接口技术实验义2010(4).doc

接口技术实验要求1、 带预习报告上机(算实验成绩的一部分) 根据实验要求，作好充分预习，设计实验硬件原理及接线图（必须标出相关的管脚号，以备硬件连线及测试），画出程序流程图，写出源程序清单，规划好调试步骤，上机时带预习报告。注意：无预习报告者不得做实验。2、 认真实验，经教师检查给出成绩后，方可离开(算实验成绩的一部分)注意掌握软、硬件调试方法，提高分析问题、解决问题的能力。对所编写的程序必须十分清楚，作到知其然，亦知其所以然，硬件电路原理清楚，熟练应用常规的仪器（如万用表、示波器等）检查测试硬件电路。指导教师还会根据实验要求，提出问题。3、 按时提交实验报告(算实验成绩的一部分)实验结束后，在预习报告的基础上，完成实验报告，并于下次实验时交给指导教师。要求：程序清单和程序流程图附在实验报告纸后，利用实验设备完成思考题，写在实验报告中实验一并行接口、 定时器/计数器实验(单片机类） 一、实验目的1）熟悉TD-51系统板(最小单片机系统)的结构及使用、熟悉开关及LED显示单元的结构及使用；2）掌握8051单片机I/O口的使用方法；3）掌握8051汇编语言的编程及调试方法；4）软件延时子程序的编写；5）学习外部中断的使用方法及外部中断子程序的编写；6）学习定时器的使用方法；二、实验预备知识（1） P1口为准双向口，每一位都可独立地用于输入或输出。在作输入线使用前，必须向锁存器相应位写入“1”，以确保可靠输入。（2） 可采用指令循环来实现延时的要求，即编制延时子程序。延时时间=延时子程序的总机器周期数*12/晶振频率。（3）硬件：利用接口实验平台的TD-51系统板、开关及LED显示单元完成此次实验。1）TD-51系统板的连接 在使用TD-51系统板的时候，如图1-4-1所示，首先通过RS-232通讯电缆将TD-51系统板与PC微机连接在一起，然后将电源 (VCC)和地(GND)连接到接口实验平台的电源和地上，打开接口实验平台上的电源开关即可开展单片机的实验2）TD-51系统板上短路块的使用 在TD-51系统板上提供了3个短路块，一个用于EA的设置，另外两个用于串行接口的设置。将短路块连接到EA0表示单片机的EA引脚与GND相连，EA1表示单片机的EA引脚与VCC相连（默认情况下，短路块插在EA1处）。标号为JS1、JS2的两个短路块用来设置是否将单片机的串行接口与PC微机的串行接口连接，ON表示连接，OFF表示不连接，默认情况短路块插在ON处。3）开关及LED显示单元结构 “开关及LED显示单元“中有16只发光二极管、16个开关，电路如下图1所示，D0L15为相应发光二极管驱动信号输入端，该输入端为高电平“1”时发光二极管亮。K0K15为16个开关。GNDD0D15K15K14K05VGND图1：开关及LED显示单元电路1K1K开关上位开关下位 （4）接口技术实验软件 - Keil C51软件 Keil C51 uVsion2集成开发环境是Keil公司开发的基于80C51内核的微处理器软件开发平台，内嵌多种符合当前工业标准的开发工具，可以完成从工程建立到编译、链接、目标代码生成、软件仿真、硬件仿真等完整的开发流程。三、实验内容1、用P1口控制其中的8只发光二极管循环点亮。使每两只发光二极管点亮的间隔时间为1秒。（要求 采用软件延时实现1秒延时）。2、在题1的基础上，即P1口控制八只发光二极管延时循环点亮，当有外部中断时，发光管全亮；当外部中断撤消时，发光管恢复循环点亮。3、题2中发光二极管定时循环点亮，间隔时间1S并改由定时器来实现1秒延时，继续实现题2功能。4、P1口中4位用于输入4个开关的状态，P1口的另外4位控制4个发光二极管，以反映各开关状态。（选作）四、实验要求1、实验前准备工作（1）实验前必须预习，即查阅一些必要的资料(如上网或图书馆查询Keil C51软件的相关资料)。