單片機(jī)原理與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)課程講義-資料下載頁(yè)
2025-05-12 01:10本頁(yè)面
【正文】 本學(xué)期使用的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱，是由湖大達(dá)盛公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的單片機(jī)微機(jī)實(shí)驗(yàn)箱。上學(xué)期大家已經(jīng)使用該實(shí)驗(yàn)箱完成了微機(jī)原理課程的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，本學(xué)期我們將實(shí)驗(yàn)箱的處理器芯片換成51單片機(jī)，完成單片機(jī)原理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)箱中的布局以及箱中各部件的構(gòu)成情況，在上學(xué)期大家已經(jīng)有所了解，這里就不再贅述。我們需要說(shuō)明的是，我們利用這個(gè)實(shí)驗(yàn)箱，主要是利用它將計(jì)算機(jī)中已經(jīng)編譯好的hex文件下載到單片機(jī)芯片中。同時(shí)，由于它帶有許多常見(jiàn)的電路控制部件，我們使用它可以節(jié)省不少安裝接線的人力物力。因此，在實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們只需并通過(guò)電路連線，就可以完成單片機(jī)系統(tǒng)在硬件上實(shí)際運(yùn)行的目的。單片機(jī)程序下載的過(guò)程首先，在編程軟件中完成程序文件的編寫和編譯，并生成HEX文件；其次，在Proteus軟件中虛擬硬件調(diào)試通過(guò)確認(rèn)無(wú)誤；然后，打開(kāi)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱，將帶有51單片機(jī)芯片的CPU模塊插入實(shí)驗(yàn)箱的處理器插槽中。將撥動(dòng)開(kāi)關(guān)打EXP，然后打開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱電源開(kāi)關(guān)。在計(jì)算機(jī)中，打開(kāi)ISP30a文件夾。之后，左擊界面右邊芯片選擇窗口的下拉箭標(biāo)，選擇編程芯片的型號(hào)。再左擊界面上的“Open File”按鈕，選擇需要寫入的hex文件。這時(shí)，當(dāng)確認(rèn)編程電纜連接正確，且CPU工作正常后，左擊界面上的“Write”按鈕，開(kāi)始向芯片寫入程序。當(dāng)界面上出現(xiàn)寫入“OK”后，退出ISP程序，完成程序的下載。當(dāng)程序下載完成后，關(guān)閉實(shí)驗(yàn)箱電源。將需要用到的電路引腳與單片機(jī)引腳相連，檢查無(wú)誤后，打開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱電源開(kāi)關(guān)。（四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟單片機(jī)流水燈的實(shí)現(xiàn)根據(jù)前面實(shí)驗(yàn)三的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1，將其已編譯好的HEX文件通過(guò)編程電纜燒寫下載到單片機(jī)中，然后具體連線，查看電路通電后系統(tǒng)運(yùn)行的效果。單片機(jī)按鍵控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)根據(jù)前面實(shí)驗(yàn)四的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1，將其已編譯好的HEX文件通過(guò)編程電纜燒寫下載到單片機(jī)中，然后具體連線，查看電路通電后系統(tǒng)運(yùn)行的效果。（五）實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求整理實(shí)驗(yàn)中的觀察記錄結(jié)果。分析總結(jié)單片機(jī)軟硬件設(shè)計(jì)調(diào)試的方法和步驟。實(shí)驗(yàn)十 數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)（一）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私馄叨螖?shù)碼管的基礎(chǔ)知識(shí)和工作原理。掌握單片機(jī)控制數(shù)碼管進(jìn)行顯示的軟硬件方法。（二）、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備計(jì)算機(jī)、keil uVinsion4軟件、Proteus軟件（三）、實(shí)驗(yàn)原理七段數(shù)碼管的原理七段數(shù)碼管，其實(shí)內(nèi)部有8個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成，其中七個(gè)為長(zhǎng)條形狀，構(gòu)成“8”字，還有一個(gè)為小小的圓形，構(gòu)成小數(shù)點(diǎn)。七段數(shù)碼管各段按地址從高到低名稱依次為dp、g、f、e、d、c、b、a。若將各段發(fā)光二極管的正極連接在一起，將負(fù)極分別與各自的控制信號(hào)連接，則這種數(shù)碼管稱為共陽(yáng)極的數(shù)碼管；反之，若將各段發(fā)光二極管的負(fù)極連接在一起，將正極分別與各自的控制信號(hào)連接，則這種數(shù)碼管稱為共陰極的數(shù)碼管。共陽(yáng)極數(shù)碼管使用時(shí)，其控制信號(hào)應(yīng)當(dāng)是低電平點(diǎn)亮，而高電平熄滅；共陰極數(shù)碼管使用時(shí)，其控制信號(hào)應(yīng)當(dāng)是高電平點(diǎn)亮，而低電平熄滅。教材P62有數(shù)碼管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和字型碼表。大家使用數(shù)碼管進(jìn)行設(shè)計(jì)前務(wù)必要熟練掌握其應(yīng)用。數(shù)碼管的控制顯示方法單片機(jī)控制數(shù)碼管進(jìn)行顯示，有靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示兩種方式。所謂靜態(tài)顯示，這種方式常用于控制單個(gè)數(shù)碼管的情況。它是將每個(gè)數(shù)碼管的段碼端分別單獨(dú)與單片機(jī)的I/O引腳相連，從而保證每個(gè)數(shù)碼管上的顯示數(shù)據(jù)總是呈現(xiàn)靜止不變的狀態(tài)。所謂動(dòng)態(tài)顯示，這種方式常用于控制多個(gè)數(shù)碼管的情況。