单片机课程设计 小yin.docx

一、单片机的初步认识1.单片机的概念单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。2.单片机的特点（1）高集成度，体积小，高可靠性单片机将各功能部件集成在一块晶体芯片上，集成度很高，体积自然也是最小的。芯片本身是按工业测控环境要求设计的，内部布线很短，其抗工业噪音性能优于一般通用的CPU。单片机程序指令，常数及表格等固化在ROM中不易破坏，许多信号通道均在一个芯片内，故可靠性高。（2）控制功能强为了满足对对象的控制要求，单片机的指令系统均有极丰富的条件:分支转移能力，I/O口的逻辑操作及位处理能力，非常适用于专门的控制功能。（3）低电压，低功耗，便于生产便携式产品 为了满足广泛使用于便携式系统，许多单片机内的工作电压仅为1.8V3.6V，而工作电流仅为数百微安。（4）易扩展 片内具有计算机正常运行所必需的部件。芯片外部有许多供扩展用的三总线及并行、串行输入/输出管脚，很容易构成各种规模的计算机应用系统。（5）优异的性能价格比 单片机的性能极高。为了提高速度和运行效率，单片机已开始使用RISC流水线和DSP等技术。单片机的寻址能力也已突破64KB的限制，有的已可达到1MB和16MB，片内的ROM容量可达62MB，RAM容量则可达2MB。由于单片机的广泛使用，因而销量极大，各大公司的商业竞争更使其价格十分低廉，其性能价格比极高。二、单片机最小系统MCU最小系统是指可以使内部程序运行起来的所必须的基本外围电路。HC-EZ-XS128扩展实验系统底板电路划分成15个区域，以下简要说明每个区域的功能。MCU区：核心板模块扩展区域。MCU区中提供了3组插槽，可以扩展配套MC9s12xs128与MC9s12dg128核心板，并且每组插槽的所有引脚均可以引出用做基础或者扩展实验。POWER区：电源模块。这里通过引入的9V或12V直流电源，为实验平台提供3.3V、5V、9V或12V电源，并配有电源引出端子，方便为外接模块供电。SEGLED数码管显示区：6位8段数码管模块。该区域提供动态扫描方式扩展的8位8段LED数码管，用于完成GPIO相关实验。DA区：D/A实验扩展模块。该区域提供1个LED灯，用于完成PWM模块的D/A实验。CAN区：CAN总线通讯模块。该区域提供了1路CAN总线通讯接口，可以用于完成CAN总线通讯实验。SD区：Micro SD卡扩展模块。该区域提供了1个Micro SD卡座，用于完成基于SPI通讯协议的SD卡读写实验。RS485区：RS485通讯模块。使用MAX485扩展RS485通讯总线，完成RS485通讯相关实验。RS232区：RS232通讯模块。使用MAX232扩展RS232通讯总线，完成RS232通讯相关实验。12x864LCD区：12864液晶模块扩展。提供12864液晶模块的扩展，接口完全自主开放，可以扩展多种12864液晶模块，兼容带字库和不带字库的液晶。KEY区：4x4矩阵键盘模块。该区域提供了4x4的矩阵键盘与四个功能按键，可以利用GPIO扩展后完成程序编写，实现矩阵键盘扩展。四个功能按键，包括IC，PLUSE，KBI，IRQ该模块可以用于输入捕捉实验、脉冲累加模块、中断唤醒、IRQ中断实验实验等。BELL区：蜂鸣器模块。该区域提供了一个蜂鸣器，用以完成GPIO控制外设实验。AD区：A/D实验扩展模块。该区域通过两个电位器，提供可变模拟电压输出，用于完成A/D模块实验。TEMPER区：18B20温度检测模块，用于完成测温实验。LED区：8位LED灯模块。该区域提供8位LED灯，实现LED灯的控制。IIC区：串行总线扩展模块区域。该区域提供了IIC器件，外部EEPROM-24C02和PCF8563实时时钟。三、多通道连续采样实验目的、电路图及程序1.实验目的（1）了解S12单片机ADC模块的使用方法。（2）掌握多模块使用的程序设计方法。2.实验内容用S12的ADC模块的0通道、1通道（PAD0和PAD1）将两路模拟电平转换成数字量，使用8位分辨率，用数码管的前三位显示ATD0的采样值，后三位显示ATD1采样值。3.实验原理图4.实验说明（1）AD模块相关寄存器初始化（2）启动ATD的AN0和AN1通道（3）利用数码管显示转换结果（4）重复2，重新启动AD05.实验方法与步骤1、使用跳线帽短接底板上SEG LED区标号为JP_DIG、JP_SEG与JP_BP处跳线：使用跳线帽短接底板上AD0与AD1区标号为JP_AD0与JP_AD1的跳线。2、运行程序，观察数码管显示数值的变化。6.原程序#include /* common defines and macros */#include derivative.h /* derivative-specific definitions */#define SEG_DD DDRB /段码口方向#defineDIG_DD DDRK /位码口方向#define SEG_NUM PORTB /段码数据#define DIG_NUM PORTK /位码数据/*函数声明*/void Delay(unsigned int loop_times); /延时子程序void ATD0_ATD1_Init(void); /ATD0,ATD1初始化子程序/*全局变量声明*/const unsigned char g_LED_Seg_Table17 = 0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07, 0x7F, 0x6F, 0x77, 0x7C, 0x39, 0x5E, 0x79, 0x71, 0x00; /共阴数码管字形表定义/*主程序*/ 函数名称： void main(void) 函数功能： 实现AD单通道连续采样，并用数码管显示采样结果 调用函数： void Delay(unsigned int loop_times) - main.c文件中 void ATD0_ATD1_Init(void); - main.c文件中 */void main(void) /* put your own code here */ unsigned char convert_value0 , convert_value1; /AD转换结果 unsigned char led_dig; /数码管位选值 unsigned char i,j; 循环变量 unsigned char SM_SBUFF6; /用户缓冲显示内容 SEG_DD = 