸出電流：4～20mA可調

　　b．負載調整率≤1%（輸入電壓＋12V、負載電阻由200Ω～300Ω變化時，輸出電流為20mA時的相對變化率）

　?。?）DC-DC變換器 在輸入電壓為+9V～+12V條件下：

　　a．輸出電壓為+100V，輸出電流為10mA

　　b．電壓調整率≤1%（輸入電壓變化范圍+9V～+12V）

　　c．負載調整率≤1%（輸入電壓+12V下，空載到滿載）

　　d．紋波電壓（峰-峰值）≤100mV （輸入電壓+9V下，滿載）

　　2．發揮部分

　?。?）擴充功能

　　a．排除短路故障后，自動恢復為正常狀態

　　b．過熱保護

　　c．防止開、關機時產生的“過沖”

　?。?）提高穩壓電源的技術指標

　　a．提高電壓調整率和負載調整率

　　b．擴大輸出電壓調節范圍和提高最大輸出電流值

　?。?）改善DC-DC變換器

　　a．提高效率（在100V、100mA下）

　　b．提高輸出電壓

　?。?）用數字顯示輸出電壓和輸出電流

　　三、評分意見

　　項目得分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數據，對測試結果的分析50實際制作完成情況50發揮部分完成第（1）項9完成第（2）項15完成第（3）項6完成第（4）項10特色與創新10

