微機(jī)原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、四. 實(shí)驗(yàn)任務(wù)4.1實(shí)驗(yàn)一按鍵檢測和LED顯示1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1） 掌握 STM32的 I/O 模塊的使用；（ 2） 理解獨(dú)立按鍵檢測和陣列按鍵檢測原理，編程并實(shí)現(xiàn)按鍵檢測功能；（ 3） 理解八段數(shù)碼管顯示原理，編程并實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管 的顯示；（ 4） 熟悉 JTAG調(diào)試工具和調(diào)試技術(shù)。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：按鍵檢測及數(shù)碼管顯示的實(shí)現(xiàn)。難點(diǎn)：按鍵去抖技術(shù)、在線調(diào)試技術(shù)。3.作業(yè)及課外學(xué)習(xí)要求課前預(yù)習(xí)，撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，課后書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。4.實(shí)驗(yàn)原理單微處理器與外部芯片或設(shè)備最常見的交互，就是通過對(duì)I/O 口的操作實(shí)現(xiàn)的。 無論 MCU對(duì)外界進(jìn)行何種數(shù)字控制，或接受外部的何種數(shù)字控制，都可以通過I/O口進(jìn)行

2、。鍵盤、 LED、等外設(shè)都是通過I/O 口的輸入、 輸出來進(jìn)行讀取或控制的。LED顯示電路如下。1/15(1) 獨(dú)立按鍵檢測原理F8MCUSTM32F103ZCT6F9F10FC0圖 4.1 按鍵檢測基礎(chǔ)知識(shí)本實(shí)驗(yàn)箱用的按鍵為彈性按鍵，存在按下和彈起的抖動(dòng)問題，可通過延時(shí)去抖法實(shí)現(xiàn)按鍵檢測。如圖4.1 中的流程圖所示。實(shí)驗(yàn)例程參見“實(shí)驗(yàn)一_IAR_GPIO_ 獨(dú)立按鍵測試” 。本實(shí)驗(yàn)箱獨(dú)立按鍵和獨(dú)立LED 的硬件定義如下：#define LED0(x)GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_8, x)#define LED1(x)GPIO_WriteBit(GPIOC, G

3、PIO_Pin_9, x)#define LED2(x)GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_8, x)#define LED3(x)GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_7, x)#define LED4(x)GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_6, x)#define LED5(x)GPIO_WriteBit(GPIOG, GPIO_Pin_7, x)#define LED6(x)GPIO_WriteBit(GPIOG, GPIO_Pin_6, x)#define LED7(x)GPIO_WriteBit(GPIOB, G

4、PIO_Pin_0, x)#define KEY0GPIO_ReadInputDataBit(GPIOF,GPIO_Pin_8)/ 讀取按鍵 0#define KEY1GPIO_ReadInputDataBit(GPIOF,GPIO_Pin_9)/ 讀取按鍵 1#define KEY2GPIO_ReadInputDataBit(GPIOF,GPIO_Pin_10)/ 讀取按鍵 2#define KEY3GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC,GPIO_Pin_0)/讀取按鍵 3(2) 陣列按鍵檢測原理在 MCU 系統(tǒng)中鍵盤中按鈕數(shù)量較多時(shí)，為了減少I/O口的占用，常常將按鈕排列

5、成矩陣形式，如下圖4.2 所示。圖 4.2 陣列按鍵 原理圖與實(shí)物圖對(duì)應(yīng)關(guān)系矩陣連接式鍵盤鍵按矩陣排列,各鍵處于矩陣行 / 列的結(jié)點(diǎn)處 ,CPU 通過對(duì)連在行 (列 )的I/O 線送已知電平的信號(hào) ,然后讀取列 (行 )線的狀態(tài)信息。逐線掃描 ,得出鍵碼。其特點(diǎn)是鍵多時(shí)占用 I/O 口線少 ,硬件資源利用合理， 但判斷按鍵速度慢。 多用于設(shè)置數(shù)字鍵， 適用于鍵數(shù)多的場合。按鍵識(shí)別方法： 先把某一行置為低電平，其余各行置為高電平， 檢查各列線電平的變化，如果某列線電平為低電平，則可確定此行此列交叉點(diǎn)處的按鍵被按下。實(shí)驗(yàn)例程參見“實(shí)驗(yàn)一_IAR_GPIO_ 陣列按鍵掃描_數(shù)碼管顯示” 。本實(shí)驗(yàn)箱陣

