XX9機(jī)電 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書.doc

XX9機(jī)電 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書實(shí)驗(yàn) 一、模擬開關(guān)燈實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、認(rèn)識(shí)單片機(jī)芯片內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)和功能； 2、學(xué)習(xí)Keil和Proteus軟件的基本使用方法； 3、了解了解單片機(jī)最小系統(tǒng)及單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。 二、實(shí)驗(yàn)說明 1、單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)基本過程1）啟動(dòng)Keil，創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目文件*.UV2;2)選擇單片機(jī)的型號(hào),如AT89C51;3）單擊菜單“File”“New”命令,新建源程序文件，輸入代碼，保存為*.c;4）把源程序文件添加到項(xiàng)目中，在項(xiàng)目管理器中，在展開的“Source Group1”上單擊右鍵，選擇“Add Filesto GroupSource Group1”命令，選擇文件添加。 5)選中Target1，鼠標(biāo)右鍵菜單“Options forTargetTarget1”命令，在“Output”選項(xiàng)卡中選中“Create HEXfile”復(fù)選框；6）執(zhí)行菜單“Project”“Rebuild alltarget files”命令，編譯項(xiàng)目并生成*.hex文件；7）打開Proteus ISIS軟件，建立硬件控制電路；8）用鼠標(biāo)雙擊“ATC89C51”單片機(jī)彈出對(duì)話框，在“Program File”中載入編譯好的“*.HEX”文件；9）在Proteus環(huán)境中啟動(dòng)調(diào)試程序，觀察仿真結(jié)果。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容使用單片機(jī)監(jiān)控一個(gè)按鍵開關(guān)，通過一個(gè)發(fā)光二極管顯示其工作狀態(tài)。 如果開關(guān)打開，LED燈熄滅；開關(guān)合上，LED燈亮 2、硬件原理圖 3、軟件設(shè)計(jì)#include/包含的頭文件，對(duì)單片機(jī)內(nèi)部特殊功能寄存器進(jìn)行了符號(hào)定義sbit Led=P10;/定義位名稱sbit Key=P17;void main()P1=0xff;while (1)Led=Key;畫出程序流程圖 四、思考題 1、使用Keil和Proteus如何建立單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)，描述基本過程。 2、單片機(jī)的最小系統(tǒng)包含哪些電路？實(shí)驗(yàn) 二、流水燈實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、學(xué)習(xí)單片機(jī)并行I/O端口的使用方法； 2、學(xué)習(xí)延時(shí)子程序的編寫； 3、學(xué)習(xí)Keil和Proteus軟件的基本使用方法。 二、實(shí)驗(yàn)說明 1、P1口為一組雙向口，每位都可獨(dú)立地定義為輸入或輸出線，在作輸入線使用前，必須向鎖存器相應(yīng)位寫入“1”，該位才能作為輸入（即P1=0xff）。 2、本實(shí)驗(yàn)中延時(shí)采用循環(huán)程序來(lái)實(shí)現(xiàn),入口參數(shù)控制延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容P1口做輸出口，接八位邏輯電平顯示，編寫程序，使發(fā)光二極管循環(huán)點(diǎn)亮。 通過一個(gè)按鍵開關(guān)控制顯示順序，如果開關(guān)打開，LED自上而下依次點(diǎn)亮；開關(guān)合上，LED從下向上依次點(diǎn)亮。 2、硬件原理圖 3、軟件設(shè)計(jì)1）、畫出程序流程圖2）源程序#include#define ucharunsigned char/類型重定義#define uintunsigned intsbit Key=P00;/定義位名稱void DelayMS(uint ms);/延時(shí)函數(shù)原型聲明void main()uchar i,keyPre,shift;Key=1;while (1)keyPre=Key;if(keyPre)shift=0x01;for(i=0;i8;i+)P1=shift;DelayMS (200);shift=1;elseshift=0x80;for(i=0;i=1;void DelayMS(uint ms)uchar i;while(ms-)for(i=0;i120;i+); 四、思考題 1、MCS-51系列單片機(jī)的P0P3四個(gè)I/O端口在結(jié)構(gòu)上有何異同？