单片机实验讲义.doc

实验一 C语言的流水灯验证 一、实验目的1. 熟悉AVR单片机实验平台、AVR Studio软件使用2. 学习简单程序的调试方法3. 了解AVR单片机内部结构4. 学习AVR单片机I/O口的运用5. 学习延时函数应用6. 学习JTAG下载与调试程序 7. 学习AVR Studio 4软件菜单栏内容的应用二、实验原理 本实验根据AVR单片机I/O口的性质，通过将I/O口定义为输出工作方式，通过设置该口的数据寄存器PORTx，就可以控制对应I/O口外围引脚输出逻辑电平，输出高电平或低电平。这样就可以通过程序来控制I/O口，输出自定义的逻辑电平。因此就可以实现各种各样流水灯效果了。三实验平台的使用 本实验在AVR单片机实验平台和计算机综合操作完成。首先打开实验平台的电源，按照液晶面板的提示并输入自己的学号，选择与实验相关的的操作，在计算机安装软件AVR Studio 4，然后使用编程即可。注意不要乱动实验平台上与实验内容无关的器件。四、实验内容和电路图 本实验基本要求要达到8个LED灯从D1到D8一个一个地变亮，然后反过来从D8到D1一个一个变亮，这样来回循环变动，实现一种简单的流水灯效果。完成后，再调试菜单栏的内容，如：通过设置断点来逐步运行程序。体验各个功能的作用，熟悉运用操作。参考电路图如下：(以PB口为例，低电平有效)(注:I/O口可以任意设计，建议最好不要设PC口，因为此口作为JTAG仿真用。)五实验步骤及注意内容1.安装AVR Studio 4，完成后在程序中打开选择AVRGCC填写project name和工程的存放路径（注意：路径中不能有中文，否则将无法编译。）后点NEXT，再选择JTAG ICE后再选ATmega16，这样就可以进入编译了。(注意：被保存到的文件夹不可以有中文出现，否则编程时会出现错误)。进入编程页面后就可以编程了。运行程序前要在软件任务栏中选择最后一项，在出现的对话框中选择，这是把优化等级设置为不优化。最后点击进行编译下载，就可以把程序通过JTAG写到芯片上，然后点击全速运行按钮（或者通过按键盘上的快捷键F5）全速运行程序，可以在实验板上看到流水灯效果了。2.在编写程序的过程中要注意头文件的写法和C语言的书写格式，灵活运用C语言中的循环语句。还有要注意端口的设置。3.若出现错误或者警告编译的时候会有提示，同学们可以根据提示来自行修改。如果出现不了自己想要的效果请检查程序的逻辑或电路连接问题。六思考题本实验要用到延时函数来实现延时功能，如果将延时提高会发生什么变化？为什么？七实验报告内容(每个实验的报告要求都一样) 实验目的，实验仪器，实验原理，实验要求，实验内容，实验步骤，实验程序，实验结果与分析，实验注意事项，实验总结，回答思考题，写出程序的流程图。实验二 单个数码管程序设计一、实验目的1.掌握共阳、共阴两种数码管的基本原理2.进一步掌握I/O口的使用方法 3.学会数码管静态扫描的应用二实验原理本实验通过对任意一个I/O口的控制共阴极数码管的8个段位，分别让某些段的LED发光，其它的熄灭，就可以显示不同的字符和图符号。三实验要求 本实验根据数码管显示的原理，要求对一个共阴数码管进行控制，让数码管显示可以从0到F不同地变化，每一次变化之间要有一定有时间间隔。四实验步骤及注意内容 1.使用AVR Studio 4软件进行编程，JTAG下载 2.进行编程，对I/O口的内容进行设置，应用延时函数3.程序完成后把源文件编译成可执行文件，通过JTAG下载到芯片上运行。4.若没有正确的现象，自行分析原因进行改正。五电路图六思考题如何在数码管上实现先显示偶数，再显示奇数？七实验报告内容 实验目的，实验仪器，实验原理，实验要求，实验内容，实验步骤，实验程序，实验结果与分析，实验注意事项，实验总结，回答思考题，写出程序的流程图。实验三 八位数码管显示程序设计一、实验目的1.进一步掌握数码管显示的基本原理2.学会八位数码管动态显示的原理3.掌握动态显示的方法二实验说明本实验是对八位数码管进行动态点亮，由一个I/O口作为数码管段码输出，即I/O口作为位扫描控制口，另一个作为数码管的段位输出。三数码管扫描原理多位数码管各个位均可以单独显示不同的数据，但一个时刻只能点亮一位。每一次点亮只能是数码管中的一个位，由于人眼的视觉暂留效应(用延时实现)，看起来是多位同时点亮。四实验要求 本实验要求同学们学会八位数码管的显示，并且能八位数码管的数可以从低位到高位显示出1到8.五实验步骤及注意内容1.在写显示函数时，应该先让选择一个段码，对应地给一个数，延时一下，然后马上关闭该位进行下一位的送数。依次进行到第八位，这样就可以使八位数码管动态显示出来了。2.注意延时函数的应用，如果延时不适当，效果就会不明显。六电路图 (注：共阴数码管 I/O口任选)七思考题详细分析实验过程中出现的问题。实验四 单个按键程序测试一、实验目的1.学会AVR单片机IO口的输入模式和上拉电阻原理及使用2.懂得按键的查询方式程序设计3.学会按键的消抖二实验说明本实验是通过对IO口设置为输入状态，如果有键按下，则相应输出为低，否则输出为高。单片机通过识别，判断按下什么键。有键按下后，要有一定的延时，防止由于键盘抖动而引起误操作。三实验要求本实验要求同学们实现的效果是通过按下一个按键后LED发光二极管由亮变灭。