單片機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

《單片機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)適用專業(yè)：電信工程通信工程信息工程自動(dòng)化信息與通信工程學(xué)院前言一、課程性質(zhì)本課程是電子信息工程、通信工程、信息工程和自動(dòng)化專業(yè)必修的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程。通過(guò)本課程的教學(xué)，使學(xué)生深刻體會(huì)到單片機(jī)原理與接口技術(shù)的應(yīng)用，掌握匯編和C51語(yǔ)言的語(yǔ)法和技巧，熟悉電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程，使其具備研究和開(kāi)發(fā)以單片機(jī)為核心的電子系統(tǒng)的能力。二、項(xiàng)目設(shè)置本課程總學(xué)時(shí)為16，開(kāi)設(shè)的具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如下：實(shí)驗(yàn)1 跑馬燈控制（2學(xué)時(shí)，必修）實(shí)驗(yàn)2 模擬交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)，選修）實(shí)驗(yàn)3 串行口通信實(shí)驗(yàn)（3學(xué)時(shí)，必修）實(shí)驗(yàn)4 動(dòng)態(tài)顯示與矩陣式鍵盤(pán)實(shí)驗(yàn)（3學(xué)時(shí)，必修）實(shí)驗(yàn)5 的DA/ADC轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)（3學(xué)時(shí)，選修）三、本書(shū)特點(diǎn)本指導(dǎo)書(shū)的特點(diǎn)是引入工程項(xiàng)目機(jī)制來(lái)管理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，著重培養(yǎng)學(xué)生的方案設(shè)計(jì)、算法分析和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試能力，為將來(lái)成為卓越工程師打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。I目錄目錄 1第一章開(kāi)發(fā)平臺(tái)使用入門(mén) 1KEILC51使用入門(mén) 1.1KeilC51簡(jiǎn)介 11.1.2 uVision4操作步驟 1PROTEUS使用入門(mén) 10Proteus簡(jiǎn)介 10Proteus設(shè)計(jì)與仿真開(kāi)發(fā)過(guò)程 10PZ-ISP使用介紹 18USB驅(qū)動(dòng)程序安裝 18PZ-ISP燒錄軟件使用 19第二章HNIST-2型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置原理 24HNIST-2型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置原理圖 24單片機(jī)主機(jī)及外圍電路 24LED與簡(jiǎn)單按鍵電路 25動(dòng)態(tài)顯示與矩陣式鍵盤(pán)電路 26AD與DA電路 28E2PROM電路 29第三章實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 31實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求 31實(shí)驗(yàn)報(bào)告封面 31實(shí)驗(yàn)一跑馬燈實(shí)驗(yàn) 33實(shí)驗(yàn)二交通燈實(shí)驗(yàn) 36實(shí)驗(yàn)三串行口通信實(shí)驗(yàn) 40實(shí)驗(yàn)四動(dòng)態(tài)顯示與矩陣式鍵盤(pán)實(shí)驗(yàn) 42實(shí)驗(yàn)五I2C的DA/ADC轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) 45第一章開(kāi)發(fā)平臺(tái)使用入門(mén)keilC51使用入門(mén)KeilC51簡(jiǎn)介KeilC51KeilSoftware51系列兼容單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具。它集編輯、編譯、仿真與調(diào)試于一體，支持C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，生成的目標(biāo)代碼效率非常高。C51uVision試等組合在一個(gè)功能強(qiáng)大的環(huán)境中。目前，集成開(kāi)發(fā)環(huán)境使用較多的版本為uVision4uVision4的基本應(yīng)用。uVision4操作步驟1、啟動(dòng)uVision4。