第一篇：北郵計算機c++小學(xué)期程序設(shè)計實驗報告(含源代碼和注釋)
敬告：本報告程序僅作參考，請重視自己代碼能力的提高 猜價格游戲
編寫C++程序完成以下功能：
（1）假定有一件商品，程序用隨機數(shù)指定該商品的價格（1-1000的整數(shù)）；（2）提示用戶猜價格，并輸入：若用戶猜的價格比商品價格高或低，對用戶作出相應(yīng)的提示；
（3）直到猜對為止，并給出提示
矩形
編寫C++程序完成以下功能：
（1）定義一個Point類，其屬性包括點的坐標，提供計算兩點之間距離的方法；（2）定義一個矩形類，其屬性包括左上角和右下角兩個點，提供計算面積的方法；
（3）創(chuàng)建一個矩形對象，提示用戶輸入矩形左上角和右下角的坐標；（4）觀察矩形對象以及Point類成員的構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用；（5）計算其面積，并輸出。
友元
編寫C++程序完成以下功能：
（1）定義一個Boat和Car兩個類，他們都具有私用屬性——重量；
矩陣
（一）編寫C++程序完成以下功能：
（1）假定矩陣大小為4×5（整型數(shù)組表示）；
（2）定義矩陣初始化函數(shù)，可以從cin中輸入矩陣元素；（3）定義矩陣輸出函數(shù)，將矩陣格式化輸出到cout；
（4）定義矩陣相加的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相加的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣中；（5）定義矩陣相減的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相減的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣中；（6）定義三個矩陣：A1、A2、A3；（7）初始化A1、A2；
（8）計算并輸出：A3 = A1加A2，A3 = A1減A2。
矩陣
（二）編寫C++程序完成以下功能：
（1）假定矩陣大小為4×5（整型）；
（2）矩陣空間采用new動態(tài)申請，保存在指針中；
（3）定義矩陣初始化函數(shù)，可以從cin中輸入矩陣元素；（4）定義矩陣輸出函數(shù)，將矩陣格式化輸出到cout；
（5）定義矩陣相加的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相加的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣中；（6）定義矩陣相減的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相減的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣中；（7）動態(tài)申請三個矩陣：A1、A2、A3；（8）初始化A1、A2；
（9）計算并輸出A3 = A1加A2，A3 = A1減A2；（10）釋放矩陣空間。
矩陣
（三）編寫C++程序完成以下功能：
（1）用類來實現(xiàn)矩陣，定義一個矩陣的類，屬性包括：
? 矩陣大小，用 lines, rows（行、列來表示）；
? 存貯矩陣的數(shù)組指針，根據(jù)矩陣大小動態(tài)申請（new）。
（2）矩陣類的方法包括：
? 構(gòu)造函數(shù)，參數(shù)是矩陣大小，需要動態(tài)申請存貯矩陣的數(shù)組； ? 析構(gòu)函數(shù)，需要釋放矩陣的數(shù)組指針； ? 拷貝構(gòu)造函數(shù)，需要申請和復(fù)制數(shù)組； ? 輸入，可以從cin中輸入矩陣元素； ? 輸出，將矩陣格式化輸出到cout；
? 矩陣相加的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相加的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣類，但必須矩陣大小相同；
? 矩陣相減的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相減的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣類，但必須矩陣大小相同。
（3）定義三個矩陣：A1、A2、A3；（4）初始化A1、A2；
（5）計算并輸出A3 = A1加A2，A3=A1減A2；
（6）用new動態(tài)創(chuàng)建三個矩陣類的對象：pA1、pA1、pA3；（7）初始化pA1、pA2；
（8）計算并輸出pA3=pA1加pA2，pA3=pA1減pA2；（9）釋放pA1、pA1、pA3。
1、形狀
（一）編寫C++程序完成以下功能：
（1）聲明一個基類Shape（形狀），其中包含一個方法來計算面積；（2）從Shape派生兩個類矩形和圓形；（3）從矩形派生正方形；
（4）分別實現(xiàn)派生類構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)和其他方法；
（5）創(chuàng)建派生類的對象，觀察構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)調(diào)用次序；（6）不同對象計算面積。
形狀
（二）——虛函數(shù)
（1）將【形狀
（一）】中的基類計算面積的方法定義為虛函數(shù)，比較與【形狀
（一）】程序的差異；
（2）將【形狀
（一）】中的基類定義抽象類，比較與【形狀
（一）】程序的差異。
對Point類重載＋＋和――運算符
編寫C++程序完成以下功能：
（1）Point類的屬性包括點的坐標（x，y）；（2）實現(xiàn) Point類重載＋＋和――運算符：
? ++p，--p，p++，p--。
? ＋＋和――分別表示x，y增加或減少1。
流式IO
（一）編寫C++程序完成以下功能：
（1）使用ofstream 向一個文本文件中輸出各種類型的數(shù)據(jù)，并打開文件觀察結(jié)果：
? 整數(shù)、無符號整型、長整型、浮點型、字符串、……
（2）用十進制、八進制、十六進制方式向文本文件中輸出整數(shù)；（3）使用控制符和成員函數(shù)來控制輸出的格式：
? set（）precision()...流式IO
（三）編寫C++程序完成以下功能：（1）輸入一個文本文件名；
（2）打開文件名，在該文件的每一行前面加上一個行號，保存在另外一個文本文件中。
電話本
編寫C++程序完成以下功能：
（1）實現(xiàn)簡單電話本功能，用姓名來搜索電話號碼；（2）用戶輸入姓名，程序查找并輸出結(jié)果；（3）用戶可以通過輸入，添加姓名和電話號碼；（4）用戶可以刪除姓名和電話號碼；（5）電話本可以保存在指定文件中；（6）電話可被從指定文件中讀入到內(nèi)存。
程序太多懶得貼圖了，直接粘懶得改中文譯碼，有需要的話發(fā)我郵箱825893133@qq.com 索要，有時間一定會發(fā)的。
第二篇：北郵小學(xué)期c++實驗報告
面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計與實踐
c++實驗總結(jié)報告
——網(wǎng)絡(luò)工程14班饒思哲 ——學(xué)號：2013211574 實驗一簡單C＋＋程序設(shè)計 1.猜價格游戲
編寫C++程序完成以下功能：
（1）假定有一件商品，程序用隨機數(shù)指定該商品的價格（1-1000的整數(shù)）；
（2）提示用戶猜價格，并輸入：若用戶猜的價格比商品價格高或低，對用戶作出相應(yīng)的提示；
（3）直到猜對為止，并給出提示。
題目1-1總結(jié)：
1)本題需要隨機生成整數(shù)，我開始只使用rand()，即price=rand();來生成隨機整數(shù)
但這樣只是一個偽隨機函數(shù)，每一次重新打開程序生成的數(shù)都是一致的。因此加入時間隨機種子：srand((unsigned)time(NULL))2)個人改進1：定義最大值最小值，在每次猜測數(shù)字時顯示應(yīng)猜的數(shù)字范圍，作為提示。
想到這個是因為有一次猜了很多遍都沒猜到，一時突然忘記猜到什么范圍，然后往前翻猜過的數(shù)字和大小感覺相當麻煩，所以就添上了應(yīng)猜范圍，方便再一次猜數(shù)。3)個人改進2：本來有一個判斷條件判斷生成的隨機數(shù)是不是1~1000范圍內(nèi)，而后更進為隨機生成整數(shù)對1000取余得到0~999整數(shù)，再+1得到1~1000的整數(shù)。
實驗二類與對象 1.矩形
編寫C++程序完成以下功能：
（1）定義一個Point類，其屬性包括點的坐標，提供計算兩點之間距離的方法；（2）定義一個矩形類，其屬性包括左上角和右下角兩個點，提供計算面積的方法；（3）創(chuàng)建一個矩形對象，提示用戶輸入矩形左上角和右下角的坐標；（4）觀察矩形對象以及Point類成員的構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用；（5）計算其面積，并輸出。
題目2-1總結(jié)：
1)這一題是第一次用到class類的題目，開始并不明白為何要定義class，然后還需要區(qū)分public和private。而后來去圖書館借了書看到c＋＋最大特色就是可以封裝，定義私有屬性和公有函數(shù)，以確保有些函數(shù)和參數(shù)不會被輕易訪問到，降低錯誤率。2)class類在最起初定義時總是在class Rectangle那一行報錯，經(jīng)查書發(fā)現(xiàn)class定義最后一個大括號后有分號，開始并沒有加上。
3)起初在調(diào)用class中函數(shù)時用c調(diào)用的方式，沒有跟面向的對象結(jié)合，導(dǎo)致編譯出錯，而后從distance()改為p.distance()就正確了。
4)計算兩點距離和面積運用開方和絕對值函數(shù)，前面若沒有加頭文件math.h則會報錯。5)輸入左上角右下角坐標時，若輸入不當，可能會出現(xiàn)面積為負值的情況，所以加上絕對值函數(shù)保證面積非負。
6)起初不知道構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)的定義和用法，經(jīng)翻閱書籍和運行程序得知構(gòu)造函數(shù)在創(chuàng)建對象時調(diào)用，可以有多個。而析構(gòu)函數(shù)則在釋放對象時調(diào)用，一般每一個class中都只有一個默認析構(gòu)函數(shù)。且構(gòu)造函數(shù)與類名稱一致，析構(gòu)函數(shù)則在類名稱前加~。
2.友元
編寫C++程序完成以下功能：
（1）定義一個Boat和Car兩個類，他們都具有私用屬性——重量；
（2）編寫一個函數(shù)，計算兩者的重量和。double TotalWeight(Boat& b, Car& c);
題目2-3總結(jié)：
1)友元函數(shù)：在兩個對象中都使用到時，可以使用友元函數(shù)，并在類外單獨定義。
友元函數(shù)是允許在類外訪問類中的任何成員的。開始在類外單獨定義時跟類的成員函數(shù)單獨定義混淆，寫成了double Boat::TotalWeight(),導(dǎo)致編譯錯誤，而后發(fā)現(xiàn)友元函數(shù)直接用函數(shù)名和函數(shù)返回值類型定義即可，不需要加上class類的名稱。
2)起初定義完class Boat和class Car后發(fā)現(xiàn)編譯錯誤，在友元函數(shù)的聲明那一行出錯，而后發(fā)現(xiàn)在這行之前沒有定義Car類，于是將其在最開頭聲明出來，通過。
3)起初并沒有加上boat和car類的構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)，可是經(jīng)上網(wǎng)查閱，默認構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)可以系統(tǒng)自動生成，但析構(gòu)函數(shù)只能刪除成員指針，并不能釋放指針指向的空間，所以若沒有申請動態(tài)內(nèi)存，析構(gòu)函數(shù)可不寫出，若申請，則需自行在析構(gòu)函數(shù)中delete。
實驗三數(shù)組與指針 1.矩陣
（一）編寫C++程序完成以下功能：
（1）假定矩陣大小為4×5（整型數(shù)組表示）；
（2）定義矩陣初始化函數(shù)，可以從cin中輸入矩陣元素；（3）定義矩陣輸出函數(shù)，將矩陣格式化輸出到cout；
