单片机实验指导书23

PAGEPAGE4前言3实验一熟悉µ’nSP™IDE环境下的汇编程序的编写………………4【实验目的】4【实验设备】4【实验步骤】4【程序流程图】5【程序范例】5【程序练习】5实验二熟悉µ’nSP™IDE环境下的C语言的编写6【实验目的】6【实验设备】6【实验步骤】6【程序范例】6【程序练习】6实验三使用汇编语言实现A口的输出实验7【实验目的】7【实验设备】7【实验原理】7【实验步骤】7【硬件连接图】……7【程序练习】8实验四FIQ中断实验…………………9【实验目的】9【实验设备】9【实验原理】9【实验步骤】9【程序流程图】……9【程序练习】10实验五A/D转换11【实验目的】11【实验设备】11【实验原理】11【实验步骤】11【硬件连接图】……12【程序流程图】……12【程序练习】13实验六双通道D/A14【实验目的】14【实验设备】14【实验原理】14【实验步骤】14【程序流程图】……15【程序练习】15实验七一路输入的录音16【实验目的】16【实验设备】16【实验原理】16【实验步骤】16【程序练习】16实验八32KFlash读/写17【实验目的】19【实验设备】19【实验原理】19【硬件连接图】……19【实验步骤】19【程序练习】20实验九0.5S定时刷新数码管显示21【实验目的】21【实验设备】21【实验原理】21【硬件连接图】……22【实验步骤】22【程序练习】23前言本教材是结合《µ’nSP™系列SPCE061A单片机基础与应用技术》一书而设计实验，与课堂教学内容结合紧密。本书共分九个实验，其内容如下：第一部分SPCE061A设计性实验，共有7个实验(实验1至第实验7)。第二部分SPCE061A综合性试验，共有2个实验（实验8，9）。本书是为完成重庆邮电学院自动化学院的《单片机原理及应用》课程相关实验教学而编写的。实验学时为16学时。前七个实验共10个学时，后两个实验共6个学时。本课程实验开设于信息科技大厦S804,罗克韦尔实验室。罗克韦尔实验室提供计算机15台，单片机实验系统10套。按2人一组计算，每次实验可满足20人次。注意：在进行实验课前，要求每位学生对相关实验进行预作，即要求每位学生在上机实验前，要有相关程序的书面报告。否则不允许参加上机实验。罗克韦尔实验室编2005年3月4日实验一熟悉µ’nSP™IDE环境下的汇编程序的编写【实验目的】1)熟悉µ’nSP™IDE环境及在该环境下用汇编语言编写的应用程序。2)熟悉简单的µ’nSP™汇编语言指令。【实验设备】装有WINDOWS系统和µ’nSP™IDE仿真环境的PC机一台。【实验步骤】1)将µ’nSP™IDE打开后,建立一个新工程。2)在该项目的源文件夹(SOURCEFILES)下建立一个新的汇编语言文件。3)编写汇编代码。4)编译程序，软件调试，观察并跟踪其结果,查看各个寄存器状态,等等。【程序流程图】主程序流程图：【程序范例】//========================================================////Program:计算1to100累加值//Output:[sum]=5050(十进制)或13BA(十六进制)//========================================================//.RAM//定义预定义RAM段.varR_Sum;//定义变量.CODE//定义代码段.public_main;//对main程序段声明_main:r1=0x0001;//r1=[1..100]r2=0x0000;//寄存器清零L_SumLoop:r2+=r1;//累计值存到寄存器r2r1+=1;//下一个数值cmpr1,100;//加到100否jnaL_SumLoop;//如果r1<=100跳到L_SumLoop[R_Sum]=r2;//在R_Sum中保存最终结果L_ProgramEndLoop://程序死循环jmpL_ProgramEndLoop;【程序练习】在µ’nSP™IDE下用汇编语言使用冒泡法编写一个排序程序。.iramarray：.dw5,89,40,12,55,32,18,46,77,21==============================================EX1END=============================================冒泡法的思路是：将相邻两数比较，将小的调到前头。设有n个数要求从小到大排列，冒泡排序法的排列过程分为如下n-1步：第1步从上向下，相邻两数比较，小者调上。反复执行n-1次，第1个数最小。第2步从上向下，相邻两数比较，小者调上。反复执行n-2次，前2个数排好。………………第k步从上向下，相邻两数比较，小者调上。反复执行n-k次，前k个数排好。………………第n-1步从上向下，相邻两数比较，小者调上。反复执行1次，排序结束。实验二熟悉µ’nSP™IDE环境下的C语言的编写【实验目的】熟悉µ’nSP™IDE环境及在该环境下用C语言编写的应用程序。【实验设备】装有WINDOWS系统和µ’nSP™IDE仿真环境的PC机一台。【实验步骤】1)将µ’nSP™IDE打开后,建立一个新工程。2)在该项目的源文件夹(SOURCEFILES)下建立一个新的C语言文件。3)编写C语言代码。