单片机原理及应用实验报告.doc

单片机原理及应用实验报告（10级机电） theory and application of singlechip Experiment report 班级 机电三班 姓名 张磊磊 学号 080101010179 教 务 处2013年 9月 实验一 P1口输入、输出实验一、实验目的1.学习P1口的使用方法2.学习延时子程序的编写和使用3.熟悉MCS51汇编指令，能自己编写简单的程序，控制硬件。二、实验原理P1口是准双向口,它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同。由准双向口结构可知当P1口用作输入口时，必须先对口的锁存器写“1”，若不先对它写“1”，读入的数据是不正确的。延时程序的实现，现常用的有两种方法，一是用定时器中断来实现，一是用指令循环来实现。在系统时间允许的情况下可以采用后一种方法。若某实验系统晶振为6.144MHZ，则一个机器周期为 126.144u s即 10.512 u s 。现要写一个延时0.1s的程序，可大致写出如下： MOVR7，#200 (1) DE1： MOVR6， #X (2) DE2： DJNZ R6， DE2 (3) DJNZ R7， DE1 (4) 上面M0V、DJNZ指令均需两个机器周期，所以每执行一条指令需10.256u s现求出X值：(X10.256+10.256+10.256) 200+1O.256=0.110 6 指令(3) (2) (4) (1) 所需时间 需时间 需时间 需时间得出X=126。代入上式可知实际延时约0.100004s，很精确了。三、实验仪器STAR系列实验仪 一套数字万用表一快连接导线若干微型计算机 一台四、实验内容及步骤1、实验内容程序1：用P1口做输出口，接十六位逻辑电平显示，程序功能使发光二极管从右到左轮流循环点亮。程序2：P1口做输入口，用P1.0、P1.1作输入接两个拨断开关，P1.2、P1.3作输出接两个发光二极管。程序读取开关状态，并在发光二极管上显示出来。2、实验步骤1）、连线说明： A3区：JP51G6区：JP65A3区：P1.0、P1.1、P1.2、P1.3G6区：K5、K6、Led1、Led22）、编写程序或运行参考程序。 3）、通过G6区的LED指示灯，观察实验的输出结果是否正确。3、电路原理图如下：图1-1 电路原理图五、实验程序1.用P1口做输出口实验程序（0.5分） START: MOVA,#01H MOVP1,A LOOP: RLA MOVP1,A LCALL DEL JNB Acc.7,LOOP JBAcc.7,START DEL:MOVR7,#200 DEL1:MOVR6,#125 DEL2:DJNZR6,DEL2 DJNZR7,DEL1 RET2. P1口做输入口实验程序（0.5分） ORG0000HLJMPBEGINBEGIN: MOVP1,#0FFH;当P1口用为输入口时，必须先对它置“1”；若不先对它 置“1”，读入的数据不一定正确MOVA,P1;读端口数据 SWAPA;交换高低4位 MOVP1,A;写端口LCALLDELAY;延时子程序 JMPBEGIN;循环DELAY:MOVR6,#0FFH;FFH是为了与下面的对应MOVR7,#22HDelayLoop:DJNZR6,DelayLoop DJNZR7,DelayLoop RET 实验二 单片机综合应用实验一、实验目的1、掌握51系列单片机的内部结构、工作原理；掌握51系列单片机汇编语言程序结构并能熟练设计针对多种外设的综合应用程序设计。熟悉中断程序设计方法并在智能车系统设计与制作中应用。2、掌握单片机输入接口电路及输入程序设计方法，掌握实时查询程序设计方法及中断程序设计方法。智能车行走路径检测（黑白线）检测传感器的原理、硬件电路设计及单片机输入程序设计；掌握智能车车速检测与路程计算的方法。3、掌握单片机外部中断的接口电路设计与中断程序结构，应用中断原理设计智能车的避障检测电路并给出其中断程序。4、通过对以上单片机综合应用内容的学习与实践，为课程研究项目智能车系统的设计与制作奠定前期的工作基础。三、实验仪器及材料51系列单片机实验板 2个 1298N芯片 1个 SN74HC595芯片 1个 ADC0809芯片 1个 黑白线检测传感器 1个 红外避障传感器 1个程序下载线 1个 微型计算机 1台万用表 1块 各种电阻等元器件 若干三、实验原理单片机就是一个微型的电脑，它内部也用和电脑功能类似的模块，比如CPU，内存，并行总线，还有和硬盘作用相同的存储器件，不同的是它的这些部件性能都相对我们的家用电脑弱很多，它主要是作为控制部分的核心部件。它是一种在线式实时控制计算机，在线式就是现场控制，需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式计算机的（比如家用PC）的主要区别。 单片机是靠程序的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！黑线检测传感器为开关量传感器，输出为TTL电平，可以直接和单片机连接，但需要在输出端加上拉电阻，使用方法如红外避障传感器。当检测到黑线时，红外光管接收到反射回来的红外光，其输出立即发生高低电平跳变，该信号经逻辑比较后送单片机分析处理。为保证小车延黑线行驶，采用了两个检测器并行排列。在小车行走过程中，若向左方向偏离黑线，则右侧的探头就会检测到黑线，把信号传给单片机。单片机控制车头向右转。单片机作为智能小车的控制核心，整个系统由黑线检测模块、电机驱动模块、LED指示模块、数码管显示模块、红外检测避障模块等几部分构成（系统框图如图3-1所示）。 图3-1 智能车控制系统框图电机驱动模块考虑到电压、电流的等级及尺寸、外观等因素,可选用集成电机驱动芯片L298。L298是双H桥高电压大电流集成电路,其输出脚(SENSEA和SENSEB)用来连接电流检测电阻。Vss接逻辑控制部分的电源,常用+5V。Vs为电机驱动电源。IN1IN4输入引脚采用标准TTL逻辑电平信号,用来控制H桥的开与关,EnA、EnB引脚则为使能控制端。A/转换原理图及L298芯片引脚图如图3-2所示。车轮检速与路程计算主要通过霍尔传感器实现，。磁场由磁钢提供，所以霍尔传感器和磁钢需要配对使用。在非磁材料的圆盘边上粘贴一块磁钢，霍尔传感器固定在圆盘外缘附近。圆盘每转动一圈，霍尔传感器便输出一个脉冲。通过单片机测量产生脉冲的频率就可以得出圆盘的转速。在车体和车轮上分别固定霍尔元件和磁钢，测量小车轮周长，在单片机控制时，每检测到一个脉冲，认为小车前进了一周。对脉冲信号整形后送入单片机进行检测计数，输出显示行驶里程数。图3-2 A/转换原理图及L298芯片引脚图4、 实验过程中遇到的问题及解决方案？ 1.写入程序后只有一个电机在转解决方案：通过万用表检查，知道电机线接口，一端电压为12V，一端电压为0V。由此知道接口内部有问题，更