使用時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)？實(shí)驗(yàn) 三、定時(shí)器實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、學(xué)習(xí)單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器的使用和編程方法； 2、掌握中斷處理程序的編寫方法； 3、學(xué)習(xí)Keil和Proteus軟件的基本使用方法。 二、實(shí)驗(yàn)說明 1、采用定時(shí)器方式設(shè)計(jì)一交通燈控制系統(tǒng)，使道路狀態(tài)切換時(shí)間更準(zhǔn)確。 正常情況下，90s后信號(hào)燈由“紅燈”轉(zhuǎn)“黃燈”，經(jīng)過2s的過渡后“黃燈”轉(zhuǎn)“綠燈”，另外設(shè)東西方向、南北方向緊急開關(guān)各一個(gè)，緊急開關(guān)閉合時(shí)，相應(yīng)方向切換成“綠燈”，以方便特種車輛通過。 另設(shè)置一個(gè)開關(guān)，在晚上由人工閉合，此時(shí)所有的燈都變成黃燈。 2、系統(tǒng)的晶振是12MHZ，定時(shí)器1工作于方式1，即16位定時(shí)器，定時(shí)器50000uS（50mS）中斷一次，所以定時(shí)常數(shù)的設(shè)置可按以下方法計(jì)算定時(shí)時(shí)間=（65536-定時(shí)常數(shù)）1uS=50000uS定時(shí)常數(shù)=15536，（0x3CB0）對(duì)50mS中斷次數(shù)計(jì)數(shù)10次,就是0.5秒鐘。 定時(shí)器0工作于方式1，定時(shí)20ms，定時(shí)常數(shù)=45536，（0XB1E00）。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1、硬件原理圖 2、軟件設(shè)計(jì)1）、畫出程序流程圖2）源程序#include#includeunsigned chart0;void yellow();/東西、南北方向同時(shí)打開黃燈void yellowflash();/東西、南北方向同時(shí)打開黃燈，每隔0.5秒開始閃爍void delay0_5s();/延時(shí)0.5秒void delayxms(unsigned chart);/延時(shí)t*0.5秒/*函數(shù)名稱ex_intex0;函數(shù)功能外部中斷0服務(wù)子程序*/void ex_intex0(void)interrupt0EA=0;/關(guān)閉中斷，不允許中斷嵌套while(P3&0x04)=0)/檢測(cè)外部中斷0是否持續(xù)有效P1=0x1E;/東西方向綠燈亮、南北方向紅燈亮，其它四個(gè)燈關(guān)閉。 EA=1;/打開中斷/*函數(shù)名稱ex_intex1;函數(shù)功能外部中斷1服務(wù)子程序*/void ex_intex1(void)interrupt2EA=0;/關(guān)閉中斷,不允許中斷嵌套while(P3&0x08)=0)/檢測(cè)外部中斷1是否持續(xù)有效P1=0x33;/東西方向紅燈亮、南北方向綠燈亮，其它四個(gè)燈關(guān)閉。 EA=1;/打開中斷/*函數(shù)名稱tm_timer0；函數(shù)功能定時(shí)器0服務(wù)子程序*/void tm_timer0(void)interrupt1EA=0;/關(guān)閉中斷，不允許中斷嵌套while(P3&0x40)=0)/檢測(cè)P3.6開關(guān)是否閉合yellow();/東西、南北方向同時(shí)打開黃燈TH0=0xb1;/20ms定時(shí)初值重新裝入TL0=0xe0EA=1;/打開中斷/主程序void main()TMOD=0x11;/T1工作方式1，T0工作方式0EA=1;EX0=1;IT0=0;/打開外部中斷0EX1=1;IT1=0;/打開外部中斷1ET0=1;/打開定時(shí)器0中斷TH0=0xb1;/20ms定時(shí)初值重新裝入TL0=0xe0TR0=1;/啟動(dòng)定時(shí)器0while (1)/無(wú)限循環(huán)P1=0x1e;/東西方向綠燈亮、南北方向紅燈亮，其他四個(gè)燈關(guān)閉。 delayxms (180);/延時(shí)90秒yellowflash();/東西、南北方向同時(shí)打開黃燈，每隔0.5秒閃爍一次P1=0x33;/東西方向紅燈亮、南北方向綠燈亮，其他四個(gè)燈關(guān)閉。 