keil軟件后，會(huì)在桌面上自動(dòng)建立一個(gè)名為“keiluVision4快捷圖標(biāo)，雙擊該圖標(biāo)啟動(dòng)軟件，第一次進(jìn)入uVision41.1示。圖1.1 uVision4啟動(dòng)界面12、建立工程。單擊Project菜單，在下拉菜單中選中NewProject選項(xiàng)。圖1.2建立工程菜單3、命名工程，進(jìn)行保存。exam1文件夾里，exam11.4所示，然后點(diǎn)擊保存。（會(huì)包含多個(gè)文件，將工程放在文件夾中方便管理，一般給新建的工程建立一個(gè)1.3所示）圖1.3給新建的工程建立一個(gè)文件夾2圖1.4保存新建的工程4、選擇器件。1.5根據(jù)所選用的單片機(jī)來(lái)選擇，keilC5151AtmelAT89S52AtmelAT89S52，點(diǎn)擊“OK”。圖1.5器件選擇對(duì)話框3圖1.6選擇MCU型號(hào)5、完成上一步驟后，出現(xiàn)提示是否加載標(biāo)準(zhǔn)8051Startup文件，單擊“是（Y）”，如下圖1.7所示。圖1.7是否加載8051STARTUP文件6、源程序編輯。1.8中，單擊“FieNe單擊快捷按鈕。圖1.8 新建源程序新建文件后界面如下圖1.9所示。4編輯窗口圖1.9 源程序編輯界面此時(shí)光標(biāo)在編輯窗口里閃爍，這時(shí)可以鍵入用戶的應(yīng)用程序了，建議首先保存該空白的文件，單擊菜單上在下拉菜單中單“Save選項(xiàng)，或單擊保存快捷按鈕 ，如下圖所示，在“文件名”欄右側(cè)的編輯框中，鍵入欲使用的文件名，同時(shí)，必須鍵入正確的擴(kuò)展名。注意，如果用C語(yǔ)言編寫(xiě)序，則擴(kuò)展名為(.c)；如果用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序，則擴(kuò)展名必須為(.asm)。此處我們保存為“e”，然后，單擊“保存”按鈕。圖1.10 源程序保存57、添加源程序到工程。在編輯界面，單擊Target1前“＋”。圖1.11添加源程序到工程然后單擊“AddFiletoGroup‘SourceGroup1’”彈出對(duì)話框如下圖1.12所示。圖1.12添加源文件窗口添加文件對(duì)話框默認(rèn)文件類(lèi)型為Csourcefile，是以C為擴(kuò)展名的文件，由于這次我們編寫(xiě)的是匯編程序，是以asm為擴(kuò)展名，所以我們要在文件類(lèi)型的下拉列表中找到并選中AsmSourcefile，如圖1.13所示。6圖1.13選擇源文件的類(lèi)型（意，文件加載后，該對(duì)話框并不會(huì)消失，往往會(huì)誤以為加載失敗而再次雙擊加載，這時(shí)會(huì)出現(xiàn)圖所示對(duì)話框，提示文件已在列表中）圖1.14添加匯編語(yǔ)言源文件7圖1.15提示文件已在工程中SourceGroup1.16所示。圖1.16添加源程序后的主界面8、程序編輯。。8輸入程序圖1.17輸入程序后的主界面9、設(shè)置目標(biāo)文件屬性。。圖1.18打開(kāi)設(shè)置對(duì)話框在下拉菜單中單擊“OptionsforTarget‘Target1’1.19話框，單擊Output標(biāo)簽，勾選CreateHEXFile選項(xiàng)，使程序編譯后產(chǎn)生HEX1.20所示。9圖1.19output頁(yè)面設(shè)置對(duì)話框圖1.20選中CreateHEXFile選項(xiàng)10、編譯工程。點(diǎn)擊“Project”菜單，在下拉菜單中單擊“BuiltTarget”選項(xiàng)（F，如源程序中有語(yǔ)法錯(cuò)誤，會(huì)有錯(cuò)誤提示給出，應(yīng)重新修改源程序，直至通過(guò)編譯。Proteus使用入門(mén)Proteus簡(jiǎn)介Proteus軟件是英國(guó)Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。這里我們主要介紹51單片機(jī)系統(tǒng)的Proteus設(shè)計(jì)與仿真應(yīng)用。1.2.2 Proteus設(shè)計(jì)與仿真開(kāi)發(fā)過(guò)程1051單片機(jī)系統(tǒng)的Proteus設(shè)計(jì)與仿真的開(kāi)發(fā)過(guò)程如下：1、電路設(shè)計(jì)。ISIS和電氣檢測(cè)等。2、程序設(shè)計(jì)。在μVision_4試，最后生成目標(biāo)代碼文件(*．hex)。3、仿真調(diào)試。ISIS實(shí)時(shí)交互、協(xié)同仿真。它在相當(dāng)程度上反映了實(shí)際單片機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行情況。具體操作步驟如下：一、Proteus仿真電路設(shè)計(jì)1、啟動(dòng)proteus。ISISProfessional序”→“Proteus7ProfessionalISIS7Professional”，進(jìn)入ProteusISIS成環(huán)境。如圖所示。圖ProteusISIS啟動(dòng)界面2、新建設(shè)計(jì)文件。啟動(dòng)Proteus進(jìn)入ISIS系統(tǒng)后，自動(dòng)出現(xiàn)一個(gè)空白設(shè)計(jì)，模板默認(rèn)為“DEFAULT”，文件名在窗口頂端的標(biāo)題欄為未命名“Untitled”。單擊按鈕，對(duì)新建設(shè)計(jì)文件命名，其后綴自動(dòng)為．DSN。11也可單擊菜單中的“file→NewDesign”，出現(xiàn)選擇模板窗口，如圖所示，選中模板“DEFAULT”，點(diǎn)擊“確定”。單擊按鈕作。