（2）阅读教材P76 4.4汇编语言应用程序的开发与调试（3）画出硬件电路原理图（包括8051芯片、晶振电路、复位电路，电源、P1口输出等）。（4）编写实验程序。2、实验课上调试程序，程序调好后要经过指导教师检查。3、实验课后，要认真写好实验报告。五、实验步骤( 软件)1、观察仿真器的硬件结构，指出系统板上单片机的型号、晶振的大小，复位按钮的位置，并设计复位电路。2、创建Keil C51应用程序1） 运行Keil C51软件。2） 选择project 建立一个新工程，选定一个CPU: (文件夹)SST公司的芯片SST89E554RC。3） 选择File 建立一个源程序文件，另存为扩展名为.asm 的文件，此文件用于输入汇编程序。4） 建立上面新建工程与上面新建源程序文件的联系。 a) 在工程窗口 源程序组Source Group1 点击鼠标右键，菜单中选择Add Files to Group Source Group1,将源程序文件加入源程序组。b) 在工程窗口 目标1 点击鼠标右键，进入 目标1属性，目标晶振11.0592;点击 debug(调试)Use使用，点击 设置 串口参数(缺省值) ；点击 Output(输出)选中H生成HEX文件。3、输入汇编源程序 打开前面建立的源程序文件，输入汇编程序。4、编译源程序 工程（Project）-B(build Target)建造目标文件（编译）5、连接程序 工程（Project）-R(Rebuild all Target files)重新建造所有目标文件 （连接）6、调试:start/stop Debugging :启动或停止调试模式 Go:运行程序，直到下一个有效断点。Step:跟踪运行程序Step Over:单步运行程序Stop running:停止运行程序 1） 若点击GO则程序执行, 直到下一个有效断点停止运行。2） 若点击step则程序单步执行，按下一次step，程序执行一条语句。 3）调试过程中可通过外部硬件观察执行结果，也可以观察寄存器、存储器来观察执行结果。 view -project window出现寄存器窗口 view -memory window 出现存储器窗口 C:地址 ；显示对应地址的ROM空间的内容 D：地址 ；显示对应地址的内部RAM空间的内容 X：地址 ；显示对应地址的外部RAM空间的内容4）当程序较复杂时，可以通过在程序中设置断点来调试程序设置断点的方法debug-insert/remove breakpoint六、思考1、改变延时常数，使发光二极管闪亮时间改变。2、修改程序，使发光二极管闪亮移位方向改变。 3、外中断时，电平触发和边沿触发有什么区别，应用时应注意哪些问题？实验二 数码显示实验一、实验目的（1）了解8255的工作方式及应用；（2）了解数码显示的基本原理，熟悉8255的编程；二、实验预备知识ABCDEFGDPSN74074个共阴极数码管Y1X15V012345674.7K*4（2片）89ABCDEFSN7407Y2Y3Y4X2X3X45V图2 ：键盘及数码管显示单元电路结构图4.7K*8利用TD-51系统板、键盘及数码管显示单元（原理见图2）8255单元（原理见图3）、完成实验。三、实验内容1、在图2左边第一个LED中显示2这个数据。2、在图2左边第一个LED中显示内部RAM 65H单元中的数据。（65H单元中的数据可任意设定为0F）3、在图2 4个LED中动态显示内部RAM 65H68H单元中的数据。（65H68H单元中的数据可任意设定为0F）图3：8255接口单元四、实验要求1、实验前预习内容：（1）根据实验内容，设计硬件电路原理图，并给出详细接线图（包括8051芯片、晶振电路、复位电路，电源、8255芯片、数码管及相关连线等）。（2）、画出程序流程图。（3）、给出源程序清单。（4）、规划实验步骤2、 实验课上调试程序，程序调好后要经过指导教师检查。3、 实验课后，要认真写好实验报告。