單片機(jī)接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(2015自動(dòng)化版)

1、單片機(jī)接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室河北工程大學(xué) 教務(wù)處（二一五年）- 12 -目 錄實(shí)驗(yàn)一 預(yù)備實(shí)驗(yàn) 八段數(shù)碼管顯示 . 1實(shí)驗(yàn)一 鍵盤(pán)掃描顯示實(shí)驗(yàn) . 4實(shí)驗(yàn)二 空調(diào)溫度控制實(shí)驗(yàn) . 7實(shí)驗(yàn)三 單片機(jī)串行口通訊實(shí)驗(yàn). 11實(shí)驗(yàn)一預(yù)備實(shí)驗(yàn) 八段數(shù)碼管顯示方法（設(shè)備資料中硬件實(shí)驗(yàn)16）一、實(shí)驗(yàn)要求利用實(shí)驗(yàn)儀提供的顯示電路,動(dòng)態(tài)顯示一行數(shù)據(jù).二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈹?shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的原理。三、實(shí)驗(yàn)線路及連線 這里只是顯示草圖，詳細(xì)原理參見(jiàn)圖1 地址總線 段碼輸出(0x004H)位選通信號(hào) (0x002H)圖1 數(shù)碼管顯示原理圖四、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)儀提供了6 位8段碼LED顯示電路，學(xué)生只要按地址輸出相應(yīng)數(shù)據(jù)

2、，就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示器的控制。顯示共有6位，用動(dòng)態(tài)方式顯示。8位段碼、6位位碼是由兩片74LS374輸出。位碼經(jīng)MC1413或ULN2003倒相驅(qū)動(dòng)后，選擇相應(yīng)顯示位。本實(shí)驗(yàn)儀中 8位段碼輸出地址為0X004H，位碼輸出地址為 0X002H。此處X是由KEY/LED CS 決定，參見(jiàn)地址譯碼。做鍵盤(pán)和LED實(shí)驗(yàn)時(shí)，需將KEY/LED CS 接到相應(yīng)的地址譯碼上。以便用相應(yīng)的地址來(lái)訪問(wèn)。例如，將KEY/LED CS 接到CS0上，則段碼地址為08004H，位碼地址為08002H。 七段數(shù)碼管的字型代碼表如下表： a f b g e c d 。dp顯示字形gfedcba段碼001111113fh10

3、00011006h210110115bh310011114fh4110011066h511011016dh611111017dh7000011107h811111117fh911011116fhA111011177hb11111007chC011100139hd10111105ehE111100179hF111000171h五、程序框圖初始化顯示參數(shù)延時(shí)關(guān)所有位顯示取顯示數(shù)據(jù)位選通信號(hào)移位指向下一個(gè)顯示數(shù)據(jù)輸出段碼數(shù)據(jù) 6位完成 否返回8段碼完成 否 是 是圖2 動(dòng)態(tài)顯示程序流程圖開(kāi)始輸出位選通信號(hào)六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、當(dāng)改變顯示片選信號(hào)，程序該做如何調(diào)整？2、為了保證程序?qū)嶒?yàn)顯示的準(zhǔn)確性，在實(shí)驗(yàn)之

4、前編寫(xiě)檢測(cè)各數(shù)碼管能否正常顯示的測(cè)試程序，可采用靜態(tài)測(cè)試或動(dòng)態(tài)測(cè)試的方法。（流程見(jiàn)圖2）實(shí)驗(yàn)一 鍵盤(pán)掃描顯示實(shí)驗(yàn)（設(shè)備資料中硬件實(shí)驗(yàn)17）一、實(shí)驗(yàn)要求在上一個(gè)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,利用實(shí)驗(yàn)儀提供的鍵盤(pán)掃描電路和顯示電路,做一個(gè)掃描鍵盤(pán)和數(shù)碼顯示實(shí)驗(yàn)，把按鍵輸入的鍵碼在六位數(shù)碼管上顯示出來(lái)。實(shí)驗(yàn)程序可分成三個(gè)模塊。鍵輸入模塊：掃描鍵盤(pán)、讀取一次鍵盤(pán)并將鍵值存入鍵值緩沖單元。顯示模塊：將顯示單元的內(nèi)容在顯示器上動(dòng)態(tài)顯示。主程序：調(diào)用鍵輸入模塊和顯示模塊。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握鍵盤(pán)和顯示器的接口方法和編程方法。2、掌握鍵盤(pán)掃描和LED八段碼顯示器的工作原理。三、實(shí)驗(yàn)電路及連線 這里只是鍵盤(pán)草圖，詳細(xì)原理參見(jiàn)圖