6、列按鍵硬件定義如下：static struct io_port key_output4 = /輸出行線GPIOF, GPIO_Pin_6,GPIOC, GPIO_Pin_10,GPIOF, GPIO_Pin_7,GPIOC, GPIO_Pin_13;static struct io_port key_input4 = /輸入列線GPIOC, GPIO_Pin_14,GPIOE, GPIO_Pin_5,GPIOC, GPIO_Pin_15,GPIOE, GPIO_Pin_6 ;本實(shí)驗(yàn)箱8 段數(shù)碼管硬件定義如下：SEG_led0 -PE2SEG led1 -PE3SEG led2 -PB1SEG

7、led3 -PB8SEG led4 -PG14SEG led5 -PG13SEG led6 -PD2SEG led_DP -PG11SEG led_s0 - PD7SEG led_s1 -PG9SEG led_s2 -PD6SEG led_s3 -PD3注意：本實(shí)驗(yàn)箱的8 段數(shù)碼管為4 位一體共陽數(shù)碼管。數(shù)碼管與STM32 直接相連，用戶可通過 STM32 直接輸出信號(hào)至數(shù)碼管。由于七段數(shù)碼管LED 公共端連接到VCC （共陽極），當(dāng) STM32 對(duì)應(yīng)的 I/O 引腳輸出低電平時(shí)， 對(duì)應(yīng)的七段數(shù)碼管LED 中的 LED 點(diǎn)亮；當(dāng) STM32對(duì)應(yīng)的I/O 引腳輸出高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的七段數(shù)碼管LED

8、 中的 LED 熄滅。通過控制led_s0-led_s3 4 個(gè)管腳，分時(shí)控制4 個(gè)數(shù)碼管的亮面，通過視覺暫留效應(yīng)，達(dá)到4 個(gè)數(shù)碼管同時(shí)顯示的效果。5 實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)1： 按鍵檢測和LED 顯示實(shí)驗(yàn)1.1實(shí)際運(yùn)行例程 1“實(shí)驗(yàn)一 _IAR_GPIO_ 獨(dú)立按鍵測試”1.1.1 學(xué)習(xí)、理解IO 口初始化，掌握 IO 口操作的相關(guān)操作方法1.1.2 說明程序用SW0 點(diǎn)亮 LED0 ，用 SW1 點(diǎn)亮 LED1 ，兩者的點(diǎn)亮方式有何不同。1.2編程，按下按鍵SW0 后， 8 個(gè) LED 燈從左向右依次發(fā)亮。實(shí)驗(yàn)任務(wù)2: 陣列按鍵掃描與數(shù)碼管顯示2.1運(yùn)行例程 2“實(shí)驗(yàn)一 _IAR_GPIO_ 陣

9、列按鍵掃描 _數(shù)碼管顯示”學(xué)習(xí)，理解陣列按鍵掃描與數(shù)碼管顯示器的相關(guān)概念。掌握陣列按鍵與數(shù)碼管顯示器的編程方法。2.2編程，掃描鍵盤，若按下“ 1”，用 7 段 LED 顯示你的學(xué)號(hào)后4 位數(shù)。若按下“ 2”，用 7 段 LED 顯示你的學(xué)號(hào)前4 位數(shù)。6 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告必須有下列內(nèi)容：實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)原理簡要說明庫函數(shù)作用? GPIO_Init? GPIO_SetBits? GPIO_ResetBits? GPIO_WriteBit? GPIO_ReadInputDataBit實(shí)驗(yàn)任務(wù)1.2? 實(shí)驗(yàn)原理? 主要編程要點(diǎn)? 主要程序代碼實(shí)驗(yàn)任務(wù) 2.2? 實(shí)驗(yàn)原理? 主要編程要點(diǎn)? 主要程序

