單片機(jī)綜合實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書

鄭州城市職業(yè)學(xué)院?jiǎn)纹瑱C(jī)綜合實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書電子工程系2012年4月一、實(shí)訓(xùn)目的本實(shí)訓(xùn)是配合單片機(jī)課程的綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)，目的是使學(xué)生在掌握單片機(jī)基本知識(shí)的基礎(chǔ)上加強(qiáng)動(dòng)手實(shí)踐及綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng)，同時(shí)也是對(duì)教學(xué)內(nèi)容做一定的擴(kuò)充。本課程實(shí)訓(xùn)是鍛煉、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題及編寫應(yīng)用程序的能力。通過(guò)做一個(gè)綜合性訓(xùn)練題目，達(dá)到對(duì)內(nèi)容的理解、綜合并提高分析、解決問(wèn)題能力的目的。1、熟悉89S51單片機(jī)外部引腳線路連接。2、了解七段LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)、分類以及數(shù)碼管顯示碼、3、掌握數(shù)碼管靜態(tài)顯示與動(dòng)態(tài)顯示的編程方法以及延時(shí)時(shí)間的計(jì)算。4、學(xué)會(huì)系統(tǒng)調(diào)試的過(guò)程以及方法。二、實(shí)訓(xùn)任務(wù)在籃球比賽過(guò)程中，根據(jù)比賽得分情況得1分、2分、3分，分別通過(guò)3個(gè)計(jì)分按鍵進(jìn)行加分（加1分、2分、3分），當(dāng)前總分值通過(guò)兩個(gè)數(shù)碼管顯示出來(lái)。如加分錯(cuò)誤（多加分?jǐn)?shù)）可通過(guò)第4個(gè)按鍵進(jìn)行減分，每按一次按鍵減1分。1、硬件原理圖設(shè)計(jì)；2、流程圖及程序設(shè)計(jì)；3、系統(tǒng)調(diào)試；4、編寫設(shè)計(jì)報(bào)告。三、主要儀器設(shè)備序號(hào)設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格YB17131B2AMF47型自制數(shù)量112345兩路直流穩(wěn)壓電源萬(wàn)用表印制電路板燒錄器電腦11OPT853聯(lián)想11四、相關(guān)知識(shí)1、電路組成及接線圖給出如圖1-1所示的以89S51為例的單片機(jī)工作條件原理圖，圖中P0口低4位接4個(gè)獨(dú)立式按鍵，分別是總分加1分、加2分、加3分和減1分按鍵。P11口和P3口分別接一個(gè)數(shù)碼管，其中P1口所接數(shù)碼管顯示總分的十位數(shù)，P3口所接數(shù)碼管顯示總分的個(gè)位數(shù)。圖1.1籃球比賽計(jì)分器原理圖給出如果1-2所示的以89S51為例的單片機(jī)工作條件接線圖。七段LED數(shù)碼管LED數(shù)碼管是單片機(jī)控制系統(tǒng)中最常見(jiàn)的顯示器件之一，一般用來(lái)顯示處理結(jié)果以及輸入輸出信號(hào)的狀態(tài)。LED數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)LED數(shù)碼管是由8個(gè)發(fā)光二極管中的a,b,c,d、e、f、g順序組成“8”字段，另一個(gè)點(diǎn)形的發(fā)光二極管1.3(a)所示。只要控制7筆段按一定的要求亮與滅，7個(gè)長(zhǎng)條形發(fā)光二極管俗稱7筆段）按DP放在右下方，用來(lái)顯示小數(shù)點(diǎn)，如圖就能顯示出十六進(jìn)制0—F。LED數(shù)碼管按內(nèi)部連接方式又分為“共陽(yáng)極數(shù)碼管”和“共陰極數(shù)碼管”兩種。若8個(gè)發(fā)光二極管的共陽(yáng)極數(shù)碼管，如圖1.3（b）共陰極數(shù)碼管，如圖1.3（C）所示。