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液晶电视实习平台用户手册桂林电子科技大学机电综合工程训练中心2010-3-18前言电子实习是电子类专业院校必开的实习课程，是提高学生对电子技术实践动手能力的重要教学环节，主要是为了贯彻理论联系实际的教学原则，巩固和扩大学过的电子技术的基础知识，同时电子装配工艺有足够的了解。基于此目的，我们开发了此液晶电视实习平台作为高等院校电子实习的内容。一、系统组成1.1 实习平台资源液晶电视实习平台由六个模块组成：高频头模块、中放电路模块、液晶屏驱动电路模块、伴音模块、单片机模块和电源模块。各模块之间通过固定的接口进行连接。图1-1 实习平台位置图图1-2 实习平台硬件图1.1.1 高频头模块1.1.1.1 硬件组成此电路主要由高频头、自动调节电路和自动/手动装换等电路构成。如图1-2所示。图1-2 高频头和自动调节电路组成1.1.1.2 接口定义对外接口主要通过IDC16接插件进行连接，各引脚定义如图1-3：图1-3 对外接口定义其中1脚：手动/自动对比度公共输出端，接液晶屏的驱动电路的对比度调节端2脚：对比度自动调节，接51单片机的P3.2输出引脚，PWM调节3脚：+5V模块电源4脚：手动/自动亮度公共输出端，接液晶屏的驱动电路的亮度调节端5脚：亮度自动调节，接51单片机的P3.1输出引脚，PWM调节6脚：VH波段电压的自动调整输出，与8脚配合使用，当VH为1，VL为0时，处于VH段接收。7脚：+33V调台电压8脚：VL波段电压的自动调整输出，与6脚配合使用，当VH为0，VL为1时，处于VL段接收。9脚：自动调台，接51单片机的P3.3输出引脚，PWM调节10脚：电视信号输出端，送往送放电路11脚：中放电路工作电路+12V 12脚：+5V模块电源，同3脚13脚：音量自动调节输出，接51单片机的P3.0输出引脚，PWM调节14脚：接来自中放电路的AGC控制电压15脚：音量调节输出，接伴音电路的音量控制输出端16脚：来自中放电路的控制电压，控制高频头的电压1.1.2 中放电路模块1.1.2.1 硬件组成此电路主要由预中放、声表面滤波器、图像中放和视频跟随输出等电路组成，如图1-4所示。图1-4 中放电路模块1.1.2.2 接口定义图1-5 中放电路模块接口其中：1脚：电视信号输出2脚：+12V的模块电压3脚：视频信号输出4脚：来自高频头及自动调节模块的中频信号5脚：同步信号的正脉冲，输出到单片机的P2.76脚：中放电路输出的AGC控制电压，控制高频头的信号7脚：同步信号的负脉冲，输出到单片机的P2.68脚：输出到高频头的控制端9脚：AFT电压输出端，经单片机检测后确定电视机搜台的最佳状态10脚：接地1.1.3 液晶屏驱动电路模块1.1.3.1 硬件组成此电路由色度亮度解码电路、。电路组成，如图1-6。图1-6 液晶屏驱动电路模块1.1.3.2 接口定义图1-7 液晶驱动模块接口J601：亮度调节电位器接口J602：对比度调节电位器接口J603：液晶屏驱动电路的视频信号输入和工作电压+12V1.1.4 伴音电路模块1.1.4.1 硬件组成此电路由鉴频电路、电压放大电路和功率放大电路等组成，如图1-8。图1-8 伴音电路模块电路1.1.4.2 接口定义图1-9 伴音模块电路接口1、2脚：接地3、4脚：音量自动控制输入端5、6脚：电视信号输入端7、8脚：电视声音信号输出到扬声器9、10脚：+24V模块工作电压1.1.5 单片机控制电路模块1.1.5.1 硬件组成此电路主要由单片机、1602液晶屏、A/D转换器ADC0832、红外接收头、I2C存储器24C08等电路组成，如图1-10.图1-10 单片机控制电路模块1.1.5.2 接口定义图1-11 单片机控制电路模块接口其中：1脚：检测正脉冲的同步信号2脚：+5V模块工作电压3脚：检测正脉冲的同步信号4脚：接来自中放电路的AFT电压，经A/D转换后判断接收电台的最佳状态5脚：输出到音量自动调节电路，在自动调节电路中经PWM调节后输出6脚：输出控制VH波段电压7脚：输出到亮度自动调节电路，在自动调节电路中经PWM调节后输出8脚：输出控制VL波段电压9脚：输出到对比度自动调节电路，在自动调节电路中经PWM调节后输出10脚：输出到调台自动调节电路，在自动调节电路中经PWM调节后输出1.1.6 电源电路模块1.1.6.1 硬件组成此电压主要由变压器、整流管、稳压管、DC-DC变换等电路组成，如图1-12。