，完成新建設(shè)計(jì)文件操圖模板選擇窗口3、選取元器件并添加到對(duì)象選擇器中。單擊繪圖工具欄中元器件按鈕 ，進(jìn)入元器件放置模式。單擊如圖示“P”按鈕，彈出“PickDevices”的選取元器件對(duì)話框，如圖所示，在其左上角關(guān)鍵字一欄中輸入元器件名稱，則出現(xiàn)與關(guān)鍵字匹配的元器件列表。選中元件，再單擊按鈕，便將該器件加入到ISIS對(duì)象選擇器中，如圖所示12元器件按鈕選取元器件圖選取元器件圖選取元器件對(duì)話框13對(duì)象選擇器窗口圖所選元器件在對(duì)象選擇器中顯示注意：?jiǎn)纹瑱C(jī)電路可以略去單片機(jī)振蕩電路，復(fù)位電路，電源和接地。4、放置、移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)元器件。ISIS名上，預(yù)覽窗口出現(xiàn)該元件符號(hào)，如圖所示。把鼠標(biāo)移到編輯窗口后，單擊左鍵就出現(xiàn)該元件，拖動(dòng)鼠標(biāo)到某位置，單擊鼠標(biāo)放置元器件于該位置。預(yù)覽窗口出現(xiàn)所選器件符號(hào)

編輯窗口單擊器件名圖器件放置移動(dòng)元器件：先將鼠標(biāo)指在元器件上左擊選中，使元器件處于選中狀態(tài)(即高亮度狀態(tài))，再按住鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)，元器件就跟隨指針移動(dòng)到達(dá)目的地后，松14開(kāi)鼠標(biāo)即可。若要改變?cè)骷胖梅较?，轉(zhuǎn)90°，對(duì)元器件右擊選中，再根據(jù)彈出的單單擊按鈕 或 進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，單擊按鈕 或 進(jìn)行鏡像操作，等等。5、放置電源、地(終端)。單擊繪圖工具欄中終端按鈕 ，在ISIS對(duì)象選擇器中出現(xiàn)如圖所示端，選擇POWER、GROUND等，象放置元器件一樣放置。DEFAULT 缺省INPUT 輸入OUTPUT 輸BIDIR 雙向POWER 電GRONND 地BUS 總線終端按鈕圖選擇終端6、連線。直線：系統(tǒng)默認(rèn)自動(dòng)捕捉，在自動(dòng)捕捉有效的情況下，當(dāng)光標(biāo)靠近引腳末標(biāo)連線跟著光標(biāo)走，當(dāng)光標(biāo)靠近另外一個(gè)引腳末端或線出現(xiàn)“□”時(shí)，單擊鼠標(biāo)，則連線這兩點(diǎn)間。折線：若要畫(huà)折線，只要在轉(zhuǎn)折點(diǎn)單擊左鍵；若在中途想取消，可右雙擊或按“Esc”鍵。若兩點(diǎn)之間較遠(yuǎn)或不方便連線：可以將連線在空白處時(shí)左雙擊即可結(jié)束畫(huà)線，這時(shí)終端出現(xiàn)一個(gè)黑點(diǎn)。右擊該連線，在彈出菜單中選擇網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)對(duì)該線給出一個(gè)網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)，同樣在連線的另外一端給出相同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)，則這兩點(diǎn)連接了。7、設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)單電路。如圖所示：15圖電路設(shè)計(jì)二、仿真調(diào)試1、加載目標(biāo)代碼文件。鼠標(biāo)在ISIS編輯區(qū)中單片機(jī)AT89C51單擊左鍵選中，再單擊左鍵打開(kāi)其屬性窗口，如圖所示，在其中的“ProgramFileKeiluVision4目標(biāo)代碼文件(*.hex)ClockFrequency欄中設(shè)置仿真時(shí)鐘頻率。選擇目標(biāo)代碼文件設(shè)置仿真時(shí)鐘頻率2、仿真。

圖加載目標(biāo)代碼文件16單擊仿真按鈕中的單擊停止仿真

按鈕，則會(huì)全速仿真，如圖所示仿真效果。按鈕，則終止仿真。圖仿真效果圖3、虛擬儀器加入。仿真時(shí)，可加入虛擬儀器。單擊工具欄的虛擬儀器按鈕

，出現(xiàn)如圖1.31一樣放置。OSCILLOSCOPE 示波器LOGICANALYSER 邏輯分析儀COUNTERTIMEVIRTUALTERMINALSPIDEBUGGERI2CDEBUGGER

虛擬終端SPI調(diào)試器SIGNALGENERATOR 信號(hào)發(fā)生器PATTERNGENERATOR圖形產(chǎn)生虛擬儀器按鈕

DCVOLTMETERDCAMMETERACVOLTMETERACAMMETER

