计算机工业控制实验指导书

计算机工业控制 实实 验验 指指 导导 书书 主编主编 李鹏 张杰李鹏 张杰 西南科技大学制造科学与工程学院西南科技大学制造科学与工程学院 20132013 年年 3 3 月月 目目 录录 实验一实验一 人机交互接口技术实验人机交互接口技术实验 3 实验二实验二 AD 和和 DA 接口实验接口实验 7 实验一实验一 人机交互接口技术实验人机交互接口技术实验 一 实验目的 熟悉单片机与键盘 数码管的接口技术 了解单片机人机交互接口技术及其编程方 法 二 实验仪器和设备 1 单片机实验板 一台 2 计算机 一台 三 实验简介 1 实验内容 分析单片机与键盘 数码管接口的硬件原理图 掌握其工作原理 编写程序 实现 4x4 键盘按键的检测 解码 0 F 并驱动 6 个数码管显示相应的按键代码 0 F 2 实验线路及其连接 MCU 4x4键盘 数码管 74L S373 74L S373 DataData SEG 图 1 1 输入输出接口实验原理框图 key display pdf 图 1 2 矩阵键盘接口电路 键盘接口原理 4x4 键盘采用行列扫描方式实现 采用查询的方式定时 20ms 对是否按键进行扫描 其具体原理是 使行线逐行变为低电平 然后读 取列线 如果列线不为1111b 表示有键按下 然后延时10ms 进行去抖动处理 再读取列线状态 如果列线状态与去抖动前一致表示有键按下 根据列线状态和行 线输出即可获得相应的按键 表 1 按键扫描对应状态表 P3 7 P3 4 读取 P3 3 P3 0 输出 1110b1101b1011b0111b 1110bS0S1S2S3 1101bS4S5S6S7 1011bS8S9S10S11 0111bS12S13S14S15 数码管显示接口原理 数码管显示分为动态显示和静态显示 本实验采用 静态 显示 硬件上采用2 个 74LS373 锁存器来驱动 6 个数码管 共阴极 U2 用来驱动数码管显示具体的内容 U3 用来选择是哪一个数码管显示 U2 和 U3 的锁存引脚分别由P2 6 和 P2 7 控制 这里举例说明如何实现静态 态显示 例如 如果希望在 6 个数码管上显示数字 1 应进行如下操作 1 P2 7 1 打开锁存器 U3 2 P0 0 xC0 经过 U3 选中 6 个数码管 3 P2 7 0 锁存 U3 的内容 保持 6 个数码管选中 4 P2 6 1 打开锁存器 U2 5 P0 输出要显示的内容 即数字 1 的显示码 0 x3F 6 P2 6 0 关闭锁存器 U2 锁存显示的内容 当需要更新显示内容时 只需要重新执行步骤 4 6 即可 3 实验程序 参考流程图 P3 3 3 0输出 扫描信号 开始 读P3 7 3 4 是否有键按下 去抖动 键是否仍按下 获取键值 扫描完毕 结束 Y N Y N Y N 图 1 3 按键扫描程序流程图 开始 输出数码管位 选 数显示数据 结束 图 1 4 显示程序流程图 开始 初始化 按键扫描 数码管显示 图 1 5 主程序流程图 四 实验步骤 1 检查 实验板 连线是否正确 2 用 USB 线连接单片机 实验板 和 PC 利用 USB 接口 对实验板供电 3 用 keil 软件调试程序 在程序无误的时候编译成hex 文件 使用串口线与 电脑的串口相连 运行串口下载工具STC ISP 下载程序到单片机中 4 逐一按下 键盘 的按键 观察数码管数字 显示是否与所按键的键值匹配 五 实验报告 实验类型为验证型实验 要求学生在实验过程中掌握单片机的输入输出接口 技术 单片机的编程方法 为后续实验打下坚实的基础 本次实验报告的内容主要是 1 实验目的 本次实验主要达到的要求及目的 2 实验设备 本次实验的主要设备 3 实验内容 本次实验的硬件原理图 要求用 Protel 或 Proteus 画出原理图 