（4）定義矩陣相加的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相加的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣中；（5）定義矩陣相減的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相減的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣中；（6）定義三個矩陣：A1、A2、A3；（7）初始化A1、A2；
（8）計算并輸出：A3 = A1加A2，A3 = A1減A2。
題目3-1總結(jié)：
1)起初在矩陣相加相減的賦值中所用語句為：m.matrix[i][j]=a.matrix[i][j]+b.matrix[i][j] 但是運行程序發(fā)現(xiàn)m矩陣所有元素都是0。經(jīng)單步調(diào)試，發(fā)現(xiàn)并沒有賦值成功。經(jīng)查閱書籍，了解到this指針是指向類的對象的地址，便改用this->matrix[i][j]作為賦值對象，最后程序正確。
2)個人改進：將行數(shù)列數(shù)在文件開頭用define定義，可以隨時更改。
3)經(jīng)多次調(diào)試后，程序運行結(jié)果正確，但矩陣看起來非常混亂，因為并沒有行列對齊，于是在打印矩陣中每列直接用table空格隔開，保證美觀。2.矩陣
（二）編寫C++程序完成以下功能：
（1）假定矩陣大小為4×5（整型）；
（2）矩陣空間采用new動態(tài)申請，保存在指針中；
（3）定義矩陣初始化函數(shù)，可以從cin中輸入矩陣元素；（4）定義矩陣輸出函數(shù)，將矩陣格式化輸出到cout；
（5）定義矩陣相加的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相加的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣中；（6）定義矩陣相減的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相減的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣中；（7）動態(tài)申請三個矩陣：A1、A2、A3；（8）初始化A1、A2；
（9）計算并輸出A3 = A1加A2，A3 = A1減A2；（10）釋放矩陣空間。
題目3-2總結(jié)：
1)與3-1題目的區(qū)別在int main中用new函數(shù)動態(tài)申請內(nèi)存，然后析構(gòu)函數(shù)需要釋放申請的空間而不只是自動刪除指向空間的指針。析構(gòu)函數(shù)如圖。
一開始并不知道該怎么動態(tài)申請內(nèi)存，在c中使用malloc可是c＋＋中并不一樣。經(jīng)查閱書籍，發(fā)現(xiàn)c＋＋中申請釋放內(nèi)存用new和delete非常簡便。2)指針調(diào)用類成員函數(shù)一開始不知道該怎么寫，寫成A1.input()結(jié)果編譯錯誤。經(jīng)查閱書籍，得知指針調(diào)用成員函數(shù)需寫成A1->input()的形式。
3)在釋放動態(tài)內(nèi)存時，用到delete函數(shù)。但開始的時候?qū)慸elete matrix時候會出問題。上網(wǎng)查詢后得到以下delete用法。
Delete用法：當釋放內(nèi)部類型，如int double型時，直接delete a 即可。若是釋放自己定義的class類型，需用delete[]matrix來釋放內(nèi)存。3.矩陣
（三）編寫C++程序完成以下功能：
（1）用類來實現(xiàn)矩陣，定義一個矩陣的類，屬性包括：
? 矩陣大小，用 lines, rows（行、列來表示）；
? 存貯矩陣的數(shù)組指針，根據(jù)矩陣大小動態(tài)申請（new）。（2）矩陣類的方法包括：
? 構(gòu)造函數(shù)，參數(shù)是矩陣大小，需要動態(tài)申請存貯矩陣的數(shù)組； ? 析構(gòu)函數(shù)，需要釋放矩陣的數(shù)組指針； ? 拷貝構(gòu)造函數(shù)，需要申請和復(fù)制數(shù)組； ? 輸入，可以從cin中輸入矩陣元素； ? 輸出，將矩陣格式化輸出到cout； ? 矩陣相加的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相加的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣類，但必須矩陣大小相同； ? 矩陣相減的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相減的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣類，但必須矩陣大小相同。
（3）定義三個矩陣：A1、A2、A3；（4）初始化A1、A2；
（5）計算并輸出A3 = A1加A2，A3=A1減A2；
（6）用new動態(tài)創(chuàng)建三個矩陣類的對象：pA1、pA1、pA3；（7）初始化pA1、pA2；
（8）計算并輸出pA3=pA1加pA2，pA3=pA1減pA2；（9）釋放pA1、pA1、pA3。
題目3-3總結(jié)：
1)拿到這道題我認為要定義一個矩陣類對象，其中包括3-1和3-2一樣的input函數(shù)，print函數(shù)，plus函數(shù)，subtract函數(shù)，還有新增的構(gòu)造函數(shù)析構(gòu)函數(shù)。一上來我認為class中屬性不再是之前的某行某列的數(shù)值，而是行數(shù)和列數(shù)還有矩陣的頭指針。根據(jù)輸入的行數(shù)列數(shù)來申請內(nèi)存，再將數(shù)值存入不同的位置。然后在主函數(shù)中分為兩個部分，一個是直接創(chuàng)建對象，另一個是創(chuàng)建矩陣數(shù)組指針。
2)第一部分跟前兩題類似，所以很快就調(diào)試完成并且得到了正確的結(jié)果，但是指針部分一直出現(xiàn)問題。最開始是三個矩陣分別申請內(nèi)存，這樣的后果就是要輸入三次行數(shù)和列數(shù)的數(shù)值，有可能出現(xiàn)行列數(shù)不相等的情況，給之后的加減操作帶來麻煩。因此想到讓A1矩陣申請內(nèi)存，而讓A2、A3矩陣都與A1相等，就可以避免多次輸入行列數(shù)，且保證了矩陣大小相等。但這樣輸入第一個矩陣數(shù)值后，矩陣元素獲取正常。可當輸入第二個矩陣的數(shù)值以后，A1和A2矩陣的元素都變?yōu)榈诙€矩陣的元素，即第一個矩陣的元素被覆蓋掉。導(dǎo)致和矩陣為第二個矩陣的2倍，差矩陣都是零。經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，曾經(jīng)試過將含參構(gòu)造函數(shù)中輸入行列數(shù)改到主函數(shù)中，再給A1申請動態(tài)內(nèi)存。但是因為A2和A3還是初始化跟A1相等，結(jié)果并沒有改變，還是錯誤的。而后想到用含參構(gòu)造函數(shù)來申請動態(tài)內(nèi)存，輸入固定的行列數(shù)后，用確定的行列數(shù)來new Matrix(x,y)，這樣一來不僅矩陣大小相等，而且也不會存在前一個矩陣的值被后一個覆蓋掉的問題。經(jīng)過調(diào)試，終于得到了正確的結(jié)果。
3)調(diào)試過程中我了解到指針初始化和賦值過程中是容易發(fā)生樹脂覆蓋的，所以盡量不要將指針初始化成跟某個指針相等。
實驗四繼承與派生
1、形狀
（一）編寫C++程序完成以下功能：
（1）聲明一個基類Shape（形狀），其中包含一個方法來計算面積；（2）從Shape派生兩個類矩形和圓形；（3）從矩形派生正方形；
（4）分別實現(xiàn)派生類構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)和其他方法；
（5）創(chuàng)建派生類的對象，觀察構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)調(diào)用次序；（6）不同對象計算面積。
題目4-1總結(jié)：
1)這一題主要是函數(shù)的派生方法使用，經(jīng)過查閱書籍，得知在class定義后加上:: public(基類名稱)便是作為一個派生類的定義，可以沿用基類中的成員函數(shù)。
2)并且經(jīng)過對構(gòu)造函數(shù)和析構(gòu)函數(shù)調(diào)用，得知是先調(diào)用基類的構(gòu)造函數(shù)，再調(diào)用派生類的構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建派生類對象，在程序結(jié)束時，先調(diào)用派生類的析構(gòu)函數(shù)釋放派生類對象，再調(diào)用基類的析構(gòu)函數(shù)釋放基類對象。
2、形狀
（二）——虛函數(shù)（1）將【形狀
（一）】中的基類計算面積的方法定義為虛函數(shù)，比較與【形狀
（一）】程序的差異；
（2）將【形狀
（一）】中的基類定義抽象類，比較與【形狀
（一）】程序的差異。
題目4-2總結(jié)：
1)起初并不知道虛函數(shù)的作用，后來經(jīng)過查閱書籍得知在基類中定義虛函數(shù)，是為了在派生類中定義這一函數(shù)的不同操作方式。并且起初只改變了基類中area函數(shù)，在其前面加了virtual，但并沒有體現(xiàn)出虛函數(shù)的運用。而后看到書上虛函數(shù)的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)虛函數(shù)是可以讓一個基類指針調(diào)用派生類相應(yīng)函數(shù)的。于是經(jīng)過改進，在主函數(shù)中定義了3個基類指針，分別指向派生矩形類對象、派生圓形類對象、派生正方形對象，然后并非通過對象名稱調(diào)用成員函數(shù)，而是用基類指針調(diào)用派生類中的area函數(shù)，充分體現(xiàn)出對虛函數(shù)的應(yīng)用。
2)這一題雖然跟上一題相似，但卻因為運用了虛函數(shù)而變得不同。這一題讓我對虛函數(shù)有了更加深入的了解。也了解到調(diào)用類中的成員函數(shù)不一定非要用對象名或者對象指針調(diào)用，也可以用其基類的指針通過虛函數(shù)調(diào)用。
實驗五多態(tài)性
1、對Point類重載＋＋和――運算符
編寫C++程序完成以下功能：
（1）Point類的屬性包括點的坐標（x，y）；（2）實現(xiàn) Point類重載＋＋和――運算符：
? ++p，--p，p++，p--。
? ＋＋和――分別表示x，y增加或減少1。
題目5-1總結(jié)：
1)對于符號的重載開始并不理解什么意思，后來得知是重新定義一下++、--操作的過程，包括自加自減和賦值。
2)通過這一道題，對于自加符號的前后置的區(qū)別又有了更深的印象。起初在—p和++p的時候都只是將x和y加一，并沒有賦值，導(dǎo)致在主函數(shù)中寫q=++p和q=--p時q保持原值，造成結(jié)果錯誤。單步調(diào)試后發(fā)現(xiàn)這一錯誤，及時改正過來。3)程序結(jié)果正確后編寫菜單界面，使其操作步驟更加清晰明了。實驗六流式IO
1、流式IO
（一）編寫C++程序完成以下功能：
（1）使用ofstream向一個文本文件中輸出各種類型的數(shù)據(jù)，并打開文件觀察結(jié)果：
? 整數(shù)、無符號整型、長整型、浮點型、字符串、……
（2）用十進制、八進制、十六進制方式向文本文件中輸出整數(shù)；（3）使用控制符和成員函數(shù)來控制輸出的格式：
? set（）precision()...題目6-1總結(jié)：
1)文件流主要是向文件中輸入信息和從文件讀取信息。而跟c語言不同的是c需要fopen來打開一個文件，而c++中只需要用fstream函數(shù)。且文件輸入方式也比c語言簡便很多。2)轉(zhuǎn)換進制開始想到的是用數(shù)學(xué)的方法算出不同進制下的數(shù)值，再輸入文件中，但非常的麻煩。后經(jīng)查閱書籍，看到有指定進制的函數(shù)，可以用來修改默認的十進制：oct和hex。3)最后程序正確后，編輯menu顯示菜單，使操作更加清晰明了。
2、流式
（三）編寫C++程序完成以下功能：（1）輸入一個文本文件名；
（2）打開文件名，在該文件的每一行前面加上一個行號，保存在另外一個文本文件中。
題目6-3總結(jié)：
1)因為第一題流式已經(jīng)嘗試過向文件中輸入信息，而經(jīng)過翻閱書籍得知從文件中可以用getline整行讀取字符串，便可以輕易的將文件內(nèi)容加上行數(shù)，并輸出到另一個文本文件中。