直流電壓表交流電壓表交流電流表圖虛擬儀器選擇17digitaloscilloscopeP1.0引腳產(chǎn)生的波形。圖仿真波形1.3 PZ-ISP使用介紹USB驅(qū)動(dòng)程序安裝USBUSB“我的電腦”“屬性”“硬件”所示，表示安裝成功。18圖提示安裝USB驅(qū)動(dòng)程序圖安裝成功1.3.2 PZ-ISP燒錄軟件使用1PZ-ISPPZ-ISP，出現(xiàn)如圖所示啟動(dòng)界面19圖啟動(dòng)界面2、選擇合適的芯片類(lèi)型。如圖所示。圖選擇合適芯片類(lèi)型3、選擇合適的串口號(hào)。如圖所示，串口號(hào)可自動(dòng)獲得，也可在輔助功能的“打開(kāi)設(shè)備管理器”選項(xiàng)20中查看獲得。圖選擇合適串口號(hào)4、加載HEX文件。單擊“打開(kāi)文件”選項(xiàng)，打開(kāi)對(duì)應(yīng)程序目錄，選定需要燒寫(xiě)的HEX文件，點(diǎn)擊“打開(kāi)”，如圖所示。圖加載HEX文件5、下載程序。選擇低速下載，先將實(shí)驗(yàn)板斷電，點(diǎn)擊下載程序，如圖所示，稍等片刻后21打開(kāi)電源，等待下載完成，如圖所示。圖試驗(yàn)板先斷電，單擊下載程序圖打開(kāi)電源，下載完成PZ-ISP4示。221 243圖程序燒錄步驟如在燒錄過(guò)程中提示下載失敗，可能以下原因造成：1、第四步下載程序時(shí)，實(shí)驗(yàn)板電源開(kāi)關(guān)順序不正確；2、芯片類(lèi)型選擇不正確；3、串口號(hào)選擇不正確；4、USB下載線沒(méi)有連接好；5、下載速度沒(méi)有調(diào)整好；6、芯片是否放置正確（沒(méi)有放偏）。23PAGEPAGE48第二章HNIST-2型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置原理HNIST-2型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置原理圖湖南理工學(xué)院信息與通信工程學(xué)院電子信息教研室為了配合單片機(jī)教學(xué)，專門(mén)設(shè)計(jì)HNIST-2型實(shí)驗(yàn)裝置，如圖。圖HNIST-2型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)裝置原理圖單片機(jī)主機(jī)及外圍電路STC89C52單片機(jī)及其外圍電路如圖2、3，其中P0、P1、P2、P3口均將引腳連接到排插，以便通過(guò)排插連接到其它器件，P0口通過(guò)排阻接入上拉電阻。晶振電路晶振頻率為12MHz，通信接口排插將TXD、RXD以及地線引出。 圖2.2STC89C52單片機(jī)主機(jī)部分電路原理圖晶振電路 (b)通信接口(c)復(fù)位電路圖2.3STC89C52單片機(jī)外圍電路原理圖LED與簡(jiǎn)單按鍵電路LED2.412個(gè)LED1K排電阻接電源，陰極連接J10J12J10J12P0、P1、P2、P3LED。圖2.4LED電路原理圖2.54K17、K18、K19、K20，分別連接到單片機(jī)P2.0、P2.1、P2.2、P2.34D17、D18、D19、D20上產(chǎn)生一個(gè)低電平或下降沿，作為中斷觸發(fā)信號(hào)。圖2.5簡(jiǎn)單按鍵電路原理圖動(dòng)態(tài)顯示與矩陣式鍵盤(pán)電路2.6874LS573進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，74LS57374LS3738D573腳功能為：D1-D8Q1-Q8LE為數(shù)據(jù)輸入鎖存端，LE=1D鎖存器，LE=0DLEOEOE=0OE=1輸出高阻。圖2.6動(dòng)態(tài)顯示電路原理圖OE。根據(jù)硬件電路，動(dòng)態(tài)顯示編程時(shí)，應(yīng)：①P1.3=1，U1、U2輸出高阻；②P1.4=1，P0口輸出段碼，P1.4=0，U1鎖存輸入的段碼；③P1.5=1，P0口輸出位選碼，P1.5=0，U2鎖存輸入的位選碼；④P1.3=0，U1、U2同時(shí)輸出段碼和位選碼，進(jìn)行顯示，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，再對(duì)另一個(gè)數(shù)碼管做同樣的操作。矩陣式鍵盤(pán)電路如圖2.。圖2.7矩陣式鍵盤(pán)電路原理圖AD與DA電路I2C8A/DD/APCF8591ADDA電路2.8。2.8ADDAPCF8591引腳及功能如下表2.1所示：表2.1PCF8591引腳及功能表引腳引腳I/OAIN0~AIN3IA0~A3ISDASCLAOUTVREFVDD、AGNDOSCEXTI/OIOI功能4引腳地址數(shù)據(jù)線時(shí)鐘線DAC輸出端基準(zhǔn)電源端III/OI電源、數(shù)字信號(hào)地模擬信號(hào)地外部時(shí)鐘輸入，內(nèi)部時(shí)鐘輸出端P3.6、P3.4分別連接SCL、SDA，地址引腳A2A1A0=000PCF85911001PCF85911001000。4入，AIN010KAIN0壓，AIN1、AIN2、AIN3通過(guò)排插可連接其他電壓，如電源、地。PCF859115AOUTDACJ1612腳短路，AOUT50Ω電阻、LED與電源連接，輸出模擬量越小，LED越亮。