單片機(jī)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書 - 圖文-

1、單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書<硬件電路部分>自動(dòng)化工程系 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)室I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3目 錄一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備二、數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì) 三、數(shù)字電壓表設(shè)計(jì) 四、數(shù)字鐘設(shè)計(jì) 五、智能IC 卡接口設(shè)計(jì) 六、簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì) 七、四相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 八、模擬交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 九、數(shù)控直流電壓源設(shè)計(jì)I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3一、 實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備DJ-52EH 單片機(jī)綜合開發(fā)實(shí)驗(yàn)儀系統(tǒng)組成: ·硬件:單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展:單片機(jī)仿真接口(仿真器外接,用戶CPU (AT89S52,64K 程序存

2、儲(chǔ)器,64K 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,開放式4*6鍵盤電路,開放式6位動(dòng)態(tài)數(shù)碼管顯示電路,配有串口或USB 通信方式,出廠配置為串口。輸入/ 輸出:128*64 LCD 圖文電路(或字符式1602 LCD ,16*16 LED 點(diǎn)陣電路,開關(guān)邏輯電平輸入/ 輸出電路,8MHZ 時(shí)鐘與分頻,單脈沖發(fā)生器,ISP 在線下載接口,PWM 電路、射極跟隨器。常用接口芯片:8250、8251、8253、8255、8279、0809、0832、74LS273、74LS244、RS232/485、看門狗MAX813L 等;控制對(duì)象:小型直流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、溫度、壓力、繼電器、電子音響喇叭、IC 卡讀寫等;新型實(shí)用接口電

3、路:數(shù)字溫度18B20、串行DA (TL5615、串行AD (TL549、I 2C 日歷鐘(PCF8563、紅外線遙控收發(fā)、USB2.0總線接口isp1581、CAN 總線控制器SJA1000、CAN 總線收發(fā)器TJA1050T 、網(wǎng)絡(luò)芯片RTL8019AS 等。 ·軟件:系統(tǒng)配置Win98/2000/xp 等操作平臺(tái)的單片機(jī)仿真調(diào)試軟件,支持匯編、C51語言編譯、調(diào)試;單片機(jī)在線下載軟件等。 ·電源:系統(tǒng)內(nèi)置高性能直流穩(wěn)壓電源。 ·機(jī)箱:系統(tǒng)配置輕便鋁合金箱子作為實(shí)驗(yàn)儀機(jī)箱。 系統(tǒng)主要特點(diǎn)仿真器外接:仿真器和實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分開,實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)只留仿真器接口,仿真器可單獨(dú)使用

4、。仿真器外接,可選配DJ-208、Keil-c 仿真器K51U 或其它型號(hào)仿真器,仿真器特性詳見DJ-208 / K51U 產(chǎn)品介紹。仿真能力強(qiáng):用戶CPU 資源全部開放,選配POD89C52仿真頭可仿真總線或IO 口(P0,P1,P2,P3 。支持EDA 開發(fā):通過選配EDA 擴(kuò)展卡,實(shí)現(xiàn)EDA 和單片機(jī)兩合一,可分別控制實(shí)驗(yàn)電路。實(shí)驗(yàn)開放性:實(shí)驗(yàn)電路單元盡可能獨(dú)立開放,如開放式鍵盤, 開放式顯示器,開放式串口等,為適應(yīng)多種方式實(shí)驗(yàn)提供可能。二次開發(fā):主機(jī)板留有系統(tǒng)總線接口,通過單片機(jī)仿真器調(diào)試用戶系統(tǒng)。 在線下載:在線編程自動(dòng)識(shí)別,無需開關(guān)切換,不需編程器,可直接燒錄AT89S5X 單片機(jī)

5、。 二種工作方式:一是聯(lián)PC 機(jī)運(yùn)行,在與上位軟件聯(lián)機(jī)的狀態(tài)下,實(shí)現(xiàn)各種調(diào)試和行運(yùn)的操作;二是脫機(jī)運(yùn)行,系統(tǒng)配有管理監(jiān)控,在無仿真器狀態(tài)下,系統(tǒng)自動(dòng)切換到脫機(jī)管理狀態(tài),用戶可輕松調(diào)用EPROM 中的實(shí)驗(yàn)程序完成實(shí)驗(yàn)。I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3系統(tǒng)地址分配 (1存貯器地址分配(2I/O 地址分配I/O 地址分配(一:I/O 地址分配(二:I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3系統(tǒng)接口定義(1CZ11:用戶實(shí)驗(yàn)通訊接口;圖1-1(2CZ4:打印接口;圖1-2I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3(3JX