陽(yáng)極連在一起接電源正極為所示。發(fā)光二極管的陰極連在一起接地則為2下文如不特別說(shuō)明，所用LED數(shù)碼管均為共陽(yáng)極數(shù)碼管。共陽(yáng)極數(shù)碼管的引腳如圖1.4所示，共有10只引腳，其中3、8引腳連通，作為公共端接電源正極。圖1.2為籃球比賽計(jì)分器實(shí)物接線示意圖圖1.2籃球比賽計(jì)分器實(shí)物接線示意圖圖1.3LED數(shù)碼管圖1.4LED引腳②數(shù)碼管顯示碼是表述二進(jìn)制數(shù)與數(shù)碼管所顯示字符的對(duì)應(yīng)關(guān)系的。如表1.3所示。3表1.3數(shù)碼管顯示碼DPgfedcba共陽(yáng)筆段共陰筆段字符DPgfedcba共陽(yáng)筆段共陰筆段符碼碼碼碼字011000000C0HF9HA4HB0H99H92H82HF8H3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H89100000001001000010001000100000111100011010100001100001101000111080H90H88H83HC6HA1H86H8EH7FH6FH77H7CH39H5EH79H71H111111001210100100310110000410011001510010010611000010ABCDEF711111000比較轉(zhuǎn)移指令CJNEA,#data,rel若A不等于dat則a轉(zhuǎn),;移若A=da，t順a序執(zhí)行下;一條指令若A大于等于dat，aC;清零若A小于dat，aC置;1CJNEA,direct，rel；若A不等于（direct），則轉(zhuǎn)移；若A=（direct），順序執(zhí)行下一個(gè)指令；若A大于等于（direct），C清零；若A小于（direct），C置1CJNE，#Rndata，rel；若Rn不等于data，則轉(zhuǎn)移；若Rn=data，順序執(zhí)行下一個(gè)指令；若Rn大于等于data，C清零；若Rn小于data，C置1CJNE，d@Riata，red；若（Ri）不等于data，則轉(zhuǎn)移；若（Ri）=data，順序執(zhí)行下一個(gè)指令；若（Ri）大于等于data，C清零；若（Ri）小于data，C置1這4條指令的功能是比較兩個(gè)操作數(shù)的大小，如果它們的值不相等，則轉(zhuǎn)移4到目標(biāo)地址。如果第一個(gè)操作數(shù)小于第二個(gè)操作數(shù)，則進(jìn)位標(biāo)志CY置1，否則清零。指令執(zhí)行不影響任何一個(gè)操作數(shù)。例1-1分析執(zhí)行CJNE出執(zhí)行下列程序后R1的值及CY的值。MOVA,#20HA,#20H,K1指令后，程序轉(zhuǎn)移的目的地址，并指MOVA,#1CJNEA,#20H,K1CJNEA,#MOVR1,#50HMOVR1,#SJMPK2SJMPK2K1:MOVR1,#8K2:SJMPK1:MOVR1,#80HK2:SJMPK2結(jié)果：R1=50H,CY=0結(jié)果：R1=80H,CY=14.訪問(wèn)程序存儲(chǔ)器的傳送指令（查表指令）MOVCA,@A+PCMOVCA,@A+DPTR其功能是到程序儲(chǔ)存器中差表格數(shù)據(jù)送入累加器A。程序儲(chǔ)存器中除了存放程序之外，還會(huì)放一些表格數(shù)據(jù)，又稱查表指令。指令中的操作數(shù)為表格數(shù)據(jù)。前一條指令將A中的內(nèi)容與PC的內(nèi)容相加得到16位表格地址；后一條指令將A中的內(nèi)容與DPTR中的內(nèi)容相加得到16位表格地址。5.位1數(shù)碼管靜態(tài)顯示（1）硬件電路如圖1.5所示。為了保證LED數(shù)碼管壽命，必須在各段上連接PO口的基礎(chǔ)上，串聯(lián)一限流電阻，阻值可取360歐到1K歐（根據(jù)亮度選擇）。LED數(shù)碼管的公共端必須接+5v電源，因?yàn)檫@是共陽(yáng)極LED數(shù)碼管。（2）程序流程圖如圖1.6所示5圖1.5位數(shù)碼管靜態(tài)顯示電路圖圖1.6程序流程圖3程序清單：“1位LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示6.a。