proteus教学实验系统(单片机e型)实验指导书103.doc

proteus教学实验系统(单片机e型)实验指导书103 主要有以下几个特点1连接线采用灯笼头，插拔容易，电气接触性能优秀，导线粗，使得接线容易而且稳定。 2外设控制资源更加丰富，可在本实验箱上练习超过30个实验项目。 3整个电路的布局优化后，使电路设计更加合理。 4具有强大的USB ISP下载功能，解决了部分电脑没有并口的问题。 5真正做到了兼容多种单片机，包括MCS8051，AVR，PIC系列单片机，而扩展模块更是增加了整个系统的灵活性和实用性。 【硬件配置】PB-EDU-000可任意选配MCS-51单片机（AT89S52）/AVR单片机（ATMEGA16L）/PIC单片机（PIC16F877A）3种处理器模块PB-EDU-00116*16LED点阵屏模块，PS/2接口，USB接口，蜂鸣器PB-EDU-0028位共阳数码管，8位拨码开关，BCD译码器PB-EDU-003LCD1602显示模块PB-EDU-004可调方波，单脉冲发生器，+5V，+12V，-5V三路电源PB-EDU-005232串口，485通讯接口，CAN总线收发器，继电器，EEPROM芯片(24C02)，时钟芯片 (1302)，温度传感器(DS18B20)PB-EDU-0068255并行IO扩展模块，38译码器，串转并和并转串接口芯片PB-EDU-007可以扩展超声波模块或者CPLD模块PB-EDU-008LCD12864显示模块PB-EDU-009直流电机带测速和步进电机模块PB-EDU-010并行AD(ADC0809),并行DA(DAC0832),串行AD(TLC549),并行DA(TLC5616)PB-EDU-011独立LED和独立按键PB-EDU-0124*4矩阵键盘第1页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书【配套资料】 1、PROTEUS教学实验系统（单片机）实验指导书 2、所有实验源代码 3、所有实验PROTEUS DSN设计文件 4、PROTEUS视频教程 5、PROTEUS技术讲座资料 6、PROTEUS英文手册 7、实验使用芯片DATASHEET 8、工具软件开发环境、串口调试工具、USB ISP下载软件等【实验项目】硬件验证部分 1、I/O口输出实验LED流水灯实验 2、I/O口输入/输出实验模拟开关灯 3、8255并行I/O扩展实验 4、无译码的七段数码管显示实验 5、BCD译码的多位数码管扫描显示实验 6、独立式键盘实验 7、计数器实验 8、定时器实验 9、单个外部中断实验 10、中断嵌套实验 11、矩阵键盘扫描实验 12、串行端口输出扩充实验 13、串行端口输入扩充实验 14、单片机与PC之间串行通信实验 15、双单片机通信实验 16、I2C总线AT24Cxx存储器读写 17、温度传感器DS18B20实验 18、实时时钟DS1302实验 19、A/D转换实验 20、D/A转换实验 21、1602液晶显示的控制 （44780） 22、12864液晶显示的控制（KS0108） 23、直流电机控制实验 24、步进电机控制实验 25、16X16阵列LED显示实验 26、直流电机测速实验 27、串行ADTLC549实验 28、串行DATLC5615实验 29、继电器控制实验 30、LCD1602IO方式驱动软件仿真部分 1、可控硅驱动 2、光耦应用实验 3、单片机播放音乐实验 4、SD卡读写实验第2页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书【实验方法】每一个实验的开展，我们都采用先在PROTEUS平台下仿真，再使用硬件平台验证的方法，实验的开展流程如下PROTEUS软件实验原理图绘制程序编写、编译装载HEX代码，仿真调试得到正确仿真效果教学实验系统硬件实验给MCU模块上电，将实验烧录代码下载到单片机中断电，拔除下载线，参考硬件连接表，选出实验板，做好硬件连接上电查看硬件实验效果第3页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书1.2实验系统的硬件布局模块4(电源模块)单脉冲、矩形波、+12V+5V、-5V、GND模块1（点阵屏模块）蜂鸣器PS/2接口、USB接口16*16点阵屏及驱动电路模块2（数码管模块）8位数码管驱动电路BCD译码电路8路拨码开关模块3（1602模块）LCD1602独立的74LS373独立的74LS00模块7（功能扩展）有标配的模块，也可以供用户自己发挥有标配的模块，也可以供用户自己发挥模块5（外部接口模块）继电器控制接口、RS 232、485通信接口、CAN总线接口、24C02接口、DS18B20接口、DS1302接口模块6（IO扩展）8255接口电路3-8译码器电路串转并接口电路并转串接口电路模块0（MCU）51/AVR/PIC模块8（12864模块）LCD128*64模块9（电机模块）步进电机及驱动电路直流电机、测速及驱动电路模块10（AD/DA）并行AD并行DA串行AD串行DA模块 11、（按键、LED）8路LED8路独立按键模块12（矩阵键盘）4*4矩阵键盘实验箱系统硬件布局图PB-EDU-000AT89S52ATMEGA16L8PIC16F877A