0xFF; /D端口设置为输出口 DIG_DD = 0xFF; /E端口设置为输出口 SEG_NUM = 0x00; /D端口输出全0 DIG_NUM = 0x00; /E端口输出全0/ DisableInterrupts; /关中断 led_dig = 0x01; for(i=0;i6;i+) /单8左移 SEG_NUM = g_LED_Seg_Table8; /送段码 DIG_NUM = led_dig; /送位码 led_dig = led_dig1; /位选信号左移1位 Delay(50); DIG_NUM = 0x00; /熄灭数码管 Delay(20); ATD0_ATD1_Init(); /ATD0,ATD1初始化 for(;) while(!ATD0STAT2L_CCF0) /等待ATD0转换完成 ; convert_value0 = ATD0DR0L; /读取ATD0转换结果 SM_SBUFF2 = convert_value0/100; /拆分ATD0转换结果以便送显示 SM_SBUFF1 = convert_value0/10%10; SM_SBUFF0 = convert_value0%10; while(!ATD0STAT2L_CCF0) /等待ATD1转换完成 ; convert_value1 = ATD0DR1L; /读取ATD1转换结果 SM_SBUFF5 = convert_value1/100; /拆分ATD1转换结果以便送显示 SM_SBUFF4 = convert_value1/10%10; SM_SBUFF3 = convert_value1%10; led_dig = 0x01; /显示转换结果 for(j=0;j6;j+) if(j=3) SEG_NUM = g_LED_Seg_TableSM_SBUFFj|0x80;/在第三位后面显示小数点 DIG_NUM = led_dig; led_dig = led_dig1; Delay(1); else SEG_NUM = g_LED_Seg_TableSM_SBUFFj; DIG_NUM = led_dig; led_dig = led_dig1; Delay(1); /* wait forever */ /* please make sure that you never leave this function */*函数实现*/函数：void delay(void)功能：延时说明：延时5000*loop_times个机器周期*/void Delay(unsigned int loop_times) unsigned int loop_i,loop_j; for (loop_i=0; loop_i loop_times; loop_i+) for (loop_j=0; loop_j5000;loop_j+) ; /*函数：ATD0_ATD1_Init(void)功能：ATD0,ATD1初始化说明：*/void ATD0_ATD1_Init(void) /初始化 ATD0DIEN = 0; /禁止数字输入 /* APCTL1 = (ETRIGSEL | SRES1 | SRES0 | SMP_DIS | / ETRIGCH3 | ETRIGCH2 | ETRIGCH1 | ETRIGCH0 | / ) */ ATD0CTL1 = 0x00; /AD分辨率选择8位，且采样前不放电 /* * 0b00000000 * |_ * |_ * |_ETRIGCH3ETRIGCH0外部触发通道选择位 * |_ * |_采样前是否放电控制位 * |_ * |_ATD转换精度选择位SRES1:SRES0=0:0为8位 * |_外部触发源选择位，S12XS系列此位无效 */ /* APCTL2 = (0 | AFFC | ICLKSTP | ETRIGLE | / ETRIGP | ETRIGE | ASCIE | ACMPIE | / ) */ ATD0CTL2 = 0x40; /AD模块快速清零, 无等待模式, 禁止外部触发, 中断禁止 /* * 0b01000000 * |_ATD比较中断使能位 * |_ATD转换序列结束中断使能位 * |_外部触发信号使能位 * |_ * |_ETRIGLE:ETRIGP外部触发信号触发条件选择位 * |_停止模式内部时钟使能位 * |_AD模块快速清零位 * |_只读位 */ /* APCTL3 = (DJM | S8C | S4C| S2C | / S1C| FIFO | FRZ1 | FRZ0 | / ) */ ATD0CTL3 = 0x90; /AD转换结果右对齐，每个序列2次转换, No FIFO, Freeze模式下继续转换 /* * 0b10010000 * |_FRZ1:FRZ0后台调试冻结使能位 * |_ * |_结果寄存器先进先出模式位 * |_ * |_ * |_ * |_S8CS1C一个转换序列的长度 * |_结果寄存器数据对齐位 */ /* APCTL4 = (SMP2 | SMP1 | SMP0 | PRS4 | / PRS3 | PRS2 | PRS1 | PRS0 | / ) */ ATD0CTL4 = 0x03; /采样时间4个周期，PRS=3 /* * 0b00000011 * |_PRS4PRS0ATD时钟预分频因子 * |_ * |_ * |_ * |_ * |_SMP2SMP0采样时间选择位 * |_ * _ */ /* APCTL5 = (0 | SC | SCAN | MULT | / CD | CC | CB | CA | / ) */ ATD0CTL5 = 0x30; /多通道连续采样，通道0,1 /* * 0b00110000 * |_ * |_CDCA模拟输入通道选择码 * |_ * |_ * |_多通道采样模式位 * |_连续转换序列模式位，1是连续转换；0是只进行一次转换 * |_特殊通道转换使能位 * |_只读位 */7.考试要求及程序的修改使用PAD02引脚；使用PAD03引脚；要求：数码管显示使用E口（段码），B口（位码）程序修改：DDRB 改为DDRE DDRK改为DDRB PORTB 改为PORTE PORTK 改为PORTB四、小结作为一名汽车服务专业的大三学生，我觉得做单片机课程设计是十分有意义的，而且是十分必要的。在已度过的大学时间里，我们大多数接触的是专业课。我们在课堂上掌握的仅仅是专业课的理论知识，如何去锻炼我们的实践能力？如何把我们所学的专