96单片机 天津大学 第五章 开发系统及实验

第五章开发系统及实验开始5.1高性能16位单片机80C196一、8XC196XX系列芯片新增外设8XC196XX是Intel公司推出的新一代高性能16位CHMOS单片机，芯片耗电少，除正常工作外，还可工作于2种节电方式：待机方式和掉电方式。CHMOS单片机中，除了96系列芯片已包含的外设（I/O口，A/D转换器，PWM，串行口，定时器/计数器，监视定时器，HSI/HSO等）外，又增加了以下外设：1.外设事务服务器PTSPTS是一种微代码硬件中断处理器，可大大减少CPU响应中断的开销。PTS通过若干组固定的微代码，可对下列固定操作实现高速中断服务：单字节/单字传送，块传送，启动A/D转换并读取转换结果，读取HSIFIFO，装载HSO，异步串行发送和接收，同步串行发送和接收等。开始2.事件处理器阵列EPAEPA包含若干个捕获/比较模块和若干个比较模块，用来实现输入事件捕获和输出事件发生的功能。3.功能灵活的A/D转换器8XC196XX片内的A/D转换器可选择转换位数（8位和10位），还可以选择采样和转换时间。4.波形发生器8XC196MC/MD芯片中有一个波形发生器，可以输出2组互补的3相PWM信号，特别适用于电机控制系统。5.从口（Slaveport）从口为单片机与其他微处理器（主机）之间提供了一个接口，使得该主机可以把单片机当作一个存储器映射的外设来访问。6.频率发生器8XC196MD有一个频率发生器，能产生一个占空比为50%的波形；当晶振为16MHz时，频率可由4KHz变到1MHz。开始7.同步串行口除了异步串行口以外，某些型号的8XC196芯片还增加了同步串行口，以支持标准同步串行传输协议。8.片选单元8XC196NP芯片中包括一个片选单元，可提供6个片选信号，其地址可有用户编程，不需要外加译码电路。开始二、8XC196XX系列CHMOS芯片简介1.8XC194和8XC1988XC194和8XC198是简化型的CHMOS准16位单片机，类似于8X9X系列中的8X98芯片，其外部总线为8位，内部结构与8XC196KB相同。2.8XC196KBCHMOS系列芯片的第一代产品，基本功能与8X96BH大致相同。3.8XC196KC/KDCHMOS系列的第二代产品，主要的特点是增加了PTS，大大提高了响应外设中断的速度，减少了CPU在处理外设事务上的开销。此外，还提高了A/D转换器的性能，增加了PWM的通道数。开始4.8XC196KR/KQ/KT/JR/JQCHMOS系列的第三代产品，其共同特点是：以事件处理器阵列EPA代替了HSIO；增加了同步串行口SSIO；增加了从口功能。5.8XC196MC/MD片内带有波形发生器，特别适用于电机控制，也称电机控制器(Motorcontroller)，属于专用芯片，但仍具有第三代16位CHMOS单片机的大部分功能。6.8XC196NT/NQ此类芯片的寻址范围达到1MB，其主要结构与KR相似。开始7.8XC196NPMCS-96家族中的最新成员，其寻址范围可达1MB，该芯片具有以下特点：是第一款低工作电压（3V）芯片，适用于便携式的、电池供电的嵌入式系统。具有动态可切换的双方式系统总线，可工作于分时复用方式，也可以工作于分离方式。有一个片选单元，可提供6个独立的片选信号。每个片选控制寄存器可以配置该片选信号的地址范围（最少为256字节），可选择数据总线宽度和总线等待周期，还可选择总线工作方式（分时复用/分离）。开始5.2开发系统开始注意事项：1、做试验时需带鞋套。2、先连线，再上电，不允许带电插、拔线。3、应用程序在WINDOWS2000环境下，图标名称为L96。用户自己编写的文件存在E:/USER下，文件扩展名为.ASM。否则文件不能被编译连接。4、RST键为复位键，程序重新运行时，需按该键。5、堆栈指针设在内部寄存器阵列中。开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始开始寄存器名称地址R000HADCOM02HADL02HADH03HHSIMOD03HHSITIM04HHSOTIM04HHSISTA06HHSOCOM06HSBUF07HINTMAS08HINTPEN09HTIMER10AHWATCHD0AH寄存器名称地址TIMER20CHPORT00EHBAUDRA0EHPORT10FHPORT210HSPSTAT11HSPCON11HIOS015HIOC015HIOC116HIOS116HPWMCON17HSTACK18HSP18H5.3MCS-96单片机实验一、定时器实验实验要求74LS273的输出端接8只发光二极管，以定时器1作为中断源，每隔一秒点亮一只二极管，并反复循环。