SCM12单片机组合教具实验指导书.docx

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SCM12单片机组合教具实验指导书

SCM12单片机组合教具

实验指导书

一、SCM12单片机组合教具简介

SCM12单片机组合教具为深圳职业技术学院最新开发的一套单片机教具。

它由多个独立的功能电路模块组成，可以自由组合出多个实验项目以及多种实际工业产品的原理模型，学生在自己动手进行类似搭积木的组合过程中可以直观地了解单片机系统设计的思路和方法。

同时该教具也可以成为学生课程设计或毕业设计的素材，学生可利用它方便地构建自己设计的产品或系统。

SCM12单片机组合教具开放式的硬件平台，启发式的组合方案，突破了以往学生只能进行验证性实验的限制，为单片机教学开拓了更加广阔的空间。

SCM12单片机组合教具主要特点：

1、针对性强。

组合时不需要的模块搁置一旁，避免对实验造成不良干扰，并使系统结构更加简明，实验目的更加清晰。

2、操作性强。

大部分连线由实验者自己连接，增强学生动手能力。

3、扩展性强。

模块没有限制，学生可以根据自己的想法去实践，稍微改变或增加一些元器件就有可能组成新的系统，激发创新精神，提高设计能力。

依据教学大纲，SCM12单片机组合教具所构成的实验部分能涵盖教学大纲要求学生掌握的基本内容，包括硬件原理、程序编制、外围接口及基本设计技巧等，同时留有大量应用空间，供学生自己开拓创新。