2)本題我覺得最大的困難在于輸入文本文件名，并打開文件名。書上也并沒有關(guān)于打開文件名的相關(guān)資料，于是上網(wǎng)查詢，發(fā)現(xiàn)可以用string.h中的c_str()函數(shù)來獲取鍵盤輸入的文件名字符串，并打開文件名。
3)因為文件處理并沒有在屏幕上有所顯示，為了讓每一步操作更加明了，在復(fù)制完一行后會在屏幕上打出某某行復(fù)制成功，使程序運行過程更清晰。實驗七 C＋＋程序設(shè)計應(yīng)用
1、電話本
編寫C++程序完成以下功能：
（1）實現(xiàn)簡單電話本功能，用姓名來搜索電話號碼；（2）用戶輸入姓名，程序查找并輸出結(jié)果；（3）用戶可以通過輸入，添加姓名和電話號碼；（4）用戶可以刪除姓名和電話號碼；（5）電話本可以保存在指定文件中；（6）電話可被從指定文件中讀入到內(nèi)存。
題目7-1總結(jié)：
1)電話本分為幾大部分：讀到內(nèi)存、輸出到文件、新增聯(lián)系人、刪除聯(lián)系人、查找聯(lián)系人。因為是讀到內(nèi)存，就想到了可以用數(shù)組或者鏈表來構(gòu)成電話本的框架。而這兩種方式在c語言用過，所以邏輯方便很熟悉，于是選擇了比較簡便的數(shù)組，這樣不易出現(xiàn)指針錯誤的情況。
2)個人改進1: 新增聯(lián)系人函數(shù)中，就是將聯(lián)系人信息從鍵盤逐項讀入，然后選擇將聯(lián)系人插入到什么位置。若一共6個聯(lián)系人，插入位置輸入3，則插入第三個位置，后面的聯(lián)系人依次向后移一位。但若是一共6個聯(lián)系人，插入位置輸入8，則會提醒輸入位置不當，直接將聯(lián)系人插入到最后一個位置，即第七。
3)刪除、查找、修改函數(shù)中都用到了用姓名查找，于是將其單獨摘出來定義findposition，找到聯(lián)系人位置。起初寫的是將輸入的字符串逐個跟name比較，即a == name，但卻發(fā)現(xiàn)這樣程序查找出來聯(lián)系人永遠不存在。經(jīng)上網(wǎng)查閱，發(fā)現(xiàn)字符串相等不能直接像字符一樣用==來判斷，而是用><來判斷，于是將其改為>=&&<=。但一開始由于疏忽，將&&且關(guān)系寫成||或關(guān)系，導(dǎo)致查找出來永遠是第一個聯(lián)系人。后來單步調(diào)試發(fā)現(xiàn)錯誤，改正過來。
4)個人改進2: 刪除、查找、修改中，若是聯(lián)系人不存在，需要輸出提示。而我另外又加了一句，并不是說不存在就直接返回，而是讓用戶自己選擇是繼續(xù)輸入姓名還是返回主菜單。也讓手誤的時候不再把前面的操作進行一遍，留有手誤的余地。5)修改聯(lián)系人模塊，一開始class類中只有setPhone函數(shù)，并沒有setname,setmobile等等，而是直接將所有屬性值組合起來構(gòu)建聯(lián)系人。這樣的后果就是在修改聯(lián)系人的時候，只修改了一項，但是并不能賦值進去。表面上雖然修改了，可查找后發(fā)現(xiàn)聯(lián)系人的信息并沒有改變。后來將每一項信息都分別set，經(jīng)過調(diào)試最終結(jié)果正確。
6)從指定文件將電話本讀入內(nèi)存，就跟實驗6第三題的流式很相似，都是逐行讀取信息，只是讀取后是存入數(shù)組的不同屬性值中。開始不知道該怎么確定文本文件中不再有聯(lián)系人信息，而后上網(wǎng)查資料發(fā)現(xiàn)當文件中不再有信息可以讀的時候，infile>>name>>mobile…的值就是0，便可停止操作。而姓名等信息也可以逐個賦值到phone類數(shù)組里。
7)個人改進3: 電話本不需要手動保存在指定文件中，主菜單也不再顯示這一操作，而是當選擇退出電話本時自動保存到輸出的output.txt中。
8)最后程序執(zhí)行結(jié)果正確，編寫menu菜單界面，美化界面并且讓操作編號更加清晰。
第三篇：北郵小學(xué)期c++文檔
1.＋＋程序設(shè)計實驗報告
姓名： 班級： 學(xué)號： C
要求：
猜價格游戲
編寫C++程序完成以下功能：
（1）假定有一件商品，程序用隨機數(shù)指定該商品的價格（1-1000的整數(shù)）；
（2）提示用戶猜價格，并輸入：若用戶猜的價格比商品價格高或低，對用戶作出相應(yīng)的提示；（3）直到猜對為止，并給出提示。
算法：
int main(){ int price,input;srand(time(NULL));price=rand()%1000;cout<<“請輸入數(shù)字,1到1000之間n”;cin>>input;while(input!=price){ if(input>price)cout<<“錯誤,大了，請重新輸入n”;else cout<<“錯誤,小了，請重新輸入n”;cin>>input;} cout<<“答對了n”;system(“pause”);} 思路：
使用srand()函數(shù)產(chǎn)生隨機數(shù)，調(diào)用time.h的time（）函數(shù)讀取系統(tǒng)時間作為產(chǎn)生隨機數(shù)的種子。采用循環(huán)結(jié)構(gòu)，使函數(shù)運行至猜對價格，用cout輸出，用cin輸入。
2.要求：
矩形
編寫C++程序完成以下功能：
（1）定義一個Point類，其屬性包括點的坐標，提供計算兩點之間距離的方法；（2）定義一個矩形類，其屬性包括左上角和右下角兩個點，提供計算面積的方法；
（3）創(chuàng)建一個矩形對象，提示用戶輸入矩形左上角和右下角的坐標；
（4）觀察矩形對象以及Point類成員的構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用；（5）計算其面積，并輸出。
算法：
class point { private: float x1,y1,x2,y2;public:
};
class rectangle { private: point a;public: rectangle(){ point(){
} x1=0;y1=0;x2=0;y2-0;float dis(){ return sqrt((x1-x2)*(x1-x2)+(y1-y2)*(y1-y2));} float getx(){ return x2-x1;} float gety(){ return y1-y2;} void set(float a1,float b1,float a2,float b2){
} x1=a1;y1=b1;x2=a2;y2=b2;
};
} float x1,y1,x2,y2;cout<<“請輸入左上角點的橫坐標”<
本題的關(guān)鍵在于創(chuàng)建point和rectangle兩個類，在point中聲明四個private成員分別是兩個點的橫坐標和縱坐標。聲明返回private值的函數(shù)。Rectangle中將point類作為其private成員，在public中聲明構(gòu)造函數(shù)，讀入兩個點的橫坐標和縱坐標，傳給point。并聲明計算面積的函數(shù)，利用point中返回x，y的函數(shù)得到長方形的x，y值計算其面積。
3.要求：
友元
編寫C++程序完成以下功能：
（1）定義一個Boat和Car兩個類，他們都具有私用屬性——重量；（2）編寫一個函數(shù)，計算兩者的重量和。
double TotalWeight(Boat& b, Car& c);
算法：
class boat;class car { private: double w;public:
car(){
cout<<“請輸入車的重量：n”;
};
cin>>w;} friend double TotalWeight(boat& b,car& c);class boat { private: double w;public:
boat(){
cout<<“請輸入船的重量：n”;
cin>>w;} friend double TotalWeight(boat& b,car& c);};
double TotalWeight(boat& b,car& c){ return(c.w+b.w);}
void main(){
} car c;boat b;cout<<“總重量是：n”< 聲明car，boat兩個類，兩者中都包含w這個private成員，用來記錄重量，在car和boat的public中都聲明友元函數(shù)TotalWeight()。這樣TotalWeight()就能同時訪問到car和boat的private成員了。 4.要求： 矩形 編寫C++程序完成以下功能： （6）定義一個Point類，其屬性包括點的坐標，提供計算兩點之間距離的方法；（7）定義一個矩形類，其屬性包括左上角和右下角兩個點，提供計算面積的方法； （8）創(chuàng)建一個矩形對象，提示用戶輸入矩形左上角和右下角的坐標；（9）觀察矩形對象以及Point類成員的構(gòu)造函數(shù)與析構(gòu)函數(shù)的調(diào)用；（10）計算其面積，并輸出。 算法： void init(int a[][5]){ } for(int i=0;i<=3;i++){ } cin>>a[i][0]>>a[i][1]>>a[i][2]>>a[i][3]>>a[i][4]; void print(int a[][5]){ } void add(int a1[][5],int a2[][5],int a3[][5]){ for(int i=0;i<=3;i++) } void subtract(int a1[][5],int a2[][5],int a3[][5]){ } for(int i=0;i<=3;i++){ } for(int n=0;n<=4;n++)a3[i][n]=a1[i][n]-a2[i][n];{ } for(int n=0;n<=4;n++)a3[i][n]=a1[i][n]+a2[i][n];for(int i=0;i<=3;i++){ } for(int n=0;n<=4;n++)cout< void main(){ int a1[4][5],a2[4][5],a3[4][5];cout<<“請輸入第一個矩陣：n”; init(a1);getchar();cout<<“請輸入第二個矩陣：n”;init(a2);cout<<“和為：n”;add(a1,a2,a3);print(a3);cout<<“差為：n”;subtract(a1,a2,a3);print(a3);system(“pause”);思路： 聲明三個4行5列的數(shù)組，讀入矩陣的元素存入數(shù)組，用二重遞歸的方式遍歷數(shù)組，執(zhí)行加，減，輸出操作。 5.要求： 編寫C++程序完成以下功能： （1）假定矩陣大小為4×5（整型）； （2）矩陣空間采用new動態(tài)申請，保存在指針中； （3）定義矩陣初始化函數(shù)，可以從cin中輸入矩陣元素；（4）定義矩陣輸出函數(shù)，將矩陣格式化輸出到cout； （5）定義矩陣相加的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相加的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣中；（6）定義矩陣相減的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相減的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣中；（7）動態(tài)申請三個矩陣：A1、A2、A3；（8）初始化A1、A2； （9）計算并輸出A3 = A1加A2，A3 = A1減A2；（10）釋放矩陣空間。 算法： void main(){ int **a1,**a2,**a3;a1=new int*[4];for(int i=0;i<=4;i++) } a1[i]=new int[5];a2=new int*[4];for(int i=0;i<=4;i++)a2[i]=new int[5];a3=new int*[4];for(int i=0;i<=4;i++)a3[i]=new int[5];cout<<“請輸入第一個矩陣：n”;init(a1);//getchar();cout<<“請輸入第二個矩陣：n”;init(a2);cout<<“和為：n”;add(a1,a2,a3);print(a3);cout<<“差為：n”;subtract(a1,a2,a3);print(a3);ifree(a1);ifree(a2);ifree(a3);system(“pause”);思路： 聲明a為指向指針的指針，先申請一個四個元素的數(shù)組，類型為int**，用來儲存每行第一個元素的指針。