5、1讀回行碼(0X001H) 列碼(0X002H) 圖1 鍵盤(pán)掃描原理圖四、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)儀提供了一個(gè)6×4的小鍵盤(pán)，向列掃描碼地址(0X002H)逐列輸出低電平，然后從行碼地址(0X001H)讀回。如果有鍵按下,則相應(yīng)行的值應(yīng)為低,如果無(wú)鍵按下，由于上拉的作用，行碼為高。這樣就可以通過(guò)輸出的列碼和讀取的行碼來(lái)判斷按下的是什么鍵。在判斷有鍵按下后，要有一定的延時(shí)，防止鍵盤(pán)抖動(dòng)。地址中的X是由KEY/LED CS 決定，參見(jiàn)地址譯碼。做鍵盤(pán)和LED實(shí)驗(yàn)時(shí)，需將KEY/LED CS 接到相應(yīng)的地址譯碼上。以便用相應(yīng)的地址來(lái)訪問(wèn)。例如將KEY/LED CS信號(hào)接CS0上，則列掃描地址為080

6、02H，行碼地址為08001H。列掃描碼還可以分時(shí)用作LED的位選通信號(hào)。五、實(shí)驗(yàn)框圖初始化地址參數(shù)顯示緩沖區(qū)初始化開(kāi)始開(kāi)始輸出列掃描信號(hào) LED顯示有鍵輸入?列掃描信號(hào)移位 否讀入行信號(hào) 是讀取鍵值是該列有鍵輸入？否鍵值轉(zhuǎn)換為顯示數(shù)據(jù)否6列掃描完？是 返回 圖2 主程序框圖按照行列計(jì)算鍵值查表得鍵碼等待按鍵釋放返回 圖3 讀鍵輸入子程序框圖六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、編寫(xiě)一個(gè)程序，能夠?qū)聪碌臄?shù)字鍵顯示在某個(gè)數(shù)碼管。2、編寫(xiě)一個(gè)程序，能夠?qū)⑦B續(xù)按下的數(shù)字鍵按照先后順序存放在6個(gè)連續(xù)的內(nèi)存單元中，并調(diào)用顯示子程序依次在6位數(shù)碼管上由左向右顯示，并且當(dāng)鍵入字符超過(guò)6個(gè)時(shí)，可以將新鍵入的數(shù)字顯示在6位數(shù)碼管的

7、最右側(cè)，前5個(gè)順序前移，實(shí)現(xiàn)走馬燈的效果。3、當(dāng)改變鍵盤(pán)/顯示片選信號(hào)，程序該做如何調(diào)整？4、通過(guò)修改鍵號(hào)總結(jié)鍵號(hào)與鍵值的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)二 空調(diào)溫度控制實(shí)驗(yàn)（設(shè)備資料中硬件實(shí)驗(yàn)26）一、 實(shí)驗(yàn)要求 利用實(shí)驗(yàn)儀上顯示電路，鍵盤(pán)電路，A/D變換電路，完成類(lèi)似空調(diào)恒溫控制實(shí)驗(yàn)，可以利用實(shí)驗(yàn)儀上的電位器模仿溫度變化，加熱和致冷電機(jī)可以用發(fā)光管代替。要求可以用鍵盤(pán)設(shè)定恒溫溫度，當(dāng)外界溫度超過(guò)設(shè)定溫度+/-2時(shí)，就要啟動(dòng)加熱或致冷電機(jī)。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、了解閉環(huán)控制的基本原理。 2、進(jìn)一步熟悉A/D變換原理和編程方法。 3、進(jìn)一步了鍵盤(pán)掃描和LED顯示原理和編程方法。三、實(shí)驗(yàn)電路及連接PA0口模仿加熱電機(jī)PA