10、代碼4.2實(shí)驗(yàn)二IO 中斷和定時(shí)器中斷1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1） 理解 I/O 中斷的概念，掌握采用 I/O 中斷的按鍵識(shí)別技術(shù)；（ 2） 理解定時(shí)器的工作原理，掌握定時(shí)器中斷的工作方式；（ 3） 掌握采用定時(shí)器的獨(dú)立按鍵掃描及陣列按鍵掃描功能。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)： I/O 中斷及定時(shí)器的使用，采用定時(shí)器的獨(dú)立按鍵掃描及陣列按鍵掃描功能。難點(diǎn)：中斷的概念及編程實(shí)現(xiàn)技巧。3.作業(yè)及課外學(xué)習(xí)要求課前預(yù)習(xí)，撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，課后書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。4.實(shí)驗(yàn)原理一、 IO 中斷IO 中斷模式，可使得外部設(shè)備可以主動(dòng)請(qǐng)求MCU與其傳輸狀態(tài)或數(shù)據(jù)，提高M(jìn)CU對(duì)事件的相應(yīng)速度。STM32的所有I/O端口可作為外部中斷輸入，

11、同時(shí)可有16 個(gè)中斷輸入源，其中PA0 可作為從待機(jī)模式喚醒的管腳，PC13可作為侵入檢測管腳。外部中斷的庫函數(shù)將表4.1 。I/0中斷的使用請(qǐng)參考“STM32中文參考手冊(cè).pdf”中“通用和復(fù)用功能I/O(GPIO和 AFIO) ”的描述，庫函數(shù)的詳細(xì)描述見“STM32F10xxx_庫函數(shù)_cn.pdf”相應(yīng)章節(jié)。表4.1 STM32外部中斷的庫函數(shù)STM32的中斷服務(wù)函數(shù)，均在Library->src->stm32f10x_it.c中。本實(shí)驗(yàn)例程“實(shí)驗(yàn)二_IAR_IO中斷”采用SW3做為IO中斷，對(duì)應(yīng)的管腳為PC0，中斷線為 EXTI0_IRQChannel ，中斷服務(wù)函數(shù)為v

12、oidEXTI0_IRQHandler(void)。 STM32所有模塊在使用前，必須先利用“RCC_APB2PeriphClockCmd”或者“ RCC_APB1PeriphClockCmd”函數(shù)配置時(shí)鐘。在配置IO中斷前，必須配置系統(tǒng)時(shí)鐘及GPIOC 和AFIO的時(shí)鐘，見例程“實(shí)驗(yàn)二_IAR_IO中斷”的函數(shù)“NVIC_Configuration”中。例程“實(shí)驗(yàn)二_IAR_IO 中斷”效果：每按下SW3按鍵， LED1燈閃爍幾下。定時(shí)器void TIM2_IRQHandler(void)二、定時(shí)器定時(shí)器主要用于計(jì)時(shí)、定時(shí)或產(chǎn)生PWM 信號(hào)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測、控制系統(tǒng)中。本實(shí)驗(yàn)例程 “實(shí)驗(yàn)