START:MOV；存入表的DPTR,#TABLE起始地址MOV；將欲顯示的A,#6數(shù)字6存入A6MOVC；按地址取代碼A,@A+DPTR并存入AMOV；將代碼送P0轉(zhuǎn)P0,A變數(shù)字顯示SJMP；程序運(yùn)行在當(dāng)前狀$態(tài)TABLE:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0HDB99H,92H,82H,0F8HDB80H,90H,88H,83HDB；代0C6H,0A1H,86H,8EH碼表END6.位1LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示1硬件電路如圖1.7所示。2程序流程如圖1.8所示。3程序清單：“1位LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)循環(huán)顯示0~9.a。圖1.71位LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示7圖1.8程序流程圖START:MOVDPTR,#TABLE存入表的起始地址;MOV設(shè)定初始R0,#0值;LOOP:MOVA,R0MOVC去表代A,@A+DPTR碼;MOV送PP0,A0輸出;ACALL調(diào)演示程序DLY1S;INC值加1R0;R0CJNE不R0,#10,LOOP是10，循環(huán)JMP重新開(kāi)START始;;DLY1S:MOVR5,#50D1:MOVR6,#100D1:MOVR7,#100DJNZR7,$DJNZR6,D28DJNZR5,D1RETTABLE:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0HDB99H,92H,82H,0F8HDB80H,90H,88H,83HDB0C6H,0A1H,86H,8EHEND五、任務(wù)分析和程序設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)時(shí)，首先讀取按鍵狀態(tài)，判斷是否有鍵被按下，當(dāng)確認(rèn)有按鍵按下后，在進(jìn)行鍵盤掃描，判斷按下的是哪個(gè)鍵。執(zhí)行相應(yīng)的按鍵功能。然后等待按鍵釋放，以確保每按一次按鍵只進(jìn)行一次鍵處理，將總分轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)，再通過(guò)查表方法轉(zhuǎn)換為七段碼，經(jīng)P1口和P3口輸出，驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管顯示。流程分析：（1）初始化（2）判斷是否有按鍵按下（3）判斷是否真正有按鍵按下（4）判斷按下的是哪個(gè)鍵（5）按鍵功能執(zhí)行（6）等待按鍵釋放（7）二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為BCD碼（8）BCD碼轉(zhuǎn)換為七段碼并輸出顯示根據(jù)以上分析繪制出的程序設(shè)計(jì)流程如圖1.9所示。六、實(shí)施步驟1.單片機(jī)軟件、硬件系統(tǒng)調(diào)試（1）硬件調(diào)試用萬(wàn)用表測(cè)量按鍵，測(cè)量數(shù)碼管的各個(gè)引腳，正確裝接實(shí)物電路。（2）調(diào)試前檢查：用萬(wàn)用表電阻檔測(cè)量電路板的電源，檢查是否短路。（3）上電調(diào)試：接上電源，下載程序。2.軟件調(diào)試9圖1.9籃球計(jì)分器程序設(shè)計(jì)流程如10（1）熟悉編譯軟件，了解μVision軟件的基本功能和使用方法。具體操作步驟略。（2）用μVision軟件輸入源程序，接好仿真器和做好的籃球計(jì)分器，進(jìn)行調(diào)試、匯編、運(yùn)行直到滿足要求。七、思考在原硬件電路基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)如下功能：1、按下任何鍵，數(shù)碼管循環(huán)顯示“0—F”；2、按下K1鍵，數(shù)碼管從0到99計(jì)數(shù)，按下K2鍵暫停，再按下K1鍵繼續(xù)計(jì)數(shù)，八、安全事項(xiàng)1、正確