P00P07P00P07PA0PA7RA0RA5P10P17P10P17PB0PB7RB0RB7P20P27P20P27PC0PC7RC0RC7P30P37P30P37PD0PD7RD0RD7P40P47RE0RE2S0S10预留预留预留P34T0P10T0P04T0P32INT0P32INT0P10INT0单片机引脚对照表（暂收录AT89S52,ATMEGA16L8,PIC16F877A）第4页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书1.3实验系统原理图图1-1蜂鸣器控制电路图1-2PS/2接口电路图1-3USB接口电路第5页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书图1-4点阵屏接口电路图2-1数码管驱动电路第6页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书图2-2BCD码译码电路图2-38路拨码开关电路图3-1LCD1602接口电路第7页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书图3-2独立的锁存器和74LS00图4-1矩形波产生电路图4-2单脉冲产生电路第8页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书图5-1继电器控制电路图5-224C02接口电路图5-3RS232接口电路第9页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书图5-4DS18B20接口电路图5-5485通信接口电路图5-6DS1302接口电路第10页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书图5-7CAN总线接口电路图6-18255接口电路图6-23-8译码器电路第11页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书图6-3串转并接口电路图6-4并转串接口电路图8-1LCD12864接口电路第12页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书图9-1直流电机控制电路图9-2直流电机测速电路图9-3步进电机控制电路第13页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书图10-1并行DA接口电路图10-2并行AD接口电路图10-3串行DA接口电路第14页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书图10-4串行AD接口电路图11-18路LED灯和8路独立按键电路图12-1矩阵键盘电路第15页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书1.4实验板硬件图以下为所有的实验板硬件图 1、FBEDU0000处理器模块排针座ISP下载接口电源接口接线柱第16页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 2、FBEDU0001点阵屏模块16X16点阵屏控制接口电源接口峰鸣器PS2接口USB接口 3、FBEDU0002数码管显示模块四联体数码管接线端电源接口数码管公共端BCD码控制模块第17页的拨码开关一端连接到地PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 4、FBEDU0003LCD1602模块锁存器芯片模块与非门芯片LCD1602数据接口LCD1602电源接口 5、FBEDU0004电源模块输出各脉冲信号接口第18页电位器电源开关脉冲触发按钮直流电压接口PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 6、FBEDU0005外部接口模块继电器电源接口232通信接口EEPROM芯片485通信接口温度传感器 7、FBEDU0006IO扩展模块CAN总线接口时钟芯片电源接口三八译码器芯片锁存器芯片8255芯片串转并芯片并转串芯片第19页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 8、FBEDU0007功能扩展模块扩展电路底座电源接口引脚扇出接口 9、FBEDU0008LCD128*64模块电源接口液晶屏控制接口电位器第20页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 10、FBEDU0009电机模块 11、FBEDU0010AD/DA模块步进电机驱动芯片步进电机电位器步进电机光电开关直流电机驱动并行AD电平转换芯片电源接口并行DA电位器串行DA电源接口串行AD第21页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 12、FBEDU0011LED和KEY模块电源接口8路LED8个独立按键 13、FBEDU0012LED和KEY模块电源接口四输入与门矩阵按键第22页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书1.5USB下载方式说明本教学实验系统使用本公司自主研发的ISP下载软件，下载软件版权归广州市风标电子技术有限公司所有。 一、运行WWISPSetup.exe，安装ISP下载软件。 二、将USB下载器连接PC及目标板（USB接口端连接到PC的USB接口，ISP端连接到MCU模块ISP插槽）。 在连接USB下载器之前，MCU模块应先接通电源。 三、连接USB到PC后，将提示“发现新硬件USBasp”，如下图所示 四、系统会自动弹出找到新的硬件向导，如下图所示 五、选择“从列表或指定位置安装（高级）（S）”选项，并点击“下一步”。 