　　單片機論文八 簡易數字頻率計

　　一、任務

　　設計并制作一臺數字顯示的簡易頻率計。

　　二、要求

　　1．基本要求

　?。?）頻率測量

　　a．測量范圍 信號：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；頻率：1Hz～1MHz

　　b．測量誤差≤0.1%

　　（2）周期測量

　　a．測量范圍 信號：方波、正弦波；幅度：0.5V～5V；頻率：1Hz～1MHz

　　b．測量誤差≤0.1%

　　（3）脈沖寬度測量

　　a．測量范圍 信號：脈沖波；幅度：0.5V～5V；脈沖寬度≥100μs

　　b．測量誤差≤1%

　?。?）顯示器

　　十進制數字顯示，顯示刷新時間1～10秒連續可調，對上述三種測量功能分別用不同顏色的發光二極管指示。

　?。?）具有自校功能，時標信號頻率為1MHz。

　?。?）自行設計并制作滿足本設計任務要求的穩壓電源。

　　2．發揮部分

　　（1）擴展頻率測量范圍為0.1Hz～10MHz（信號幅度0.5V～5V），測量誤差降低為0.01%（最大閘門時間≤10s）。

　　（2）測量并顯示周期脈沖信號（幅度0.5V～5V、頻率1Hz～1kHz）的占空比，占空比變化范圍為10%～90%，測量誤差≤1% 。

　　（3）在1Hz～1MHz范圍內及測量誤差≤1%的條件下，進行小信號的頻率測量，提出并實現抗干擾的措施。

　　三、評分意見

　　項目得分基本要求

　　設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數據，對測試結果的分析50

　　實際制作完成情況50

　　發揮部分

　　完成第（1）項10 完成第（2）項10 完成第（3）項20 特色與創新10

　　單片機論文九 水溫控制系統

　　一、任務

　　設計并制作一個水溫自動控制系統，控制對象為1升凈水，容器為搪瓷器皿。水溫可以在一定范圍內由人工設定，并能在環境溫度降低時實現自動控制，以保持設定的溫度基本不變。

　　二、要求

　　1．基本要求

　?。?）溫度設定范圍為40～90℃，最小區分度為1℃，標定溫度≤1℃。

　?。?）環境溫度降低時（例如用電風扇降溫）溫度控制的靜態誤差≤1℃。

　?。?）用十進制數碼管顯示水的實際溫度。

　　2．發揮部分

　?。?）采用適當的控制方法，當設定溫度突變（由40℃提高到60℃）時，減小系統的調節時間和超調量。

　?。?）溫度控制的靜態誤差≤0.2℃。

　　（3）在設定溫度發生突變（由40℃提高到60℃）時，自動打印水溫隨時間變化的曲線。

　　三、評分意見

　　項目得分

　　基本要求

　　設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數據，對測試結果的分析50

　　實際制作完成情況50

　　發揮部分

　　減小調節時間和超調量20 溫度控制的靜態誤差≤0.2℃ 10 實現打印曲線功能10 特色與創新10

　　單片機論文十 調幅廣播收音機

　　一、任務

　　利用所提供的元器件（附有資料）制作一個中波廣播收音機。

　　二、要求

　　1．基本要求

　?。?）接收頻率范圍：540kHz～1600kHz；

　?。?）調諧方式：手動電調諧；

　?。?）輸出功率：≥100mW；

　　（4）測量靈敏度、選擇性、鏡像抑制比和電調諧特性（測量時用信號發生器直接注入）；寫明測試方法，記錄實測值，畫出曲線。

　　2．發揮部分

　?。?）自動和手動搜索電臺并有存儲功能（可利用所提供的鎖相環器件，或其它方法實現）；

　?。?）可預置電臺數目：預置電臺數目≥10個；

　?。?）顯示預置電臺序號；

　　（4）特色與創新（例如：提高性能指標，全機用單一+3V電源供電，節電，顯示電臺頻率等）。

　　三、評分意見

　　項目得分

　　基本要求

　　設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與測試數據，對測試結果的分析 50

　　實際制作完成情況 50

　　發揮部分完成第（1）項 25 完成第（2）項 5 完成第（3）項 5 完成第（4）項 15

　　四、說明

　　1．電調諧特性是指輸入信號與變容二極管控制電壓之間的關系曲線。

　　2．所提供的元器件清單（其它元器件自備）

　　（1）調幅收音機單片機集成電路（帶有小功率放大器），型號：CX1600P/M；

　?。?）調幅收音機輸入回路線圈和磁性天線；

　　（3）變容二極管，型號：SVC341；

　　（4）本振線圈；

　?。?）用于電調諧的鎖相頻率合成器集成電路，型號：LC7218（可選件）；

　?。?）7.2MHz晶體（可選件）。

　　3．在設計報告前附一篇400字以內的報告摘要。

　　單片機論文十一 測量放大器

　　一、題目：測量放大器

　　二、任務

　　a、 差模電壓放大倍數 AVD＝1～500，可手動調節；

　　b、 最大輸出電壓為±10V，非線性誤差 《 0.5％ ；

　　c、 在輸入共模電壓+7.5V～－7.5V范圍內，共模抑制比 KCMR 》105 ；

　　d、 在AVD＝500時，輸出端噪聲電壓的峰－峰值小于1V；

　　e、 通頻帶0～10Hz ；

　　f、 直流電壓放大器的差模輸入電阻≥2MW（可不測試，由電路設計予以保證）。

　　（1）電源

　　設計并制作上述放大器所用的直流穩壓電源。由單相220V交流電壓供電。交流電壓變化范圍為＋10％～－15％。

　?。?）設計并制作一個信號變換放大器，參見圖2。將函數發生器單端輸出的正弦電壓信號不失真地轉換為雙端輸出信號，用作測量直流電壓放大器頻率特性的輸入信號。

　　（3）提高電路的共模抑制比。

　?。?）差模電壓放大倍數AVD可預置并顯示，預置范圍1～1000，步距為1，同時應滿足基本要求（1）中對共模抑制比和噪聲電壓的要求。

　?。?）其它（例如改善放大器性能的其它措施等）。

　　三、評分意見

　　項目滿分

　　基本要求

　　設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數據，對測試結果的分析 50

　　實際制作完成情況 50

　　發揮部分

　　完成第一項 5 完成第二項 10 完成第三項 5 完成第四項 20 特色與創新 10

　　四、說明

　　直流電壓放大器部分只允許采用通用型集成運算放大器和必要的其它元器件組成，不能使用單片集成的測量放大器或其它定型的測量放大器產品。

　　單片機論文十二 數字式工頻有效值多用表

　　一、題目

　　數字式工頻有效值多用表

　　二、任務

　　設計并制作一個能同時對一路工頻交流電（頻率波動范圍為50 ±1Hz、有失真的正弦波）的電壓有效值、電流有效值、有功功率、無功功率、功率因數進行測量的數字式多用表。參見附圖。

　　