图1-12 电源电流模块1.1.6.2 接口定义图1-13 电源电路接口其中：1、2脚：+24V伴音电路工作电压3、4脚：+12V液晶屏工作电压5、6脚：+33V高频头调台电压7、8脚：+5V单片机工作电压9、10脚：+12V中放电路工作电压1.2 配件资源序号配件数量备注17寸液晶屏1加ABS塑料外壳21602液晶屏1蓝屏351单片机程序下载线14耳机一副15电源线16红外遥控器1二、光盘资料液晶电视实习平台说明书、51单片机下载程序、单片机调台程序。三、实习平台的使用3.1 启动过程1、如图接好底板与各模块之间的连线，把电源电路模块的对外接口断开，插上电源线，打开箱体后面的电源开关，正常情况下，电源电路模块上5个LED会发光，表示电源电路工作正常。2、把各个模块的电源打开，各个模块的电源指示灯应该会亮。3.2 手动调台过程1、启动之后，把高频头及自动调节模块的5个手动/自动波段开关都拨至“手动”一边。2、接上电视信号线，选择VH和VL的波段电压。3、调节调台的线性电位器，收到相应电视节目。3.3 单片机调台过程1、启动之后，把高频头及自动调节模块的5个手动/自动波段开关都拨至“自动”一边。2、接上电视信号线。3、按电视遥控器的相关按钮进行选台。液晶电视实习平台实验指导书桂林电子科技大学机电综合工程训练中心2010.3GDYJ0910液晶电视实习平台介绍GDYJ0910液晶电视实习平台是桂林电子科技大学机电综合工程训练中心设计研发的教学设备系统，集实验和实习于一体，该系统针对工科高校本、专科电子信息类专业的实验实习教学而设计的。GDYJ0901液晶电视实习平台的电路采用了模块化的设计理念。根据电视接收和显示原理，把液晶电视的电路分为六大模块，各个模块都是相对独立的，模块之间的信号是经过固定的接口进行连接。实习平台的组成方框图如下：图1-1 液晶电视实习平台组成方框图GDYJ0910液晶实习平台的特点：1、 模块化设计理念该系统是根据电视的接收和显示原理，把液晶电视的电路划分为高频头电路模块、中放电路模块、液晶屏驱动电路模块、伴音电路模块、单片机控制模块和电源电路模块六大模块。各个模块的电路的功能是独立实现的，模块之间是经过固定的接口连接。既能保证模块的独立性，又能保证液晶电视的整体性。模块化设计优点在于可以自由更换各个模块，特别适合于实习教学。2、 模拟数字技术结合液晶电视的实现是利用模拟电路技术来实现的，而实习平台加入了单片机控制模块，用于红外信号的接收和手动调节的要求。这样就把数字电子技术引入了实习平台，实现模拟电子技术的结合。3、 硬件与软件相结合液晶电视系统可以通过手动调节的办法可以纯硬件实现，也可以加入单片机控制系统实现自动调节，在单片机控制系统中可以通过编程来完成不同的功能。真正做到了硬件和软件的结合。4、 集实验与实习于一体由于模块化的设计，模块的实现和更换是很方便的。在该平台上可以完成多个实验，还可以通过扩展模块来完成其他相关的实验。同时该系统也适合于学生实习，学生可以单独设计某一模块，也可以设计整个液晶电视，非常方便实现。而且在调试过程中通过模块替换的办法很容易排除各类故障。所以说该系统既能用于了解电视原理实验和单片机的实验，又可以用于电子类学生的实习课程。5、 系统扩展升级方便、实现电路的多样化只要了解了液晶电视的实现过程，设计过程中不固定某一个电路实现。凡是能完成同样功能的电路都可以替换。这个设计克服了高等院校实习课程内容的单调性，学生可以充分发挥自己的想象力去设计电路，并通过做板完成测试。在实验平台上可以开设的实验内容：实验一 稳压电源的测试实验二 图像中放级的测试实验三 伴音低放电路的测试实验四 亮度色度解码电路的测试（扩展内容）实验五 单片机键盘显示实验实验六 单片机多路PWM控制实验实验七 EEPROM读/写实验实验八 单片机红外遥控实验实验九 A/D转换实验注：详细的实验内容附后。实验一 稳压电源的测试电视机的电源电路是电视机能正常工作的前提条件。一、仪器设备及调试中作用仪器设备数量作用SS1792C直流稳压电源1提供所需电压并用于测量电流指针式万用表1测量交流输入电压和整流等其它直流电压二、测量在路直流电阻（电视插头不接电源）下面三项测试中，电视机插头不接电。1. 