13、二 _IAR_ 定時(shí)器中斷” 使能 STM32 的定時(shí)器2（TIM2 ）和 SysTick 兩個(gè)定時(shí)器，其TIM2中斷服務(wù)函數(shù)分別為Library->src->stm32f10x_it.c中的“ voidTIM2_IRQHandler(void)”，SysTick 用于延時(shí)，工作于查詢模式。TIM2 為 10ms 中斷，主要用于按鍵掃描。采用延時(shí)函數(shù)去抖，占用了大量的CPU 資源（ Delay 函數(shù)），而采用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)按鍵掃描，可以大大提高CPU 效率。圖4.3 給出了采用定時(shí)器中斷實(shí)現(xiàn)掃描按鍵的流程圖。例程“實(shí)驗(yàn)二 _IAR_ 定時(shí)器中斷”利用定時(shí)器中斷，產(chǎn)生了一個(gè) 50Hz 的

14、方波， 通過 “ SPI 測試點(diǎn)” 區(qū)的 TP19 測試點(diǎn)輸出， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)了 SW2 獨(dú)立按鍵的定時(shí)器掃描功能。例程“實(shí)驗(yàn)二_IAR_ 定時(shí)器中斷”效果：（ 1）、利用示波器可在 TP19 測試點(diǎn)測試得到 50Hz 的方波；（ 2）每按下SW2按鍵， LED2 燈的狀態(tài)就會(huì)翻轉(zhuǎn)一下。5.實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)一：利用 IO 中斷和 SysTich 延時(shí)函數(shù) （在 IO 中斷中延時(shí)去抖），編寫程序， 實(shí)現(xiàn)每按下SW3按鍵， LED1狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次。實(shí)驗(yàn)任務(wù)二：利用 TIM2中斷掃描按鍵（不能有延時(shí)函數(shù)）圖，實(shí)現(xiàn)按下4.3 定時(shí)器按鍵掃描流程圖SW0、SW1 時(shí)，不同流水燈效果。按下SW0，按從左向右的順

15、序分別點(diǎn)亮LED0 LED7 ；即，亮 LED0 ，熄滅 LED0 ；亮 LED1 ，熄滅 LED1 ；亮 LED2 ，熄滅 LED2;LED0(ON);delay_ms(100);LED0(OFF);delay_ms(100);LED1(ON);delay_ms(100);LED1(OFF);delay_ms(100);LED2(ON);delay_ms(100);LED2(OFF);delay_ms(100);按下SW1，按從右向左的順序分別點(diǎn)亮LED0 LED7 。實(shí)驗(yàn)任務(wù)三：利用 TIM2 中斷編寫陣列按鍵掃描程序（不能有延時(shí)函數(shù)），要求實(shí)現(xiàn)2 位數(shù) *2 位數(shù)的計(jì)算器功能。利用 *作

16、為乘法， #號(hào)作為等于， C 清零。要求八段數(shù)碼管的顯示也在定時(shí)器中斷中完成（不能有延時(shí)函數(shù)） 。4.3RS232 串口通信1.基本要求（ 1） 理解 RS232通信時(shí)序，掌握RS232模塊的使用；（ 2） 理解 RS232外圍電平轉(zhuǎn)換芯片的功能，利用示波器測試RS232通信時(shí)序；（ 3） 掌握串口調(diào)試技術(shù)。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握RS232模塊的使用。難點(diǎn)：通信時(shí)序的概念。3.作業(yè)及課外學(xué)習(xí)要求課前預(yù)習(xí)，撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，課后書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。4 實(shí)驗(yàn)原理在微處理器眾多的片上外設(shè)中，UART模塊是最常用的模塊之一。UART通過 2 根線（ RXD、TXD）或 4 根線（ RXD、TXD、 RTS、

17、CTS），可將微處理器與專用模塊或者其他系統(tǒng)聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的功能或通信，大大擴(kuò)展了微處理器的應(yīng)用領(lǐng)域，比如可通過微處理器的UART控制 GPRS模塊，實(shí)現(xiàn)接打電話、收發(fā)短信和上網(wǎng)等等。UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）通用異步收發(fā)器，是一種通用串行數(shù)據(jù)總線，用于異步通信。該總線雙向通信，可以實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸和接收。UART首先將接收到的并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行數(shù)據(jù)來傳輸。消息幀從一個(gè)低位起始位開始，后面是 78 個(gè)數(shù)據(jù)位，一個(gè)可用的奇偶位和一個(gè)或幾個(gè)高位停止位。接收器發(fā)現(xiàn)開始位時(shí)它就知道數(shù)據(jù)準(zhǔn)備發(fā)送，并嘗試與發(fā)送器時(shí)鐘頻率同步。如果