　　三、要求

　　1． 基本要求

　　（1）測量功能及量程范圍

　　a、交流電壓：0～500V；

　　c、有功功率：0～25kW；

　　d、無功功率：0～25kvar；

　　e、功率因數（有功功率/視在功率）：0～1 。

　　為便于本試題的設計與制作，設定待測0～500V的交流電壓、0～50A的交流電流均已經相應的變換器轉換為0～5V的交流電壓。

　?。?）準確度

　　a、顯示為 位（0.000～4.999），有過量程指示；

　　b、交流電壓和交流電流：±（0.8％讀數＋5個字），例：當被測電壓為300V時，讀數誤差應小于±（0.8％×300V＋0.5V）＝±2.9V ；

　　c、有功功率和無功功率：±（1.5％讀數＋8個字）；

　　d、功率因數：±0.01 。

　?。?）功能選擇：用按鍵選擇交流電壓、交流電流、有功功率、無功功率和功率因數的測量與顯示。

　　2．發揮部分

　?。?）用按鍵選擇電壓基波及總諧波的有效值測量與顯示。

　?。?）具有量程自動轉換功能，當變換器輸出的電壓值小于0.5V時，能自動提高分辨力達0.01V。

　?。?）用按鍵控制實現交流電壓、交流電流、有功功率、無功功率在測試過程中的最大值、最小值測量。

　　（4）其它（例如擴展功能，提高性能）。

　　四、評分意見

　　項目滿分

　　基本要求

　　設計與總結報告： 方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數據，對測試結果的分析50

　　實際制作完成情況 50

　　發揮部分 完成第一項 14 完成第二項 14 完成第三項 10 完成第四項 12

　　五、說明

　　1．調試時可用函數發生器輸出的正弦信號電壓作為一路交流電壓信號；再經移相輸出代表同一路的電流信號。

　　單片機論文十三 頻率特性測試儀

　　一、題目

　　頻率特性測試儀

　　二、任務

　　設計并制作一個頻率特性測試系統，包含測試信號源、被測網絡、檢波及顯示三部分。

　　

　　三、要求

　　1．基本要求

　?。?）制作幅頻特性測試儀

　　a、頻率范圍：100Hz～100kHz；

　　b、頻率步進：10Hz；

　　c、頻率穩定度：10-4；

　　d、測量精度：5％ ；

　　e、能在全頻范圍和特定頻率范圍內自動步進測量，可手動預置測量范圍及步進頻率值；

　　f、LED顯示，頻率顯示為5位，電壓顯示為3位，并能打印輸出。

　?。?）制作一被測網絡

　　a、電路型式：阻容雙T網絡；

　　b、中心頻率：5kHz；

　　c、帶寬：±50Hz；

　　d、計算出網絡的幅頻和相頻特性，并繪制相位曲線；

　　e、用所制作的幅頻特性測試儀測試自制的被測網絡的幅頻特性。

　　2．發揮部分

　?。?）制作相頻特性測試儀

　　a、頻率范圍：500Hz～10kHz；

　　b、相位度數顯示：相位值顯示為三位，另以一位作符號顯示；

　　c、測量精度：3°。

　?。?）用示波器顯示幅頻特性。

　?。?）在示波器上同時顯示幅頻和相頻特性。

　　（4）其它。

　　四、評分意見

　　項目滿分

　　基本要求

　　設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數據，對測試結果的分析 50

　　實際制作完成情況 50

　　發揮部分

　　完成第一項 20 完成第二項 10 完成第三項 10 完成第四項 10

　　五、說明

　　單片機論文十四 短波調頻接收機

　　一、題目

　　短波調頻接收機

　　二、任務

　　設計并制作一個短波調頻接收機，方框圖如下：

　?。?）接收靈敏度≤5mV；

　?。?）通頻帶：f0±4kHz為－3dB；

　　（6）選擇性：f0±10kHz為－30dB；

　　（7）鏡像抑制比≥20dB。

　　2．發揮部分

　?。?）可實現多種自動程控頻率搜索模式（如全頻率范圍搜索，特定頻率范圍內搜索等）， 全頻率范圍搜索時間≤2分鐘；

　?。?）能顯示接收頻率范圍內的調頻電臺載頻值 ，顯示載波頻率的誤差≤±5kHz；

　?。?）進一步提高靈敏度；

　?。?）可存儲已搜索到的電臺，存臺數不少于20；

　?。?）其它。

　　四、評分意見

　　單片機論文十五 數字化語音存儲與回放系統

　　一、題目

　　數字化語音存儲與回放系統

　　二、任務

　　設計并制作一個數字化語音存儲與回放系統，其示意圖如下：

　　三、要求

　　1．基本要求

　　（1）放大器1的增益為46dB，放大器2的增益為40dB，增益均可調；

　　（2）帶通濾波器：通帶為300Hz～3.4kHz ；

　?。?）ADC：采樣頻率f s＝8kHz，字長＝8位；

　?。?）語音存儲時間≥10秒；

　　（5）DAC：變換頻率f c＝8kHz，字長＝8位；

　?。?）回放語音質量良好。

　　2．發揮部分

　　在保證語音質量的前提下：

　?。?）減少系統噪聲電平，增加自動音量控制功能；

　?。?）語音存儲時間增加至20秒以上；

　?。?）提高存儲器的利用率（在原有存儲容量不變的前提下，提高語音存儲時間）；

　　（4）其它（例如：校正等）。

　　四、評分意見

　　項目滿分基本要求設計與總結報告：方案設計與論證，理論分析與計算，電路圖，測試方法與數據，對測試結果的分析50實際制作完成情況50發揮部分完成第一項15完成第二項5完成第三項15完成第四項15

　　五、說明

　　不能使用單片語音專用芯片實現本系統。