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单片机应用系统设计实践教程东南大学仪器科学与工程学院二O一二年八月i目录第一章实验设备介绍..................................................11.实验仪面板示意图:...............................................12.实验系统组成和联接..............................................13.伟福Lab8000系列弹片机仿真开发器使用简介........................24.实验仪电路原理图................................................2第二章软件实验.....................................................12软件实验一程序跳转表...........................................12软件实验二内存块移动...........................................15软件实验三数据排序.............................................18第三章硬件实验.....................................................21硬件实验一IO口输入、输出实验...................................21硬件实验二继电器控制实验.......................................25硬件实验三74HC245扩展数据输入..................................27硬件实验四74HC273扩展数据输出..................................29硬件实验五PWM转换电压实验......................................31硬件实验六8255输入、输出实验...................................33硬件实验七串行数转换并行数实验.................................37硬件实验八并行数转换串行数实验.................................41硬件实验九计数器实验...........................................45硬件实验十外部中断.............................................47硬件实验十一定时器实验.........................................55硬件实验十二D/A数模转换实验....................................59硬件实验十三A/D模数转换实验....................................62硬件实验十四八段数码管显示.....................................65硬件实验十五键盘扫描显示实验...................................71硬件实验十六电子时钟...........................................79硬件实验十七单片机串行口通讯实验...............................84硬件实验十八1Wire总线实验......................................95硬件实验十九直流电机控制实验...................................98硬件实验二十步进电机控制实验..................................102硬件实验二十一温度传感器实验..................................108硬件实验二十二液晶显示控制实验................................113硬件实验二十三电子琴实验......................................130硬件实验二十四压力传感器实验..................................135ii硬件实验二十五红外遥控实验....................................138硬件实验二十六16x16点阵显示实验...............................144硬件实验二十七I2C总线实验.....................................149硬件实验二十八SPI总线实验.....................................156第四章逻辑分析工具................................................165第五章系统自动检测功能............................................1681第一章实验设备介绍1.实验仪面板示意图:2.实验系统组成和联接2.1实验系统主机的硬件组成本实验系统由板上仿真器、试验仪、伟福仿真软件、开关电源构成。主机上有丰富的实验电路模块和灵活的组成方法,可以完成各种实验。实验仪提供强大的逻辑分析、波形输出和程序跟踪功能,可以直观地观察到弹片机内部及外部电路工作的波形。数码管行列式键盘压力传感器直流电机步进电机发光二极管及拨动开关825516X16LED电源液晶显示器数模与模数变换串转并与并转串CS片选CPU端口22.2MCS51系列单片机实验软件设置WAVE集成调试环境应设置如下:仿真器型号:伟福Lab8000实验仪仿真头型号:MCS51实验2.3系统的安装和启动1、用配套的USB通讯电缆将PC机和实验仪相联接。