18、選擇了奇偶校驗(yàn)，UART就在數(shù)據(jù)位后面加上奇偶位。奇偶位可用來幫助校驗(yàn)錯(cuò)誤。在接收過程中，UART從消息幀中去掉起始位和結(jié)束位，對(duì)進(jìn)來的字節(jié)進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，并將數(shù)據(jù)字節(jié)從串行轉(zhuǎn)換成并行。圖 4.4 串口通信時(shí)序8/15本實(shí)驗(yàn)例程“實(shí)驗(yàn)三 _IAR_ 串口通信”，利用串口 1 與計(jì)算機(jī)通信，利用PC端的串口調(diào)試助手， 實(shí)現(xiàn) PC 發(fā)送給 STM32 的數(shù)據(jù)，STM32 回傳給 PC 的功能。UART1的接收中斷服務(wù)函數(shù)是Library->src->stm32f10x_it.c中的“voidUSART1_IRQHandler(void) ”。注意， UART1 的收發(fā)中斷的服務(wù)函數(shù)均為這

19、個(gè)函數(shù)，當(dāng)前進(jìn)入中斷的具體中斷源，需要在此函數(shù)中通過if 語句查詢確認(rèn)， 參見本例程。5.實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)一：LED編寫一個(gè)流水燈程序，燈輪流閃爍效果不同，利用串口調(diào)試助手向 MCU 發(fā)送字符， 發(fā)送不同的字符時(shí)， 8 個(gè)至少做出兩種及以上效果。 同時(shí)利用示波器觀察并畫出 PC 機(jī)向STM32 發(fā)送數(shù)據(jù)的波形（ UART_TX 、UART_RX ，TX_+12 、RX_+12 ），解析波形對(duì)應(yīng)的字節(jié)。實(shí)驗(yàn)任務(wù)二：編寫程序，利用TIM2中斷掃描陣列鍵盤（不能有延時(shí)函數(shù)），并將掃描到的值通過串口打印到PC 端，同時(shí)在八段數(shù)碼管上顯示掃描到的鍵值（不能有延時(shí)函數(shù)）。實(shí)驗(yàn)任務(wù)三：編寫程序，在PC 端利

20、用串口調(diào)試助手發(fā)送不同的字符串，在串口接收中斷中編寫字符串接收程序，識(shí)別字符串，并根據(jù)收到的不同字符串，點(diǎn)亮相應(yīng)的 LED 等。字符串為自己的學(xué)號(hào)和班級(jí)號(hào)兩種。4.4IIC 通信及 LCD 顯示1.基本要求（ 1） 理解 IIC 通信時(shí)序，利用示波器測試IIC 通信時(shí)序；（ 2） 掌握 I/O 口模擬 IIC 的編程以及 IIC 模塊的使用；（ 3）掌握 IIC 接口的液晶顯示編程。2.重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握IIC 模塊的使用以及LCD顯示編程。難點(diǎn)：通信時(shí)序的概念。3.作業(yè)及課外學(xué)習(xí)要求課前預(yù)習(xí)，撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，課后書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。4 實(shí)驗(yàn)原理IIC 總線以其連線簡單（ 2 線傳輸）、可掛接多達(dá)