及原理图的说明 程序流程图及详细说明 实验程序等 4 实验具体步骤 连接线路 输入程序 调试程序 观察结果 修改程序 5 实验程序上机验证 写出运行后得到的结果 并分析与预习中的结果是否相 同 6 心得体会 本次实验中遇到的问题 解决方法及收获 六 六 预预习习要要求求 1 复习 单片机 输入输出接口技术相关内容 2 预习本次实验内容 画出流程图 编写程序 七七 实实验验参参考考程程序序 本实验参考程序 实验二实验二 AD 和和 DA 接口实验接口实验 一 实验目的 1 了解模 数转换基本原理 掌握ADC0804的使用方法 2 了解D A转换的基本原理 3 了解D A转换芯片DAC0832的性能及编程方法 4 了解单片机系统中扩展D A转换的基本方法 二 实验仪器和设备 1 单片机实验板 一台 2 计算机 一台 三 实验简介 1 实验内容 利用实验板上的ADC0804 做 A D 转换器 利用实验板上的电位器W1 提供模拟量输入 编制程序 将模拟量转换成数字量 用发光二极管显示 利用 DAC0832 控制 LED 灯的亮度 2 实验线路及连接 AD DA PDF 图 2 1 ADC0804 和 DAC0832 电路图 3 实验程序参考流程图 开始 初始化定 启动AD 等待AD转 换完成 数据处理 转换结果 显示 结束 图 2 2 AD 基本流程图 开始 初始化定 启动DA转 换 延时 图 2 3 DA 转换流程 4 实验说明 A D 转换器大致有三类 一是双积分 A D 转换器 优点是精度高 抗干扰性好 价格便宜 但速度慢 二是逐次逼近法A D 转换器 精度 速度 价格适中 三 是并行 A D 转换器 速度快 价格也昂贵 实验用的 ADC0804 属第二类 是八位A D 转换器 每采集一次一般需 100us 本实验中 启动AD 转换后 等待 100us 后 再进行 AD 转换结果的读 取 实验前 请学生熟悉ADC0804 的芯片手册 ADC0804 芯片资料如下 ADC0804手册 pdf D A 转换是把数字量转换成模拟量的变换 从本书D A 电路输出的是模拟电 压信号 本实验的要求即通过D A 转换芯片控制 LED 的亮度 实验前 请学生 熟悉 DAC0832 的芯片手册 DAC0832 芯片资料如下 DAC0832 pdf 四 实验步骤 1 AD 实验步骤 1 观察 实验板的电路连接情况 检查 J1 跳线帽 是否已经插上 并确认连线是 否正确 2 用 USB 线连接实验板与PC 机 利用 PC 的 USB 接口给实验板供电 3 编写 程序并检查无误 编译并下载到目标板 运行实验程序 4 调节电位器 W3 观察数码管上显示数据的变化 新的转换结果应实时的在 数码管上显示 2 DA实验步骤 观察实验板的电路连接情况 检查P1 口跳线帽是否已经插上并确认连线是否 正确 1 用 USB 线连接实验板与PC 机 利用 PC 的 USB 接口给实验板供电 2 输入程序并检查无误 运行实验程序 3 观察 实验上的 LED D10 的亮度变化 五 实验报告 AD 实验类型为验证型实验 要求学生在实验过程中重点是学会使用单片机实验系 统 掌握 A D 转换与单片机的接口方法 了解 ADC0805 转换性能及编程 掌握利用单片机进行数据采集的基本方法 DA 实验类型为综合型实验 要求学生在实验过程中学会使用单片机实验系统 重 点掌握单片机与 DAC0832 的接口原理 熟悉 DAC0832 的性能及编程方法 本次实验报告的内容主要是 1 实验目的 本次实验主要达到的要求及目的 2 实验设备 本次实验的主要设备 3 实验内容 本次实验的硬件原理图 要求用Protel或者Proteus画出原理图 及原理 图的说明 程序流程图及详细说明 实验程序等 4 实验具体步骤 连接线路 输入程序 调试程序 观察结果 修