标准实验报告20140526.doc

电子科技大学 通信 学院实 验 报 告实验名称 现代电子技术综合实验姓名：王超博学号：2011019080021评分：教师签字电子科技大学教务处制电 子 科 技 大 学实 验 报 告学生姓名：王超博 学号：2011019080021 指导教师：赵宏飞实验地点： 科A 333 实验时间：2014年6月4日 一、 实验室名称： 电子技术综合实验室二、 实验项目名称：现代电子技术综合实验三、 实验学时： 40四、 实验目的与任务：1、 熟悉系统设计与实现原理2、 掌握KEIL C51的基本使用方法3、 熟悉SMART SOPC实验箱的应用4、 连接电路，编程调试，实现各部分的功能5、 完成系统软件的编写与调试五、 实验器材1、 PC机一台2、 示波器、SMART SOPC实验箱一套六、 实验原理、步骤及内容 （一）试验要求1、程序开始后：当只有第1个发光二极管亮时，同时第1个数码管显示数字1，其余显示”-”；持续0.5秒之后，只有第2个发光二极管亮，同时第2个数码管显示数字2，其余显示”-” ；再过0.5秒，只有第3个发光二极管亮，同时第3个数码管显示数字3，其余显示”-” ；间隔0.5秒后，只有第8个发光二极管亮，同时第8个数码管显示数字8，其余显示”-” 。此后进入循环状态。循环过程中，按按键进入任务2。2、停止任务1中发光二极管显示，数码管的第1、2位显示学号最后二位，第4、5位显示电机转速(初始转速30)。第7、8位实现秒表功能，从5.0开始倒计时，计时到0.0后程序自动进入任务3.3、数码管的第1、2位显示电机转速，第3、4 、 5、6位显示”-”, 第7、8位显示二位电压值（0.02.4V），增减调节电压值，电机转速(初始转速30)能够跟随电压增减以10倍变化量（024），进行加减速变化。按按键进入任务1。（二）实验内容1、 硬件设计 PDIP40封装80C51引脚布局图 SmartSOPC相配套的基于8051单片机的Quick51核心板2、 各部分硬件原理数码管动态扫描原理： 动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。选亮数码管采用动态扫描显示。所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。动态显示的亮度比静态显示要差一些，所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的。 原理图（一）蜂鸣器工作原理： 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，本文介绍如何用单片机驱动蜂鸣器，他广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电话机等电子产品中作发声器件。 蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。 电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。 压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。多谐振荡器由晶体管或集成电路构成，当接通电源后（1.515V直流工作电压），多谐振荡器起振,输出1.52.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。 原理图（二）I2C工作原理： 在I2C总线上每传输一位数据，都有一个时钟脉冲相对应，其逻辑“0”和“1”的信号电平取决于该点的正端电源VDD的电压。I2C总线数据传输时，在时钟线高电平期间数据线上必须保持有稳定的逻辑电平状态，高电平为数据1，低电平为数据0。只有在时钟线为低电平时，才允许数据线上的电平变化。 I2C总线数据传送时有两种时序状态被分别定义为起始信号和终止信号。起始信号：在时钟线保持高电平期间，数据线在由高电平到低电平变化时启动I2C总线，为I2C总线的起始信号。 终止信号：在时钟线保持高电平期间，数据线在由低电平到高电平变化时将停止I2C总线的数据传送，为I2C总线的终止信号。 起始信号和终止信号都是由主控制器产生。总线上带有I2C总线接口的器件很容易检测到这些信号。但是对于不具备这些硬件接口的单片机来说，为了能准确地检测到这些信号，必须保证在总线的一个时钟周期内对数据线至少进行两次采样。 原理图（三）LM75特征及应用： LM75温度传感器包含一个模数转换器和一个数字过热检测器。主机可通过器件的I2C接口读取温度数据。当超出设置的温度门限时漏极开路的过热输出吸收电流。OS输出具体2种模式，比较器或中断模式。主机控制报警触触发门限和带回温度，低于带回温度报警条件无效。主机可读写LM75的TOS和THYST寄存器，器件上电时进入比较器模式，默认条件下TOS=+80且THYST=75。 原理图（四）电机驱动原理： 步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。 原理图（五）3、 软件设计（完成程序框图）（三）思考题设定温度的按键改用外部中断模式，电路如何修改（画示意图）？程序如何修改，写出中断服务程序。七、 总结及心得体会 通过一个星期的学习和实践，我从只能点亮一个LED灯到可以按照实验要求完成流水灯。在每一个小小的实现项目的完成，感觉自己都在一步一步的成长，虽然有的时候非常烦躁，实验结果老是出不来，而且找不到原因，并且被老师骂的一塌糊涂。但是，我还是坚持下来了。坚持着完成一个个小项目，这样自己的信心也一步一步增加。使得我很快就完成了实验。在此，需要谢谢老师的谆谆教导。 