2.2.4 E2PROM電路E2PROM電路由具有I2C接口的24C02構(gòu)成如圖2.9。圖2.9E2PROM電路原理圖24C02的引腳及功能如下表2.2所示：表2.224C02的引腳及功能表引腳名稱I/O功能1～3A0、A1、A2I可編程地址4GNDI地5SDAI/O數(shù)據(jù)線6SCLI時(shí)鐘線7WPI=1寫(xiě)保護(hù)8VccI電源電路中，P3.6，P3.4分別連接SCL、SDA，地址引腳A2A1A0=000，24C02的特征編碼為1010，電路中24C02的地址為1010000。此外，HNIST-2或其它設(shè)計(jì)中可以采用。1、由CH340T構(gòu)成的USB轉(zhuǎn)串口電路；2、由DS1302構(gòu)成的實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路；3、由LM386構(gòu)成的音頻功放電路，需要外接揚(yáng)聲器；4、蜂鳴器（BEEP）電路；5、LCD12864/LCD1602液晶接口電路，需外接液晶模塊；67第三章實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求依次給出：1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2、電路原理圖；3（簡(jiǎn)單程序可無(wú)；4、源程序；5、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如果有數(shù)據(jù)則給出數(shù)據(jù)；6、回答思考問(wèn)題；7、總結(jié)實(shí)驗(yàn)調(diào)試過(guò)程，并給出本次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的心得體會(huì)。按照上述順序，整理實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并打印整理，加上封面裝訂成冊(cè)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告封面學(xué)號(hào) 序號(hào)單片機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目序號(hào)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱姓 名 專 業(yè) 班 間實(shí)驗(yàn)一跑馬燈實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉HNIST-2型單片機(jī)系統(tǒng)相關(guān)硬件電路，程序下載方法；2、掌握采用匯編語(yǔ)言與C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)單片機(jī)系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)；3、掌握51系列單片機(jī)通用I/O口的使用。二、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備1、完成作業(yè)3；2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編寫(xiě)好相關(guān)程序，并進(jìn)行Proteus仿真。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容31、21、基本的流水燈。根據(jù)圖1電路，編寫(xiě)一段程序，使8個(gè)發(fā)光二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8順序（正序）點(diǎn)亮：先點(diǎn)亮D1，再點(diǎn)亮D2、D3……D8、D1……，循環(huán)點(diǎn)亮。每點(diǎn)亮一個(gè)LED，采用軟件延時(shí)一段時(shí)間。2、簡(jiǎn)單鍵控的流水燈。不按鍵，按正序點(diǎn)亮流水燈；按下K1D8D7、D6……D1、D8……。松手后，又按正序點(diǎn)亮流水燈。3、鍵控的流水燈。K1K2K3LED。四、實(shí)驗(yàn)原理圖。+5V+5VD0D1D2D3D4D5D6D7U119XTAL118XTAL29RSTP0.0/AD0 39P0.1/AD1 38P0.2/AD2 37P0.3/AD3 36P0.4/AD4 35P0.5/AD5 34P0.6/AD6 33P0.7/AD7 32PSENALEEAP2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A152122232425262728K1K2293031K3K41 P1.02 P1.13 P1.24 P1.35 P1.46 P1.57 P1.68 P1.7P3.0/RXD 10P3.1/TXD 11P3.2/INT0 12P3.3/INT1 13P3.4/T0 14P3.5/T1 15P3.6/WR 16P3.7/RD 17AT89C51圖跑馬燈實(shí)驗(yàn)電路原理圖電路原理圖如圖3.1，AT89S52的P0.0~P0.7作為輸出連接8個(gè)發(fā)光二極管，01.7V以HNIST-2型實(shí)驗(yàn)裝置在電源與二極管之間加一個(gè)阻值為1K管。