变压器初级电阻方法：万用表档位拨到1，短接表笔，调零后，测量电视机电源插头两极间电阻。 数据记录：R1= 。2. 整流输出电阻：方法：万用表档位拨到1K，调零后，测量C401两极间电阻，红表笔接才C401正极，黑表笔接C401负极，指针稳定后，读出正向电阻R2；表笔对换后，测出反向电阻R3。万用表档位拨到1K，调零后，测量C411两极间电阻，红表笔接才C411正极，黑表笔接C411负极，指针稳定后，读出正向电阻R4；表笔对换后，测出反向电阻R5。 数据记录：正向电阻R2= ；反向电阻R3= 。 正向电阻R4= ；反向电阻R5= 。3稳压电源输出电阻：方法：万用表档位拨到1K，调零后，测量C403两极间电阻，红表笔接C403正极，黑表笔接C405负极，指针稳定后，测出正向电阻R6；表笔对换后，测出反向电阻R7。万用表档位拨到1K，调零后，测量C405两极间电阻，红表笔接C405正极，黑表笔接C405负极，指针稳定后，测出正向电阻R8；表笔对换后，测出反向电阻R9。数据记录：正向电阻R6= ；反向电阻R7= 。正向电阻R8= ；反向电阻R9= 。注：只有电阻值均不出现0或的情况下，才能进行通电测试。三、通电测试1、计算全波整流电路输出与输入的关系通电条件下，电源开关打开，用万用表的交流档测量变压器两路输出电压分别为:V1=_ V2=_；用万用表直流档测量经过整流桥滤波之后的直流电压分别为: V3=_ V4=_；计算电压输入有效值与输出得关系： Q1=V1/V3=_ Q2=V2/V4=_。2、静态工作电压测试（1）DC-DC变换电路U403LM34063各脚电压（填入下表）：管脚12345678电压(V)（2）跟随输出Q401偏置电压：Ub= V; Uc= V; Ue= V。3、各个模块消耗功率的测量注：在连接电路之前要把直流稳压电源调节到规定的电压值，以免因电压过高烧坏电路模块。把+5V的开关拨到下端，用直流稳压电源供电，正常工作时，从直流稳压电源的电流显示表读出该电流值I1=_，算出单片机控制模块消耗功率P1=_。把IFA12V的开关拨到下端，用直流稳压电源供电，正常工作时，从直流稳压电源的电流显示表读出该电流值I2=_，算出中放电路消耗功率P2=_。把LCD12V的开关拨到下端，用直流稳压电源供电，正常工作时，从直流稳压电源的电流显示表读出该电流值I3=_，算出液晶屏驱动电路消耗功率P3=_。把+24V的开关拨到下端，用直流稳压电源供电，正常工作时，从直流稳压电源的电流显示表读出该电流值I4=_，算出伴音电路消耗功率P4=_。把+33V的开关拨到下端，用直流稳压电源供电，正常工作时，从直流稳压电源的电流显示表读出该电流值I5=_，算出高频头电路功率P5=_。计算电源输出总功率P=P1 + P2 + P3 + P4 + P5 =_。 *电源调试结束，关闭电源，整理好仪表与导线*思考题1、电源电路工作的原理是什么？2、DC-DC变换的基本原理是什么？3、什么是纹波电压？纹波电压为电路有什么影响？实验二 图像中放级测试电视机中放幅频特性直接影响到整机的灵敏度、选择性及通频带等特性。一、 仪表设备及调试中作用仪器设备数量作用BT-3频率特性测试仪1测量中频放大器通道的频率特性万用表1测量中频放大器直流工作点电压二、 图象中放的调试1、静态工作电压测量（不接收电视节目） （1）三极管Q201电路组成预中放级电路，主要作用是为了补偿声表面波滤波器的插入损耗，测量其静态工作点电压是保证其工作正常的关键。数据记录：Ub= v；Uc= v; Ue= v。 （2）中放IC201-D7611各管脚工作电压：管 脚12345678电压（V）管 脚910111213141516电压（V）2、中放幅频特性的测试电视机中放幅频特性直接影响到整机的灵敏度、选择性及通频带等特性。（1）预置BT-3频率特性测试仪； 预置方法： 频标选“1.10”（表示短标为1MHZ，长标为10MHZ），频标幅度与扫频宽度合适； 扫描方式选“窄扫”，输出衰减的粗细调置于“0”，调Y位移选钮使显示屏上基线于合适位置； 旋动中心频率旋钮，找到零标（不规则点）后，再继续顺时针方向旋中心频率旋钮，数3个长标，5个短标，对准显示平中心垂直线。即中心频率为35MHZ； Y轴输入口选用带检波探头（带有金属头的电缆线），与扫频输出口短接； 调节Y增益旋钮，使中心频率35MHZ点的基线与扫频线间距离为6大格(调好后就不能再动此旋钮了)。