機械原理與設計-現(xiàn)代機器的認知、分析與設計 課件 ch20-單片機控制及應用案例

單片機實驗——

數(shù)字時鐘實驗

實驗要求1、用定時器T0或T1，采用中斷方式，編程實現(xiàn)數(shù)字時鐘，顯示分鐘和秒鐘（用十進制顯示）。分鐘溢出可暫不考慮。2、加入按鍵控制，實驗板上有三個按鍵SW1、SW2、SW3可供使用，自行定義按鍵的功能，實現(xiàn)時鐘的“暫停”、“繼續(xù)”、“清零”等功能。3、拓展一：做成秒表，最小單位0.01秒（**.**）4、拓展二：做成倒計時，通過撥碼盤輸入“？分？秒”，按“開始”后，進行倒計時

定時/計數(shù)器T0、T1定時/計數(shù)器使用：計數(shù)功能：對外部輸入脈沖進行加1計數(shù)定時功能：同樣是通過計數(shù)方式實現(xiàn)，計數(shù)脈沖由單片機內部產生，為晶振頻率的12分頻信號，直至計滿溢出相關的寄存器：TH0、TL0；TH1、TL1；TMOD、TCON

TMOD（89H）：確定工作方式GC/TM1M0GC/TM1M0TCON（88H）：控制寄存器，可以位尋址TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0

定時/計數(shù)器時間常數(shù)的計算：

TH0、TL0；TH1、TL1

時間常數(shù)=溢出值–定時時間/機器周期其中：溢出值與定時器的工作方式選擇有關（13位、16位、8位）機器周期由晶振決定單次定時時間選擇：10ms、20ms、50ms、100ms單次最大定時時間估算：

中斷89C51單片機有5個中斷源，分別為：兩個外部輸入中斷INT0、INT1，兩個定時器中斷T0、T1，一個串口中斷ES中斷入口地址：

外部中斷00003H0

定時器T0000BH1

外部中斷10013H2

定時器T1001BH3

串口中斷0023H4

中斷

中斷相關寄存器：

TCON（88H）：控制寄存器（可以位尋址）TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0

IE（A8H）：中斷允許寄存器（可以位尋址）

EA——ESET1EX1ET0EX0

IP（B8H）：中斷優(yōu)先級控制（可以位尋址）

———PSPT1PX1PT0Px0

SCON（98H）：串口控制寄存器

硬件實物

仿真電路按鍵數(shù)碼管顯示電路51單片機硬件電路顯示、譯碼電路硬件電路數(shù)碼管硬件電路撥碼盤“1”表示與A接通，“0”表示不接通硬件電路8、4、2、1引腳經上拉電阻拉高，公共端A端低電平有效4個引腳與A接通為讀入為“0”，不與A接通讀入為“1”從244讀到的數(shù)據(jù)，需要取反，才能與撥碼盤上的數(shù)值對應硬件電路244撥碼盤公共端244端口地址：

按鍵三個按鍵可使用：SW1、SW2、SW3按鍵功能自行定義

程序編寫

ORG 0000H LJMP START ……

ORG 0060H START：…….；程序開始，初始化MAIN:……;主循環(huán)LCALLDISPLAYLJMPMAINDISPLAY:…….;顯示子程序RETDELAY：…….；延時子程序RET

END程序結構：

程序編寫軟件延時

實驗板晶振為11.0592M，由于本實驗中對延時精準要求不高，振蕩頻率可近似按照12M來計算，這樣1個機器周期就是1us。 DELAY1： MOVR7,#0FFH LOOP1: NOP NOP DJNZR7,LOOP1 RET計算一下上面這個DELAY1延時時間：[1+(1+1+2)*255+2]*1us=1023us

程序編寫顯示一位數(shù)字

MOV A,30H ；顯示30H低位的值 ANL A,#0FH MOV DPTR,#DSEG1 MOVCA,@A+DPTR MOV DPTR,#7FF3H MOVX@DPTR,ANOPDSEG1: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H；0—F的顯示段碼

DB 99H,92H,82H,0F8H DB 80H,90H,88H,83H DB 0C6H,0A1H,86H,8EH

Keil-C軟件、仿真設置1、創(chuàng)建工程Keil-C軟件、仿真設置2、選擇CPU（Atmel——89C51）Keil-C軟件、仿真設置3、設置工程（晶振：11.0592MHz）Keil-C軟件、仿真設置3、設置工程（仿真器：ICE52F）Keil-C軟件、仿真設置4、編譯、聯(lián)仿真

程序調試5、調試程序調試5、調試程序調試5、調試程序調試5、調試

單片機實驗——

水溫測量及控制實驗

實驗內容1、水溫測量

用PT100測量水溫，0809進行AD轉換，計算得到溫度值，顯示在右邊2位數(shù)碼管（十進制）2、水溫控制

撥碼盤設定溫度（顯示在左邊兩位，十進制），通過控制實驗板上的小繼電器，實現(xiàn)控制水壺加熱電路的通斷，控制水溫在設定溫度±1度范圍。【注：Proteus仿真的時候，可用發(fā)光二極管，反映水壺的通電加熱狀態(tài)】

傳感器（PT100）

傳感器接入

信號處理電路惠斯登電橋同相跟隨差動放大至0809熱電阻接入

ADC0809電路

ADC0809是8路模擬量輸入、8位并行數(shù)字輸出的逐次逼近式A/D轉換器.分辨率：8位轉換時間：取決于芯片的時鐘頻率，轉換1次需64個時鐘周期。當CLK=500KHz時，轉換時間約為128us。單一電源：+5V輸入模擬信號電壓范圍：0-5V

ADC0809電路CLOCK：10K-640KHz；ALE信號分頻后，為500KHzALE：上升沿地址鎖存START：上升沿復位，下降沿啟動轉換EOC：轉換結束，變高OE（Enable）：輸出允許，高電平有效ADD-A、ADD-B、ADD-C：通道地址選擇0809時序ADC0809通道地址ADC0809結果讀取轉換結果讀取方式：0809轉換結束，讀取結果的控制方式有三種模式：

定時讀取：啟動轉換后，加入一段延時程序，確保延時時間大于轉換所需時間，時間到，直接讀取結果。

查詢方式：查詢EOC的狀態(tài)，當EOC=1時，轉換結束，可以讀取結果。

中斷方式：EOC信號已接至INT1，即外部中斷1端口。采用中斷方式，轉換結束，自動申請中斷，采用邊沿觸發(fā)方式，在中斷服務子程序里讀取轉換結果。Proteus電路設計Proteus電路設計探針功能ADC0808替代0809OUT1-OUT8對應D7-D0惠斯通電橋Proteus電路設計時鐘信號設置：

示波器測試

繼電器2個繼電器，選用1個：每個繼電器的有三個端子：

常閉觸點（NC）

公共端（COM）

常開觸點（NO）

繼電器控制電路