、P2.12K1、K2P2.0=0K1下。五、軟件設(shè)計(jì)思想1、基本的流水燈delay(j2、簡(jiǎn)單鍵控的流水燈。由于是按下鍵不松手，鍵值一直保留，所以判斷P2.0=0即是按下K1，采用如例題所示的while(P==0)或while(P2==0xfe)的模式。3、鍵控的流水燈bb的值。六、實(shí)驗(yàn)思考題1I/OLED聯(lián)一個(gè)電阻？2、采用I/O口作為輸入口時(shí)要注意什么？鍵控的流水燈時(shí)為什么要在延時(shí)程序中檢測(cè)是否按鍵？3、為什么延時(shí)程序要做一個(gè)函數(shù)？實(shí)驗(yàn)二交通燈實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、進(jìn)一步熟悉HNIST-2型單片機(jī)系統(tǒng)相關(guān)硬件電路；2、掌握單片機(jī)中斷的應(yīng)用和中斷處理程序的編寫(xiě)方法；3、掌握單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用及編程方法。二、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備1、完成作業(yè)4；2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編寫(xiě)好相關(guān)程序，并進(jìn)行Proteus仿真。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容31、21、基本交通燈。3.2電路，用單片機(jī)的IO412個(gè)發(fā)光二極管，使發(fā)光二極管按照一定規(guī)則與次序發(fā)光與閃亮以實(shí)現(xiàn)模擬交通燈的功能。假設(shè)初始狀態(tài)為：（南北通行狀態(tài)）南北綠燈、東西紅燈（25s）；后轉(zhuǎn)為過(guò)度狀態(tài)：（5s2（s再轉(zhuǎn)為過(guò)渡狀態(tài)：東西黃燈、南北紅燈(5s)，然后循環(huán)往復(fù)。要求采用定時(shí)器實(shí)現(xiàn)所需要的定時(shí)時(shí)間。2、鍵控交通燈。K1K2K3鍵，保持正常交通燈。要求在中斷中進(jìn)行按鍵處理。3、具有閃爍的交通燈。在2的基礎(chǔ)上增加，綠燈最后5s閃爍，即亮0.5S滅0.5S閃爍。四、實(shí)驗(yàn)原理圖LED-YELLOWD6LED-YELLOWLED-YELLOWD6LED-YELLOWD2929LED-REDLED-GREEN3031D5 D4 D3LED-GREENLED-YELLOWLED-RED1234567839383736353433K132K22122K32324K4252627D17D18D19D20281011121314151617東D9D10D11東D9D10D11LED-RED LED-YELLOWLED-GREEND8D0U119XTAL1LED-GREEN+5VLED-REDD7D118南XTAL2RSTP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7PSENALEEAP2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD3.24K1、K2、K3、K4P2.0P2.1P2.2、P2.3引腳，按鍵后對(duì)應(yīng)引腳為低電平，通過(guò)4個(gè)二極管D17、D18D19、D20P3.2（0），P3.2上產(chǎn)生一個(gè)低電平或下降沿，作為中斷觸發(fā)信號(hào)。五、軟件設(shè)計(jì)思想1、定時(shí)思想。T0T11500ms500ms中斷進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)10次即0.5s，計(jì)數(shù)20次即1s，對(duì)秒計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)所需要的定時(shí)時(shí)間。2、亮燈控制思想。單片機(jī)控制燈引腳與燈對(duì)應(yīng)如下，0點(diǎn)亮。一共有四種狀態(tài)S0、S1、S2、S3，a、南北通行S0狀態(tài)：南北綠燈、東西紅燈，P0=11111100=0xfc，P1=11110011=0xf3；P0.3P0.0東GY東R北GY北R西GY西R南GY南R110011110011b、過(guò)渡狀態(tài)S1：南北黃燈、東西紅燈，P0=11111101=0xfd，P1=01110101=0x75；P0.3P0.0東G東Y東R北G 北Y北R西G西Y西R南G南Y南R1101 01110101c、東西通行狀態(tài)S2：東西綠燈、南北紅燈，P0=11110111=0xf7，P1=1001110=0x9e；P0.3P0.0東G東Y東R北G北Y北R西G西Y西R南G南Y南R011110011110d、過(guò)渡狀態(tài)S3：東西黃燈、南北紅燈，P0=11110111=0xfb，P1=10101110=0xae；P0.3P0.0東G東Y東R北G北Y北R西G西Y西R南G南Y南R101110101110SEC每秒+1a，bSEC=0，a=0xfd，b=0x75S0狀態(tài)；SEC==25，a=0xfc，b=0xf3，處于S1狀態(tài)；SEC==30，a=0xfb，b=0xae，處于S2狀態(tài)；SEC==55，a=0xf7，b=0x9e，處于S3狀態(tài)；SEC==60，SEC=0，a=0xfd，b=0x75，處于S0狀態(tài)；P0=a，P1=b。