如此聲明之后就可以用a[i][j]來訪問某個元素了。 6.要求： 編寫C++程序完成以下功能： （1）用類來實現(xiàn)矩陣，定義一個矩陣的類，屬性包括： ? 矩陣大小，用 lines, rows（行、列來表示）； ? 存貯矩陣的數(shù)組指針，根據(jù)矩陣大小動態(tài)申請（new）。 （2）矩陣類的方法包括： ? ? ? ? ? ? ? 構(gòu)造函數(shù)，參數(shù)是矩陣大小，需要動態(tài)申請存貯矩陣的數(shù)組； 析構(gòu)函數(shù)，需要釋放矩陣的數(shù)組指針； 拷貝構(gòu)造函數(shù)，需要申請和復(fù)制數(shù)組； 輸入，可以從cin中輸入矩陣元素； 輸出，將矩陣格式化輸出到cout； 矩陣相加的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相加的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣類，但必須矩陣大小相同； 矩陣相減的函數(shù)，實現(xiàn)兩個矩陣相減的功能,結(jié)果保存在另一個矩陣 類，但必須矩陣大小相同。 （3）（4）（5）（6）定義三個矩陣：A1、A2、A3； 初始化A1、A2； 計算并輸出A3 = A1加A2，A3=A1減A2； 用new動態(tài)創(chuàng)建三個矩陣類的對象：pA1、pA1、pA3； （7）初始化pA1、pA2； （8）計算并輸出pA3=pA1加pA2，pA3=pA1減pA2；（9）釋放pA1、pA1、pA3。 算法： class matric{ private: int lines,rows;int **a;public: void init(){ cin>>lines>>rows;a=new int*[lines];for(int n=0;n<=lines-1;n++) a[n]=new int[rows]; } void input(){ } for(int i=0;i<=lines-1;i++)for(int n=0;n<=rows-1;n++)cin>>a[i][n];void output(){ } for(int i=0;i<=lines-1;i++){ } for(int n=0;n<=rows-1;n++)cout< int getlines(){ return lines;} void copy(int** &b) for(int i=0;i<=lines-1;i++)for(int n=0;n<=rows-1;n++)b[i][n]=a[i][n];b=new int*[lines];for(int i=0;i<=lines-1;i++)b[i]=new int[rows]; { } void add(matric A1,matric A2) { int**a1,**a2;lines=A1.getlines();rows=A1.getrows();A1.copy(a1);A2.copy(a2); a=new int*[lines];for(int i=0;i<=lines-1;i++) a[i]=new int[rows]; for(int i=0;i<=lines-1;i++){ } for(int n=0;n<=rows-1;n++)a[i][n]=a1[i][n]+a2[i][n];} void Free() { int**temp=a; for(int i=0;i<=lines-1;i++){ delete a[i]; } } void sub(matric A1,matric A2){ int**a1,**a2;lines=A1.getlines();rows=A1.getrows(); };A1.copy(a1);A2.copy(a2); a=new int*[lines];for(int i=0;i<=lines-1;i++) a[i]=new int[rows]; } for(int i=0;i<=lines-1;i++){ } for(int n=0;n<=rows-1;n++)a[i][n]=a1[i][n]-a2[i][n];思路： 首先需要讀入數(shù)組的行列，用上題動態(tài)申請數(shù)組的方法來動態(tài)申請。本題的關(guān)鍵在于編寫copy函數(shù)，從private中傳出數(shù)組的值，只是將上題4,5這兩個常量改成了lines，rows這兩個變量。使用copy函數(shù)的好處在與只允許單向傳出數(shù)組的元素，而不允許指令來修改數(shù)組的元素從而保護了數(shù)據(jù)的安全。執(zhí)行加減法時可以聲明兩個int**類型元素用來指向數(shù)組，用矩陣類中的copy函數(shù)，分別從A1，A2中拷貝出數(shù)組的元素，拷貝出值之后，加減操作與上題一樣，用a[i][j]來訪問數(shù)組元素即可。 7.要求： 形狀 （一）編寫C++程序完成以下功能： （1）聲明一個基類Shape（形狀），其中包含一個方法來計算面積；（2）從Shape派生兩個類矩形和圓形；（3）從矩形派生正方形； （4）分別實現(xiàn)派生類構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)和其他方法； （5）創(chuàng)建派生類的對象，觀察構(gòu)造函數(shù)、析構(gòu)函數(shù)調(diào)用次序；（6）不同對象計算面積。 算法： class shape { public: shape() { cout<<“shape 的構(gòu)造函數(shù)”< };cout<<“shape 的析構(gòu)函數(shù)”< rectangle(float a,float b){ x=a;y=b;cout<<“rectangle的構(gòu)造函數(shù)”< { } };class circle:public shape { private: float r;public: circle(float a){ } r=a;cout<<“circle的構(gòu)造函數(shù)”< { };} return 3.1416*r*r;class square:public rectangle { private: float a;public: };square(float x):rectangle(x,x){ a=x;cout<<“square的構(gòu)造函數(shù)”< 長方形類和圓類繼承shape類之后，只要重載area()函數(shù)即可正確地計算出面積，正方形類繼承了長方形類，不需要重載長方形類的area()函數(shù)，只要給長方形類的x，y賦相同的值，然后就可以直接調(diào)用從長方形類中繼承的area()函數(shù)，直接計算面積。 8.要求： 形狀 （二）——虛函數(shù) （1）將【形狀 （一）】中的基類計算面積的方法定義為虛函數(shù)，比較與【形狀 （一）】程序的差異；（2）將【形狀 （一）】中的基類定義抽象類，比較與【形狀 （一）】程序的差異。 算法： 算法與上題大致相同，只需要在area（）函數(shù)前加上virtual即可。 思路： 算法與上題大致相同，只需要在area（）函數(shù)前加上virtual即可，即將area（）函數(shù)聲明為虛函數(shù)。 將shape（）類聲明抽象類，只要把shape（）中的area（）函數(shù)聲明成如下形式： Virtual float area（）=0；純虛函數(shù)即可。這樣shape類就是一個抽象類，抽象類可以作 為基類被繼承，但是不實例化，例如，shape a；這樣聲明一個a就是錯誤的。 9.要求： 對Point類重載＋＋和――運算符 編寫C++程序完成以下功能： （1）Point類的屬性包括點的坐標（x，y）；（2）實現(xiàn) Point類重載＋＋和――運算符： ? ? ++p，--p，p++，p--。 ＋＋和――分別表示x，y增加或減少1。 算法： class point { private: int x,y;public: point operator++(int) { } point a=*this;x++;y++;return a;point operator++(){ x++;y++;return *this;} point operator--(int){ point a=*this;x--;y--;return a;} point operator--(){ x--;y--; };return *this;} void ini(){ cin>>x;} cin>>y;point(){ } cout<<“請輸入x:”< 本題的關(guān)鍵在于表示出a++和++a的不同，a++是先引用a的值然后再執(zhí)行++，++a是先執(zhí)行++然后再引用a的值。在對++的重載時可以在（）中加入int加以區(qū)分a++和++a，如下point operator++(int)，point operator++()。要做出a++的效果就需要申請point temp，這個中間變量，temp=this，把當前對象賦給a，然后再對當前對象執(zhí)行++操作，最后返回temp，因為temp儲存的是未執(zhí)行++之前的值，所以能夠做出先引用a的值在執(zhí)行++的效果?！倪^程與++完全相同。要求： 流式IO （一）編寫C++程序完成以下功能： （1）使用ofstream 向一個文本文件中輸出各種類型的數(shù)據(jù)，并打開文件觀察結(jié)果： ? 整數(shù)、無符號整型、長整型、浮點型、字符串、?? （2）用十進制、八進制、十六進制方式向文本文件中輸出整數(shù)；（3）使用控制符和成員函數(shù)來控制輸出的格式： ? set（）precision()...算法： void main(){ } ofstream outfile(“xx.txt”);int integer;unsigned int uint;long int lint;float f;string s;cout<<“輸入整數(shù):n”;cin>>integer;cout<<“輸入無符號整型：n”;cin>>uint;cout<<“輸入長整型：n”;cin>>lint;cout<<“輸入浮點型：n”;cin>>f;cout<<“輸入字符串：n”;cin>>s;outfile<<“十進制：”< .進行對文件的操作需要聲明頭文件#include 11.要求： 流式IO （三）編寫C++程序完成以下功能：（1）輸入一個文本文件名； （2）打開文件名，在該文件的每一行前面加上一個行號，保存在另外一個文本文件中。 算法： void main(){ } string a;cout<<“請輸入文件名：n”;cin>>a;ifstream in(a);ofstream out(“out.txt”);string s;int i=1;while(getline(in,s)){ out< 本實驗比較簡單。只需要聲明一個字符串a(chǎn)用來儲存讀入的文件名，再用ifstream類來聲明一個對象，打開a這個文件。利用getline（）函數(shù)，geiline函數(shù)能夠自動從文件中讀入一行數(shù)據(jù)，每讀入一行數(shù)據(jù)就在其前面加上行號，行號可以用變量i來計數(shù)，每讀一行就加1，并將這個就上行號的一行數(shù)據(jù)寫入out.txt中，知道無法讀入，就結(jié)束程序。 12.要求： 電話本 編寫C++程序完成以下功能： （1）實現(xiàn)簡單電話本功能，用姓名來搜索電話號碼；（2）用戶輸入姓名，程序查找并輸出結(jié)果；（3）用戶可以通過輸入，添加姓名和電話號碼；（4）用戶可以刪除姓名和電話號碼；（5）電話本可以保存在指定文件中； （6）電話可被從指定文件中讀入到內(nèi)存。 算法： #include class record { private: string name[50],number[50];public: record(){ int i=0; string na,nu; ifstream file(“phonenumber.txt”); file>>na>>nu; while(na.compare(“..”)) { name[i]=na; number[i]=nu; file>>na>>nu; i++; } for(i;i<=49;i++) { name[i]=“..”; number[i]=“..”; } } void search(){ int i=0; string na; cout<<“請輸入名字:”< cin>>na; while(name[i].compare(“..”)) { if(!name[i].compare(na)) { cout<<“結(jié)果是：”< return;} i++;} cout<<“無該記錄”;} void add(){ string na,nu;cout<<“請輸入名字：”< if(!name[i].compare(“..”)){ //cout< return;} } cout<<“已滿，無法插入”< } ofstream file(“phonenumber.txt”);for(int i=0;i<=49;i++){ } if(!name[i].compare(“..”))break;if(name[i].compare(“，”)) file< };void del(){ } int i=0;string na;cout<<“請輸入要刪除的名字：”< if(!name[i].compare(na)){ } i++;name[i]=“，”;number[i]=“，”;cout<<“刪除成功。”