六、选择“在这些位置上搜索最佳驱动程序”和“在搜索中包括这个位置”，并浏览到WWISP的安装目录下，默认的目录是C:Program FilesWindway TechnologiesWWISP，具体的设置如下图所示第23页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 七、点击“下一步”，安装驱动。 八、安装完成。 第24页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 九、在硬件管理器里面将看到安装好的硬件 十、WWISP安装完成后，桌面出现快捷方式，点击进入后系统会自动识别器件型号，也可以手动选择对应的单片机类型。 第25页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 十一、点击“打开文件（Flash）”按钮找到HEX文件，然后点击“写Flash”按钮，程序将烧录到MCU当中。 对于其它的功能，也可以进行操作。 如先选取“擦除芯片”、“编程Flash”，然后点击“自动编程”，刚系统会自动依次进行“擦除芯片”、“编程Flash”的操作。 第26页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书第22章硬件实验目录实验一I/O口输出实验LED流水灯实验 一、实验要求利用单片机及8个发光二极管等器件，构成一个流水灯单片机系统。 二、实验目的 1、掌握单片机最小系统的构成； 2、掌握I/O口的使用及驱动能力的概念； 3、熟悉移位指令和软件延时程序。 三、实验电路及连线硬件连接表MCU模块PB-EDU-011P20D1P21D2P22D3P23D4P24D5P25D6P26D7P27D8+5V+5V GND GND 四、实验说明 1、主要知识点概述本实验涉及到三个知识点单片机最小系统的构成、单片机I/O口的使用以及软件延时程序的编写。 1）单片机最小系统由单片机芯片、时钟电路以及复位电路构成。 2）I/O口的正确使用。 3）延时子程序的延时计算问题。 根据晶振时钟的大小以及指令周期，计算延时时间所要执行的指令数目。 2、实验效果说明第27页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书发光二级管进行流水灯操作，从上到下依次点亮。 五、实验流程图开始设置LED点亮初值LED输出延时0.2S左移一次否是是否8 六、实验结果和体会 七、建议第28页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书实验二I/O口输入/输出实验模拟开关灯 一、实验要求利用单片机，按键和发光二极管，构成一个模拟开关灯的单片机系统。 二、实验目的 1、了解单片机I/O输入输出的使用； 2、掌握单片机I/O口位操作的编程； 3、掌握分支程序的设计与分析方法。 三、实验电路及连线硬件连接表MCU模块PB-EDU-011P1.0D1P3.0K1+5V+5V GND GND 四、实验说明1主要知识点概述1）开关状态的检测过程单片机对开关状态的检测相对于单片机来说，是从单片机的P3.0端口输入信号，而输入的信号只有高电平和低电平两种，当按钮松开，即输入高电平，当按钮闭合，即输入低电平。 2）输出控制如图中所示，当P1.0端口输出高电平，即P1.01时，根据发光二极管的单向导电性可知，这时发光二极管D1熄灭；当P1.0端口输出低电平，即P1.00时，发光二极管D1亮；我们可以使用SETB P1.0指令使P1.0端口输出高电平，使用CLR P1.0指令使P1.0端口输出低电平。 2实验效果说明按下按钮，灯亮，松开按钮，灯灭。 第29页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 五、实验程序流程图开始 六、实验结果和体会 七、建议K1闭合了吗？是否D1亮D1灭第30页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书实验三8255并行I/O扩展实验 一、实验要求利用8255可编程并行口芯片，实现输入/输出实验，实验中用8255PA口做输出，PB口作输入。 二、实验目的1了解8255芯片结构及编程方法；2了解8255输入/输出实验方法。 三、实验电路及连线硬件连接表MCU模块PB-EDU-011PB-EDU-06P27CS0P00-P07DB0-DB7K1-K8PB0-PB7D1-D8PA0-PA7ALE LE P36,P37WR,RD P35RESET+5V+5V+5V GNDGNDGND 四、实验说明可编程通用接口芯片8255A有三个八位的并行I/O口，它有三种工作方式。 本实验采用的是方式0PA、PC口输出，PB口输入。 很多I/O实验都可以通过8255来实现。 第31页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 五、实验程序流程图 六、实验结果和体会 七、建议第32页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书实验四无译码的七段数码管显示实验 一、实验要求利用单片机，一个7段数码管，构成一个单个LED显示系统。 二、实验目的1了解数码管显示原理。 2掌握读表程序的编写。 三、实验电路及连线硬件连接表MCU模块PB-EDU-002P00L-A P01L-B P02L-C P03L-D P04L-EP05L-F P06L-G+5V+5V GNDGND注P0口在MCU模块上已经接上拉电阻。 四、实验说明1主要知识点概述:1）LED数码显示原理七段LED显示器内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各管的极管的接线形式，可分成共阴极型和共阳极型。 