预置完毕。（2）关闭电视和B-3电源，如图2-1连接好测试电路。Y轴输入线换用开路电缆（双夹子线）。 （3）开机后，电视置空频道，出现中放幅频特性曲线。标准的幅频特性曲线如图2-2，曲线应满足：增益60db；图象载频点38MHZ增益50%；双峰间带宽约3MHZ，顶部凹陷20%；三个吸收点幅度应分别为5%（31.5MHZ）、7%（39.5MHZ）、3%（30MHZ）。 （4）画出实测中放曲线，填入图23（因为测试条件与仪器误差，应与标准曲线有区别）。 （5）调节BT3扫频仪“输出衰减”的粗细调旋钮，使中心频率基线与扫描线间距为6格，可读出本机实际中放级增益为：粗调+细调= db。 *中放电路调整完毕，关闭电源，整理仪器与测试线* 思考题 1、中放电路出现问题，电视将出现什么故障现象？ 2、声表面波滤波器在中放电路的作用是什么？为什么要增加预中放电路？ 3、AGC电路的作用是什么？ 4、AGC电路按被控管受控方式可分哪几种？按电路形式可分为哪几种？ 5、画出延迟式AGC特性曲线，并简单说明。 6、画出电视机中放电路原理框图。说明各框功能。 7、中放电路输出的信号包括哪些？分别被送到哪个电路？实验三 伴音低放特性的测试一、仪表设备仪器设备数量作用失真度测试仪 1测量伴音低放的谐波失真示波器1测量伴音低放的输出波形低频信号发生器1产生调试所需的各种频率信号交流毫伏表1测量输入和输出的信号强度（峰缝值）万用表1测量伴音电路静态直流电压二、伴音低放电路的调试1、静态工作点测试（1） 静态电流的测试（不接收电视伴音）：方法：用万用表电压1V档，测量3R5（18）两端电压。数据记录：U = V,求得 Im = U / 18= mA 。（小于30mA）（2） 伴音集成电路IC301-D7273P管脚工作电压：管 脚1234567电压（V）管 脚891011121314电压（V） 2、动态调试：（1） 伴音低放调试仪表连接如图5-1，电视不接收信号。注：Y2、Y3、Y7分别对应于电路板上的35、34、19点。交流毫伏表只配一个的时候，可以在输入和输出端之间交替测量。交流毫伏表在开机时，会因为电流冲击而瞬间达到满偏，属于正常现象，几秒后会恢复正常。（2） 灵敏度的测量：放大电路灵敏度一般指达到额定输出功率或电压时输入端所加信号的电压大小。 测量方法：低频信号发生器输出1KHZ的信号，缓慢调整信号的输出电平强度，同时观查测V2的毫伏表指示，当V2刚好为2V时，停止调整。读出测V1的毫伏表的读数。 数据记录：伴音低放灵敏度为： 。（小于50mV）（3） 额定功率的测量：最大不失真输出功率指的是放大器输入一定频率正弦波，调节输入信号幅度，输出失真度不大于某值时（5%）的最大输出功率。测量方法： 低频信号发生器输出1KHZ的信号，逐渐增大低频信号发生器输出强度（或调节音量电位器）。同时观察示波器显示的波形，初步确定波形临界失真时，停止调整； 用失真度测试仪测量出此时的失真度。如果失真度大于5% 。适当减小信号发生器输出强度； 如果测出失真度小于5% ，满足测量最大不失真功率条件。读出测量V2的毫伏表值。数据记录： Pmax = V22/ r = 。 （Pmax应该0.5W，r为扬声器直流阻抗为8）本实验中失真测试仪测量失真的方法： 信号从不平衡口输入，衰减器置“0”，量程置“100%”，“电压/校准/失真”置“电压”，频率表选到1KHZ； 观察表头指针是否超过表头的最大指示，如超过，通过衰减器是指针回到刻度范围内。如没超过，则进入第步； “电压/校准/失真”置“校准”，调节“校准”旋钮，使表头指针指到最大刻度。 “电压/校准/失真”置“失真”，调节频率“粗调”、“微调”和“相位”三个旋钮，是指针指示最小。从指针指示可以直接读出失真度，读失真度时指针指示在表头中间时最准，可以通过减小“量程”档位来调整：失真度读数方法：量程档位的位置表示满刻度时的失真度，如置“100%”，表示满刻度失真为100% ，指针指到“0.5”（读表头满刻度为1的一排）时，可以换算出失真度为50% 。如量程置“30%” ，表示满刻度失真为30% ，指针指到“1.5”（读表头满刻度为3的一排），可以换算出失真度为15% 。（4）频率响应的测量：功放的输出增益随输入信号频率的变化而提升或衰减和相位滞后随输入信号频率而变的现象。