四实验步骤及注意内容本实验需要用到AVR单片机最小应用系统模块、按键，LED灯。1.使用单片机最小应用系统模块，PB口(可以任意设)接发光二极管，PA0(可任意设)接按键。2.把仿真头插到模块的单片机插座中，打开模块电源，插上仿真器电源插头（JTAG线）。3.打开AVR Studio4仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着建立源程序，编译无误后，全速运行程序，按下按键，发光二极管灭。五电路图实验五 按键计数器一、实验目的1.进一步熟悉按键程序检测方法2.进一步熟悉动态显示的实现方法3.学会按键的消抖二实验说明结合实验三和实验四，完成按键计数器，要求开机后，8个数码管显示00000000，每按动一次按键，显示的数值自动增一。三实验要求选择适当的IO作为动态显示的驱动，选择合适的I/O作为按键的检测端口，熟练编写防抖程序。四实验步骤及注意内容本实验需要用到AVR单片机最小应用系统模块、按键，数码管显示模块。1.使用单片机最小应用系统模块，PB口(可以任意设)接发光二极管，PA0(可任意设)接按键。2.把仿真头插到模块的单片机插座中，打开模块电源，插上仿真器电源插头（JTAG线）。3.打开AVR Studio4仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着建立源程序，编译无误后，全速运行程序，按下按键，发光二极管灭。五电路图参考实验三和实验四。实验六 用定时器控制发光二极管一、实验目的1.学会使用定时器中定时的应用3.进一步熟悉对发光二极管的控制二实验说明发光二极管严格亮一秒钟灭一秒钟，一直保持这个状态。三实验要求选择适当的IO作为驱动发光二极管，熟练掌握用定时器对时间进行控制。四实验步骤及注意内容本实验需要用到AVR单片机最小应用系统模块、按键，数码管显示模块。1.使用单片机最小应用系统模块， PB口八个发光二极管。 2.把仿真头插到模块的单片机插座中，打开模块电源，插上仿真器电源插头（JTAG线）。3.打开AVR Studio4仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着建立源程序，编译无误后，全速运行程序，能正常按照实验说明中显示。实验七 使用PWM控制发光二极管的亮度一、实验目的学会使用定时器中PWM的应用二实验说明发光二极管可以自己由亮变暗，然后再由暗变亮。三实验要求熟练掌握用定时器PWM的应用。四实验步骤及注意内容本实验需要用到AVR单片机最小应用系统模块、按键，数码管显示模块。1.使用单片机最小应用系统模块， PB3口接发光二极管。2.把仿真头插到模块的单片机插座中，打开模块电源，插上仿真器电源插头（JTAG线）。3.打开AVR Studio4仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着建立源程序，编译无误后，全速运行程序，能正常按照实验说明中显示。实验八 用定时器控制继电器一、实验目的1.学会使用定时器中定时的应用2.了解继电器工作原理及运用3.进一步熟悉动态显示的实现方法二实验说明数码管显示一分钟倒计时，当数码管显示为零时继电器工作同时发光二极管亮，持续五秒钟继电器关闭发光二极管灭，数码管现实继续从一分钟倒计时。三实验要求选择适当的IO作为动态显示的驱动，选择合适的I/O作为驱动继电器与数码管，熟练掌握用定时器进行倒计时。四实验步骤及注意内容本实验需要用到AVR单片机最小应用系统模块、按键，数码管显示模块。1.使用单片机最小应用系统模块， PB口接数码管数据接口，PA口界数码管段选接口与继电器驱动接口。2.把仿真头插到模块的单片机插座中，打开模块电源，插上仿真器电源插头（JTAG线）。3.打开AVR Studio4仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着建立源程序，编译无误后，全速运行程序，能正常按照实验说明中显示。五电路图参考实验三和实验四。实验九 用外部中断控制发光二极管的亮灭与蜂鸣器一、实验目的学会使用外部中断控制外接电路二实验说明 外部中断0触发，14发光二极管亮且蜂鸣器工作，外部中断1触发，58发光二极管亮蜂鸣器关闭。三实验要求熟练掌握外部中断四实验步骤及注意内容本实验需要用到AVR单片机最小应用系统模块、按键，数码管显示模块。1.使用单片机最小应用系统模块， PD3与PD4口接两个按键， PA口接发光二极管，PD口任意接蜂鸣器。2.把仿真头插到模块的单片机插座中，打开模块电源，插上仿真器电源插头（JTAG线）。3.打开AVR Studio4仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着建立源程序，编译无误后，全速运行程序，能正常按照实验说明中显示。实验 十 秒表计数器一、实验目的1.进一步熟悉按键程序检测方法2.进一步熟悉动态显示的实现方法3.学会使用定时器3.学会按键的消抖二实验说明结合前面的实验，完成秒表计数器，要求开机后，8个数码管显示0000，按动一次按键1，秒表计数开始，再按动一次按键1计数暂停，依次类推，按动一次按键2，秒表计数器复位。三实验要求选择适当的IO作为动态显示的驱动，选择合适的I/O作为按键的检测端口，熟练编写防抖程序，