单片机应用系统设计.doc

单片机应用系统设计实 验 指 导 书江苏大学工业中心机制实验室 二 0 0 五 年 一 月实验一键盘显示实验实验二P1口亮灯实验实验三步进电机控制实验实验四工业顺序控制实验五A/D转换实验实验六D/A输出方波实验实验一键盘显示实验1 系统组成 Dais系列单片机微机实验系统的MCS-51单片机实验与管理CPU89C52系统单元、目标CPU8032或438单元、接口实验单元和内置稳压电源组成，通过RS232串行接口与PC微机相连，系统硬件主要内容如下：CPU管理CPU89C52单元、目标CPU8032/78E438单元系统存储器监控在89C52内E2PROM（8K）、RAM6264、RAM61256（32K）、BPRAM61256（32K）接口芯片及单元实验8253、8255、8529、ADC0809、DAC0832、6264、164、273、244、393分频、电子发声单元、电机控制单元、开关及发光二极管、单脉冲触发器、继电器控制、16*16点阵、8155扩展3*3键盘、四位LED显示等。外设接口打印接口、RS232C串口、D/A驱动接口、步进电机驱动接口、音频驱动接口、PC总线接口、2*16LCD液晶显示接口显示器键盘6位LED、二路双踪示波器键盘32个自定义键盘EPROM编程器对EPROM2764/2718快速读出系统电源5V2A、12V/0.5A2 统功能与特点(1) 自带键盘、显示器，能独立运行，也可以PC微机为操作平台。(2) 系统采用紧耦合多CPU技术，用89C52作为系统管理CPU，8032或438 作为目标机仿真与实验CPU。作为目标机接口扩展CPU。(3) 目标CPU8088/8086采用主频为6MHz。(4) 配有一片61C256（32K）作为实验程序空间，地址从0000：0000H7FFFH （其中00000H003FFH作为目标中断向量区），还配一片61C256（32K）作为用户设置的断点区（BPRAM）。3 统资源分配 实验系统寻址范围定义如下：空间地址器件选用用途与说明00000H07FFFH61C256仿真程序空间00000H0FFFFHEPROM目标机程序空间00000H0FFFFH实验接口电路实验空间00000H0FFFFHRAM/IO目标机数据空间系统已定义的I/O地址如下：接口芯片口地址用途74LS273FFDDH字位口74LS273FFDCH字形口74LS275FFDEH键入口82555A口FFD8HEP总线82555B口FFD9HEP地址82555C口FFDAHEP控制82555控制口FFDBH控制字4软件的使用1在桌面上点击 图标，然后选择以实验系统所插串口一致的选项，点击“确定”便进入Dais集成调试环境。2点击工具条中 图标，建立新文件进行编程。3点击工具条中 图标，进行源文件的编译、装载，在出现编译成功的对话框后点击“OK”框自动进入源文件调试状态。4 工具条中点击所需的运行方式： 单步、 宏单步、 运行。5 需要以断点方式运行，可直接点击源语句行前的 图标来完成所需断点的设置与清除，然后再点击图标 进入断点运行状态。6 系统一旦进入运行状态后，若需要终止该程序的运行请点击图标 退出当前操作返回待命状态。5键盘显示（1） 系统配备6位LED显示器，左边4位显示地址，右边2位显示该地址内容。（2） 系统具有一个4*8键盘，左边16位是数字键，右边16个是功能键。6寄存器内容显示 （1）：在“P”提示符下，直接按REG键，可依次循环显示或修改PC值 （IP）、PSW值（FL）值、SP值。 （2）：在“P”提示符下，先输入寄存器代号（一位16进制数），再按REG键，显示器左边2位显示寄存器名，右边4位显示该寄存器内容。此时： 按NX键，则依次循环下一个寄存器中的内容 按LS键，则依次循环上一个寄存器中的内容 有一个数码管在闪烁，表示该位可修改 输入十六进制数字，则该寄存器中的内容被修改，同时移到下一位 （3）：在“P”提示符下，先输入内存地址（四位16进制数），再按ME 键，显示器左边4位显示内存地址，右边2位显示该地址内容。此时： 按NX键，则依次循环下一个地址中的内容 按LS键，则依次循环上一个地址中的内容 有一个数码管在闪烁，表示该位可修改 输入十六进制数字，则该地址中的内容被修改，同时移到下一位7 用外围电路1 逻辑电平开关电路2 发光二极管显示电路3 脉冲发生器电路4 计数器电路5单脉冲电路 6步进电机及驱动电路7电子音响及驱动电路8译码电路实验二 P1口亮灯实验一、实验目的 学习P1口的使用方法； 学习延时子程序的编写。二、实验预备知识 P1口为准双向口，每一位都可独立地定义为输出线或输入线。 本实验中延时子程序采用指令循环来实现，机器周期(12/6MHz)*指令所需机器周期数*循环次数，在系统时间允许的情况下可以采用此方法。三、实验内容 P1作为输出口，接八只发光二极管，编写程序，使发光二极管循环点亮。四、程序框图五、实验电路六、实验步骤 按实验电路图连接线路：P1.0P1.7依次接L1L8。 运行实验程序。 打开电源（微机系统），双击 图标，点击下拉式菜单“文件”并选中“新建文件”，把编好的程序输入进去。 进行编译、连接、装载，如果有错误，请根据提示返回源程序修改。直到没有错误为止。 运行程序。 观察发光二极管闪亮移位情况。七、思考 1如何改变延时常数，使发光二极管闪亮时间改变？