这项指标是考核功放品质优劣的最为重要的一项依据，该分贝值越小，说明功率放大器的频率响应曲线越平坦，失真越小，信号的还原度和再现能力越强。 测量方法： 低频信号发生器输出1KHZ的信号,调整信号发生器输出强度和音量电位器，同时观测V2的毫伏表指示，当V2为-2db（毫伏表置放到“1V/Odb”档，指针指到-2db）时，停止调整； 低频信号发生器的输出信号频率从100HZ调整到10KHZ，观察V2毫伏表指示电压的变化情况。 数据记录：V2在 db到 db间变化，表明电压不均匀度小于2db 。*伴音功放电路调整完毕，关闭电源，整理仪器与测试线*思考题1、画出伴音通道的原理方框图，并解释各方框的功能作用。2、全电视信号中包含伴音信号吗？3、伴音信号是采用什么方式调制的？4、伴音在电视机中采用二次变频处理，两次降频频率各是多少？5、如何判断是伴音电路出故障导致的无电视伴音现象？实验四 亮度色度解码电路测试实验（扩展内容）一、仪表设备仪器设备数量作用双踪示波器1测量各点的信号波形万用表1测量静态工作点电压二、调试步骤1、静态工作点的测量 （1）亮度与色度控制切换集成电路IC601-4053管脚电压： 管 脚12345678电压（V）管 脚910111213141516电压（V）（2）亮度色度分离集成电路IC602TDA9181管脚电压：管 脚12345678电压（V）管 脚910111213141516电压（V）（3）亮度色度解码电路各三极管偏置电压：（单位V）BECQ615Q616Q6172、亮度色度解码电路关键点波形的测量把测试结果填入下面的表4-1中：（1）全电视信号波形： 测试点：液晶屏驱动电路图纸上的点。（2）色差信号波形： 测试点：液晶屏驱动电路图纸上的点。（3）亮度信号波形：测试点：液晶屏驱动电路图纸上的点。（4）红色差信号波形： 测试点：液晶屏驱动电路图纸上点。（5）蓝色差信号波形： 测试点：液晶屏驱动电路图纸上的点。用示波器测量波形时，如果已经知道被测信号频率，则先选好扫描时间选择开关，可以提高测量的速度。表4-1 测量信号波形信号名称全电视信号色差信号亮度信号波 形信号名称红色差信号蓝色差信号波 形 *亮度色度解码电路调试完毕，关闭电源，整理仪器与测试线*思考题1、目前国际上流行的三大彩色电视制式是什么？2、彩色全电视信号包含什么信号？3、如何从色差信号中分离出R、G、B三基色信号？实验四 51开发环境的使用一、实验目的 1、熟悉Keil C51 开发环境 2、学会如何下载程序 3、掌握Keil C51的相关参数设置 4、掌握C51程序函数库文件的定义与引用 5、掌握单片机C语言编程的基本结构 5、掌握C51中断的编程方法二、实验设备 PC机、GDYJ0910液晶电视实习平台、Keil C51 开发环境、ISP51下载环境三、Keil C51 开发环境设置 1、新建工程 在编辑程序之前，首先要新建一个工程。点击面板上的Project（工程）New(新建)给工程命名保存在指定的路径。2、选择目标器件保存了工程之后，软件会跳出目标器件的选择界面。这个时候，我们就需要根据所要烧写的单片机型号，来选择。比如说AT89S51就要选择Atmel公司下面的AT89S51。3、新建文件选择完目标器件之后，就会进入到软件编辑界面。此时所建立的工程是空白的，接下来就要建立一个空白的文本文件，并在里面编写你的软件。软件编辑完成后，根据软件的内容，给此文本文件命名。当用C语言编写时，在保存的时候文件的后缀用“.C”；当用汇编语言编写时，后缀用“.ASM”；如果是要建立库函数文件，后缀用“.h”。然后点保存，即自动保存在工程所在的文件夹里面。4、在工程中添加程序保存了编写好的文本文件之后，如果要在工程中编译、调试这个文件，就要把它添加到工程中去。添加时只需双击“Source Group 1”，就会跳出添加对话框，然后在里面选中刚才所保存的文件，点击“Add”即可。5、编译软件点击左上方的编译按钮（Rebuild all target fields）软件自动对编辑好的程序进行编译处理。但此时并没有生成可烧写到单片机里的HEX文件。6、设置生成HEX文件在工程的根目录“Target 1”上点击鼠标右键，选择“Options for Target Target 1 ”。在弹出的菜单上点击Out(输出)，并在选项Create HEX file(创建HEX文件)右边的方框上点击打勾，然后点击“确定”即可。