单片机实验指导2.ppt

第13章单片机实验指导 13 3实验指导 13 1ISP单片机实验板介绍 13 2有关软件 本实验和下列教材配套 电子工业出版社 单片微型计算机与接口技术 第2版 李群芳等编清华大学出版社 单片机原理接口及应用 嵌入式系统技术基础 李群芳肖看等编武汉大学出版社 单片机原理与应用 嵌入式系统开发基础 李群芳万世明等编武汉大学出版社 单片机原理与应用实训 嵌入式系统开发基础 李群芳万世明等编 13 1ISP单片机实验板介绍 所谓可在线编程 ISP 就是单片机在实验板上进行擦除和编程 烧写 而不是象传统方式那样 从实验板上拔下单片机 插到编程器上擦除和烧写 烧写完毕 再从编程器上拔下单片机 插到实验板上运行 这样不但费时费工 而且容易损坏芯片 本章的实验 紧密结合课堂教学 通过各个实验使学生掌握嵌入式系统的开发方法和技能 实验的硬件电路在面包板搭建 此时必须另购编程器 也可以与编者提供的可在线编程ISP实验板结合使用 可在线编程单片机多功能实验板 以下简称实验板 核心为增强型51单片机 89S52 该单片机和8051 52 89C51 52完全兼容 内含256BRAM8KBFLASHEEPROM 3个16位定 计数器 并有看门狗 可在线编程单片机多功能实验板上有在线编程电路 实验者可通过带锁按压开关方便地实现系统编程状态和程序运行状态之间的转换 带锁按压开关按下 运行ISP编程软件进行编程 将目标程序写入单片机内FLASH程序存储器 并且可以反复地擦除和编程 再次按带锁按压开关 开关弹起 直接观察编程后的运行结果 实验板上有多个短接块 通过改变跳线的位置改变接口的设计安排 同时也留由P0 P1 P2的24插孔和P3的RD和WR插孔供用户做更深入开发时接到其它面包板或目标板上 当作产品开发时 实验板也可以作独立编程器使用 由于价格便宜 学生也可自行购买 以便可随时在寝室做实验 可在线编程单片机多功能实验板实物 附件和电路图见下图 说明 1 本系统的晶振为12MHz 2 各I O口线安排如下 P0口 8位拨码开关 固定连接 输入 4 4矩阵键盘 固定连接 A D0809数据线 用排线接插 P1口 P1 0 P1 5数码管位选 P1 4 P1 5跳线选择 P1 4和P1 5也是串行A D的数据线和时钟线 跳线选择 P1 6和P1 7为串行IICEEPROM时钟和数据线 跳线选择 P2口 数码管段选 控制数码管字形 通过跳线J11选择 如果跳线J11断开 段选驱动74LS573断开电源将无法工作 数码管不显示 P2口可外接其他外设 或 P2 7串行A D的片选线 跳线选择 P3口 P3 0P3 1用于串行通信 P3 2INT0中断请求 跳线选择 P3 4T0计数脉冲输入 跳线选择 P3 3 P3 4和P3 5为串行D A5615的数据线 片选线和时钟线 跳线选择 3 图中为跳线 通过短接块使其相连或断开 使用户可以灵活安排接口设计 4 89C51 52单片机可以在实验板上执行 但不能在上面烧写 在线编程 因为89C51 52不是ISP型 此时需另购专用的编程器烧写 编程 5 4 4矩阵键盘接在P0口 当拨动开关K0 K7全置于OFF时 可对矩阵键盘进行编程 按面板印的字 各字对应的键编码如图所示 键值各用户也可以自行定义 如键CDEF分别定义为 等 实验板就可以设计一个计算器 也可以把按键定义成具有两个音阶的琴键 利用板上的扬声器 实验板可以设计为一个电子琴 4 4键盘 89S52 电源插座 扬声器 中断请求 D A A D 计数脉冲 EEPROM 用户并行口预留焊孔 插针 通过串行线连另一实验板或PC电脑 作双机串行通信 通过下载线连电脑完成在线编程 执行 编程选择 跳线 用户扩展板 拨动开关K1 K8 模拟电压调节 J9 J10 J6 J5 下载线 串行通信线 5V直流电源 可在线编程 ISP 单片机多功能实验板附件 选购附件有 16 16LED点阵显示屏16 2LCD显示器4 4键盘 第一版的实验板上没有键盘的可选购 因为附件和ISP实验板两边都有插针 所以通过连接线插能方便地将这些附件方便地连到连到ISP实验板上 跳线用于改变并行口线的应用设计 比起原教材新增了几根跳线 下面仅对新增的跳线进行说明 其他跳线同教材的介绍 J5决定是否使用带锁按压开关W2产生的脉冲作INT0外部中断请求 如果J5和INT0短接 使用板上开关W2产生外部中断请求 如果J5和NC短接 用户可以自行外接外部中断请求或将P3 2脚作它用 J6决定是否使用带锁按压开关W3产生的脉冲作向计数器T0提供外部计数脉冲 每按两次开关W3 产生一个计数脉冲 如果J6和NC短接 用户可以自行外接计数脉冲或将P3 4脚作它用 