它將所有數(shù)碼管的段碼都連接到一起，只是將每個(gè)數(shù)碼管的位置選擇端（也就是公共端）在不同時(shí)刻給予有效工作電平，這樣就可實(shí)現(xiàn)在一個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)數(shù)碼管顯示，而其它數(shù)碼管則利用人眼的視覺(jué)暫留作用，形成多個(gè)數(shù)碼管假象靜態(tài)顯示的目的。（四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟單片機(jī)控制單個(gè)數(shù)碼管顯示利用keil軟件和Proteus軟件，根據(jù)數(shù)碼管的工作原理，完成利用單片機(jī)控制單個(gè)數(shù)碼管的簡(jiǎn)單系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試。單片機(jī)控制多個(gè)數(shù)碼管的顯示設(shè)計(jì)教材P64提供了單片機(jī)控制8個(gè)數(shù)碼管靜態(tài)顯示0~9和英文字母A、b、c、d、E、F，或者動(dòng)態(tài)顯示數(shù)字0~7的電路原理圖和源程序。大家通過(guò)程序和電路的調(diào)試，掌握數(shù)碼管顯示控制的設(shè)計(jì)方法。（五）實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求將兩個(gè)內(nèi)容的系統(tǒng)電路原理圖打印粘貼到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。寫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1的源程序代碼，畫出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2的源程序流程圖。記錄兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中軟硬件調(diào)試的過(guò)程以及運(yùn)行的結(jié)果，分析結(jié)果。實(shí)驗(yàn)十一 外擴(kuò)芯片程序設(shè)計(jì)（AD）（一）、實(shí)驗(yàn)?zāi)康睦斫釧/D轉(zhuǎn)換的基本概念，了解A/D轉(zhuǎn)換器的用途。了解常用的A/D轉(zhuǎn)換器芯片和使用方法。掌握使用A/D轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)單片機(jī)模擬量數(shù)據(jù)輸入的設(shè)計(jì)調(diào)試方法。（二）、實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備計(jì)算機(jī)、keil uVinsion4軟件、Proteus軟件、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱（三）、實(shí)驗(yàn)原理教材P165169對(duì)于A/D的原理、常用芯片等都進(jìn)行了比較詳細(xì)的介紹和分析，我們這里只選其中比較關(guān)鍵的內(nèi)容做重點(diǎn)分析。A/D轉(zhuǎn)換，也就是模擬量輸入，數(shù)字量輸出。書上介紹了三個(gè)重要的轉(zhuǎn)換指標(biāo)，它們是轉(zhuǎn)換速率、轉(zhuǎn)換精度、分辨率。在今后做具體設(shè)計(jì)時(shí)，大家務(wù)必要了解和掌握它們的含義。我們常用的A/D轉(zhuǎn)換芯片為ADC0809，它是8位并行A/D轉(zhuǎn)換芯片。該芯片應(yīng)用時(shí)，IN0~IN7共八路模擬輸入引腳，通過(guò)地址A、B、C選擇其中一路將模擬信號(hào)送入芯片中，當(dāng)轉(zhuǎn)換結(jié)束后，數(shù)字量從D7~D0以8位二進(jìn)制的形式輸出，同時(shí)EOC引腳會(huì)輸出高電平，表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。單片機(jī)控制ADC0809芯片實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換，通過(guò)I/O引腳傳輸信號(hào)控制芯片的啟動(dòng)、轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)傳送等工作。單片機(jī)讀取A/D轉(zhuǎn)換結(jié)果的方式有兩種，分別為查詢方式和中斷方式，這主要是根據(jù)ADC0809的EOC引腳與單片機(jī)的什么引腳相連來(lái)區(qū)別的。若將其連接在一般的I/O引腳上，就必須不斷查詢?cè)撘_的狀態(tài)，當(dāng)其變?yōu)楦唠娖綍r(shí)，就可讀取數(shù)據(jù)；若將它通過(guò)一個(gè)反相器連接到外部中斷INT0或INT1引腳上，那么當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖剑ㄒ簿褪寝D(zhuǎn)換結(jié)束時(shí)），單片機(jī)就可自動(dòng)觸發(fā)外部中斷，從而實(shí)現(xiàn)在中斷服務(wù)程序中讀取數(shù)據(jù)的目的。（四）、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與步驟單通道A/D轉(zhuǎn)換應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)利用keil軟件和Proteus軟件，根據(jù)教材P169的分析同時(shí)結(jié)合其參考電路圖和源程序，完成利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)控制的單通道A/D轉(zhuǎn)換應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。課后掌握完成的設(shè)計(jì)教材P172提供了一個(gè)多通道A/D轉(zhuǎn)換應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)參考，大家根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況，可在課后修改前一個(gè)實(shí)驗(yàn)的電路圖和源程序從而完成設(shè)計(jì)。（五）實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求將完成設(shè)計(jì)的系統(tǒng)電路原理圖打印粘貼到實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。畫出源程序流程圖，并記錄軟硬件調(diào)試的過(guò)程以及運(yùn)行的結(jié)果，分析結(jié)果。若完成了實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2，則將其設(shè)計(jì)思路、程序流程圖列在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中。
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