2如何修改程序，使发光二极管闪亮移位方向改变？实验三步进电机控制一、实验目的了解步进电机控制的基本原理，掌握步进电机转动编程方法。二、实验内容从键盘上输入正、反转命令，转速参数和转动步数显示在显示器上，CPU再读取显示器上显示的正、反转命令，转速级数（16级）和转动步数后执行。转动步数减为零时停止转动。三、实验预备知识步进电机驱动原理是通过对它每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转，驱动电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速，微电脑控制步进电机最适合。四、实验接线图五、实验程序框图六、实验步骤采用外置机电实验方式的用户，在实验前用随机所配的连接电缆与实验仪相对应的机电实验接口相连。用扁平线将步进电机驱动单元的扁平插座和步进电机上方的扁平插座相连。按实验连线图把P1.0P1.3分别接到BABD插孔。编写并调试程序，连续执行程序。在键盘上输入数字在显示器上显示，第一位为0表示正转，为1表示反转，第二位0F为转速等级，第三到第六位设定步数，设定完按EXEC键，步进电机开始旋转 观察电机转动情况。实验四工业顺序控制一、实验目的 掌握工业顺序控制程序的简单编程，中断的使用。二、实验预备知识 在工业控制中，象冲压、注塑、轻纺、制瓶等生产过程，都是一些继续生产过程，按某种顺序有规律地完成预定的动作，对这类继续生产过程的控制称顺序控制，倒注塑机工艺过程大致按“合模注射延时开模产伸产退”顺序动作，用单片机最易实现。三、实验内容 8032 P1.0P1.6控制注塑机的七道工序，现模拟控制七只发光二极管的点亮，低电平有效，设定每道工序时间转换为延时，P3.4为开工启动开关，高电平启动。P3.3为外部故 障输入模拟开关，低电平报警，P1.7为报警声音输出，设定6道工序只有一位输出，第七道工序三位有输出。四、实验说明实验中用外部中断0，编中断服务程序的关键是：1、 保护断点，并在退出中断之前恢复断点。2、 必须在中断程序中设定是否允许中断重入，既设置EX0位。一般中断程序进入是应保护PSW、ACC以及中断程序使用但非其专用的寄存器，本实验中未涉及。五、实验程序框图六、实验电路图七、实验步骤按实验电路图连接线路： P3.4连K1，P3.3连K2，P1.0P1.6分别连到L1L7，P1.7连SIN（电子音响输入端）。 K1、K2开关拨在高电平位置。运行实验程序。 打开电源（微机系统），双击 图标，点击下拉式菜单“文件”并选中“新建文件”，把编好的程序输入进去。 进行编译、连接、装载，如果有错误，请根据提示返回源程序修改。直到没有错误为止。 运行程序。 K1拨至低电平“L”位置，各道工序应正常运行。 K2拨至低电平“L”位置，应有声音报警（人为设置故障）。 K2拨至高电平“H”位置，即排除故障，程序应从报警的那道工序继续执行。八、思考1.如何修改程序，使每道工序中有多位输出? 实 验 五 A/D转换实验一、实验目的掌握A/D转换与单片机接口的方法；了解A/D芯片0809转换性能及编程方法；通过实验了解单片机如何进行数据采集。二、实验内容利用实验仪上的0809做A/D转换实验，实验仪上的W1电位器提供模拟量输入。编制程序，将模拟量转换成数字量，通过发光二极管L1L8显示。三、实验说明A/D转换器大致分有三类：一是双积分A/D转换器，优点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但速度慢；二是逐次逼近式A/D转换器，精度、速度、价格适中；三是并行A/D转换器，速度快，价格也昂贵。实验用ADC0809属第二类，是8位A/D转换器。每采集一次一般需100s。由于ADC0809 A/D转换器转换结束后会自动产生EOC信号（高电平有效），取反后将其与8031的INT0相连，可以用中断方式读取A/D转换结果。四、实验连接图五、实验程序图六、实验步骤对于后缀名含有“H”的机型，按实验电路图连接138译码输入端A.B.C，其中A连A2，B连A3，C连A4，138使能控制输入端G与位于地址线A0引出孔所在位置下方的使能控制输出端G作对应连接，该端的寻址范围为0FFE0H0FFFFH。把A/D区0809的CS端接译码输出端Y0插孔。把A/D区0809的0通道IN0用插针接至W1的中心抽头V01插孔（05V）。把0809的CLK插孔与六位LED显示器左下方的ALE插孔相连，VREF端连接+5V；EXIC1上插上74LS02芯片，按A/D实验接线图要求连接；A/D区D0D7接口用8芯排线或8芯扁平线与数据总线D0D7任一接口相连。以连续方式运行程序，LED显示器右边二位显示当前采集的电压值转换后的数字量，调节W1，LED的内容将随着电压变化而相应变化，LED以十六进制方式对应显示数字量D7D0。实验六D/A输出方波实验一、实验目的了解D/A转换与单片机的接口方法；了解D/A转换芯片0832的性能及编程方法：了解单片机系统中扩展D/A转换芯片的基本方法。二、实验内容利用0832 D/A数模转换输出一个方波。三、实验接线图四、实验程序图五、实验步骤按实验电路图连接138译码输入端A.B.C，其中A连A2，B连A3，C连A4，138使能控制输入端G与位于地址线A0引出孔所在位置下方的使能控制输出端G作对应连接，该端的寻址范围为0FFE0H0FFFFH。将D/A区W