21、128 個(gè)設(shè)備的特點(diǎn)，在MCU 系統(tǒng)中，獲得了廣泛的應(yīng)用。電視機(jī)內(nèi)的MCU 通過 IIC 總線來控制 LED驅(qū)動(dòng)器從而控制LED 的輸出，服務(wù)器中的系統(tǒng)溫度傳感器和風(fēng)扇等器件都是連接在 IIC 總線上的。利用IIC 總線 MCU 可以與很多器件進(jìn)行通信，如E2PROM 、 LCD、RTC 日歷時(shí)鐘、系統(tǒng)外接DA 等。IIC 即集成電路總線（ Inter-Integrated Circuit），這種總線類型是由飛利浦半導(dǎo)體公司在八十年代初設(shè)計(jì)出來的，主要是用來連接整體電路。IIC 是一種多向控制總線，也就是說多個(gè)芯片可以連接到同一總線結(jié)構(gòu)下，同時(shí)每個(gè)芯片都可以作為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂圃矗@種方式簡

22、化了信號(hào)傳輸總線。圖 4.5 給出了 IIC 總線連接圖， IIC 總線特征如下：只要求兩條總線線路：一條串行數(shù)據(jù)線 SDA ，一條串行時(shí)鐘線 SCL。每個(gè)連接到總線的器件都可以通過唯一的地址和一直存在的簡單的主機(jī)/從機(jī)關(guān)系軟件設(shè)定地址，主機(jī)可以作為主機(jī)發(fā)送器或主機(jī)接收器。它是一個(gè)真正的多主機(jī)總線，如果兩個(gè)或更多主機(jī)同時(shí)初始化，數(shù)據(jù)傳輸可以通過沖突檢測和仲裁防止數(shù)據(jù)被破壞。串行的 8 位雙向數(shù)據(jù)傳輸位速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達(dá)100kbit/s，快速模式下可達(dá) 400kbit/s，高速模式下可達(dá)3.4Mbit/s 。10/15VCCDevice AMCU數(shù)據(jù)線（ SDA ）時(shí)鐘線（ SCL）Devi

23、ce BDevice C圖 4.5 IIC 總線連接圖圖 4.6 IIC 總線時(shí)序圖圖 4.6 給出了 IIC 總線時(shí)序圖。在 SCL 線是高電平時(shí)， SDA 線從高電平向低電平切換，這個(gè)情況表示起始條件；當(dāng)SCL 是高電平時(shí)， SDA 線由低電平向高電平切換表示停止條件。 起始和停止條件一般由主機(jī)產(chǎn)生， 總線在起始條件后被認(rèn)為處于忙的狀態(tài)在停止條件的某段時(shí)間后，總線被認(rèn)為再次處于空閑狀態(tài)。發(fā)送到 SDA 線上的數(shù)據(jù)每個(gè)字節(jié)必須是8 位，每次可以傳輸?shù)淖止?jié)數(shù)目不受總線限制， 但是每發(fā)送完成一個(gè)字節(jié)必須有一個(gè)響應(yīng)位。如果從機(jī)要完成一些其他功能后才能接收或發(fā)送下一個(gè)完整的數(shù)據(jù)字節(jié)，可以使時(shí)鐘線SC

24、L 保持低電平迫使主機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)，當(dāng)從機(jī)準(zhǔn)備好接收下一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)并釋放時(shí)鐘線 SCL 后數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)。 如果傳輸中有主機(jī)接收器， 它必須通過在從機(jī)不產(chǎn)生時(shí)鐘的最后一個(gè)字節(jié)不產(chǎn)生一個(gè)響應(yīng)， 向從機(jī)發(fā)送器通知數(shù)據(jù)結(jié)束， 從機(jī)發(fā)送器必須釋放數(shù)據(jù)線，允許主機(jī)產(chǎn)生一個(gè)停止或重復(fù)起始條件。在起始條件 S 后，第一個(gè)發(fā)送的數(shù)據(jù)是一個(gè)從機(jī)地址，這個(gè)地址共有7 位（ 7 位地址模式） ,緊隨著的第 8 位是數(shù)據(jù)標(biāo)志位 R/W ，0 表示發(fā)送寫， 1 表示發(fā)送讀。一般由主機(jī)發(fā)出停止位 P 后通信終止，但是如果主機(jī)仍然希望在總線上傳輸數(shù)據(jù)，那么它可以發(fā)出重復(fù)起始條件 Sr 和尋址另一個(gè)從機(jī)，而不是首先發(fā)出一個(gè)停止

