机电控制装置实验指导书

单片机技术与C语言程序设计技术实验指导书目录实验一简易LED跑马灯3简易LED跑马灯实验报告6实验二蜂鸣器与数码管的编程控制7蜂鸣器与数码管的编程控制实验报告10实验三超声波传感器的编程控制超声波传感器的编程控制实验报告实验四基于单片机的控制的简易倒车雷达系统基于单片机的控制的简易倒车雷达系统的实验报告实验项目一简易LED跑马灯一、实验目的1、认识单片机编程电路；2、认识ISP（INSYSTEMPROGRAM）在线编程的原理；3、了解编程插座如何与单片机的引脚对应；4、编写程序控制LED闪烁，初步熟悉单片机系统开发的软件和硬件。二、实验设备简介1TINY13单片机5V2电池盒（请确定TINY13的供电电压）310脚的ISP连接器4LED灯（若干）5电阻（若干）6面包板7电源8电线（面包板电线跳线）三、实验原理1、AVR的编程方式有（1）串行编程，ISP编程（2）高压/并行编程（3）JTAG编程（4）IAP编程一般情况，系统板都需要设计下载线路，对AVR进行编程。目前的AVR芯片基本上都具备ISP接口，可通过ISP接口进行编程。2、ISPINSYSTEMPROGRAM,在线编程它一共使用了两条电源线VCC、GND三条信号线SCK、MOSI、MISO以及复位线RESET。由于仅仅使用了几条数据线，所以我们亦常将其称为串行编程。四、实验要求1、实现程序下载电路问题（1）在线编程的时候是否要对单片机供电（2）编程插座如何与单片机的引脚对应2、编写程序控制LED闪烁要求（1）决定LED的数量（2）参考电路图、查阅资料，编写控制程序提示1对应的引脚输出1，LED亮问题设置引脚的输入、出状态简易LED跑马灯实验报告院、系机械与电气工程学院专业班级机械124班姓名李兆宇同组人张金达、叶进勇、陈浩宇实验日期2014年10月10日一、实验原理通过ISP对ATTINY13单片机进行编程，进而控制ATTINY13单片机的I/O口的高低电平变化，使LED实现跑马灯功能。二、ISP连接器和单片机简介ISP（INSYSTEMPROGRAM）在系统编程，用写入器将CODE烧入,不过,芯片可以在目标板上,不用取出来,在设计目标板的时候就将接口设计在上面,所以叫“在系统编程“,即不用脱离系统。ATTINY13是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATTINY13的数据吞吐率高达1MIPS/MHZ，从而可以缓减系统在功耗和处理速度之间的矛盾。三、系统硬件电路图及实物照片控制两路LED灯的闪烁实验简单LED跑马灯实验四、系统软件程序流程图及程序清单控制两路LED灯的闪烁实验INCLUDE/VOIDDELAY_MSUNSIGNEDINTIUNSIGNEDINTAUNSIGNEDCHARBFORA0A/VOIDDELAY_MSUNSIGNEDINTIUNSIGNEDINTAUNSIGNEDCHARBFORA0A22时进入通风模式；如果机组处于通风模式，则室温26时进入制冷模式。二、输入检测电路设计根据系统功能设计输入检测电路。例室内空调控制系统输入检测。1、遥控电路1）遥控电路（发射器）2）遥控电路（接收部分）2、温度电路3、按键电路输入检测电路输入引脚共5个三、输出控制电路设计根据系统功能设计输出控制电路。例室内空调控制系统输出控制。1、压缩机控制电路2、吹风控制电路3、风向控制电路4、加热控制电路输出控制电路输出引脚共4个四、单片机选型根据输入/输出电路、使用内部模块和性价比选择单片机。例室内空调控制系统单片机选型。遥控器1、输入检测引脚72、输出控制引脚33、内部模块I/O口、1个定时器主机1、输入检测引脚52、输出控制引脚43、内部模块I/O口、2个定时器、看门狗、PWM。TINY系列性能参数表MEGA系列性能参数表选择AVR系列单片机。型号单价RAMROMI/O16位定时器8位定时器题目单片机监控系统电路设计每组（3人/组）设计一个监控系统，设计包括功能设计、硬件电路设计。功能包括2个以上输入检测；2个以上输出控制；按键；数码LED显示。硬件设计说明书内容1、系统名称；2、功能详细介绍3、单片机选型4、原理图（使用PROTEL画）；单片机监控系统软件设计主要内容一、单片机软件系统设计方法单片机软件系统设计方法1）主控程序；2）初始化；初始化程序一般处理内容AI/O口B、定时器C、A/DD、外部中断E、看门狗F、从EEPROM读设置参数G、设置开机参数3）中断处理；中断处理内容1、模块中断设置2、全局中断设置3、中断处理函数4）定时控制；定时控制内容1、初始化2、中断处理函数3、定时使用5）各模块程序的调用和参数传递。函数调用和参数传递A、1个参数的传递B、N个参数调用传送C、多个参数返回传送D、N个参数返回传送E、全局变量F、静态变量二、过程控制PID例直热式电热水器控制（PID）SETPOINT设置温度OUTPUT出水温度PROCESS加热电阻温度控制方法热水器总功率为6000KW，分成3段RE1控制2000W（继电器），RE2控制2000W（继电器），PWM控制2000W（可控硅）。通过PWM控制，可以实现温度在02000W内连续控制；当功率在2000W以上时，接通RE1,可以在2000W4000W内连续调节功率，当功率在4000W以上时，再接通RE2，可以在4000W6000W内连续调节功率。通过以上控制，可以实现热水器输出功率分级连续可调，实现热水器水温自动控制。三、单片机监控系统软件设计单片机监控系统软件设计1、采用模块化设计方法；输入输出电路1遥控电路2温度电路3按键电路4压缩机控制电路5吹风控制电路6风向控制电路7加热控制电路2、首先单独调试好输入/输出模块；3、构建基本程序框架；4、逐个添加功能模块；例室内空调控制系统。添加模块次序显示模块按键模块遥控模块温度模块控制模块注添加模块时特别要注意模块间的冲突变量、I/O口、时间。5、完成总体控制；例室内空调控制系统。根据操作说明书和功能说明书确定软件的控制流程。这部分主要是在主循环中完成，可能要添加一些操作控制模块，如开机处理、关机处理、运行处理等模块。空调控制系统的功能如下系统有4个按键开始/停止、模式、温度、温度；操作说明按“开始/停止”键开始，再按该键停止；按“模式”键循环选择“制冷”、“吹风”；按“温度”键或“温度”键调整设置温度；3输入监测当前温度；4输出控制压缩机（电平控制）、风扇（电平控制）。6、测试