delayxms (180);/延時(shí)90秒yellowflash();/東西、南北方向同時(shí)打開黃燈，每隔0.5秒閃爍一次/*函數(shù)名稱yellow；功能東西、南北方向同時(shí)打開黃燈*/void yellow()P1=0x2d;/兩個(gè)黃燈同時(shí)打開/*函數(shù)名稱yellowflash；功能東西、南北方向同時(shí)打開黃燈，每隔0.5秒閃爍一次*/void yellowflash()unsigned chari;for(i=0;i2;i+)P1=0x2d;/兩個(gè)黃燈同時(shí)打開delay0_5s();P1=0xff;/兩個(gè)黃燈同時(shí)關(guān)閉delay0_5s();/*函數(shù)名稱delay0_5s函數(shù)功能延時(shí)0.5s，用T1工作方式1定時(shí)50ms，再循環(huán)10次得到0.5s的延時(shí)時(shí)間*/void delay0_5s()for(t0=0;t010;t0+)TH1=0x3c;TL1=0xb0;TR1=1;while(!TF1);/TF1=1時(shí)50ms定時(shí)時(shí)間到TF1=0;TR1=0;/*函數(shù)名稱delayxms；函數(shù)功能在函數(shù)delay0_5s的基礎(chǔ)延時(shí)，即延時(shí)t*0.5秒*/void delayxms(unsigned chart)for(t0=0;t0 四、思考題 1、如果更換不同頻率的晶振，會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象？如何調(diào)整程序？實(shí)驗(yàn) 四、外部中斷實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握外部中斷技術(shù)的基本使用方法; 2、掌握中斷處理程序的編寫方法； 3、學(xué)習(xí)Keil和Proteus軟件的基本使用方法。 二、實(shí)驗(yàn)說明 1、外部中斷的初始化設(shè)置共有三項(xiàng)內(nèi)容中斷總允許即EA=1；外部中斷允許即EXi=1（i=0或1）；中斷方式設(shè)置，中斷方式設(shè)置一般有兩種方式電平方式和脈沖方式。 本實(shí)驗(yàn)選用脈沖方式，中斷請(qǐng)求信號(hào)由引腳INT0(P3.2)引入。 2、51系列用于中斷的控制寄存器有四個(gè)TCON、IE、SCON及IP。 3、中斷過程分為三個(gè)階段中斷請(qǐng)求、中斷響應(yīng)、中斷服務(wù)。 4、開關(guān)K0（中斷請(qǐng)求信號(hào)）利用外部中斷INT0接入。 采用中斷邊沿觸發(fā)方式，每中斷一次，單片機(jī)對(duì)P1口完成一次讀寫操作。 當(dāng)P1.0P1.3任何一位輸出0時(shí)，相應(yīng)的發(fā)光二極管就會(huì)發(fā)光。 當(dāng)開關(guān)K0來(lái)回?fù)軇?dòng)一次時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)下降沿信號(hào)，通過INT0發(fā)出中斷請(qǐng)求。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1、硬件原理圖 2、軟件設(shè)計(jì)1)分別畫出主程序和中斷服務(wù)程序流程圖2)源程序#includesbit P1_0=P10;sbit P1_1=P11;sbit P1_2=P12;sbit P1_3=P13;sbit P1_4=P14;sbit P1_5=P15;sbit P1_6=P16;sbit P1_7=P17;/*函數(shù)名稱ex_intex0；函數(shù)功能外部中斷0服務(wù)子程序*/void ex_intex0(void)interrupt0P1_0=P1_4;P1_1=P1_5;P1_2=P1_6;P1_3=P1_7;/主程序void main()P1=0xff;/P1口四個(gè)按鍵位置1EX0=1;/開外部中斷0EA=1;/開中斷總開關(guān)IT0=1;/外部中斷0電平觸發(fā)while (1)/等待中斷; 四、思考題 1、簡(jiǎn)述中斷處理的一般過程。 實(shí)驗(yàn) 五、單片機(jī)之間的串行雙機(jī)通信 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、學(xué)習(xí)單片機(jī)串行口的工作原理； 2、掌握串行通信的編程方法及波特率的設(shè)置； 3、進(jìn)一步學(xué)習(xí)定時(shí)器的功能和編程。 二、實(shí)驗(yàn)說明 1、本實(shí)驗(yàn)采用兩臺(tái)AT89C51單片機(jī)U1和U2進(jìn)行串行雙機(jī)通信設(shè)計(jì)。 U1作為發(fā)送機(jī)，U2作為接收機(jī)，兩者的發(fā)送腳RXD和接收腳TXD交叉連接。 U1通過串行口間接控制與U2的P1口相連的8個(gè)LED發(fā)光管亮滅。 