25、條件，在這種數(shù)據(jù)傳輸中，可能會(huì)出現(xiàn)不同的讀寫格式的組合。實(shí)驗(yàn)例程“實(shí)驗(yàn)四 _IAR_ IIC_EEPROM ” 分別利用 STM32 的 IO 口模擬 IIC 控制器和 STM32 片內(nèi)硬件 IIC 控制器，對(duì) EEPROM 進(jìn)行讀寫，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的掉電保存功能；實(shí)驗(yàn)例程“實(shí)驗(yàn)四 _IAR_IIC_LCD ”對(duì)液晶屏進(jìn)行操作，實(shí)現(xiàn)液晶屏幕內(nèi)部的字符串?？筛鶕?jù)顯示的內(nèi)容，得到需要顯示的字符串的液晶屏內(nèi)部地址，實(shí)現(xiàn)字符串的顯示。5.實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)一：編寫一個(gè)程序，通過串口調(diào)試助手，在到 EEPROM 中，按下復(fù)位按鍵，自動(dòng)讀取間，用示波器測試“I2C_LCD 測試點(diǎn)”區(qū)的的通信過程。PC 端發(fā)送過來

26、自己的學(xué)號(hào)后，將此學(xué)號(hào)送入EEPROM 內(nèi)的學(xué)號(hào)，并通過串口顯示；在此期“ I2C1_SDA ”和“ I2C1_SCL ”信號(hào)，理解I2C實(shí)驗(yàn)任務(wù)二：編寫一個(gè)程序，利用硬件IIC 方式，控制液晶屏，顯示自己的學(xué)號(hào)和班級(jí)。并用示波器測試“ I2C_LCD 測試點(diǎn)”區(qū)的 “ I2C1_SDA ”和“ I2C1_SCL ”信號(hào)，理解 I2C 的通信過程。4.5AD 及并行總線1.基本要求（ 1） 理解 AD工作原理；（ 2） 掌握 AD模塊的使用，并利用 AD模塊實(shí)現(xiàn)直流電壓的采集和串口顯示；（ 3） 理解并行總線 FSMC通信時(shí)序，利用示波器測試該通信時(shí)序；（ 4） 掌握利用 FSMC接口實(shí)現(xiàn) S

27、RAM操作的編程；2.重點(diǎn)、難點(diǎn)重點(diǎn)：掌握AD、 FSMC模塊的使用。難點(diǎn)： AD模塊的使用、通信時(shí)序的理解。3.作業(yè)及課外學(xué)習(xí)要求課前預(yù)習(xí)，撰寫預(yù)習(xí)報(bào)告，課后書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。4. 實(shí)驗(yàn)原理在 MCU 應(yīng)用中，經(jīng)常需要測量溫度、濕度、壓力、電壓等模擬量，而MCU 是一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)，內(nèi)部用“ 0和”“ 1數(shù)”字量進(jìn)行運(yùn)算，因此必須把模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量 MCU 才能進(jìn)行識(shí)別。模擬量通過輸入接口，即模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ ADC ）轉(zhuǎn)換成數(shù)字量傳送給 MCU 6 。ADC 主要性能指標(biāo)：（ 1）分辨率。 ADC 的分辨率是能夠分辨的最小量化信號(hào)的能力，即輸出的數(shù)字量變化 1 所需輸入模擬電壓的變化量，通常用位數(shù)來