此时再编译一次，就可以在工程文件夹里面生成“.hex”为后缀的文件。此文件为下一步把程序下载到单片机上的二进制文件。四、单片机程序下载单片机程序下载方法会根据编程器的不同而不同。本实验采用了89s51的ISP下载方式把程序下载到芯片里。ISP下载器与上位机连接时，常用的有并口、串口和USB口三种接口。下载软件我们使用了PROG ISP来进行。在下载之前首先要选择编程器的接口类型，其次是下载芯片的型号。选择好了之后单击“调入flash”，选择已经编译好的.hex文件，然后点击“自动”，下载软件就会自动把hex文件下载到芯片上。五、51单片机C语言编程方法1、MC51库函数C51提供了丰富的可以直接调用的库函数，使用库函数可以使程序代码简单，结构清晰，易于调试和维护。下面介绍几类重要的库函数，及其引用方法：（1）专用寄存器文件 专用寄存器文件为51所有特殊功能寄存器SFR和他们的位的定义。例如8031、8051均为reg51.h，其中包含了所有8051的SFR及其位定义。而reg52.h主要为80C52和80C32的专用寄存器定义文件。专用寄存器文件里面主要把寄存器的名字和它所对应的地址联系起来。这样在编程时，就可以直接引用名字，对寄存器进行设置。通常特殊功能寄存器用sfr来定义，而sfr16用来定义16位的特殊功能寄存器如DPTR。可位寻址的特殊功能寄存器的位变量定义用关键字sbit。下面给出reg52.h部分文件内容： /* BIT Registers */sbit CY = PSW7;sbit AC = PSW6;sbit F0 = PSW5;sbit RS1 = PSW4;sbit RS0 = PSW3;sbit OV = PSW2;sbit P = PSW0; /8052 only/* BYTE Registers */ sfr P0 = 0x80;sfr P1 = 0x90;sfr P2 = 0xA0;sfr P3 = 0xB0;sfr PCON = 0x87;sfr TCON = 0x88;sfr TMOD = 0x89;sbit P = PSW0; /8052 only在用C语言编写51程序时，必须要在程序开始时，引用专用寄存器文件。 （2）intrins.h库函数内部包含了9个本征函数，编译时产生的是插入代码，而不是产生ACALL或LCALL指令去调用一个功能函数，因此代码量小，效率更高。其内部函数说明如下：_crol_,_cror_： 将char型变量循环向左(右)移动指定位数后返回。_iror_,_irol_： 将int型变量循环向左(右)移动指定位数后返回。_lrol_,_lror_： 将long型变量循环向左(右)移动指定位数后返回。_nop_： 相当于插入NOP。_testbit_： 相当于JBC bitvar测试该位变量并跳转同时清除。 _chkfloat_： 测试并返回源点数状态。 （3）math.h库函数 math.h内部包含常用的算术运算函数，如sin计算正弦、cos计算余弦、tan计算正切、log计算参数的自然对数等等。在程序设计中，如果需要用到一些数值运算可以直接调用库里面的函数。（4）库函数的引用在程序中引用库函数的时候，通常在程序的开始时引用，也叫做头文件。引用库函数要用#include 语句，下面给出一段引用的例子：/*头文件*/#include #include #define uint unsigned int#define uchar unsigned char#define _Nop() _nop_()（5）自定义库函数 除了可以调用现有的库函数之外，在编程过程中，如果遇到需要重复调用的函数，或者为了使程序结构清晰，易于移植，我们也可以编写自己的库函数文件。下面用一个例子来讲解自定义库函数文件和库函数的过程。 在设计中，如果有多个程序都需要用到LCD显示程序，我们就可以利用前面已经编写好，并调试成功的LCD显示程序，把对LCD所有操作的子程序定义成一个“lcd.h”的库文件，库文件里面包含了所有LCD接口程序的定义和子程序的具体实现。在需要用到的时候，只要在程序的头文件里用“#include lcd.h”，就可以在下面的程序中直接调用里面的子程序了。 自定义库文件和库文件里面函数的编写需要两个文件，一个是以“.h”为后缀的库文件，里面主要包含了引脚的定义、全局变量的定义和包含的子函数说明。