4)编译程序，软件调试，观察并跟踪其结果,查看各个寄存器状态,等等。【程序范例】//============================================================////Program:计算1to100累加值//Output:[sum]=5050(十进制)或13BA(十六进制)//============================================================//intmain(){inti,Sum=0;for(i=0;i<=100;i++)Sum=Sum+i;//Sum是累加的结果while(1){};//程序死循环//用变量Watch窗口看Sum的值}【程序练习】在µ’nSP™IDE下用C语言使用冒泡法编写一个排序程序。IntArray[]={{5,89,40,12,55,32,18,46,77,21}／／－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－EX2END／／－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－实验三使用汇编语言实现A口的输出实验【实验目的】1)通过实验了解A口作为输出口时的使用方法。2)使用汇编语言来实现A口作为输出口的方法。【实验设备】1)装有WINDOWS系统和µ’nSP™IDE仿真环境的PC机一台。2)µ’nSP™十六位单片机实验箱一个。【实验原理】通过点亮不同发光二极管来显示A口输出的数值不同。【实验步骤】1)根据硬件连接图连接好硬件。2)将µ’nSP™IDE打开后,建立一个新工程。3)在该项目的源文件夹(SOURCEFILES)下建立一个新的汇编语言文件。4)编写汇编代码。5)编译程序，软件调试，跟踪结果，观察LED及各个寄存器状态等等。【硬件连接图】【程序流程图】主程序流程图：【程序练习】使用汇编语言实现A口的输出实验实验四FIQ中断实验【实验目的】1）了解FIQ的中断向量和中断源。2）掌握中断控制单元P_INT_Ctrl,P_INT_Clear的设置方法。3）熟悉中断的编程方法。【实验设备】1)装有µ’nSP™IDE仿真环境的PC机一台。2)µ’nSP™十六位单片机实验箱一个。【实验原理】FIQ中断对应PWM、TMA、TMB中断源，通过写P_INT_Ctrl来设置中断允许，FIQ_TMA,FIQ_TMB中断源分别是通过定时器A、定时器B产生的，当计满溢出时产生中断请求信号TA_TIMEOUT_INT或TA_TIMEOUT_INT,CPU响应后进入中断执行相应的子程序，中断程序里可以通过读取P_INT_Ctrl单元,判断是哪个中断源，并进入相应的子程序控制发光二极管点亮。【实验步骤】1）根据实验内容自行设计，连接硬件电路并检查。2）画流程图并编写程序代码。3）编译程序，软件调试。4)观察LED、各个寄存器状态等。【程序流程图】主程序流程图：FIQ中断服务子程序流程图:【程序练习】***********************************************************Note:FIQ有FIQ_PWM、FIQ_TMA和FIQ_TMB三个中断源,当定时器A或B计满溢出时产生中断请求信号TA_TIMEOUT_INT或TA_TIMEOUT_INT,CPU响应后进入中断执行相应的子程序控制二极管发光。A口的低四位接LED灯，B口的低四位接LED灯.*************************************************************实验五A/D转换【实验目的】1)了解ADC输入接口的结构与转换原理2)熟悉模拟量输入口LINE_IN1—LINE_IN7的使用3)掌握P_ADC、P_ADC_CTRL单元的设置方法【实验设备】1)装有µ’nSP™IDE仿真环境的PC机一台2)µ’nSP™十六位单片机实验箱一个【实验原理】ADC工作方式分手动和自动两种当ADC工作在自动方式下：1)外部信号由LIN_IN[1~7]即IOA[0~6]输入并直接被送入缓冲器P_ADC_MUX_Data($702BH)；，在ADC自动方式被启用后，会产生出一个启动信号，即RDY=0。此时，DAC0的电压模拟量输出值与外部的电压模拟量输入值进行比较，以尽快找出外部电压模拟量的数字量输出值，A/D转换的结果保存在SAR内。2）当10位A/D转换完成时，RDY会被置‘1’。此时，用户通过读取P_ADC_MUX_Data($702BH)单元可以获得10位A/D转换的数据。而从该单元读取数据后，又会使RDY自动清‘0’来重新开始进行A/D转换。本实验通过改变LINE_IN端口的模拟电压来改变IOB口输出的数据，采用自动方式即定时器A溢出执行ADC转换，可以通过发光二极管的点亮了解转换的数据值。【实验步骤】1）根据实验内容连接硬件电路并检查。2）画流程图并编写程序代码。3）编译程序，软件调试。4)通过改变输入电压，来观察发光二极管的亮灭。【硬件连接图】【程序流程图】IRQ1中断服务子程序框图：【程序练习】**************************************************************Note:通过模拟量输入口LINE_IN输入电压值，通过读取P_ADC_MUX_Data单元可以获得10位A/D转换的数据。