3、交通燈鍵控00K1T0T0K3T0中斷，恢復(fù)正常交通燈。4、閃爍控制在需要閃爍時(shí)，0.5s按正常顯示，0.5s全滅，即是閃爍效果。實(shí)現(xiàn)方法是當(dāng)=0.5s的時(shí)刻，并且在南北通行的最后 5s(19<sec<25)或在東西通行的最后5s(49<sec<55)，滅綠燈：P0=a|0xf9，P1==b|0x24，當(dāng)=1s的時(shí)刻，按正常顯示。P0.3P0.0東G東Y東R北G北Y北R西G西Y西R南G南Y南R100100100100六、實(shí)驗(yàn)思考題1、為什么采用定時(shí)器T0的方式1？為什么不采用方式2？2、采用中斷處理按鍵有什么優(yōu)點(diǎn)？本實(shí)驗(yàn)可不可以不采用中斷處理按鍵，不采用中斷怎樣實(shí)現(xiàn)？實(shí)驗(yàn)三串行口通信實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握單片機(jī)串行口通信的應(yīng)用和編寫(xiě)方法；2、進(jìn)一步掌握單片機(jī)中斷的應(yīng)用和中斷處理程序的編寫(xiě)方法；3、進(jìn)一步掌握單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器的使用及編程方法。二、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備1、完成作業(yè)5；2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編寫(xiě)好相關(guān)程序，并進(jìn)行Proteus仿真。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為3項(xiàng)，其中第1、2項(xiàng)必做。據(jù)圖電路，兩個(gè)同學(xué)為一組分為甲方、乙方，所有實(shí)驗(yàn)都采用方式32400bit/sT1作波特率發(fā)生器，均采用中斷發(fā)送和接收。按鍵值a：按K1，a=0x01；按K2，a=0x02；按K3，a=0x04；按K4，a=0x08。1、單向通信a的值，未按鍵，a=0x0f值；并將a的值取反從P0口輸出，控制D0D1、D2、D3相應(yīng)點(diǎn)亮。乙方接收到數(shù)據(jù)并偶校驗(yàn)正確后，將接收數(shù)據(jù)取反從P0口輸出，控制D0、D1、D2、相應(yīng)點(diǎn)亮。2、雙向通信a的值，未按鍵，a=0x0fa*16發(fā)送；甲乙雙方都將發(fā)送P0D0—D7相應(yīng)點(diǎn)亮。3、間隔發(fā)送未按鍵，甲方不發(fā)送數(shù)據(jù)，按鍵后甲方每隔50ms連續(xù)發(fā)送4個(gè)字節(jié)：0xff、a、a、a。乙方只在收到甲方數(shù)據(jù)0xff后的3個(gè)數(shù)據(jù)并驗(yàn)證相同時(shí)，才將接收數(shù)據(jù)*16發(fā)送。P0D0—D7點(diǎn)亮。四、實(shí)驗(yàn)原理圖實(shí)驗(yàn)原理圖如圖所示：3919391938373618353433K132K292122K32324K4292530263127D17D18D19D202810111212313414515616717839383736353433K132K22122K32324K4252627D17D18 D19D20281011121314151617+5V+5VD0D1+5V+5VD0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7U1U119XTAL1XTAL2P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7XTAL118XTAL29RSTRSTP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9PSENALEEAP2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15PSENALEEAP2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A1512345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD在HNIST-2型實(shí)驗(yàn)裝置中，通過(guò)通信接口排插將甲機(jī)的TXD、RXDRXD、TXDRXDHNIST-2D25會(huì)閃爍。五、軟件設(shè)計(jì)思想1、按鍵處理采用中斷處理按鍵，在外部中斷0服務(wù)程序中：判斷按鍵確定發(fā)送數(shù)據(jù)，并判斷是否開(kāi)始發(fā)送，若未開(kāi)始發(fā)送，設(shè)置TI=1。2、雙向通信串行口中斷后要注意判斷是發(fā)送中斷(TI=1)還是接收中斷(RI=1)，判斷完后要清除標(biāo)志。