6、0,JX17為系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)總線接口 圖1-3(4CZ7:系統(tǒng)提供的擴(kuò)展接口; 圖1-4(5LCD1602引腳定義:通過JX12、JX14接口,DJ51系列實(shí)驗(yàn)儀可以驅(qū)動(dòng)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的點(diǎn)陣字符液晶顯示屏(16*1行、16*2行、16*4行等,引腳信號(hào)如圖1-5-2所示,點(diǎn)陣字符型LCD液晶顯示屏通用接口的16個(gè)引腳信號(hào)的管腳定義如表1.1所示。 表1.1 LCD1602點(diǎn)陣字符液晶顯示屏通用接口定義引腳符號(hào)功能說明1 Vss 電源地:0V2 Vdd 電源:5V3 Vadj LCD驅(qū)動(dòng)電壓:0V5V4 RS 寄存器選擇:“0”指令寄存器;“1”數(shù)據(jù)寄存器5 R/W 讀寫操作:“1”讀操作;“0”寫操

7、作6 E LCD使能信號(hào)714 D0D7 8位雙向數(shù)據(jù)信號(hào)線1516 V+、V- 背光照明電源輸入正、負(fù)極 通用電路簡(jiǎn)介(1LED發(fā)光二極管指示電路:實(shí)驗(yàn)臺(tái)上包括16只發(fā)光二極管及相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路。見圖1-6,LlL16為相應(yīng)發(fā)光二極管驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端, 該輸入端為低電平“0”時(shí)發(fā)光二極管亮。(箱式實(shí)驗(yàn)機(jī)簡(jiǎn)化為12只發(fā)光二極管 圖1-6(2邏輯電平開關(guān)電路:見圖1-7。實(shí)驗(yàn)臺(tái)上有8只開關(guān)Kl-K8, 與之相對(duì)應(yīng)的K1-K8個(gè)引線孔為邏輯電平輸出端。開關(guān)向上撥相應(yīng)插孔輸出高電平“l(fā)”, 向下?lián)芟鄳?yīng)插孔輸出低電平“0”。 圖1-7(3單脈沖電路:實(shí)驗(yàn)臺(tái)上單脈沖產(chǎn)生電路如圖1-8,標(biāo)有“圖1-8(4 分頻

8、電路:該電路由一片74LS393組成,見圖1-9。T0T7為分頻輸出插孔。該計(jì)數(shù)器在加電時(shí)由RESET 信號(hào)清零。當(dāng)脈沖輸入為8.0MHZ 時(shí),T0T7輸出脈沖頻率依次為4.0MHZ ,2.0MHZ ,1.0MHZ ,500KHZ ,250KHZ ,125KHZ ,62500HZ ,31250HZ 。圖1-9(5 脈沖發(fā)生電路:實(shí)驗(yàn)臺(tái)上提供8MHZ 的脈沖源,見圖1-10,實(shí)驗(yàn)臺(tái)上標(biāo)有8MHZ 的插孔,即為脈沖的輸出端。圖1-10(6 485接口電路:I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3 圖1-11(7 系統(tǒng)通訊CZ1接口電路圖1-12(8 數(shù)碼管顯示電路圖1-1

9、3I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3(9 鍵盤電路圖1-14(10目標(biāo)CPU (AT89S52的控制電路圖1-15I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3(11存儲(chǔ)器控制電路3-1-92ylnOesUlanretnI下圖中的撥動(dòng)開關(guān)在此次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的8個(gè)題目中均要撥到右側(cè)一、 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)注意:各部分實(shí)驗(yàn)電路中的線路絕大部分已經(jīng)連接好,不需要再連接,且不能改動(dòng); 各實(shí)驗(yàn)電路涉及到的芯片的正負(fù)電源線已經(jīng)連接好。 所設(shè)計(jì)到的電路實(shí)驗(yàn)單元: 主控CPU 部分傳感器部分I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3 數(shù)

10、碼管顯示電路(線路已經(jīng)連接好,不需要再接任何線路I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3畫紅色圓圈處為所涉及的器件單元的信號(hào)連接端口二、數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)注意:各部分實(shí)驗(yàn)電路中的線路絕大部分已經(jīng)連接好,不需要再連接,且不能改動(dòng); 各實(shí)驗(yàn)電路涉及到的芯片的正負(fù)電源線已經(jīng)連接好。 所設(shè)計(jì)到的電路實(shí)驗(yàn)單元: 主控CPU 部分I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3A/D 轉(zhuǎn)換器件數(shù)碼管顯示電路(線路已經(jīng)連接好,不需要再接任何線路I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3所涉及的器件單元的信號(hào)連接端口: IN0 , AOUT1,C