四、思考 实验三 键盘扫描实验一、实验目的（1）了解8255的工作方式及应用；（2）了解键盘扫描的基本原理，熟悉8255的编程；二、实验预备知识利用TD-51系统板、键盘及数码管显示单元（原理见图2）8255单元（原理见图3）、完成实验。三、实验内容1、完成键盘扫描功能，并把按键数值存入内部RAM 65H单元中。2、完成键盘扫描功能，并把按键数值存入内部RAM 65H单元中。同时在在图2左边第一个LED中显示内部RAM 65H单元中的数据。3、把几次按键数值循环存入内部RAM65H68H四个单元中，并送对应的四个数码管显示。（选作）四、实验要求1、实验前预习内容：（1）根据实验内容，设计硬件电路原理图，并给出详细接线图（包括8051芯片、晶振电路、复位电路，电源、8255芯片、数码管、键盘及相关连线等）。（2）、画出程序流程图。（3）、给出源程序清单。（4）、规划实验步骤4、 实验课上调试程序，程序调好后要经过指导教师检查。5、 实验课后，要认真写好实验报告。四、思考 实验四 A/D转换实验（1）一、实验目的（1） 学习理解模/数信号转换的基本原理（2） 掌握模/数转换芯片ADC0809的使用方法。二、实验预备知识硬件：利用TD-51系统板、ADC单元（原理见图4、6）、8255单元、,完成A/D转换实验。+CLOCKIN0IN7ABC图6 实验室的 ADC单元原理图ADDAOESTARTALE+RDWRCSEOCEOCCLOCKADDBADDCAD0809D0D7ADC0809包括一个8位的逐次通近型的ADC部分，并提供一个8通道的模拟多路开关和联合寻址逻辑。用它可直接输入8个单端的棋拟信号，分时进行A/D转换，在多点巡回检侧、过程控制等应用领域中使用非常广泛。ADC0809的主要技术指标为： 分辨率：8位单电源：+5V总的不可调误差：士ILSB转换时间：取决于时钟频率模拟输入范围：单极性05V 时钟频率范围：l 0KHz- 1280KHzADC0809的外部管脚如图4所示，地址信号与选中通道的关系如表4-3-1所示三、实验内容利用TD-51系统板、ADC单元（原理见图4、6）、8255单元、,完成A/D转换实验。 1 ADC单元中提供的05V信号源作为ADC0809的模拟输入量，进行A/D转换，转换结果存在60H单元中。2ADC单元中提供的05V信号源作为ADC0809的模拟输入量，进行A/D转换，转换结果在数码管中显示出来。（可利用实验二的程序）（选作）3 改变输入通道，修改程序，再执行程序。四、实验要求：1、实验前预习内容：（1）根据实验内容，设计硬件电路原理图，并给出详细接线图（包括8051芯片、晶振电路、复位电路，电源、0809芯片、8255芯片、数码管及相关连线等）。（2）、画出程序流程图。（3）、给出源程序清单。（4）、规划实验步骤2、实验课上调试程序，程序调好后要经过指导教师检查。3、实验课后，要认真写好实验报告。实验四 D/A转换实验（2）一、实验目的（1） 学习数/模转换的基本原理；（2） 掌握DAC0832的使用方法（3） 了解单片机系统中扩展D/A转换芯片的基本方法。二、实验原理D/A转换器是一种将数字量转换成模拟量的器件，其特点是：接收、保持和转换的数字信息，不存在随温度、时间漂移的问题，其电路杭干扰性较好。大多数的D/A转换器接口设计主要围绕D/A集成芯片的使用及配置响应的外围电路。DAC0832是8位芯片，采用CMOS工艺和R-2RT形电阻解码网络，转换结果为一对差动电流loutl和Iout2输出，其主要性能参数如表4-4-1示，引脚如图5所示图50UTD0D7D0D7ILEVCCVREFRfbIOUT1IOUT2DGNDCSXFERWR1WR2-+TL084CN-+TL084CN5V5V+12V-12V10K10KCSWR图5：实验室DA单元接口电路图DAC0832三、实验内容利用TD-51系统板、DAC单元（原理见图5）、8255单元