【正文】 LED1，通過 J5 引入外部信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，J5 的 1～ 8 腳分別對(duì)應(yīng)數(shù)碼管的 A～ H 段。 圖 12 基本 IO 板外形 2． 系統(tǒng)資源及功能簡介 (1) 獨(dú)立 LED 基本 IO 板上共有 8 只獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的 LED，元件標(biāo)號(hào)為 D1～ D8，通過 J4 引入外部信號(hào)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 南京工程學(xué)院通信工程學(xué)院 22 復(fù)位信號(hào)同時(shí)也通過 JX2 和 JX3 引出到其它模塊上。 (6) 復(fù)位電路 nKDE51 系統(tǒng)設(shè)計(jì)了上電復(fù)位及按鍵復(fù)位電路。 (5) 擴(kuò)展外部 RAM nKDE51 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)提供了 32KB 的擴(kuò)展外部 RAM， CPU 板上的 U2 為 32KB 靜態(tài) RAM 芯片 62256， U3 為 74HC573，當(dāng)連接了 J9 和 JX1 后，單片機(jī)的擴(kuò)展總線即和 U2 及 U3 接通，此時(shí)可訪問外部擴(kuò)展 RAM。 計(jì)算機(jī)必須通過實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供的 9 芯串口延長電纜和 COM1 相連。該 CPU 兼容標(biāo)準(zhǔn) 51 內(nèi)核，自帶 64K 字節(jié)的 Flash 程序存儲(chǔ)器，支持通過串行口進(jìn)行在系統(tǒng)編程（ ISP）以及程序調(diào)試。 JX2 和 JX3 的各引腳和 JX1 的對(duì)應(yīng)引腳相連，可以通過它們將總線連接到其它模塊上。如果單片機(jī)實(shí)驗(yàn)需要使用擴(kuò)展總線，用戶可使用系統(tǒng)提供的 40 芯連接電纜，將 J9 和 JX1 連接起來。而當(dāng)單 片機(jī)工作在端口方式下時(shí)， P0~P3 的每一位都可以作為獨(dú)立的端口引腳使用。 表 12 CPU 晶振頻率選擇 晶振序號(hào) 晶振頻率 短接位置 X1 JP11， JP21 X2 12MHz JP12， JP22 X3 JP13， JP23 X4 JP14， JP24 X5 用戶自定義 JP15， JP25 (3) CPU 工作模式的選擇 MCS51 單片機(jī)的工作方式可分為端口工作方式（不擴(kuò)展總線）和擴(kuò)展總線模式。如果用戶還需要其它的晶振頻率，本系統(tǒng)預(yù)留了一個(gè)焊接晶振的位置（ X5）可供使用。 (2) CPU 工作頻率的選擇 nKDE51 系統(tǒng)提供了四種常用的晶振頻率，分別是 、 12MHz、 和 。 圖 11 CPU 板外形 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 南京工程學(xué)院通信工程學(xué)院 21 系統(tǒng)資源及功能簡介 (1) 單片機(jī)端口的引出 MCS51 系列單片機(jī)共有 4 個(gè)獨(dú)立的 8 位并行 I/O 端口，分別為 P0、 P P2 和 P3，在 CPU 板上，各通過兩個(gè) 8 芯單排插針引出，如表 11 所示，可通過杜邦插座連接到其它模塊或器件。各功能模塊電路具體介紹如下。所有電路板的電源都通過固定螺絲引入，左下角螺絲接 +5V 電源，左上角螺絲接 +12V 電源，右側(cè)兩個(gè)螺絲接地，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)特別注意相鄰電路板之間不同的電源引腳不能短路，安裝電路板時(shí)，首先應(yīng)切斷系統(tǒng)電源，并注意電路板的安裝方向，全部核對(duì)無誤后方可通電。 nKDE51 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，以方便學(xué)生自由組合功能，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 南京工程學(xué)院通信工程學(xué)院 20 第三部分 附錄 附錄 1 nKDE51 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)簡介 nKDE51 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)是由南京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院和南京捷輝科技有限公司聯(lián)合設(shè)計(jì)的配合單片機(jī)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 南京工程學(xué)院通信工程學(xué)院 19 選題十 簡單現(xiàn)場數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān) 設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)目的 以太網(wǎng)控制器 的 接口電路 及編程 方法； 與 RS485 現(xiàn)場總線 接口 電路 及 編程方法 ； 以太網(wǎng)分組 協(xié)議 與 ASCII 字符 協(xié)議 （或 HDLC 協(xié)議） 的 格式 轉(zhuǎn)換及編程方法 ； 應(yīng)用系統(tǒng)的構(gòu)建與程序設(shè)計(jì) 方法。 