< for(int i=0;i<=49;i++){ cout< ”< } for(int i=0;i<=49;i++){ } if(name[i].compare(“..”)&&name[i].compare(“，”))cout< number:”< void main(){ int choice; int i=0;record temp;while(1) { cout<<“nnn功能列表：n 1.代表用姓名來搜索電話號碼n 2.代表添加姓名和號碼n 3.代表刪除一條記錄n 4.代表儲存電話本n 5.輸出所有記錄nn請選擇你要的功能：”< cin>>choice; } switch(choice){ } case 1: temp.search();break;case 2: temp.add();break;case 3: temp.del();break;case 4: temp.store();break;case 5: temp.show();break;} system(“pause”);思路： 程序的大體思路是：聲明電話本類，private成員是一個50個元素的string型數(shù)組，運行程序時就將文件中的電話記錄讀入到內(nèi)存中（string數(shù)組），方便操作。從內(nèi)存中讀入記錄的語句寫在電話本類的構(gòu)造函數(shù)中，使得聲明類時就可以自動讀入記錄。文件中最后一行用”....”來標記記錄的結(jié)束。對于所有操作都寫進了電話本類中，本程序可以執(zhí)行五個基本操作：1.按名字查找記錄，查找成功返回該條記錄，查找失敗輸出“無該記錄” 2.添加記錄，添加記錄會要求輸入名字與電話，如果記錄數(shù)小于50條會顯示“成功插入”，如果記錄已經(jīng)等于50條會顯示“插入失敗” 3.按名字刪除某條記錄，執(zhí)行刪除操作時會先查詢該記錄，如果存在該記錄就將該記錄賦為“，，”表示刪除，如果不存在該記錄返回”不存在該記錄” 4.存儲命令，可以將內(nèi)存中的記錄再次存入到文件當中 5.輸出命令，輸出當前內(nèi)存中的所有記錄。命令的選擇可以用switch語句實現(xiàn)。 感想： 經(jīng)過一學(xué)期的學(xué)習，我已經(jīng)對c++有了初步的掌握，了解了類這 個全新的概念。類的應(yīng)用可以方便管理函數(shù)，不需要像c那樣凌亂得寫一大堆函數(shù)，要調(diào)用時需要向上找到這個這個函數(shù)，產(chǎn)看它的功能與傳入傳出的要求。我認為類更大作用是可以有效地保護數(shù)據(jù)，不被隨意地更改，也方便了他人的二次開發(fā)，只需要了解頭文件中包含的類，類的方法，就可以方便地實現(xiàn)他人早已實現(xiàn)的功能，方便后人開發(fā)。比如試驗中用到的 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 小學(xué)期AVR單片機實驗報告 實驗題目： 基于ATmega16L單片機的電子琴設(shè)計 學(xué)生姓名：學(xué)渣 班 級：2012XXXXXX 班內(nèi)序號：XX 學(xué) 號：2012XXXXXX 日 期：2014年9月30日 同組同學(xué)：學(xué)渣 第1頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 目錄： 一、實驗介紹......................................3 1.1實驗課題名稱.................................3 1.2實驗平臺.....................................3 1.3實驗課題關(guān)鍵字 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．..3 1.4實驗摘要.....................................3 二、小組分工......................................3 三、基本題目訓(xùn)練——流水燈與數(shù)碼管秒表計時器.......3 3.1實現(xiàn)功能......................................3 3.2程序代碼分析..................................4 3.3實驗結(jié)果圖片...................................7 四、有關(guān)發(fā)聲的基礎(chǔ)知識............................7 五、電子琴的設(shè)計與測試..............................9 5.1設(shè)計過程......................................9 5.2實驗所需元器件.................................9 5.3實驗程序主要流程圖.............................10 5.4實驗原理及原理圖...............................10 5.4.1實驗原理....................................10 5.4.2原理圖.....................................11 5.5各個模塊的設(shè)計與講解............................11 5.6程序源代碼及程序分析..........................14 5.7實驗結(jié)果.......................................24 六、排錯過程.........................................26 七、心得體會..........................................29 八、參考文獻..........................................32 九、意見與建議........................................33 第2頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 一、實驗介紹： 1.1實驗課題名稱：基于ATmega16L單片機的電子琴設(shè)計 1.2實驗平臺：本實驗所用平臺為AVR Studio 4 1.3實驗課題關(guān)鍵字： ATmega16L型單片機 電子琴 鍵盤按鍵 LCD液晶顯示屏 1.4實驗摘要： 本實驗設(shè)計的電子琴擁有可視化操作界面，能實現(xiàn)即時彈奏音樂、音樂播放、音樂變速、音樂變調(diào)，并可以進行任意長度錄音（通過按鍵記錄音階）等功能 二、小組分工： ? XXX負責電路硬件的連接和報告的撰寫 ? XXX負責程序代碼的編寫 ? XXX負責資料的收集整理和查閱 三、基本題目訓(xùn)練——流水燈與數(shù)碼管秒表計時器 3.1功能：八盞LED二極管按順序依次循環(huán)點亮，實現(xiàn)流水燈的效果，同時兩只數(shù)碼管分別代表秒和十分之一秒，進行秒表計時，配有 第3頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 兩個按鍵，實現(xiàn)計時過程中的暫停和繼續(xù)，同時在按下暫停鍵的時候蜂鳴器會響一聲。利用ATmega16的寄存器中斷功能，實現(xiàn)流水燈和數(shù)碼管秒表計時器在實驗板上同時工作，并且互相獨立不影響。 3.2程序代碼分析： #include char b[10] = { 0b11111010,//0 0b00110000,//1 0b11011001,//2 0b01111001,//3 0b00110011,//4 0b01101011,//5 0b11101011,//6 0b00111000,//7 0b11111011,//8 0b01111011,//9 };char a[10] = { 0b11111010,//0 0b00110000,//1 0b11011001,//2 0b01111001,//3 0b00110011,//4 0b01101011,//5 0b11101011,//6 0b00111000,//7 0b11111011,//8 0b01111011,//9 }; volatile char temp; int main(void){ DDRA = 0xff;PORTA = 0b10000000;DDRC = 0xff; 第4頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 DDRD = 0b11111011;DDRB = 0b11111011; TCNT0 = 55;PORTB = b[0];PORTD = a[0];PORTC |=(1 << 0);TCCR0 |=(1 << CS01);int count1 = 0,count2 = 0,i; MCUCR |=(1 << ISC00)|(1 << ISC01);//INT0上升沿觸發(fā) GICR |=(1 << INT0);//使能INT0，INT1 sei();//使能全局中斷 while(1){ for(i = 0;i<9000;i++) { while(!(TIFR &(1< TCNT0=55; } count1++; if(count1!=10) PORTD = a[count1]; else { count2++; count1 = 0; if(count2 == 10) count2 = 0; temp = PORTA; PORTA = PORTA >> 1; if(temp & 0b00000001) { PORTA = PORTA | 0b10000000; } PORTB = b[count2]; PORTD = a[0]; } } } SIGNAL(SIG_INTERRUPT0)//INT0中斷服務(wù)程序 { int count3 = 0,count4=0; 第5頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 while(!(PINB &(1<<2))) { count3++; if(count3 == 10) { count4++; count3 = 0; temp = PORTA; PORTA = PORTA >> 1; if(temp & 0b00000001) { PORTA = PORTA | 0b10000000; } } for(int i=0;i<9000;i++) { while(!(TIFR &(1< TCNT0=55; } } } 第6頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 3.3實驗結(jié)果： 四、有關(guān)發(fā)聲的基礎(chǔ)知識: 聲波是振動產(chǎn)生的。頻率即表示每秒鐘振動的次數(shù)，采用CTC方式時AVR單片機通過特定的端口（PD4及PD5）輸出一定頻率的方波，TCCR1A設(shè)為比較匹配時OC1A/OC1B電平取反，TCCR1B的計數(shù)上限為 第7頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 OC1A，根據(jù)公式OCnA=f/2N(1+OCRnA)計算出7個頻率音階所需的OCR1A，則只需將喇叭接在PD4或PD5，通過程序控制端口輸出特定頻率的方波波形（發(fā)聲使用正弦波最好，方波效果稍次但影響不大），喇叭就會發(fā)出七種不同的聲音，依照人聽覺分辨7個音階分為三組，分別為高中，低音階頻率，經(jīng)計算可得，當OCR1A=(500000/musicmem[i]-1)時，{131,147,165,175,196,220,247}存放低音階頻率，{262,294,330,349,392,440,494}存放中音階頻率，{524,588,660,698,784,880,988}則存放高音階頻率，所以需要定義三個數(shù)組存放各音階的頻率值。