机械原理与设计-现代机器的认知、分析与设计 课件 ch20-单片机控制及应用案例

单片机实验——

数字时钟实验

实验要求1、用定时器T0或T1，采用中断方式，编程实现数字时钟，显示分钟和秒钟（用十进制显示）。分钟溢出可暂不考虑。2、加入按键控制，实验板上有三个按键SW1、SW2、SW3可供使用，自行定义按键的功能，实现时钟的“暂停”、“继续”、“清零”等功能。3、拓展一：做成秒表，最小单位0.01秒（**.**）4、拓展二：做成倒计时，通过拨码盘输入“？分？秒”，按“开始”后，进行倒计时

定时/计数器T0、T1定时/计数器使用：计数功能：对外部输入脉冲进行加1计数定时功能：同样是通过计数方式实现，计数脉冲由单片机内部产生，为晶振频率的12分频信号，直至计满溢出相关的寄存器：TH0、TL0；TH1、TL1；TMOD、TCON

TMOD（89H）：确定工作方式GC/TM1M0GC/TM1M0TCON（88H）：控制寄存器，可以位寻址TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0

定时/计数器时间常数的计算：

TH0、TL0；TH1、TL1

时间常数=溢出值–定时时间/机器周期其中：溢出值与定时器的工作方式选择有关（13位、16位、8位）机器周期由晶振决定单次定时时间选择：10ms、20ms、50ms、100ms单次最大定时时间估算：

中断89C51单片机有5个中断源，分别为：两个外部输入中断INT0、INT1，两个定时器中断T0、T1，一个串口中断ES中断入口地址：

外部中断00003H0

定时器T0000BH1

外部中断10013H2

定时器T1001BH3

串口中断0023H4

中断

中断相关寄存器：

TCON（88H）：控制寄存器（可以位寻址）TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0

IE（A8H）：中断允许寄存器（可以位寻址）

EA——ESET1EX1ET0EX0

IP（B8H）：中断优先级控制（可以位寻址）

———PSPT1PX1PT0Px0

SCON（98H）：串口控制寄存器

硬件实物

仿真电路按键数码管显示电路51单片机硬件电路显示、译码电路硬件电路数码管硬件电路拨码盘“1”表示与A接通，“0”表示不接通硬件电路8、4、2、1引脚经上拉电阻拉高，公共端A端低电平有效4个引脚与A接通为读入为“0”，不与A接通读入为“1”从244读到的数据，需要取反，才能与拨码盘上的数值对应硬件电路244拨码盘公共端244端口地址：

按键三个按键可使用：SW1、SW2、SW3按键功能自行定义

程序编写

ORG 0000H LJMP START ……

ORG 0060H START：…….；程序开始，初始化MAIN:……;主循环LCALLDISPLAYLJMPMAINDISPLAY:…….;显示子程序RETDELAY：…….；延时子程序RET

END程序结构：

程序编写软件延时

实验板晶振为11.0592M，由于本实验中对延时精准要求不高，振荡频率可近似按照12M来计算，这样1个机器周期就是1us。 DELAY1： MOVR7,#0FFH LOOP1: NOP NOP DJNZR7,LOOP1 RET计算一下上面这个DELAY1延时时间：[1+(1+1+2)*255+2]*1us=1023us

程序编写显示一位数字

MOV A,30H ；显示30H低位的值 ANL A,#0FH MOV DPTR,#DSEG1 MOVCA,@A+DPTR MOV DPTR,#7FF3H MOVX@DPTR,ANOPDSEG1: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H；0—F的显示段码

DB 99H,92H,82H,0F8H DB 80H,90H,88H,83H DB 0C6H,0A1H,86H,8EH

Keil-C软件、仿真设置1、创建工程Keil-C软件、仿真设置2、选择CPU（Atmel——89C51）Keil-C软件、仿真设置3、设置工程（晶振：11.0592MHz）Keil-C软件、仿真设置3、设置工程（仿真器：ICE52F）Keil-C软件、仿真设置4、编译、联仿真

程序调试5、调试程序调试5、调试程序调试5、调试程序调试5、调试

单片机实验——

水温测量及控制实验

实验内容1、水温测量

用PT100测量水温，0809进行AD转换，计算得到温度值，显示在右边2位数码管（十进制）2、水温控制

拨码盘设定温度（显示在左边两位，十进制），通过控制实验板上的小继电器，实现控制水壶加热电路的通断，控制水温在设定温度±1度范围。【注：Proteus仿真的时候，可用发光二极管，反映水壶的通电加热状态】

传感器（PT100）

传感器接入

信号处理电路惠斯登电桥同相跟随差动放大至0809热电阻接入

ADC0809电路

ADC0809是8路模拟量输入、8位并行数字输出的逐次逼近式A/D转换器.分辨率：8位转换时间：取决于芯片的时钟频率，转换1次需64个时钟周期。当CLK=500KHz时，转换时间约为128us。单一电源：+5V输入模拟信号电压范围：0-5V

ADC0809电路CLOCK：10K-640KHz；ALE信号分频后，为500KHzALE：上升沿地址锁存START：上升沿复位，下降沿启动转换EOC：转换结束，变高OE（Enable）：输出允许，高电平有效ADD-A、ADD-B、ADD-C：通道地址选择0809时序ADC0809通道地址ADC0809结果读取转换结果读取方式：0809转换结束，读取结果的控制方式有三种模式：

定时读取：启动转换后，加入一段延时程序，确保延时时间大于转换所需时间，时间到，直接读取结果。

查询方式：查询EOC的状态，当EOC=1时，转换结束，可以读取结果。

中断方式：EOC信号已接至INT1，即外部中断1端口。采用中断方式，转换结束，自动申请中断，采用边沿触发方式，在中断服务子程序里读取转换结果。Proteus电路设计Proteus电路设计探针功能ADC0808替代0809OUT1-OUT8对应D7-D0惠斯通电桥Proteus电路设计时钟信号设置：

示波器测试

继电器2个继电器，选用1个：每个继电器的有三个端子：

常闭触点（NC）

公共端（COM）

常开触点（NO）

继电器控制电路