LED数码管的ga七个发光二极管因加正电压而发亮，因加零电压而不以发亮，不同亮暗的组合就能形成不同的字形，这种组合称之为字形码，下面给出共阳极的字形码见表2第33页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书“0”0C0H“8”80H“1”0F9H“9”90H“2”0A4H“A”88H“3”0B0H“b”80H“4”99H“C”0B6H“5”92H“d”0B0H“6”82H“E”86HH“7”F8H“F”8EH2)段码表格由于显示的数字09的字形码没有规律可循，只能采用查表的方式来完成我们所需的要求了。 这样我们按着数字09的顺序，把每个数字的笔段代码按顺序排好！建立的表格如下所示TABLE DB0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h2实验效果说明数码管循环显示09。 五、实验程序流程图第34页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 六、实验结果和体会 七、建议第35页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书实验五BCD译码的多位数码管扫描显示实验 一、实验要求利用单片机、BCD译码芯片74LS47和两位LED构成一个数码管扫描显示系统。 二、实验目的1掌握BCD译码电路的工作原理。 2掌握多位数码管显示的编程。 三、实验电路及连线硬件连接表MCU模块PB-EDU-002P00BCD-A P01BCD-B P02BCD-C P03BCD-D P30-1P31-2+5V+5V GNDGND 四、实验说明1主要知识点概述二进制编码的十进制数，简称BCD码(Binary codedDecimal)，此例中，74LS47完成BCD编码的功能。 多位LED显示，先往段码端口输出段码，再选通位选，对应的LED显示。 2实验效果说明两个数码管同时循环显示09。 第36页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 五、实验程序流程图 六、实验结果和体会是否设置显示初值为0和显示数字个数为10置段码置位码延时显示判断显示是否到9？开始 七、建议第37页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书实验六独立式键盘实验 一、实验要求利用单片机，8个按键，8路发光二极管构成一个独立式键盘系统。 二、实验目的掌握多路I/O输入输出的编程。 三、实验电路及连线硬件连接表MCU模块PB-EDU-011P10P17D1D8P30P37K1K8+5V+5V GNDGND 四、实验说明1主要知识点概述使用分支程序编程方法，对开关状态进行监测，输入电平有变化，跳转到相应的处理程序进行处理，输出处理结果。 2实验效果说明按下8个按键，点亮对应的灯。 第38页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 五、实验程序流程图 六、实验结果和体会开始P3=#0FFHP3=? 七、建议P1=#0FEH P1=#0FDH P1=#0BFH P1=#7FH P3.0=0P3.1=0P3.6=0P3.7=0结束第39页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书实验七计数器实验 一、实验要求利用单片机内部定时计数器T0，按计数器模式，对T0引脚进行计数。 将其数值P1口驱动LED灯上显示出来。 二、实验目的掌握单片机定时计数器计数方式的使用及编程方法。 三、实验电路及连线硬件连接表MCU模块PB-EDU-002PB-EDU-011P00P06L-AL-G T0K1+5V+5V+5V GNDGNDGND 四、实验说明1主要知识点概述本实验中内部计数器起计数器的作用。 外部事件脉冲由外部引脚引入定时/计数器T0，即T0用来检测外部脉冲数。 2实验效果说明由按键产生计数脉冲，LED分别显示脉冲个数（10个以内）。 五、实验程序流程图开始计数计数、输出计数设置工作方式开始第40页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 六、实验结果和体会 七、建议第41页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书实验八定时器实验 一、实验要求用单片机的P10口接1个发光二极管，编写程序，控制发光二极管闪烁，时间间隔1S，要求使用单片机内部定时器计时。 二、实验目的掌握单片机定时计数器定时方式的使用及编程方法。 三、实验电路及连线硬件连接表MCU模块PB-EDU-011P10D1+5V+5V GNDGND 四、实验说明1主要知识点概述关于内部计数器的编程，主要是设置定时常数和有关控制寄存器。 内部计数器在单片机中包括定时器和计数器两个功能。 本例使用的是定时器，定时1S。 CPU运行定时中断方式，实现每1S输出状态发生一次反转，即发光二极管1S亮一次。 内部计数器用于定时器时，是对机器周期计数。 可根据单片机每个机器周期的长度、时钟晶振频率以及定时时间对定时常数进行计算。 2实验效果说明发光二极管按设定的定时时间闪烁。 第42页PORTEUS教学实验系统（单片机E型）实验指导书 五、实验程序流程图主程序定时中断服务程序置T1工作方式设置时间常数设置初始状态位设置秒计数值中断允许输出状态位等待中断开始保护现场秒计数值减1重新设置秒计数值计到1S？状态位取反恢复现场否是中断返回定时中断入口 六、实验结果和体会 七、建议第43页PORTEUS教学实