八、 对本实验过程及方法、手段的改进建议 无九、 附录综合实验程序：#include #include #include sbit KEY1 = P20;sbit KEY2 = P21;sbit PWM = P26;sbit CS = P35;sbit DAT = P36;sbit CLK = P37;unsigned char KeyScan()unsigned char k = 0;if ( KEY1 = 0 ) k = +;if ( KEY2 = 0 ) k = -;return k;/定义显示缓冲区（由定时中断程序自动扫描）unsigned char DispBuf8;unsigned char temp; unsigned char Speed;/预设的电机转速值，范围20250bit SWTR;/软件定时器运行标志bit SWTF;/软件定时器溢出标志unsigned int SWTV;/*函数：T1INTSVC()功能：定时器T1的中断服务函数*/void T1INTSVC() interrupt 3code unsigned char com = 0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80;static unsigned char n = 0;static unsigned char t = 0;/扫描数码管P0 = 0xFF;/暂停显示XBYTE0xE800 = DispBufn;/更新扫描数据P0 = comn;/重新显示n+;n &= 0x07;/产生PWM方波，驱动电机t+;if ( t Speed )PWM = 1;elsePWM = 0;/模拟一个软件定时器if ( SWTR )if ( -SWTV = 0 ) SWTF = 1;/*函数：DispClear()功能：清除数码管的所有显示*/void DispClear()unsigned char i;for ( i=0; i8; i+ )DispBufi = 0x00;/*函数：DispChar()功能：在数码管上显示字符参数：x：数码管的坐标位置（07）c：要显示的字符（仅限16进制数字和减号）dp：是否显示小数点，0不显示，1显示*/void DispChar(unsigned char x, unsigned char c, bit dp)code unsigned char Tab =/定义0123456789AbCdEF的数码管字型数据0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71;unsigned char t;/临时变量/防止显示位置超出范围x &= 0x07;x = 7 - x;/分析字符c，取得对应的数码管字型数据if ( c = - )t = 0x40;elset = toint(c);/toint()为库函数，详见C:KeilC51HLPC51.pdfif ( t 16 )/如果是16进制字符t = Tabt;/查表，取得数码管字型数据elset = 0x00;/如果是其它字符则显示为空白/检查是否显示小数点if ( dp )t |= 0x80;elset &= 0x7F;/送到显示缓冲区显示DispBufx = t;/*函数：DispStr()功能：在数码管上显示字符串参数：x：显示的起始位置（07）*s：要显示的字符串（内容仅限16进制数字和减号）*/void DispStr(unsigned char x, unsigned char idata *s)unsigned char c;for (;)c = *s+;if ( c = 0 ) break;DispChar(x+,c,0);/*函数：ByteToStr()功能：字节型变量c转换为十进制字符串*/void ByteToStr(unsigned char idata *s, unsigned char c)code unsigned char Tab = 10,1;unsigned char i;unsigned char t;for ( i=0; i0时，延时(t*0.01)st=0时，延时2.56s说明：晶振用11.0592MHz*/void Delay(unsigned int t)SWTV = t;/软件定时器赋初值SWTR = 1;/启动软件定时器while ( !SWTF );/等待溢出SWTR = 0;/停止软件定时器SWTF = 0;/清除溢出标志unsigned char MeasureSpeed()TH0 = TL0 = 0;/清除计数器T0TR0 = 1;/启动计数器T0Delay(2500);/延时250ms（因为直流电机转盘上正好有4个槽）TR0 = 0;/停止计数TF0 = 0;/清除（可能的）溢出标志return TL0;/返回结果（单位：转/秒；已知电机转速不会超过100）/*函数：SysInit()功能：系统初始化*/*void SysInit()TMOD &= 0xF0;TMOD |= 0x01;/设置定时器T0为16位定时器DispInit();/数码管扫描显示初始化*/void SysInit()unsigned char i;for ( i=0; i8; i+ )DispBufi = 0x00;/数码管初始化为全灭Speed = 35;/设置电机初始转速SWTR = 0;SWTF = 0;SWTV = 0;TMOD &= 0x0F;TMOD |= 0x20;/设置T1为8位定时器，自动重装TH1 = TL1 = 0xA4;/设置T1初值，对应100sET1 = 1;/使能T1中断TR1 = 1;/启动T1EA = 1;/使能总中断TMOD &= 0xF0;TMOD |= 0x05;DispInit();unsigned char ReadAdc()unsigned char d;unsigned char n;CS = 0;n = 5;while ( -n != 0 );n = 8;dod = 1;if ( DAT ) d+;CLK = 1;CLK = 0;while ( -n != 0 );CS = 1;return d;void main() code unsigned char s = 12345678;code unsigned char w = 21;unsigned char i;unsigned char x;unsigned char k;unsigned char spd;unsigned char r3;unsigned char v;unsigned char SW;unsigned char GW;bit dp;SysInit();dp = 0;/TMOD &= 0xF0; / TMOD |= 0x01;for(;) for (;) temp=0x00000001; k = KeyScan(); if ( k =+ ) break; for ( i=0; i8; i+ ) P1=temp; temp=1;k = KeyScan(); if ( k =+ ) break; for ( x=0; x8; x+ ) DispChar(x,-,dp);k = KeyScan(); if ( k =+ ) break; DispChar(7-i,si,dp