如下所示：“lcd.h”-#ifndef _LCD_H_#define _LCD_H_#define LCD_BUS P2/*define lcd data bus*/sbit _rd= P06;/*read signal*/sbit _wr =P05;/*write signal*/extern void void delay(uint t) /*delay*/extern void DataWrite(uchar wrdata); /*write data*/#endif另一个是与“.h”文件名相同但以“.c”为后缀的文件，此文件主要是对前面“.h”文件内部定义的子函数，进行详细描述并实现。如下所示：“lcd.c”-#include lcd.hvoid delay(uint t) uint j;for(j = 0; j t; j+)_nop_(); void DataWrite(uchar wrdata) delay(1);_rd = 1;_wr = 1;rs = 1;LCD_BUS = rr(wrdata); /*write data*/ 省略 编辑完之后，如果在其它程序需要调用LCD读写指令时，只要在程序的开始加上#include lcd.h语句即可。2、C51程序结构在编写程序时，要使程序能在单片机上运行，最基本的要求是有一个主程序main()函数。单片机上电的时候，会跳到初始地址#0000H开始运行。C语言中，地址#0000H即是main()函数的入口地址。所以程序设计时，主要的操作流程是在main()函数中实现的。而其他子函数的定义和编写可以放在main()函数之外进行。通常程序结构如下例所示：#Include “头文件”#define 定义变量play1();play2();main() play(); play2() 由于定义的函数的作用域遵循向下原则，所以要使在main()函数里面调用的play1()和play2()有效，必须在main()函数的之前定义好。或者在建立需要调用子程序的库函数文件，并在main()函数的开头用#include语句把它包括进来。3、中断编程（1）C语言中断命名方式C51能够用C来声明中断和编写中断服务程序。中断过程通过使用interrupt 关键字和中断号（031）来实现。中断号告诉编译器中断程序的入口地址。中断命名方式如下所示： 中断函数（） interrupt 中断号 中断号对应着IE寄存器中的使能位，IE寄存器中的0位对应着外部中断0。下表反映了中断号和中断源的对应关系。在编程时，根据中断源的类型来设置中断号即可。中断号中断源0外部中断01定时器0溢出2外部中断13定时器1溢出4串行口中断5定时器2溢出例如：用定时器0，当定时器溢出时转入其中断子程序，中断子程序如下所示：void tim0_isr (void) interrupt 1irtime+;（2）中断使能寄存器在程序设计中仅仅有中断服务程序，单片机还不能进行中断操作。C51的每个中断源都有单独的使能位，通过软件设置IE中相应的使能位，可以在任何时候势能或禁止中断。同时通过设置中断使能寄存器IE的EA位，可以势能所有中断。中断势能寄存器IE的各位，及功能如下所示： 中断使能寄存器IE（可位寻址）EA-ET2ESET1EX1ET0EX0EA - 使能标志位，置“1”则所有使中断能使，置“0”则禁止所有中断- - 保留 ET2 - 定时器2中断使能 ES - 串行通信中断使能 ET1 - 定时器1中断使能 EX1 - 外部中断1使能 ET0 - 定时器0中断使能EX0 - 外部中断0使能六、实验内容1、在Keil C51编程环境下，用延时程序，编写一段LED延时闪烁程序，并下载到89S51芯片里运行。改变延时的时间，重新下载，观察LED闪烁的变化情况。2、新建一个delay.h库文件，里面分别定义delay_1ms(uchar x), delay_882us(), delay_1000us(), delay_2400us()延时子程序。3、在主程序中用#include “delay.h”,并在main()函数中调用延时程序，控制LED的闪烁延时。七、实验要求1、按照设置步骤，建立led_flash_（学号）工程，并编译烧写程序。