11、S4,FF80H ,JX0,JX6,8MHZ ,T三、數(shù)字鐘設(shè)計(jì)注意:各部分實(shí)驗(yàn)電路中的線路絕大部分已經(jīng)連接好,不需要再連接,且不能改動(dòng); 各實(shí)驗(yàn)電路涉及到的芯片的正負(fù)電源線已經(jīng)連接好。 所設(shè)計(jì)到的電路實(shí)驗(yàn)單元: 方法1:主控CPU 部分?jǐn)?shù)碼管顯示電路(線路已經(jīng)連接好,不需要再接任何線路I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3方法2:利用實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上的PCF8563實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片,在數(shù)碼管上顯示出時(shí)/分/秒 主控CPU 部分?jǐn)?shù)碼管顯示電路(線路已經(jīng)連接好,不需要再接任何線路I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3PCF8563實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷

12、芯片實(shí)驗(yàn)單元所涉及的器件單元的信號(hào)連接端口:PCF8563的數(shù)據(jù)端SDA ,時(shí)鐘端SCL ,P1口。四、智能IC 卡接口設(shè)計(jì)注意:各部分實(shí)驗(yàn)電路中的線路絕大部分已經(jīng)連接好,不需要再連接,且不能改動(dòng); 各實(shí)驗(yàn)電路涉及到的芯片的正負(fù)電源線已經(jīng)連接好。 所設(shè)計(jì)到的電路實(shí)驗(yàn)單元: 主控CPU 部分I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3數(shù)碼管顯示電路(線路已經(jīng)連接好,不需要再接任何線路IC 卡實(shí)驗(yàn)器件部分AT24C01A 卡是一種E2PROM 存儲(chǔ)卡,容量為128×8bit ,采用I ²C 總線結(jié)構(gòu),其卡的結(jié)構(gòu)及引腳排列見下圖I nt e rn al Us

13、 e On l y 2009-1-3所涉及的器件單元的信號(hào)連接端口:P3.0,SCL ,P3.1 ,SDA ,INS ,P1口,L1L3五、簡(jiǎn)易數(shù)字頻率計(jì)設(shè)計(jì)注意:各部分實(shí)驗(yàn)電路中的線路絕大部分已經(jīng)連接好,不需要再連接,且不能改動(dòng); 各實(shí)驗(yàn)電路涉及到的芯片的正負(fù)電源線已經(jīng)連接好。 所設(shè)計(jì)到的電路實(shí)驗(yàn)單元: 主控CPU 部分?jǐn)?shù)碼管顯示電路(線路已經(jīng)連接好,不需要再接任何線路信號(hào)發(fā)生電路I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3分頻電路:該電路由一片74LS393組成,見圖1-9。T0T7為分頻輸出插孔。該計(jì)數(shù)器在加電時(shí)由RESET 信號(hào)清零。當(dāng)脈沖輸入為8.0MHZ 時(shí),

14、T0T7輸出脈沖頻率依次為4.0MHZ ,2.0MHZ ,1.0MHZ ,500KHZ ,250KHZ ,125KHZ ,62500HZ ,31250HZ 。脈沖發(fā)生電路:實(shí)驗(yàn)臺(tái)上提供8MHZ 的脈沖源,見圖1-10,實(shí)驗(yàn)臺(tái)上標(biāo)有8MHZ 的插孔,即為脈沖的輸出端。所涉及的器件單元的信號(hào)連接端口:8MHZ 插孔,T 插孔,P.4(T0計(jì)數(shù)器六、四相步進(jìn)電機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意:各部分實(shí)驗(yàn)電路中的線路絕大部分已經(jīng)連接好,不需要再連接,且不能改動(dòng); 各實(shí)驗(yàn)電路涉及到的芯片的正負(fù)電源線已經(jīng)連接好。 所設(shè)計(jì)到的電路實(shí)驗(yàn)單元: 主控CPU 部分I nt e rn al Us e On l y 2009-1-

15、3數(shù)碼管顯示電路(線路已經(jīng)連接好,不需要再接任何線路鍵盤電路I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3所涉及的器件單元的信號(hào)連接端口:P1口,HA HD七、模擬交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)注意:各部分實(shí)驗(yàn)電路中的線路絕大部分已經(jīng)連接好,不需要再連接,且不能改動(dòng); 各實(shí)驗(yàn)電路涉及到的芯片的正負(fù)電源線已經(jīng)連接好。 所設(shè)計(jì)到的電路實(shí)驗(yàn)單元: 主控CPU 部分I nt e rn al Us e On l y 2009-1-3交通燈單元所涉及的器件單元的信號(hào)連接端口:PB0PB3,L1L4,PA0PA7,L5L12八、數(shù)控直流電壓源設(shè)計(jì)注意:各部分實(shí)驗(yàn)電路中的線路絕大部分已經(jīng)連接好,不需要再連接,且不能改動(dòng); 各實(shí)驗(yàn)電路涉及到的芯片的正負(fù)電源線已經(jīng)連接好。 所設(shè)計(jì)到的電路實(shí)驗(yàn)單元: 主控CPU 部分?jǐn)?shù)碼管顯示電路(線路已經(jīng)連接好,不需要再接