28、表示。對(duì)于一個(gè)實(shí)現(xiàn) n 位轉(zhuǎn)換的 ADC 來說，它能分辨的最小量化信號(hào)的能力為 2n 位，即分辨率為 2n 位。例如，對(duì)一個(gè) 10 位的 ADC 分辨率為 210=1024 位。（ 2）轉(zhuǎn)換精度。因?yàn)閿?shù)字量是離散值，模擬量是連續(xù)值，所以一般在某個(gè)范圍中的模擬量都對(duì)應(yīng)于同一個(gè)數(shù)字量。例如，有一個(gè)ADC ，理論上 5V 電壓對(duì)應(yīng)數(shù)字量 800H，但是實(shí)際上 4.997V， 4.998V，4.999V 也對(duì)應(yīng)數(shù)字量800H。這就意味著，在A/D 轉(zhuǎn)換時(shí)模擬量并不嚴(yán)格一一對(duì)應(yīng)數(shù)字量。這樣就有一個(gè)轉(zhuǎn)換精度的問題，轉(zhuǎn)換精度反映了 ADC 的實(shí)際輸出接近理想輸出的精確程度。 A/D 轉(zhuǎn)換的精度通常是用數(shù)字量

29、的最低有效應(yīng)（ LSB ）來表示的。設(shè)數(shù)字量的最低有效位對(duì)應(yīng)于模擬量 ，這時(shí)稱 為數(shù)字量的最低有效位當(dāng)量。轉(zhuǎn)換時(shí)間和轉(zhuǎn)換率。完成 1 次 A/D 轉(zhuǎn)換所需要的時(shí)間，稱為 ADC 的轉(zhuǎn)換時(shí)間。用 ADC 的轉(zhuǎn)換時(shí)間的倒數(shù)表示 ADC 的轉(zhuǎn)換速度，即轉(zhuǎn)換率，例如，一個(gè) 12 位逐次逼近式 ADC ，完成一次 A/D 轉(zhuǎn)換所需時(shí)間 20s，其轉(zhuǎn)換率為 50KHZ 。 ADC 的轉(zhuǎn)換時(shí)間約為幾個(gè) s至 200s。STM32F103ZCT6 內(nèi)嵌 3 個(gè) 12 位的模擬 /數(shù)字轉(zhuǎn)換器 (ADC) ，每個(gè) ADC共用多達(dá) 21 個(gè)外部通道，可以實(shí)現(xiàn)單次或掃描轉(zhuǎn)換。在掃描模式下，自動(dòng)進(jìn)行在選定的一組模擬輸入

30、上的轉(zhuǎn)換。實(shí)驗(yàn)板上， PC1 口連接了一個(gè)電位器， 通過旋轉(zhuǎn)電位器可以得到 01.7V 的模擬電壓（“電壓測試點(diǎn)” 區(qū)的 TP9 測試點(diǎn)），同時(shí)本實(shí)驗(yàn)板上的并行總線連接了一個(gè) 512KB 的 SRAM 和一個(gè) TFT 液晶顯示屏。通過對(duì) SRAM 或 TFT 的操作，可以理解 FSMC 總線的通信時(shí)序。實(shí)驗(yàn)例程 “實(shí)驗(yàn)例程五 _AD_FSMC ”提供了利用定時(shí)器 Timer2 驅(qū)動(dòng) AD 采樣，并將采樣得到的數(shù)據(jù)通過 FSMC 寫入到 SRAM 的功能。5. 實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)一：編寫一個(gè)程序， 在實(shí)驗(yàn)例程 “ 實(shí)驗(yàn)例程五 _AD_FSMC ”基礎(chǔ)上， 對(duì)采樣得到的值，轉(zhuǎn)換為電壓值，并利用串口打印出電壓的字符串，例如： ”Voltage:1.7V ” 實(shí)驗(yàn)任務(wù)二：編寫一個(gè)程序， 以 1KHz 采樣率，采集頻率為100Hz ，峰峰值為3V 的正弦波， 共采集50 個(gè)點(diǎn)，并在采集的同時(shí)將采集到的值寫入SRAM中。在采集完成后，讀取SRAM的內(nèi)容，并通過串口顯