除了音符頻率以外還需要音長，所以定義1個2位數(shù)組表示一段音樂，第一個表示頻率，第二個表示音長，播放時先訪問頻率數(shù)組，使喇叭發(fā)聲，之后訪問音長數(shù)組，確定喇叭發(fā)聲時間。而有了音符頻率數(shù)組，只要再得到任意一首歌的簡譜，就可以將其轉(zhuǎn)化為兩個數(shù)組的形式，由音符對應(yīng)的頻率得出頻率數(shù)組，然后再根據(jù)每個音符的音長，將其通過樂曲的節(jié)拍和音符的拍數(shù)計算出音符持續(xù)時間即可得出音長數(shù)字。 第8頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 五、電子琴的設(shè)計過程: 5.1設(shè)計過程： 5.2 實驗所需元器件： ATmega16L型單片機，JTAG下載器，揚聲器，4*4矩陣鍵盤，液晶屏，LM386，實驗盒(內(nèi)裝剪刀、鑷子、導(dǎo)線等用品)等 第9頁 1602LCD北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 5.3實驗程序主要流程圖： 5.4實驗原理及原理圖 ： 5.4.1實驗原理 ： 以ATmega16單片機作為整個系統(tǒng)的控制中心，外加琴鍵控制模塊、播放模塊、顯示模塊，使制作的電子琴完成設(shè)想的功能。琴鍵控制模塊為4*4矩陣鍵盤，可以通過按下不同的琴鍵彈奏出不同的音階，每個音階對應(yīng)著不同的頻率，一段音樂是由許多不同的音階組成，這樣我們就可以根據(jù)不同的頻率組合得到我們想要的音樂，同時在錄制模式下，還可以通過按不同的按鍵記錄下不同的音階，由此記錄一段音樂。播放模塊接收對應(yīng)頻率的方波，由此播放琴鍵彈奏的音階以 第10頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 及播放預(yù)先存放在單片機里的音樂。顯示模塊顯示出當前所處的模式。 5.4.2 原理圖： 5.5各模塊的設(shè)計與詳解： ? 中央處理器——ATmega16： 第11頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 實驗中，PB0~PB7全部設(shè)置為輸出，分配給LCD液晶顯示屏D0~D7管腳；PA0~PA7連接4*4矩陣鍵盤的八個引腳；PD4、PD6和PD7設(shè)置為輸出狀態(tài)，分別連接到LCD顯示屏的RS、R/W和E端口上；PD5置為輸出狀態(tài)，接到揚聲器的一個管腳，揚聲器的另一管腳接地；VCC為電源，向LCD顯示屏供電；GND為公共接地。 ? 琴鍵控制模塊——4*4矩陣鍵盤： 工作原理：按鍵設(shè)置在行、列線交點上，行、列線分別連接到按鍵開關(guān)的兩端。行線通過上拉電阻接到+5V 電源上。無按鍵按下時，行線處于高電平的狀態(tài)，而當有按鍵按下時，行線電平由與此行線相連的列線的電平?jīng)Q定。 ? 顯示模塊——LCD液晶顯示屏： 第12頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 引腳詳解： 第1腳：VSS為地電源。第2腳：VDD接5V正電源。 第3腳：VL為液晶顯示器對比度調(diào)整端，接正電源時對比度最弱，接地時對比度最高，對比度過高時會產(chǎn)生“鬼影”，使用時可以通過一個10K的電位器調(diào)整對比度。 第4腳：RS為寄存器選擇，高電平時選擇數(shù)據(jù)寄存器、低電平時選擇指令寄存器。 第5腳：R/W為讀寫信號線，高電平時進行讀操作，低電平時進行寫操作。當RS和R/W共同為低電平時可以寫入指令或者顯示地址，當RS為低電平R/W為高電平時可以讀忙信號，當RS為高電平R/W為低電平時可以寫入數(shù)據(jù)。 第6腳：E端為使能端，當E端由高電平跳變成低電平時，液晶模塊執(zhí)行命令。 第7～14腳：D0～D7為8位雙向數(shù)據(jù)線。 第13頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 第15腳：背光源正極。第16腳：背光源負極。 ? 播放模塊——揚聲器： 原先以為單片機本身的電源電壓不足以驅(qū)動揚聲器工作，所以設(shè)計了有LM386的功放模塊，后來在實際操作的過程中測試發(fā)現(xiàn)，單片機本身的電源足以驅(qū)動揚聲器播放音樂音調(diào)，因此舍棄了LM386功放模塊的設(shè)置。 5.6程序源代碼及程序分析： #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int const uchar table[]=“HELLO WELCOME!”; volatile uint num=0,count=0;volatile uint Mode=0,list=2,pause=0,aim=0,sure=0,del=0;volatile int state=0, S=1; //定義全局變量,S為變速變量 const uint Mode_Data[16]={0,440,494,523,587,659,698,784,880,998,1046,1156,1318,1396,1568};//存放聲音的頻率 //音高對應(yīng)定時器初始化數(shù)值（低la~高la+休止符），cpu頻率1MHz，用8分頻 const uchar tone[]={0x00,0x8E,0x7E,0x77,0x6A,0x5E,0x59,0x4F,0x47,0x3F,0x3B,0x35,0x2F,0x2C,0x27,0x23,0X19,0X15}; uint Ssong[10][2]={{0,0},{0,0},{0,0},{0,0},{0,0},{0,0},{0,0},{0,0},{0,0},{0,0}}; //******************************************** void delay_us(int n) //微妙級延時函數(shù)； { 第14頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 while(n--){ asm(“nop”);//自動延時一個時鐘周期什么也不做 } } void delay_ms(int n) //毫秒級延時函數(shù)； { int m=14500*n;while(m--){ asm(“nop”);} } //********************************************** /************************ 屏幕顯示函數(shù) ************************/ void write_com(uchar com){ PORTD&=~(1<<4); //低電平指令模式。高電平數(shù)據(jù)； PORTD&=~(1<<6); //低電平寫； PORTB=com;PORTD|=(1<<7); //高電平使能 delay_ms(1);PORTD&=~(1<<7); } void write_dat(uchar dat){ PORTD|=(1<<4);PORTD&=~(1<<6);PORTB=dat;PORTD|=(1<<7);delay_ms(1);PORTD&=~(1<<7);} /*********************************** * 音樂產(chǎn)生函數(shù) * * 功能：輸出頻率為x的方波* * 范圍：x:100-20000Hz，0：不發(fā)聲 * * ***********************************/ 第15頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 void sound(int i) { TIMSK|=(1<<2);sei(); if(i&&i<17) //按了音符鍵了,且在0到F鍵這16個發(fā)音鍵上，才發(fā)聲 { OCR1A=tone[i]; TCCR1A=0X50; //控制寄存器，選擇可翻轉(zhuǎn)功能，產(chǎn)生方波； TCCR1B=0X0a; PORTD=(1<<5);} else { TCCR1A = 0x00; //頻率為0，休止符，不發(fā)聲 TCCR1B=0X00; OCR1A=0; } } /************************************ 彈奏函數(shù) ************************************/ void play(int n) //參數(shù)為鍵盤上的數(shù)字； { write_com(0X80+0X40+n);write_dat(16);sound(n); //彈奏音符； delay_ms(1);write_dat(20); TCCR1A=0x00; TCCR1B=0X00; //中斷，為下一個節(jié)拍做準備； PORTD|=(1<<5); //PD5作為輸出管腳，接揚聲器； } //___________________________________________ void INI_POTR(void){ DDRD|=0xff;DDRB=0xff; PORTD=(1<<5);PORTD&=~(1<<7);DDRA=0xff; //A口作為鍵盤輸入口； DDRB=0xff; } //_____________________________________ 第16頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 void INN_DEVICE(void){ MCUCR=0X00; // 中斷寄存器置零； } //____________________________________ //檢測鍵盤是否被按下的函數(shù) uint isKeyPress(){ DDRA=0xff; //初始設(shè)置端口均為輸出 PORTA=0xf0; //設(shè)置端口的初值為11110000 DDRA=0xf0; //將低四位設(shè)為輸入 if(PINA == 0xf0) //當沒有按下時，PINA仍然為11110000 { DDRA=0xff; return 0; //返回0，代表未按下 } else //當按下后，PINA不再是11110000 { DDRA=0xff; return 1; //返回1，代表按下了 } } //鍵盤輸入檢測函數(shù)； //_______________________________ int key_in(void) { DDRA = 0xff; //先全部設(shè)置為輸出，再將后四位置為輸入 PORTA = 0xf0; //設(shè)置高低電平 DDRA = 0xf0;uint i = 0,j = 16,Key = 17; unsigned char temp1,temp2; if(isKeyPress()){ temp1 = PINA; temp1 &= 0x0f; //只關(guān)心低四位的情況 switch(temp1) { case 0b00000001: j = 0; break; case 0b00000010: j = 1; 第17頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 break; case 0b00000100: j = 2; break; case 0b00001000: j = 3; break; } temp2 = PINA; temp2 &= 0x0f; if(temp1!= temp2) return 17; DDRA = 0xff; PORTA= 0x0f; DDRA = 0x0f; temp1 = PINA; temp1 &= 0xf0; switch(temp1) { case 0b00010000: i = 0; break; case 0b00100000: i = 1; break; case 0b01000000: i = 2; break; case 0b10000000: i = 3; break; } temp2 = PINA; temp2 &= 0xf0; if(temp1!= temp2) return 17; Key = i*4 + j+1;// return Key; } } /***************************** //去抖動 //只關(guān)心高四位的情況第18頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 音樂播放函數(shù)； *****************************/ void m_sound(uint a){ int m=(62500/a)-1; //發(fā)聲原理 OCR1A=m; TCCR1A=0X50; //控制寄存器，選擇可翻轉(zhuǎn)功能，產(chǎn)生方波； TCCR1B=0X0a;} //**********************************播放函數(shù)； void music_play(uint a[][2]){ const char Mtable[]=“Music Mode”; write_com(0X01); //清屏； for(int i=0;i<5;i++) { write_dat(Mtable[i]); } int i=0; char tem=aim,T=1; while((a[i][1]!