六、實(shí)驗(yàn)思考題1、為什么串行口中斷后要注意判斷是發(fā)送中斷(TI=1)還是接收中斷(RI=1)，判斷完后要清除標(biāo)志。為什么不能象其它中斷一樣，中斷后自動(dòng)清除中斷標(biāo)志？2、在甲方發(fā)送時(shí)，乙方是否也可以發(fā)送？為什么？3、第3題，①為什么要3次相同；②這是全雙工通信還是半雙工通信？實(shí)驗(yàn)四動(dòng)態(tài)顯示與矩陣式鍵盤(pán)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?矩陣式鍵盤(pán)按鍵識(shí)別的原理；2、掌握單片機(jī)動(dòng)態(tài)顯示應(yīng)用和編程方法；3、掌握單片機(jī)矩陣式鍵盤(pán)按鍵識(shí)別的方法。二、實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備1、完成作業(yè)6；2、根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編寫(xiě)好相關(guān)程序，并進(jìn)行Proteus仿真。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容31、21、動(dòng)態(tài)顯示。K119491001K2“20141210”。2、動(dòng)態(tài)顯示與按鍵識(shí)別。0-F示，原鍵值向高位移一位。3、可控動(dòng)態(tài)顯示與按鍵識(shí)別。矩陣式鍵盤(pán)鍵值分別是0-9，最下面一排鍵位功能鍵，左右兩個(gè)鍵分別為“清0鍵”“C，和”“回車(chē)鍵” ”，其它鍵無(wú)效。未按鍵不顯示，每鍵一次，鍵值在最低位顯示，原鍵值向高位移一位。按 8個(gè)鍵后，再按鍵無(wú)效。按清0鍵全顯示“0”。按”后全部熄滅，再按鍵重新開(kāi)始。四、實(shí)驗(yàn)原理圖111111111111111101234567QQQQQQQQU274HC573101234567RP81kQQQQQQQQU374HC573DDDDDDDDEELODDDDDDD7EELO234567891119876543223456789 11U119 XTAL118XTAL29RSTP0.0/AD0 39P0.1/AD1 38P0.2/AD2 37P0.3/AD3 36P0.4/AD4 35P0.5/AD5 34P0.6/AD6 33P0.7/AD7 32K1PSENALEEAP2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A152122232425262728K2K3K412345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD1011121314151617U4AND_4圖3.4動(dòng)態(tài)顯示與矩陣式鍵盤(pán)實(shí)驗(yàn)電路原理圖874LS573進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，74LS57374LS373都是8D鎖存器，只是573引腳排列更易于布線。其引腳功能為：D1-D8為數(shù)據(jù)輸入端；Q1-Q8為數(shù)據(jù)輸出端；LE為數(shù)據(jù)輸入鎖存端，LE=1D鎖存器，LE=0DLE據(jù)；OE地址輸出允許端，OE=0輸出鎖存數(shù)據(jù)，OE=1輸出高阻。電路中，U1abcdefgdb，控制顯示的字形與小數(shù)點(diǎn)，U2位選碼，控制第幾個(gè)數(shù)碼管顯示。單片機(jī)P14、P15分別連接到U1、U2的LE，U1、U2的OE。五、軟件設(shè)計(jì)思想1、動(dòng)態(tài)顯示。8disp[]，設(shè)置位選碼數(shù)組sled_bit[]2個(gè)一維數(shù)組，datauchardataucharbr[8]={2,0,1,4,1,2,1,0}K1、K20，在外部中斷程ar[]、br[]disp[]。（2）T0500us1T0T0P1.3=1，U1、U2P1.4=1，P0口輸出段碼，P1.4=0，U1鎖存輸入的段碼；③P1.5=1，P0口輸出位選碼，P1.5=0，U2鎖存輸入的位選P1.3=0，U1、U2同時(shí)輸出段碼和位選碼，進(jìn)行顯示。2、矩陣式鍵盤(pán)按鍵識(shí)別行、列輸出后要延時(shí)，才讀出相應(yīng)特征值；進(jìn)行鍵值分析前要具備如下條件：①要有鍵按下，設(shè)a是得到的鍵值，if(a!=0xff)才繼續(xù)進(jìn)行；P2=0x0f，則P2!=0x0fwhile(P2!=0x0f)；③每次進(jìn)行完鍵值分析后，要延時(shí)。六、實(shí)驗(yàn)思考題1、電路中為什么要用74LS573，不用74LS573，可用什么器件代替？如果U1、U2的OE都直接接地，應(yīng)如何編程?2、為什么要等鍵彈起，才進(jìn)行鍵值分析?3、如果用簡(jiǎn)單按鍵與矩陣式鍵盤(pán)構(gòu)成組合按鍵，組合按鍵如何編程得到鍵值?實(shí)驗(yàn)五I2CDA/ADC轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握I2C的DA/ADC芯片與單片機(jī)接口方法；2、掌握I2C器件