2、将实验台的电源线与220V电源相连。(实验结束后应拔下)3、打开实验台电源开关,红色电源指示灯亮。4、打开计算机电源,执行WAVE集成调试软件。注意:1、无论是集成电路的插拔、通讯电缆的连接、跳线器的设置还是实验线路的连接,都应确保在断电情况下进行,否则可能造成对设备的损坏。2、实验线路连接完成后,应仔细检查无误后再接通电源。3.伟福Lab8000系列弹片机仿真开发器使用简介MCS51的仿真板已经集成到实验仪的仿真电路中了。仿真板的总线已经接到实验仪的总线器件上,做总线实验时,连接好CS即可,在实验仪上也接出了MCS51的P0~P3输入输出端口,I/O实验时只要接到相应的接线柱即可。本实验仪具有外接仿真功能,将实验仪附带的40芯仿真插头的电缆插到AJ3插座上,就是一台MCS51的仿真器,对你自己的设计用户板进行仿真。4.实验仪电路原理图4.1逻辑电平开关电路实验仪上有8只开关K0―K7,并有与之相对应的K0―K7引线孔为逻辑电平输出端。开关向上拨相应插孔输出高电平“1”,向下拨相应插孔输出低电平“0”。图1:逻辑电平开关电路34.2LED电平显示电路实验仪上装有8只发光二极管及相应驱动电路。见图2,L0-L7为相应发光二极管驱动信号输入端,该输入端为高电压电平“1”时发光二极管点亮。我们可以通过P1口对其直接进行控制,点亮或者熄灭发光二极管。4.3单脉冲电路单脉冲电路由按键(PULSE)和去抖动处理组成,每按一次(PULSE)键产生一个单脉冲。板上有单脉冲的输出信号插孔,图中“”“”分别为正脉冲和负脉冲。4.4继电器输出电路当控制端电平置高,公共触点与常开端吸合。我们可以将常开端接入一发光二极管,公共端接+5V电平,通过对控制端进行控制,观察发光二极管的状态。见图4。图4:继电器控制电路图3:单脉冲发生电路图2:LED电平显示电路44.5PWM转换电图5:PWM转换电路4.6可调模拟量输入电路电位器电路用于产生可变的模拟量(0-5V)。4.7音频放大电路4.8串口通信程序实验插孔单片机与标准的串行设备通信,需要将TTL电平转到RS232电平或将RS232电平转成TTL电平。本实验仪提供用户串行通信接口,可以用这两个插孔进行RS232通信程序实验,经电平转换后,再通过实验仪的“用户串口”接到PC机或其它RS232设备,实现数据互传。4.9六位LED数码显示器4.104×6键盘电路本实验仪的LED显示电路和键盘电路如图1。显示电路和键盘电路可以工作在内驱和外驱两种方式,内驱是用CPU总线方式驱动,通过总线读写外部设备的地址图6:电位器图7:音频放大滤波电路5来控制显示和读入键盘码。外部驱动方式是直接用IO方式驱动八段显示的段码、位码和键盘按键信息,这里的IO控制可以用CPU的IO口来实现控制,也可通过8255等IO扩展电路来控制。内驱、外驱由板上的拨动开关控制。内驱方式:将拨动开关拨到“内驱”位置,显示和键盘工作于内驱方式,显示控制的位码通过总线由74HC374输出,经ULN2003反向驱动后,做LED的位选通信图9-10:键盘及LED显示电路6号。位选通信号也可做为键盘列扫描码,键盘扫描的行数据从74HC245读回,374输出的列扫描码经245读入后,用来判断是否有键被按下,以及按下的是什么键。如果没有键按下,由于上拉电阻的作用,经245读回的值为高,如果有键按下,374输出的低电平经过按键被接到245的端口上,这样从245读回的数据就会有低位,根据374输出的列信号和245读回的行信号,就可以判断哪个键被按下。LED显示的段码由另一个74HC374输出。键盘和LED显示电路的地址译码见图,做键盘和LED实验时,需将KEY/LEDCS接到相应的地址译码上。位码输出地址为0X002H,段码输出地址为0X004H,键盘行码读回地址为0X001H,此处X是地址高四位,由KEY/LEDCS决定。例如将KEY/LEDCS接到地址译码的CS0上,那么位码输出地址就为08002H,段码输出地址就是08004H,键盘行码读回地址为08001H。外驱方式:将拨动开关拨到“外驱”位置,八段显示和键盘工作于外驱方式,八段管的段码控制由输出端口输出到A~H插孔。G0~G5是八段管的位码,同时也是键盘列扫描信号,IO口输出的信号一方面可以点亮一位八段管,另一方面向键盘输出列扫描信号。K0~K3是键盘行信号,IO口可以从这里读到键盘按下的信息,与列扫描一起可以判断是哪个键被按下。4.11存储器电路本实验仪上有一片32K存储器61256。提供给学生做存储器实验,由于地址译码为4K一段,所以只能提供4K容量使用,地址从0000H~0FFFH。用RAMCS来选择不同的地址段,以适应不同的应用电路。4.128255端口扩展电路4.13A/D转换电路实验仪上有一个0~5V的可调电位器,将可变电压输出端接入A/D转换电路的输入端,通过CPU软件处理,读进A/D转换值,再将转换值送数码管显示。我们可图12:8255端口扩展电路7以调节电位器,使之输出不同电压值,通过数码管的显示,检验A/D转换正确与否。图13:A/D转换电路4.14D/A转换电路实验仪上提供了D/A转换电路如下图所示。我们可以通过软件编程控制D/A转换芯片DAC0832,输出相应电流值,经过采样电路取出模拟量电压值,用电压表测量电压输出端子,读出电压值。4.15液晶屏显示控制电路图14:D/A转换电路液晶显示屏图15:液晶屏接口电路84.16直流电机电路4.17步进电机电路4.18温度传感器电路图16:直流电机/霍尔器件电路图17:步进电机驱动电路图21:打印机驱动电路图18:温度传感器电路94.19压力传感器电路4.20红外通信电路4.216×16LED点阵电路图21:LED点阵电路图19:压力传感器电路图20:红外通信电路104.228251A串行口扩展电路4.238253定时器/计数器扩展电路4.248
本文标题:LAB8000试验仪说明书-试验室与设备管理处-东南大学
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