而从该单元读取数据后，又会使RDY自动清'0'来重新开始进行A/D转换。若未读取P_ADC_MUX_Data单元中的数据RDY仍保持为'1'，则不会启动下一次的A/D转换。***************************************************************实验六双通道D/A【实验目的】1)了解音频输出接口的结构与转换原理。2)掌握P_DAC2、P_DAC1、P_DAC_CTRL单元的设置方法。【实验设备】1)装有u’nspIDE仿真环境的PC机一台。2)µ’nSP™十六位单片机实验箱一个。3)示波器一台。【实验原理】SPCE061A提供的音频输出方式为双DAC方式。在此方式下，DAC1、DAC2转换输出的模拟量电流信号分别通过AUD1和AUD2管脚输出，输入的数字量分别写入P_DAC1(写)($7017)和P_DAC2(写)($7016)单元。DAC工作可以直接将DAR的数据锁存到DAC中，也可以采用定时中断的方法，即定时器溢出时响应中断，在中断中写输入数据到P_DAC中。本实验采取直接方式，通过编程实现一个锯齿波，将实验板的两通道DAC输出分别接示波器CHI、CH2可以观察到锯齿波形，同时也可以听到AUD1和ADU2两端的扬声器有持续间断的声音。【实验步骤】1）根据实验内容连接硬件电路并检查。2）画流程图并编写程序代码。3）编程实现D/A转换功能。4)编译程序，软件调试，通过DAC1和DAC2来播放语音，同时观察示波器输出波形。【程序流程图】【程序练习】***********************************************************Note:本实验采取直接方式，通过编程实现一个锯齿波，用示波器则可以观察到锯齿波形,同时也可以听到AUD1和ADU2两端的扬声器有持续间断的声音。*************************************************************实验七一路输入的录音【实验目的】1)了解ADC输入接口的结构、转换原理及实时录音并实时播放的功能。2)熟悉麦克风输入口MIC_IN的使用。3)进一步掌握P_ADC、P_ADC_CTRL、P_DAC1、P_DAC2、P_DAC_Ctrl各单元的设置方法。【实验设备】1)装有u’nspIDE仿真环境的PC机一台。2)µ’nSP™十六位单片机实验箱一个。【实验原理】ADC由通道LIN_IN[1~7]即IOA[0~6]输入信号时的工作方法，本实验也是ADC实验的一种，但外部信号由通道MIC_IN输入，再经过缓冲器和放大器。AGC功能将通过MIC_IN通道输入的模拟信号的放大值控制在一定范围内，然后放大信号经采样-保持模块被送至比较器参与A/D转换值的确定，最后送入P_ADC($7014H)。本实验通过编程实现录放音的功能，采用自动方式即定时器A溢出执行ADC转换，通过A/D将MIC_IN输入的语音信号转换为数字信号，再通过D/A的两个通道AUD1和AUD2播放。【实验步骤】1）根据实验内容连接硬件电路并检查。2）编写程序代码。3)编译程序、软件调试、运行程序，实现实时录音并实时播放的功能。【程序练习】***********************************************************Note:时钟频率为Fosc/2,采样率为8kHz***********************************************************实验八32KFlash读/写32K字的内嵌式闪存被划分为128个PAGE(每个PAGE存储容量为256字)，第一页[0x8000—0x80ff]最后一页为[0xff00—0xffff]。它们在CPU空闲状态下均可通过编程被设置为只读或读/写工作方式。全部32K字闪存均可在ICE工作方式下被编程写入或被擦除。Flash的控制端的地址为0x7555（P_Flash_Ctrl=0x7555）Flash的匹配数据为0xAAAA（C_FlASH_MATCH=0xAAAA）Flash的页擦除控制字为0x5511(C_FLASH_PAGE_ERASE=0x5511)Flash的字写入控制字为0x5533（C_FLASH_1WORD_PGM=0x5533）Flash的顺序写入多字的控制字为0x5544（C_FLASH_SEQUENT_PGM=0x5544）Flash页擦除的过程为：注：Page_Address为擦除该页中的任意地址。如:擦除第一页则页地址可为80XX（X可为任意数据）。Flash字写入的过程：注:Data_Address为被写数据的存储地址（0x8000—0xffff），Writed_Data为被写数据。Flash的顺序写入多字的过程：【实验目的】1)了解SPCE061的32K闪存读写原理。2)熟悉SPCE061的32K闪存读写编程方法。【实验设备】1）装有µ’nSP™IDE仿真环境的PC机一台。2)µ’nSP™十六位单片机实验箱一个。【实验原理】在CPU空闲时，定义FLASH为可读写，擦除全部数据，检测是否擦除成功，失败点亮LED1。写单字失败时点亮第二个LED。【硬件连接图】【实验步骤】1)