J9将短接块和标识P1 0短接 扬声器接P1 0线 经过驱动 执行扬声器发声程序 扬声器发声 如短接块和NC短接 扬声器将不发声 J10控制扬声器的另一端接地还是接 5V 只要J9短接块和P1 0短接 J10不管接地还是接 5V 扬声器都会发声 不过接 5V时 音响大些 但第一个数码管不亮 接GND时 音响小些 但第一个数码管按编程而亮 这里的 5V和GND可作为外接的器件电源 J11拔掉J11短接块 74LS573 LED的驱动器 将无接电源而不能工作 所有数码管不亮 P2口可全部由用户另作安排 比起教材上的原版实验版 新增了带锁按压开关 将外部中断INT0所需的中断请求信号和T0定时 计数器的所需的外部计数脉冲分别用两个开关控制 带锁按压开关W2 INT0带锁按压开关W2产生外部中断INT0所需的中断请求信号 每按一次 脉冲源消抖电路输出电平变化一次 按两次才会产生一个脉冲 此时J5的跳线必须连在INT0端 J6带锁按压开关W3 T0带锁按压开关W2用于产生T0定时 计数器的所需的外部计数脉冲 每按一次 脉冲源消抖电路输出电平变化一次 按两次才会产生一个脉冲 此时J6的跳线必须连在T0端 ISP单片机实验板功能齐全 即是实验板又是编程器还是开发平台 即能使用汇编语言也能使用C语言编程 能开出如下软 硬件实验 汇编语言程序设计及调试方法C语言 C51 程序设计及调试方法并行口的输入 输出实验数码管的显示与控制中断实验 如作报警器 定时 计数器的应用设计 定时 计数 音乐 串行通信 单片机和单片机 单片机和PC机的通信 键盘控制程序设计 选做 串行EEPROM I2C接口 选做 串行D A转换 SPI接口 选做 串行A D转换 SPI接口 选做 LED电子显示屏汉字显示程序设计 选做 LCD液晶显示屏显示程序设计 选做 如果综合利用上述资源 可以设计诸如多功能数字钟 波形发生器 数字电压表 音乐盒 汽车里程计数器 汽车里程计价系统等应用系统 13 2多功能实验板涉及到的软件介绍单片机可在线编程多功能实验板只是给你创造了硬件平台 没有软件是无济于事的 它涉及的软件是 1 在线编程软件MicrocontrollerISPSoftware 简称ISP软件 完成在线编程 烧录 功能2 编辑 编译 跟踪调试集成软件包WAVE 自带汇编器 或其他调试集成软件包 如Keil 完成对用户程序编辑 汇编 或编译 软件仿真调试 并生成 HEX目标文件以供烧写 3 用户自行用汇编或C语言编制的应用程序 4 随板综合测试的机器码 TESTALL HEX 1 在线编程软件AtmelMicrocontrollerISPSoft 选择器件 初始化成功 打开文件后选择自动编程 编程进行 红线闪动 AutoProgramingDevice Erasingthechip SuccessWritingtothechip 加密选择 每次重写时先要初始化 点击下图红圈 如果初始化不成功 会出现下面画面 此时检查下载线是否接好 执行 编程按键是否按下 2 仿真调试软件WAVE 仿真调试软件WAVE 或Keil 用来完成对用户编制的汇编源程序或C语言应用程序进行编辑 编译 软件仿真调试 并生成 HEX目标文件以供烧写 先进行仿真器设置 对89S52单片机选8752CPU型号 选择使用WAVE软件模拟器 汇编语言程序选择汇编器 C语言程序指示C编译器的路径 打开文件 出现文件编辑窗口 编译 编译 C语言和汇编语言使用同一按钮 信息窗口 打开信息窗口 显示生成了 HEX文件 打开DATA窗口 观察内部RAM 根据需要 打开欲观察的窗口 选择执行方法 观察窗口数据的变化 选择主菜单的外设 端口可以模拟并行口操作 见图 输入信号模拟 鼠标点击所调试端口相应位 出现 表示置1 再点击鼠标 消失 表示置0 用以模拟这位输入的信号或者开关动作 执行端口输出时 通过观察 的有无 模拟并行口输出的信号是1还是0 图中P1 10011111B 9FH 并行口输入输出的软件模拟 1 选择主菜单的外设 中断 会弹出中断窗口 见图 选择中断源 如选择INT0 2 在程序进入中断前的某语句和中断服务程序中各设一个断点 3 使用全速执行方式 在WAVE的最下面的状态栏会显示正在执行提示的兰色框 鼠标点击中断标志IE0或IE1为1 如INT0中断点击IE0 使出现 就模拟产生了中断请求信号 程序就会由主程序跳入中断服务程序 然后再可单步执行 直到返回主程序 软件中断模拟在软件模拟调试中 由于没有中断请求信号而进不了中断 为了观察程序的运行过程 发现中断程序的错误及分析中断返回点 可以软件模拟进入中断 步骤是 定时 计数器外部计数脉冲输入的软件模拟 在软件模拟调试中 由于没有