2、根据延时程序延时时间的长短，观察LED等闪烁的快慢。3、自己查找相关资料，学习MC51中断的编程方法。实验五 单片机键盘与显示实验一、实验目的1、利用查询法进行键盘的状态读取； 2、掌握LCD基本工作原理与控制方法；3、掌握键盘和LCD程序设计方法。二、实验设备PC机、GDYJ0910液晶电视实习平台、Keil C51 开发环境、ISP51下载环境三、硬件接线1、键盘接口2、LCD接口及内部结构 LCD ControllerVssVDDVORSR/WEDB0 |DB7P2.0P2.1P2.2P0 LCD PANEL16 Characters 2Lines Segment driver 16COM40SEG40SEG LED Backlight LEDALEDK四、原理概述 1、键盘模块键盘由四个轻触开关组成，开关的一端接单片机I/O口，另一端接地。当按下开关时，与之对应的I/O口接地成低电平“0”。放开开关时，I/O口经上拉电阻拉高成高电平“1”。用查询法检测按键，使用while循环语句，连续检测与按键连接的I/O口的电平变化情况，如果为“1”电平，继续检测下一个按键情况；如果检测到有“0”电平的I/O口，程序就转到处理程序，完成处理任务后再回到循环程序继续检测按键。查询法的优点是程序简单易于实现，缺点是额外耗费程序资源，容易丢失按键信息。查询法的程序流程图如下所示：按键1按键2按键3按键4任务1任务2任务3任务401000112、LCD模块（1）LCD模块原理实验平台采用的液晶模块1602内置了192种字符，具有64个字节的自定义字符RAM。液晶模块显示的字符都存储在字符发生器CGROM（固定字符）和字符发生器CGRAM（用户自定义）中。通常把存储在字符发生器里面的字符叫做字符字模。字符字模实际上是一组由二进制数据组成的矩阵位图数据。如果我们需要显示的是58点阵数据，则字符字模为5列8行的二进制矩阵，其中最后一行预留给光标显示。如图所示：字符码光标字符位图数据每一个字符都有一个字符码对应。字符码地址范围为00HFFH，其中00H07H为用户自定义CGRAM的图形字符。字符码地址所对应的字符和字符的ASII码是相同的，比如大写字母“A”它的ASII码为41H，它的字符码地址也是41H，小写字母“a”的字符码地址为61H，十进制数1、2、3的字符码地址分别为31H、32H、33H等。常用的字符都可以用它的ASII码来表示字符码地址。在用C语言编程的时候，我们就可以直接使用字符进行输入即可。比如所我们要在屏幕第1行第3列上显示“student”，可以如下面程序所示编写：unsigned char table =student;for (i=3;i10;i+) lcd_char_write(i,1,tablei); 调用的程序参数表示为lcd_char_write(显示列地址,显示行地址,显示字符)。液晶模块工作时，根据字符码把对应的字符数据转存到显示数据缓冲区DDRAM中，并且根据DDRAM地址值将字符图形显示在相应的位置。通过指令设置可以选择下面几种显示格式：单行58点阵字符带光标显示 1/8 （每行8个字符）单行510点阵字符带光标显示 1/11双行58点阵字符带光标显示 1/16当采用双行每行16字符显示时，DDRAM的地址表示如下图所示：第1行第1列 第16列00H01H 0EH第2行0FH40H41H4EH4FH用51单片机与LCD模块通信时，必须输出符合LCD模块的通信的时序波形和固定的格式。通信方式有读和写两种。（2）LCD写数据在写数据时，当RS为“0”时，表示写指令操作；RS为“1”时，表示写数据操作。在进行写操作的时候，R/W必须置为“0”。E为使能信号输入端口，在写操作的时候，当E的电平从高到低的下降沿时刻进行数据或指令的写入操作。写操作时序 （3）LCD读数据LCD除了可以写入用户希望显示的数据，还具备读数据或指令功能。其中最频繁的读操作时读忙信号。在每次对LCD进行操作之前，必须要检测当前的LCD是否处在空闲状态，所以每次都需要进行读忙信号操作。读操作时，当RS为“0”时，表示读指令操作；RS为“1”时，表示读数据操作。R/W位在读操作时必须置为“1”。E使能信号输入端口，在读操作的时候，为高电平有效。读操作时序 （4）LCD操作指令模块提供了11种操作指令：清屏、返回、输入方式设置、显示开关控制、移位、功能