=0)&&(tem==aim)&&state) { //A 返回 B 暫停 F 模式 C 上一曲你 D 播放 E 下一曲； num=key_in(); switch(num) { case 16: state=0; // F STATE = 0彈奏 break; case 15: aim=1; //下一首E break; case 14: pause=1; //播放D break; case 13: aim=0; ///上一首C break; case 12: pause=0; ///暫停B break; case 11: 第19頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 T=2; break;case 10: T=1; break;case 9: T=0;break;case 5: //變速，1代表正常速度A //慢速0 //快速9 //5 降調(diào) S=0.5; break; case 6: S=1; break; default: break; } while(a[i][0]&&pause) { num=key_in(); if(num==12) { pause=0; } else { if(S == 0.5) m_sound(a[i][0]*S); else m_sound(a[i][0]); if(T==2) delay_ms(a[i][1]-100); else if(T==0) delay_ms(a[i][1]+100); else delay_ms(a[i][1]); i++; TCCR1A=0x00; TCCR1B=0X00; } } pause=0; //6 正常調(diào) //加減速 //下一個音符； 第20頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 TCCR1A=0x00; TCCR1B=0X00; //中斷，為下一個節(jié)拍做準備； } if(a[i][1]==0){ aim =(++aim)% list; } } /***************** 錄制音樂函數(shù)； *****************/ void record(void){ write_com(0X01); const uchar R_table[]=“Recording Mode”; for(int i=0;i<9;i++){ write_dat(R_table[i]);} pause=1;while(pause){ uint Skey = key_in(); if((Skey>0)&&(Skey<11)) { int i=0;//count=0; while(i<10) { Skey=key_in(); OCR1A=0; TCCR1A=0x00; TCCR1B=0X00; if((Skey>0)&&(Skey<11)) { play(Skey); Ssong[i][0]=tone[Skey]; Ssong[i][1]=600; i++; delay_ms(20); } if(Skey==14) 第21頁 //清屏；//開始錄制 //先清零計數(shù)器 //錄制完成，北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 按D鍵結(jié)束錄制 { i=10; } } pause=0; //借助 PAUSE 來標記一下什么時候退出while } } } //***************************歌曲數(shù)據(jù) uint music_data[][2]= { {440,400},{440,400},{659,400},{659,400},{740,400},{740,400},{659,800}, {587,400},{587,400},{554,400},{554,400},{494,400},{494,400},{440,800}, {659,400},{659,400},{587,400},{587,400},{554,400},{554,400},{497,800}, {659,400},{659,400},{587,400},{587,400},{554,400},{554,400},{497,800}, {440,400},{440,400},{659,400},{659,400},{740,400},{740,400},{659,800}, {587,400},{587,400},{554,400},{554,400},{494,400},{494,400},{440,800}, {0,0} }; // abcdefg uint music_1[][2]= {{262,400},{294,400},{330,400},{262,400},{262,400}, //樂譜 {294,400},{330,400},{262,400},{330,400},{349,400}, {392,800},{330,400},{349,400},{392,800},{392,300}, {440,100},{392,300},{349,100},{262,400},{392,400}, {440,300},{392,100},{349,300},{330,100},{262,400}, {294,400},{196,400},{262,400},{294,800},{196,400}, {262,400},{294,800},{0,0}};//music_1 int main(void){ INI_POTR(); //初始化 write_com(0X38); //顯示光標等； write_com(0X01); //清屏； write_com(0X0f); //打開光標； write_com(0X06); write_com(0X80+0X02); for(int i=0;i<8;i++) 第22頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 { write_dat(table[i]); } write_com(0X80+0X11); delay_ms(5); while(1) { num = key_in(); if(num==16) //模式選擇 { if(state==1) state=0; else state=1; } 放模式 if(state==1) { (state==1) { switchaim() { case 0: music_play(music_data); break; case 1: music_play(Ssong); break; default: break; }while delay_ms(10); } } else if(num==11) //錄制模式； { record(); delay_ms(10); } else { write_com(0X01); 第23頁 //播 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 } const uchar Ptable[]=“playing Mode”; for(int i=0;i<7;i++) { write_dat(Ptable[i]); } while((num!=16)&&(num!=11)) { play(num); num=key_in(); } } } //彈奏模式 5.7實驗結(jié)果： 實現(xiàn)了最初設(shè)想的功能，所設(shè)計的電子琴可以進行即興彈奏、錄制音樂、播放音樂以及音樂變速。測試圖片如下： 第24頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 第25頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 接通電源后，顯示屏以每次顯示一個字符的形式顯示出“HELLO WELCOM!”的歡迎文字，接著自動進入彈奏模式，并在LCD的第一行顯示出“Playing Mode”的文字，用戶每次按下按鍵都會在LCD的第二行的相應(yīng)位置出現(xiàn)對應(yīng)按鍵順序的光標閃爍。在彈奏模式下，按下F鍵會進入播放模式，LCD顯示出“Music Mode”字樣，此時按下D鍵是播放/繼續(xù)，按下B鍵是暫停，C鍵和E鍵分別代表上一首和下一首，9鍵則是將音樂速度調(diào)整為慢速，再次按下F鍵會回到彈奏模式。在彈奏模式下，按下A鍵會進入錄制模式，此時LCD顯示“Recording Mode”字樣，可以使用1~0十個按鍵進行錄音，想要聽聽錄制好的音樂，可以切換到播放模式下進行欣賞。 六、排錯過程： ? 基礎(chǔ)題目訓(xùn)練階段： 1.硬件連接好之后，在進行編程的過程中發(fā)現(xiàn)端口不夠用，因為PB3和PD3這兩個能產(chǎn)生中斷的端口必須空出來作為暫停和開 第26頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 始按鍵的接口，于是我重新布線，將數(shù)碼管顯示小數(shù)點的右下角的引腳改接到PC0，同時在代碼中將此端口設(shè)置為高電平輸出，這樣就解決了該問題。 2.當我們簡單地把流水燈和計時器代碼合并在一起然后編譯運行時，卻發(fā)現(xiàn)流水燈在工作，計時器卻停止了工作。經(jīng)過仔細排查，發(fā)現(xiàn)簡單地將代碼合并會導(dǎo)致單片機陷入流水燈的工作循環(huán)，而沒有進入計時器的工作進程。經(jīng)過一番思考，我們將流水燈的代碼加以修改寫入計時器的工作循環(huán)中，解決了計時器不工作的問題。 3.但是新問題又出現(xiàn)了，我們發(fā)現(xiàn)按下計時器的暫停按鈕后，會導(dǎo)致流水燈也停止工作。經(jīng)過小組的討論，我們決定在中斷程序函數(shù)里面加上流水燈工作的代碼并加以修改使其能夠在中斷函數(shù)里面運行。經(jīng)過多次調(diào)試，終于實現(xiàn)了計時器的計時、暫停、繼續(xù)功能，并且流水燈能夠一直工作不受計時器的暫停影響。 4.在調(diào)整計時器計時精讀的過程中，我們發(fā)現(xiàn)本實驗中使用的ATmega16頻率不是16MHz，也不是1MHz，為了盡可能的實現(xiàn)秒表計時，試驗了很多的數(shù)字組合，最后達到了30秒誤差1秒的精確度，當然還可以達到更高的精確度。 ? 電子琴設(shè)計與實現(xiàn)階段： 1.在硬件連接的時候，沒想到LCD液晶顯示屏的每根管腳都需要 第27頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 連接，導(dǎo)致在進行程序下載驗證的時候，顯示屏總是不能顯示出應(yīng)有的文字，后來參考了相關(guān)文檔資料發(fā)現(xiàn)是V0這個管腳也必須接地才可以，解決了問題。 2.在安插矩陣鍵盤的時候，費了很多功夫，首先，不知道哪根管腳是行線哪根管腳是列線，其次不知道所連接的端口的輸出輸入模式應(yīng)該怎么設(shè)置，導(dǎo)致設(shè)計過程受阻，后來觀看了視頻并查閱相關(guān)資料解決了此問題。 3.在初步完成電子琴的彈奏功能程序時，我們開始對單片機進行測試，發(fā)現(xiàn)在按下數(shù)次按鈕后單片機就會卡死，我們仔細檢查了彈奏功能的代碼，經(jīng)過多次排查，我們小組最終將鍵盤檢測函數(shù)key_in()和彈奏函數(shù)play()兩條語句的執(zhí)行順序交換，以達到比較好的邏輯順序效果，提高了程序的穩(wěn)定性，把多次按下按鈕會導(dǎo)致單片機卡死的問題給基本解決了。 4.播放音樂功能也是我們設(shè)想的一個重要功能。剛開始，按照我們的思路去實現(xiàn)該功能時，在測試時播放音樂是實現(xiàn)了，但是暫停和繼續(xù)功能都沒能夠?qū)崿F(xiàn)。我們小組對代碼進行重新檢查，檢查出幾個比較嚴重的邏輯錯誤。我們重新調(diào)整播放音樂函數(shù)的判斷語句和循環(huán)結(jié)構(gòu)，并加入一個pause變量來標志暫停狀態(tài)，在按下暫停按鈕時將pause標志為0，使程序退出播放循環(huán)。經(jīng)過一番努力，我們順利完成了暫停播放和繼續(xù)播放的功能。 5.錄制音樂功能的實現(xiàn)是整個實驗過程里面最為困難的一環(huán)。