实验目的1)掌握定时器1的工作原理2)掌握定时器1的使用及中断程序的设计方法实验说明1)定时器1作为MCS-96单片机的实时时钟与其他事件同步。2)两个定时器中断分别由IOC1.2和IOC1.3控制，溢出标志分别是IOS1.5和IOS1.4。3)晶振频率为11.0592MHz，因此T1溢出的周期为：3×8×65536÷11059200=142.2ms开始开始实验电路图PO0~PO7接DL1~DL8,74LS273的CS接8000H。二、外部中断实验（急救车与交通灯）*开始实验要求以74LS273作为输出口，控制4个双色灯的亮灭，来模拟交通灯。实验目的1)学习在单片机系统中扩展简单I/O接口的方法。2)学习数据输出程序的设计方法。3)学习模拟交通灯控制的方法。4)学习双色灯的使用。5)学习外部中断技术的使用方法和中断程序的设计方法。实验说明1)设十字路口为东西南北走向。最初，东西南北均为红灯。然后转状态1（南北绿灯，东西红灯）；延时5秒后转状态2（南北绿灯闪3次后转亮黄灯，延时3秒，东西仍是红灯）；再转状态3（东西绿灯，南北红灯）；延时5秒后转状态4（东西绿灯闪3次后转亮黄灯，延时3秒，南北仍是红灯）；最后循环至状态1。急救车到达时，两向为全红，以便让急救车通过。急救车通过后，交通灯恢复中断前状态。单脉冲用来申请中断，表示有急救车通过。练习子程序调用，将4个状态编为子程序，在主程序中调用2)双色LED由一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起，负端公用。当红色正端加高电平，绿色正端加低电平时，红灯亮；红色正端加低电平，绿色正端加高电平时，绿灯亮；两端都加高电平时，黄灯亮。实验说明1)通过设置IOC1.1，选择P2.2（EXTINT）或P0.7（ACH0.7）作为外部中断源。2)本实验中，使用EXTINT作为外部中断源，通过触发器提出中断申请。开始实验电路图PO0~PO3接DG1~DG4，PO4~PO7接DR1~DR4。74LS273的CS接8300H，脉冲接EXTINT。;延时子程序入口:BL=1延时100mS秒DELAY:;延时子程序PUSHCXD1:LDCX,#7800HD2:DECCXJNED2DJNZBL,D1;延时约100mSPOPCXRET;调用实例LDBBL#10;延时1SLCALLDELAYPOEQU8300H;并口输出口地址STATUS1:LDBAL,#96H;南北绿灯,东西红灯STBAL,PO三、用HSI测量脉冲周期和宽度实验要求以HSI.0为输入，用来测量脉冲的上升沿和下降沿，并计算脉冲宽度和周期。实验目的掌握高速输入部件原理及使用方法。实验说明1)用HSI测量脉冲时，下降沿时间减去上一个上升沿时间得到高电平时间，上升沿时间减去上一个下降沿为低电平时间，高、低电平时间相加得到脉冲周期。2)本实验中，单片机晶振周期11.0592MHz。开始开始实验电路图HSI.0分别接Q13~Q16，将得到不同的周期和脉冲宽度。四、用HSO输出PWM信号实验要求在HS0.0和HS0.1引脚分别产生脉宽为800H和400H个定时器1计时单位的脉冲信号。通过简单扩展口74LS244读入开关量，使脉冲的占空比受开关控制。实验目的进一步掌握HSO及PWM的使用和编程方法。实验说明1)用示波器观察HSO.0和HSO.1的波形。2)通过开关K1~K8改变调节波形的占空比分别为1/8,2/8,3/8,4/8,5/8,6/8,7/8,8/8，要求脉冲宽度不变，周期可调节。开始开始实验电路图PI0~PI7接K1~K8，74LS244的CS接8000H。六、用HSO控制步进电机*开始实验要求使用HSO控制步进电机。实验目的1.掌握两路HSO同时输出的方法。2.学习步进电机的控制原理及驱动程序的设计方法。实验说明1)步进电机的驱动电路由脉冲信号来控制，通过改变信号的频率可以调节电机的转速。2)电机采用+12VDC，电机线圈由A、B、C、D四相组成。3)驱动方式为四相四拍，各线圈通电顺序如下表。按表中顺序切换，电机顺时针旋转，倒序则逆时针旋转。顺序/相ABCD11000201003001040001开始实验电路图HSO.0~HSO.3分别接SMA~SMD，机电平台控制接口插座J10外接步进电机。