2、單片機(jī)間通信采用串行口方式1，對(duì)單片機(jī)U1編程時(shí)，需令SM0=0，SM1=1；對(duì)單片機(jī)U2編程時(shí)，除了令SM0=0，SM1=1，還需設(shè)置REN=1，使其允許接收。 3、晶體振蕩器頻率為11.0592MHz，選擇波特率為9600b/s，SMOD=0，定時(shí)器1工作方式2TH1=TL1=FDH。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1、硬件原理圖 2、軟件設(shè)計(jì)1）、畫出程序流程圖2）源程序單片機(jī)U1的發(fā)送程序使用Keil軟件建立“send”工程項(xiàng)目，建立源程序文件“send.c”，輸入如下源程序#include/流水燈控制碼unsigned charTab=0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F;/*函數(shù)名稱Send；函數(shù)功能發(fā)送一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)*/void Send(unsigned chardat)SBUF=dat;/將待發(fā)送數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖器while(TI=0）;TI=0；/用軟件將TI清零/*函數(shù)名稱delay；函數(shù)功能延時(shí)約150ms*/void delay(void)unsigned charm,n;for(m=0;m200;m+)for(n=0;n250;n+);/主程序void main(void)unsigned charI;TMOD=0x20;/TMOD=00100000B，定時(shí)器T1工作在方式2SCON=0x40;/SCON=01000000B，串口工作在方式1PCON=0x00;/PCON=00000000B，波特率9600b/s TH1=0xfd;/給定時(shí)器T1高8位賦初值TL1=0xfd;/給定時(shí)器T1低8位賦初值TR1=1;/啟動(dòng)定時(shí)器T1while (1)for(i=0;i8;i+)/共8位流水燈控制碼Send(Tabi);/發(fā)送數(shù)據(jù)i delay();/每發(fā)送一次數(shù)據(jù)，延時(shí)150ms再發(fā)送單片機(jī)U2的接收程序使用Keil軟件建立“receive”工程項(xiàng)目，建立源程序文件“receive.c”，輸入如下源程序#include/*函數(shù)名稱Receive；函數(shù)功能接收串行口數(shù)據(jù)*/unsigned charReceive(void)unsigned chardat;while(RI=0）;/空操作RI=0；/用軟件將RI清零，為接收下一幀數(shù)據(jù)做準(zhǔn)備dat=SBUF;/將接收緩沖器的數(shù)據(jù)存于dat returndat;/主程序void main(void)TMOD=0x20;/TMOD=00100000B，定時(shí)器T1工作在方式2SCON=0x50;/SCON=01010000B，串口工作在方式1，允許接收（REN=1）PCON=0x00;/PCON=00000000B，波特率9600b/s TH1=0xfd;/給定時(shí)器T1高8位賦初值TL1=0xfd;/給定時(shí)器T1低8位賦初值TR1=1;/啟動(dòng)定時(shí)器T1REN=1;/允許接收while (1)P1=Receive(); 四、思考題 1、異步串行通信協(xié)議的幀格式是怎樣的？已知系統(tǒng)時(shí)鐘頻率和波特率，如何計(jì)算定時(shí)器初值？ 2、接收時(shí)采用中斷方式時(shí)，程序代碼應(yīng)該如何改？示實(shí)驗(yàn) 六、數(shù)碼管顯示44陣列式鍵盤按鍵 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握數(shù)字、字符轉(zhuǎn)換成顯示段碼的軟件譯碼方法 2、掌握鍵盤和顯示器的接口方法和編程方法； 3、掌握陣列式鍵盤的硬件組成和軟件編程方法。 二、實(shí)驗(yàn)說明 1、本實(shí)驗(yàn)提供了一個(gè)4X4小鍵盤，向P0口的低四位逐個(gè)輸出低電平，如果有鍵盤按下，則相應(yīng)輸出為低，如果沒有鍵按下，則輸出為高。 通過輸出的列碼和讀取的行碼來(lái)判斷按下什么鍵。 2、去抖動(dòng)，有鍵按下后，要有一定的延時(shí)，防止由于鍵盤抖動(dòng)而引起誤操作。