我第28頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 們預(yù)先設(shè)想的實現(xiàn)方法是每按下一個按鍵，將對應(yīng)音階的數(shù)字和節(jié)拍存入數(shù)組中，然后錄制完成后自動播放錄制的音樂。但是，我們實際測試時發(fā)現(xiàn)錄制的音樂并沒有能自動播放。經(jīng)過小組討論，我們決定將錄制好的音樂在播放音樂模式里面播放，根據(jù)這個思路，我們將錄制的音樂對應(yīng)的數(shù)組用播放音樂函數(shù)進行播放，成功地實現(xiàn)了錄制音樂并播放的功能。 七、心得體會： 為期9天的單片機小學(xué)期圓滿結(jié)束，不得不說，我從中學(xué)到了很多知識，從一個對單片機一竅不通的小白，蛻變成了一個熟悉單片機各個端口的作用和使用方法、懂得如何編程實現(xiàn)相應(yīng)功能的技術(shù)人員。 在這九天中，我們通過觀看老師給的視頻資料和文檔，加上查閱的資料，獨立完成了所布置的任務(wù)。由于有C++的基礎(chǔ)，加上有硬件的端口以及相應(yīng)設(shè)備的使用說明文檔的幫助，因此在我看來，在AVR Studio上進行C語言的編程從邏輯上比C++更容易理解，所需要的只是在編程時將端口的配置和邏輯函數(shù)結(jié)合到一起，實現(xiàn)編寫的函數(shù)對單片機端口以及內(nèi)部中斷的控制。 第一天剛接到流水燈和數(shù)碼管秒表計時器的任務(wù)的時候，內(nèi)心真的十分激動，心想：實現(xiàn)了這個不就實現(xiàn)了街邊廣告牌上滾動的文字了么！但是一看到ATmega16芯片時還是傻了眼，心想：這么多的管腳都該怎么用??？“視頻里有”，同學(xué)告訴我，于是我就開始認真地 第29頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 研究起老師給的單片機教學(xué)視頻和它的技術(shù)文檔。由此發(fā)現(xiàn)，只需要將單片機的端口設(shè)置好，再套上一個循環(huán)結(jié)構(gòu)，就可以實現(xiàn)流水燈的功能了。說做就做，于是最初的流水燈就實現(xiàn)了，可以一個一個依次循環(huán)點亮。那時真是好高興！在做數(shù)碼管的時候，由于不知道數(shù)碼管的顯示與管腳之間的關(guān)系，于是我先創(chuàng)建了一個數(shù)組，數(shù)組中的元素都是8位二進制數(shù)，其中只有一位是1，其余位都是0，如下： char a[8] = { 0b00000001，0b00000010，0b00000100，0b00001000，0b00010000，0b00100000，0b01000000，0b10000000 }; 然后我采用一個循環(huán)，將端口PORTX每次等于一個a[i]，單步運行，找出了數(shù)碼管的顯示與管腳之間的對應(yīng)關(guān)系。這樣，之后的工作就輕松許多，只需要在該亮的位置將對應(yīng)的PORTX端口置為1，就可以顯示出自己想要的數(shù)字了。流水燈和數(shù)碼管秒表計時器都分別完成了，最后只需將它們合在一起共同工作即可。不過這個過程也不是一帆風順的，因為中斷的概念我剛開始覺得很難理解，也不知道該將中斷的有關(guān)函數(shù)放在代碼的哪個位置，因此反復(fù)糾結(jié)反復(fù)研究視頻和技術(shù)文檔，持續(xù)了一段時間。后來我和同學(xué)決定將兩份流水燈的程序，一份放在主程序main中，和秒表計時器的程序放在一起，即實現(xiàn)兩者同時工作，且流水燈的閃爍間隔是一秒，另一份放在中斷服務(wù)程序中SIGNAL()中，即實現(xiàn)按下按鈕進入中斷服務(wù)程序后，秒表計時器暫停 第30頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 工作，而流水依舊在依次循環(huán)閃爍。由此實現(xiàn)了流水燈和秒表計時器的獨立工作，互不影響。 完成了基礎(chǔ)題目的訓(xùn)練任務(wù)，我信心滿滿，迎來了我的下一個任務(wù)——電子琴。剛開始選題的時候覺得電子琴蠻有趣的，可以彈奏可以錄音可以播放，而且原理看起來也比較簡單。但是其實不是這樣的，拿到元器件的時候，我發(fā)現(xiàn)，LCD液晶顯示屏有16個管腳！矩陣鍵盤有8個管腳！但是有了前面對付ATmega16芯片的經(jīng)驗，我沉住氣，查閱了有關(guān)LCD液晶顯示屏和矩陣鍵盤的技術(shù)文檔，以及一些經(jīng)驗之作，初步定下了鍵盤接到A端口，LCD的8個數(shù)據(jù)口接到B端口，D端口用于LCD的讀寫控制使能端以及揚聲器的輸入端。至此，硬件的連接工作就完成了，根據(jù)硬件的連接，我們開始了程序的編寫。鍵盤檢測函數(shù)、播放函數(shù)、液晶顯示函數(shù)，彈奏功能，錄制功能??一步一步，一個完整的系統(tǒng)漸漸完善。由于有硬件，因此我們編寫的程序可以馬上下載到板子里驗證效果，并及時修改，大大方便了我們排錯和系統(tǒng)優(yōu)化。期間由于JTAG下載器和AVR Studio總是出現(xiàn)連接失敗的情況，浪費了我們許多寶貴的時間，個人總結(jié)原因是驅(qū)動可能用了一段時間會失效，解決辦法是重新啟動計算機，并將WINAVR這個環(huán)境卸載后再次裝上，并且是裝到與上一次不同的盤中，同時編譯AVR程序的時候先接上JTAG下載器，試驗了許多次，這個方法很管用，之后就沒有出現(xiàn)該問題了。最終，電子琴的功能基本完成，并且達標，能實現(xiàn)彈奏、播放、錄制、變速等最初設(shè)想的功能，但是可能還有一些小BUG沒有調(diào)出來，導(dǎo)致電子琴在運行的過程中有不穩(wěn)定的現(xiàn)象，第31頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 也不能排除是板子的問題。 最終，單片機小學(xué)期圓滿結(jié)束了！9天的時間，完全的自己動手實驗，不僅增加了自己對單片機的理解，提高了自己的編程能力，而且在這個過程中，我覺得團隊的合作至關(guān)重要，自己連接的電路或者自己編寫的程序，在自己看來都是對的，但是旁觀者清，隊友能很容易地幫你找出其中的錯誤；在和隊友的討論中，我能了解對方的想法和思路，多種想法和思路的碰撞能讓我收獲更多新的東西；組內(nèi)的分工能讓每個人都盡到自己的責任，發(fā)揮自己所長。 總之，這次單片機小學(xué)期是一次難忘的過程，一次豐富知識、提升技能的歷程，也激起了我對單片機的興趣，我今后會多多研究單片機，爭取更上一層樓！ 八、參考文獻： 1.AVR C庫函數(shù)介紹.pdf 2.AVR C語言開發(fā)入門指導(dǎo).pdf 3.AVR單片機原理及應(yīng)用.pdf 4.AVR高速嵌入式單片機原理及應(yīng)用（修訂版）.pdf 5.深入淺出AVR單片機.pdf 6.1602液晶說明.pdf 7.AVR系統(tǒng)板說明.doc 8.cn_mega16-16L.pdf 9.EN_TC1602.pdf 第32頁 北京郵電大學(xué)信息與通信工程學(xué)院 10.字符手冊.pdf 11.百度百科《樂理》 12.AVR單片機軟硬件設(shè)計視頻教程-入門篇-第二講-AVR硬件電路設(shè)計教程 13.AVR單片機軟硬件設(shè)計視頻教程-入門篇-第三講-AVR開發(fā)基礎(chǔ)知識 14.AVR單片機軟硬件設(shè)計視頻教程-入門篇-第四講-C語言的流水燈驗證 15.AVR單片機軟硬件設(shè)計視頻教程-入門篇-第五講-按鍵與數(shù)碼管的程序設(shè)計 16.AVR單片機軟硬件設(shè)計視頻教程-入門篇-第六講-中斷與定時器 九、意見與建議: 1.建議老師能稍微講解一下實驗室AVR軟件的用法（視頻中講的是沒有JTAG下載器的，與實驗室不同，剛開始還以為是板子有問題）； 2.實驗室的元器件老舊，個別元器件特別是單片機芯片有問題之后，調(diào)BUG好久都不知道錯在哪里，建議更新。 第33頁 簡易紅外遙控系統(tǒng) 實驗報告 班級： 姓名： 學(xué)號： 指導(dǎo)老師： 學(xué)院： 北京郵電大學(xué) 一、實驗要求 1、遙控對象8個，被控制設(shè)備用LED分別代替，LED發(fā)光表示工作。接收機與發(fā)射機的距離不小于2米。2、8路設(shè)備中的一路為LED燈，用指令遙控LED燈亮度，亮度分為8級并用數(shù)碼管顯示級數(shù)。 3、在一定的發(fā)射功率下，盡量增大接收距離。 4、增加信道干擾措施。 二、實驗步驟 1、實驗前的準備工作 分析題目，對各個模塊進行詳細的設(shè)計，查找要使用的芯片的管腳圖、功能表等，設(shè)計整體電路，詳細到各個管腳的連線、所接電阻電容的大小、電路工作頻率等。 2、搭建電路 按照設(shè)計的電路圖搭建電路，電路分為發(fā)射和接收兩部分，搭建時一定要耐心細致，避免錯誤，連線應(yīng)當清晰明了，方便后期電路的檢查和調(diào)試，各模塊間最好相互獨立，搭線時注意VCC和地線的連接?？傊?，搭建電路就是要細心、耐心。 3、電路調(diào)試與改進 這是本次實驗的重點和難點，也是最耗費時間和精力的部分。往往在電路調(diào)試中會發(fā)現(xiàn)實驗電路的一些細節(jié)性錯誤。如果在電路確認無誤的情況下卻仍然得不到期望的結(jié)果，就要考慮電路的改進了，主要是要改變一些所連接的電阻和電容的值。當然，問題也可能出在面包板上，我們所用的面包板由于長期的使用，有一些插口之間發(fā)生了短路，或者接觸不良，都將會影響我們的實驗結(jié)果，所以這也是一個需要考慮和檢查的地方。 三、芯片選擇以及具體電路圖 見《簡易紅外遙控系統(tǒng)設(shè)計方案》 四、實驗截圖 發(fā)射管的輸出波形： 接收波形： 五、實驗中遇到的問題及解決方法 1、無線接收問題。 很多同學(xué)都遇到了這個問題，使用有線連接時能夠得到想要的輸出，使用無線時卻根本收不到信號。通過示波器對各個管腳輸出進行檢測，發(fā)現(xiàn)問題出在CX20106這個芯片。后來通過改變CX20106芯片管腳所接的電阻，得到了輸出，接受到了信號。 2、數(shù)碼管顯示問題 在發(fā)射和接收都調(diào)試好后，我發(fā)現(xiàn)我的數(shù)碼管在開關(guān)撥1和撥4的時候都只顯示0，用示波器檢查輸出沒有錯誤，懷疑是面包板插口下面短路了，于是重新?lián)Q了個位置插，結(jié)果就輸出顯示正確了。驗證了是面包板的問題。 六、心得體會 這次的小學(xué)期為期一周，我選擇的題目是簡易紅外遙控系統(tǒng)設(shè)計，因為在網(wǎng)上找到了上一屆學(xué)長的設(shè)計方案，因此方案設(shè)計這個較為困難的步驟就比較投機取巧地解決了。 然后是按照設(shè)計方案搭建電路，搭建電路是一件不困難但要細致的工作。事實也證明，我們大多數(shù)同學(xué)都很快的完成了電路的搭建，但調(diào)試卻不那么順利，最后檢查會發(fā)現(xiàn)很多細節(jié)上的遺漏或錯誤。對于我們的電路而言，任何一個細節(jié)的錯誤都可能導(dǎo)致結(jié)果的失敗。 在電路搭建完成并且檢查完成后，我開始用示波器檢查每個芯片的輸出管腳，在發(fā)射模塊的調(diào)制部分，一開始NE555D的輸出不正確，檢查電路連接也沒有錯誤，芯片也是好的，最后只能重插了該電路，結(jié)果就對了，所以之前應(yīng)該是面包板某個地方短路了，事實證明我們用的面包板某些插口間短路或者接觸不良是個還比較普遍存在的問題?？傊l(fā)射部分比較順利。 至于接收部分，當我從發(fā)射部分直接連線過去，結(jié)果很快就出來了，本來還挺高興，結(jié)果用無線時接收部分卻一點反應(yīng)都沒有。由于對芯片的了解并不深，一開始只是盲目按照學(xué)長的設(shè)計方案連線，連線完成后結(jié)果出不來，瞬間有種手足無措的感覺，無奈只好自己又重新學(xué)習認識了一下用到的幾塊芯片，嘗試著改變一些管腳所接的電阻和電容，后來又重新搭建了兩次電路，調(diào)試了三天終于有了結(jié)果。 通過這次課程設(shè)計，我不僅提高了動手能力，還學(xué)會了一些道理，那就是不能投機取巧，打好基礎(chǔ)最重要。試想如果一開始自己先好好研究芯片和電路而不是為了省事兒直接用學(xué)長的電路，后期的調(diào)試就不會那么困難，結(jié)果也應(yīng)該會更快出來。 最后感謝老師在整個課程設(shè)計中對我們的細心教誨和耐心指導(dǎo)，謝謝。第四篇：北郵小學(xué)期AVR單片機電子琴實驗報告
第五篇：北郵小學(xué)期實驗報告-簡易紅外遙控系統(tǒng)
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