8、1口模仿致冷電機(jī)電位器模仿溫度采樣 LED顯示電路和鍵盤(pán)電路實(shí)驗(yàn)儀上已接好。原理圖見(jiàn)圖1。 A/D變換電路只要接上模擬量輸入和地址選擇信號(hào)即可。圖1 ADC0809和8255A連線圖四、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 這是一個(gè)綜合硬件實(shí)驗(yàn),其中各部分實(shí)驗(yàn)已單獨(dú)做過(guò).現(xiàn)聯(lián)合起來(lái)形成一個(gè)控制系統(tǒng). 其中LED顯示實(shí)驗(yàn)和鍵盤(pán)掃描實(shí)驗(yàn)可參見(jiàn)硬件實(shí)驗(yàn)十六、十七。A/D變換實(shí)驗(yàn)可參見(jiàn)硬件實(shí)驗(yàn)十三。I/O口輸入輸出可參見(jiàn)8255硬件實(shí)驗(yàn)。五、實(shí)驗(yàn)程序框圖返回讀AD變換值延時(shí)啟動(dòng)AD變換開(kāi)始圖2 A/D采樣子程序框圖開(kāi)始開(kāi)始輸出列掃描信號(hào)關(guān)閉所有顯示位取出顯示數(shù)據(jù)列信號(hào)移位讀入行值取出數(shù)據(jù)一位輸出是輸出時(shí)鐘脈沖有鍵輸入是否6列掃描

9、完？顯示數(shù)據(jù)移位否否8位數(shù)據(jù)輸出是計(jì)算鍵值輸出位選通信號(hào)等待鍵松開(kāi)延時(shí)查表得到鍵碼位選通信號(hào)移位否返回6位全顯示完？是返回圖3 LED顯示子程序框圖圖4鍵盤(pán)掃描子程序框圖鍵盤(pán)值是？低2度高2度向上鍵設(shè)定溫度加1設(shè)定溫度減1向下鍵加熱不變讀鍵盤(pán)致冷+/-2度內(nèi)采樣當(dāng)前溫度初始化溫度參數(shù)當(dāng)前溫度與設(shè)定溫度比較顯示溫度當(dāng)前溫度和設(shè)定溫度送顯示緩沖開(kāi)始工始圖5溫度控制主程序框圖六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、進(jìn)一步了解各模塊的具體功能，并能夠看懂程序執(zhí)行順序，關(guān)鍵是A/D轉(zhuǎn)換程序、鍵盤(pán)的掃描程序和LED的顯示程序。2、當(dāng)改變鍵盤(pán)/顯示片選信號(hào)，程序該做如何調(diào)整？3、改變ADC0809模擬量輸入引腳，程序該做如何調(diào)整？

10、4、思考：如果同時(shí)進(jìn)行溫度和濕度兩路模擬量的控制，程序的編程思路又該如何？實(shí)驗(yàn)三 單片機(jī)串行口通訊實(shí)驗(yàn)（設(shè)備資料中硬件實(shí)驗(yàn)19）一、實(shí)驗(yàn)要求利用單片機(jī)串行口，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)之間的串行通訊。其中一個(gè)實(shí)驗(yàn)臺(tái)作為發(fā)送方，另一側(cè)為接收方。發(fā)送方讀入按鍵值，并發(fā)送給接收方，接收方收到數(shù)據(jù)后在LED上顯示。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握單片機(jī)串行口工作方式的程序設(shè)計(jì)，及簡(jiǎn)易三線式通訊的方法。2、了解實(shí)現(xiàn)串行通訊的硬環(huán)境、數(shù)據(jù)格式的協(xié)議、數(shù)據(jù)交換的協(xié)議。3、學(xué)習(xí)串口通訊的中斷方式的程序編寫(xiě)方法。三、實(shí)驗(yàn)電路 顯示電路和鍵盤(pán)電路見(jiàn)硬件實(shí)驗(yàn)十六和硬件實(shí)驗(yàn)十七。 甲方 乙方圖1 雙機(jī)接線圖四、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明1、8051、80C1

11、96的RXD、TXD接線柱在POD51/96仿真板上，8088/86的TXD、RXD在POD8086仿真板上的8251芯片旁邊。2、通訊雙方的RXD、TXD信號(hào)本應(yīng)經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換后再行交叉連接，本實(shí)驗(yàn)中為減少連線可將電平轉(zhuǎn)換電路略去，而將雙方的RXD、TXD直接交叉連接。也可以將本機(jī)的TXD接到RXD上，這樣按下的鍵，就會(huì)在本機(jī)LED上顯示出來(lái)。3、若想與標(biāo)準(zhǔn)的RS232設(shè)備通信，就要做電平轉(zhuǎn)換，輸出時(shí)要將TTL電平換成RS232電平，輸入時(shí)要將RS232電平換成TTL電平?？梢詫⒎抡姘迳系腞XD、TXD信號(hào)接到實(shí)驗(yàn)板上的“用戶(hù)串口接線”的相應(yīng)RXD和TXD端，經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換，通過(guò)“用戶(hù)串口”接到外部的RS232設(shè)備?？梢杂脤?shí)驗(yàn)儀上的邏輯分析儀采樣串口通