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1、硬件原理圖p1.0p1.1p1.2p1.3p1.4p1.5p1.6p1.7XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51C122PFC222PFC310uFX112MR110kK0K1K2K3K4K5K6K7K8K9KA KBKCKD KEKF234567891RP1RESPACK-8P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7R210kR310kR410kR510k 2、源程序及流程圖#include#define ucharunsigned char#define uintunsigned intuchar constdofly=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;/0-F的顯示代碼uchar keys_scan();void delay(uint i);void main()/主程序uchar key;P0=0x00;/數(shù)碼管滅，為顯示鍵碼作準(zhǔn)備while (1)key=keys_scan();/調(diào)用鍵盤掃描，switch(key)case0xee:P0=dofly0;break;/0按下相應(yīng)的鍵顯示相應(yīng)的碼值case0xde:P0=dofly1;break;/1case0xbe:P0=dofly2;break;/2case0x7e:P0=dofly3;break;/3case0xed:P0=dofly4;break;/4case0xdd:P0=dofly5;break;/5case0xbd:P0=dofly6;break;/6case0x7d:P0=dofly7;break;/7case0xeb:P0=dofly8;break;/8case0xdb:P0=dofly9;break;/9case0xbb:P0=dofly10;break;/a case0x7b:P0=dofly11;break;/b case0xe7:P0=dofly12;break;/c case0xd7:P0=dofly13;break;/d case0xb7:P0=dofly14;break;/e case0x77:P0=dofly15;break;/f/*函數(shù)名稱keys_scan；函數(shù)功能鍵盤掃描函數(shù)返回值返回鍵盤碼，高4位為行碼，低4位為列碼*/uchar keys_scan()uchar cord_h,cord_l;/行列值P3=0x0f;/列線輸出全為0cord_h=P3&0x0f;/讀入行線值if(cord_h!=0x0f)/先檢測(cè)有無(wú)按鍵按下delay (100);/消抖動(dòng)cord_h=P3&0x0f;if(cord_h!=0x0f)P3=cord_h|0xf0;cord_l=P3&0xf0;return(cord_h+cord_l);return(0xff);/*函數(shù)名稱delay；函數(shù)功能延時(shí)函數(shù)*/void delay(uint i)while(i-); 四、思考題 1、描述陣列式鍵盤掃描原理。 實(shí)驗(yàn) 七、簡(jiǎn)易波形發(fā)生器的制作實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、熟悉MCS-51單片機(jī)與D/A轉(zhuǎn)換器DAC0832的接線方法； 2、掌握DAC0832直通方式，單緩沖器方式、雙緩沖器方式的編程方法。 二、實(shí)驗(yàn)說明數(shù)/模轉(zhuǎn)換器采用DAC0832集成電路，其數(shù)據(jù)輸入端直接與單片機(jī)8051的P0口相連，輸出經(jīng)運(yùn)算放大器得到電壓波形。 DAC0832采用單極性單緩沖方式工作，鎖存器74LS373的Q0為DAC0832提供片選和數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)，兩個(gè)寄存器的寫控制端連接8051的寫輸出端。 在8051的P1口接三個(gè)開關(guān)K 0、K1和K2，用來(lái)設(shè)置輸出波形的類型，K 0、K1和K2，分別對(duì)應(yīng)正弦波、鋸齒波和方波。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 1、硬件原理圖D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D7D6D5D4D0D1D2D3WRCSCSWRWRLELE CSXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U274LS373C122pC222pX112MR110kC31uFGND+5VVREF8GND3VCC20CS1WR12DI34DI25DI16DI07RFB9GND10IOUT111IOUT212DI713DI614DI515DI416XFER17WR218ILE(BY1/BY2)19U3DAC08323267415U4UA741RV110K-12V+5v+12V+5VK0K1K2Volts-0.72ABCD 2、源程序及流程圖#include#include#define ucharunsigned char#define