二、 設(shè)計(jì)要求 μC/OSII 內(nèi)核，理解其內(nèi)核架構(gòu) ，熟悉 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ； μC/OSII 在 MCS51 單片機(jī)環(huán)境下 移植方法 ； μC/OSII 在 nKDE 實(shí)驗(yàn) 系統(tǒng)上 正常運(yùn)行 ； nKDE 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的配置資源 ，基于 μC/OSII 系統(tǒng)平臺(tái) ，編寫 下列 12 個(gè) C51 程序 ： （ 1） LED 顯示驅(qū)動(dòng)程序 ； （ 2） LCD 顯示驅(qū)動(dòng)程序 ； （ 3） 鍵盤掃描驅(qū)動(dòng)程序 ； （ 4） 串 行 通信接收和發(fā)送驅(qū)動(dòng)程序 。 二、設(shè)計(jì)要求 32KB 靜態(tài) RAM 芯片 62256（ 32K X 8）； 4 4 矩陣鍵盤和 1 位數(shù)碼管 ； 單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器 T0 的定時(shí)功能 產(chǎn)生按鍵（音符）所對(duì)應(yīng)的音調(diào)； ； 將音符顯示于數(shù)碼管 ； 。 二、設(shè)計(jì)要求 和 PCF8563 的 SDA 和 SCL； PC 機(jī)的串行口相連； IO 端口模擬 I2C 時(shí)序控制 PCF8563 的程序，完成時(shí)間設(shè)置及讀取的功能； 4. 使用串行口和 PC 機(jī)通信，設(shè)計(jì)人機(jī)接口，接收 PC 機(jī)送達(dá)的時(shí)間設(shè)置字符串，設(shè)置實(shí)時(shí)鐘，并能讀取當(dāng)前時(shí)間，并在數(shù)碼管上顯示。 二、設(shè) 計(jì)要求 1. 單片機(jī) 和 DS18B20 的數(shù)據(jù)端相連； 2. 編寫單片機(jī)通過 IO 端口模擬單總線時(shí)序控制 DS18B20 的程序，讀出溫度； 3. 在 1602 字符點(diǎn)陣液晶顯示模塊上顯示實(shí)測溫度。 方式 顯示 本人 姓名與學(xué)號(hào) （靜態(tài) /滾屏顯示 ， 選做）。 選 題五 單片機(jī)控制液晶顯示器的應(yīng)用 一、設(shè)計(jì)目的 ； 128 64 圖形點(diǎn)陣 LCD 顯示模塊控制器 HD61202 的工作原理、控制方式及控制命令； LCD 顯示模塊的程序的編寫方法。 選題四 IC 卡讀寫器設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)目的 I2C 總線的基本特點(diǎn)及通信協(xié)議； 24Cxx 系列 E2PROM 的基本特點(diǎn)及總線控制協(xié)議； 3. 掌握單片機(jī) IO 端口模擬 I2C 時(shí)序控制程序的編寫方法。 二、設(shè)計(jì)要求 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 南京工程學(xué)院通信工程學(xué)院 16 1. 單片機(jī)通過 P P2 端口驅(qū)動(dòng) 16 16 LED 點(diǎn)陣的列（ J1） ； 2. 單片機(jī)通過 P0、 P3 端口驅(qū)動(dòng) 16 16 LED 點(diǎn)陣的行（ J1） 。 二、設(shè)計(jì)要求 1. 單片機(jī)通過 IO 端口引腳和 TLC5615 的控制總線相連； 2. 編寫單片機(jī)通過 IO 端口模擬總線時(shí)序控制 TLC5615 進(jìn)行 D/A 變換，產(chǎn)生方波、三角波、鋸齒波、梯形波和正弦波的程序。 二、設(shè)計(jì)要求 1. 單片機(jī)通過 IO 端口引腳和 TLC1549 的控制總線相連； 2. 編寫單片機(jī)通過 IO 端口模擬總線時(shí)序控制 TLC1549 進(jìn)行 A/D 變換的程序； 四 位 LED 數(shù)碼管上顯示 實(shí)測電壓值（十進(jìn)制 電壓值，顯示模式為 ） 。 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 南京工程學(xué)院通信工程學(xué)院 15 第二 部分 課程設(shè)計(jì) 選題一 數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) 一、設(shè)計(jì)目的 A/D 變換的基本原理 ； TLC1549 總線接口的基本原理及操作時(shí)序 ； IO 端口模擬總線時(shí)序控制 TLC1549 進(jìn)行 A/D 變換的方法，并編程實(shí)現(xiàn)。調(diào)整 Delay 函數(shù)的延時(shí)時(shí)間，觀察延時(shí)時(shí)間的變化對(duì)顯示效果的影響并分析原因。 }。 // 稍作延時(shí)，使數(shù)碼管發(fā)光穩(wěn)定 }。 // 完成位驅(qū)動(dòng)，數(shù)碼管應(yīng)點(diǎn)亮 pos = 1。i++) { P1 = CharCode[DisplayBuf[i]]。 // 先從最左邊的數(shù)碼管開始顯示 for(i=0。i++) DisplayBuf[i] = i。 // 設(shè)置初值，關(guān)閉所有數(shù)碼管的顯示 for(i=0。 P0 = 0。 }。 i = 100。 // 定義顯示緩沖區(qū)，每字節(jié)對(duì)應(yīng)一個(gè)數(shù)碼管位置 unsigned char code CharCode[] = { 0xc0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8, 0x80,0x90,0x88,0x83,0xC6,0xA1,0x86,0x8E }。注意連接時(shí)的順序，低位和低位相連。只有段驅(qū)動(dòng)和位驅(qū)動(dòng)都有效，被驅(qū)動(dòng)的數(shù)碼管才會(huì)點(diǎn)亮 并顯示相應(yīng)的字形 。 實(shí)驗(yàn)使用 的數(shù)碼管為共陰型，其段驅(qū)動(dòng)信號(hào)（段碼）從 J2 引入，位置驅(qū)動(dòng)信號(hào)（位碼）從 J1 引入。動(dòng)態(tài)顯示的方法利用了人眼視覺暫留的原理，只要各數(shù)碼管輪流點(diǎn)亮的間隔小于人眼視覺暫留的時(shí)間（約 40ms），人們就會(huì)覺得數(shù)碼管是一直點(diǎn)亮的。 三、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 硬件： PC 機(jī)， nKDE51 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)； 軟件： Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境， FlashMagic 單片機(jī)程序燒寫軟件。 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 南京工程學(xué)院通信工程學(xué)院 13 實(shí)驗(yàn)五 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示實(shí)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 掌握數(shù)碼管動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)方式的工作原理； 掌握數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)程序的編寫方法。 // 4 行掃描完成后，退到上層 while 循環(huán)，重新掃描 } } } 3. 驗(yàn)證結(jié)果 在 Keil 中建立新工程，將上述程序代碼加入工程，編譯鏈接后，將生成的 HEX 文件燒寫到單片機(jī)中。 } } Mask = 1。 0xf0。 } if(Col 0) // 識(shí)別到有效按鍵 Col 才能大于 0 { printf(\r\nKey pressed: Line=%bd,Column=%bd,Line,Col)。 default:Col = 0。 case 0x70:Col = 4。 case 0xb0:Col = 3。 case 0xd0:Col = 2。 switch(ScanCode) // 再次讀入各列狀態(tài) 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 南京工程學(xué)院通信工程學(xué)院 12 { case 0xe0: Col = 1。 // 蜂鳴器停止鳴響 } ScanCode = P1 amp。 // 蜂鳴器鳴響 Delay1ms(20)。 0xf0。 // 置某行輸出為 0 P1 = ~Mask。i4。 //從第一行開始掃描 Mask = 0x01。 while(1) { P1 = 0xff。 // 啟動(dòng)定時(shí)器，產(chǎn)生波特率時(shí)鐘 TI = 1。 TL1 = 256 (OSC/12/16/BAUDRATE)。 SCON = 0x50。 TMOD = 0x20。i++)。 while(ms) for(i=0。 2. 程序設(shè)計(jì) 按照實(shí)驗(yàn)要求，實(shí)驗(yàn) 參考程序 如下： 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 南京工程學(xué)院通信工程學(xué)院 11 include include define OSC 11059200 define BAUDRATE 9600 sbit BUZ_CON= P3^7。CPU 板上的 （ J4 或 J8 的最高位）和基本 IO 板上的蜂鳴器驅(qū)動(dòng)位（ J8 的最低位）相連。 行列式鍵盤按鍵循環(huán)掃描方式識(shí)別程序流程 如圖 42 所示。 （ 3） 按鍵識(shí)別。 單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 南京工程學(xué)院通信工程學(xué)院 10 開始 有鍵閉合嗎？ 延時(shí)去抖動(dòng) 計(jì)算鍵值 鍵功能處理 保存鍵值 返回 有鍵閉合嗎？ 閉合鍵釋放否？ Yes No NoYes Yes Yes No （ 2） 去抖動(dòng)。設(shè)圖 41 所示的電路中行線 ROW1～ ROW4（ ～ ）為輸出線，列線 COL1～ COL4（ ～ ）為輸入線。本實(shí)驗(yàn)采用循環(huán)掃描方式來識(shí)別按鍵。這種行列式鍵盤只需要 M+N 根 I/O 端口引腳即可組成具有 MN 個(gè)按鍵的鍵盤。當(dāng)某個(gè)按鍵閉合時(shí)，該按鍵對(duì)應(yīng)的行線和 列線才接通。 nKDE51 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的基本 IO 板上提供了 44 的行列式鍵盤，接口電路如圖 41 所示。 四、 實(shí)驗(yàn)原理 1. 行列式鍵盤結(jié)構(gòu)及原理 獨(dú)立式鍵盤接口中每一個(gè)按鍵都需要占用一位 I/O 端口引腳，當(dāng)按鍵數(shù)量較大時(shí)，這種接口方式的端口引腳利用率不高。