SCM12单片机组合教具附带有二十多个组合实验方案范例，这些实验范例与深圳职业技术学院目前使用的单片机教材配套。

产品提供了实现这些方案的电路原理图和模块连线图，以及程序源代码（以光碟形式提供），供教学时参考。

本指导书仅是一本速查手册，主要包括原理图、连线图及实验说明，详细的操作步骤、流程图及程序清单请参阅光碟。

二、电路模块划分

（一）模块清单

序号

电路模块名称

主要元器件

A01

CPU模块

CPU、5V电源输出

A02

存储器模块

62256（RAM）、27256（EPROM）、28256（EEPROM）

A03

总线接口模块

74LS138、74LS373、74LS245

A04

总线扩展模块

8155

A05

LED模块

2组6位LED数码管，分别为串行和并行驱动

A06

点阵LED模块

8×8二极管点阵、另8个单独的发光二极管

A07

LCD模块

LCD162

A08

键盘模块

4×4键阵、4个单独按键（2个硬件去抖）

A09

A/D模块

ADC0809及其配套电路

A10

D/A模块

DAC0832及其配套电路、RS232通讯接口

A11

输入模块

光电开关、温度开关、拨动开关、时钟电路、光敏电阻、温度传感器

A12

输出模块

继电器、蜂鸣器、电机、小灯泡

A13

红外遥控发射模块

PT2248红外发射管及相关电路

A14

红外遥控接收模块

PT2249红外接收管及相关电路

A15

DIP20扩展模块

3个20PIN集成块座

A16

DIP40扩展模块

40PIN集成块座、电阻、电容、二极管、三极管座

（二）模块原理图

A01CPU模块

A02存储器模块

A03总线接口模块

A04总线扩展模块

A05LED模块

A06点阵LED模块

A07LCD模块

A08键盘模块

A09A/D模块

A10D/ARS232模块

A11输入模块

A12输出模块

A13红外遥控发射模块

A14红外遥控接收模块

A15集成器件扩展模块DIP20

A16集成器件扩展模块DIP20

三、组合实验方案

序号

实验题目

功能描述

所用电路模块

单片机开发系统及使用

（1）了解单片机开发系统的基本功能，掌握单片机开发系统的使用方法

（2）通过对典型程序的调试操作训练，掌握运用开发系统快速有效地进行调试的基本方法

指令的应用

将汇编语言程序下载到单片机开发系统中，单步运行，观察并记录实验板上8个发光二极管的亮灭状态及相关单元的数据

A01、A06

信号灯的控制1

了解以8031为基础的单片机实验系统的基本组成及功能

A01、A06

信号灯的控制2

运行不同的程序，观察发光二极管的亮灭状态

A01、A06、A08

信号灯的控制3

信号灯循环显示，时间间隔为1s

用定时器方式编制延时程序，实现信号灯的控制

A01、A06

数字钟应用

用单片机实现由LED数码管显示时、分、秒的数字钟，并具有用按键修改时钟参数和闹钟参数的功能；闹钟启动后能保持一段时间再自动停止

A01、A05、A08、A12

LCD显示

设计单片机与液晶模块的连接电路，设计液晶显示模块的初始化程序，在液晶显示模块上显示字符消息

A01、A03、A07

外部中断与定时/计数器的应用

用8051单片机设计一交通信号灯模拟控制系统，能够完成正常情况下的轮流放行以及特殊情况和紧急情况下的红绿灯控制

A01、A06、A08、A16

A/D转换

分析ADC0809和单片机的接口方法并编写程序，要求当调节电位器使输入模拟电压发生变化时，最后两个数码管显示对应的变化（显示内容为00H～FFH的16进制数）

A01、A03、A05、A09

串行通信

题目一：

设计电路并编写程序，完成单片机和单片机之间的通信

题目二：

设计电路并编写程序，将PC机键盘的输入发送给单片机，单片机收到PC机发来的数据后，回送同一数据给PC机，并在屏幕上显示出来

A01、A05、A08、A10

温度控制器的设计与调试

用MCS-51单片机设计一个温控系统。

要求具有对环境温度进行实时测量，当外界温度高于设定最高温度时，启动风扇降温；当外界温度低于指定最低温度时，将发出报警声

A01、A05、A08、A11、A12

片外RAM对信号灯的控制及可编程I/O的应用

初步认识51单片机扩展片外RAM所使用的芯片6264的管脚排列，以及与单片机的连接关系；初步分析8155与单片机的连接及三个I/O口与外部LED的关系

A01、A02、A03、A04、A06

简易秒表的制作

学会如何编制含LED动态显示，键盘扫描和定时器中断等多种功能的综合程序，初步体会大型程序的编制和调试技巧

A01、A05、A08

三选二选择器

三个裁判各控制一个按钮，按下表示该裁判认可通过，则对应的指示灯亮；总裁判控制一个复位按钮，按下时，表示下一次表决开始；当满足3选2条件时，PASS灯亮

A01、A06、A08

动态数码管显示

用8031控制6个LED数码管以一定的速度将一组字符向左移动M遍后又向右移动N遍，并循环不止

A01、A05

信号发生器

用8051与DAC0832组成信号发生器，产生三角波（或矩形波），用示波器观察，或用万用表测量，设定参数，使输出波形、输出电压和周期符合规定

A01、A10

外部中断源扩展

利用8031的一个外部中断源，扩展成四个中断源，设定四个中断指示灯，当某个中断源产生中断后，对应的指示灯闪烁N次

A01、A06、A08、A15

红外遥控器

在发送电路中按不同的键，则接收电路对应的指示LED亮

A01、A06、A13、A14

计算器

进行普通8位十进制数加减法运算，并显示结果，数字由键盘输入

A01、A05、A08

电机转速控制

通过键盘输入转速的数值，经D/A转换变成模拟信号控制电机的转速

A01、A05、A08、A10、A12

篮球比赛计分器

通过键盘输入比分，显示在LED上

A01、A05、A08

抢答计分显示序号

几个人同时抢答，谁先按下，谁的指示灯亮并显示序号

A01、A05、A06、A08

电子广告牌、滚动显示

将文字或图案通过8×8二极管点阵显示出来，并实现几个内容滚动显示

A01、A06

洗衣机模型

模仿洗衣机的工作原理

A01、A06、A08、A11、A12

四、实验指导

实验1单片机开发系统及使用

（略，参见光碟）

实验2指令的应用

（一）实验说明

将汇编语言程序下载到单片机开发系统中，单步运行，观察实验板上8个发光二极管的亮灭状态及相关单元的数据。

（二）实验连线表

A01

A06

连接1

+5V/GND

连接2

P1.0-P1.7

LED1-LED8

实验2原理图

实验3信号灯的控制1

（一）实验说明

1.了解以8031为基础的单片机实验系统的基本组成及功能。

2.通过最小应用系统实例了解单片机的基本工作过程。

（二）实验连线表

A01

A06

连接1

+5V/GND

连接2

P1.0-P1.7

LED1-LED8

实验3原理图

实验4信号灯的控制2

（一）实验说明

1.运行不同的程序，观察发光二极管的亮灭状态。

2.掌握汇编语言程序的基本结构。

3.了解汇编语言程序设计的基本方法和思路。

（二）实验连线表

A01

A06

A08

连接1

+5V/GND

连接2

P1.0-P1.7

LED1-LED8

连接3

P3.4

KD1

实验4原理图

实验5信号灯的控制3

（一）实验说明

信号灯循环显示，时间间隔为1S用定时器方式编制延时程序，实现信号灯的控制。

1.通过定时器程序调试，学会定时器方式1的使用

2.通过中断程序调试，熟悉中断的基本概念

（二）实验连线表

A01

A06

连接1

+5V/GND

连接2

P1.0-P1.7

LED1-LED8

实验5原理图

实验6数字钟应用电路

（一）实验说明

用单片机实现由LED数码管显示时、分、秒的数字钟，并具有用按键修改时钟参数和闹钟参数的功能；闹钟启动后能保持一段时间再自动停止

1.掌握LED显示、键盘、定时/计数器综合应用程序的设计与分析方法。

2.掌握运用开发系统调试LED显示、键盘及定时/计数应用程序的基本方法。

用K1、K5、K9号键作为时钟、闹钟参数修改功能选择键与+1功能键。

其中：

K1键：

作为时钟参数修改功能选择键。

按一次修改秒，按二次修改分，按三次修改小时，按四次确认修改完毕。

K5键：

作为闹钟时间参数设置功能选择键。

按一次设置分，按二次设置小时，按三次确认设置完毕。

K9键：

+1功能键，每按一次将根据K1、K5键的选择结果将相应单元内容加1。

修改“时”时，加到23后“清0”，再加1；修改“分”时，加到59后“清0”，再加1。

（二）实验连线表

A01

A05

A08

A12

连接1

+5V/GND

连接2

P1.0

SCL

连接3

P1.1

SDA

连接4

GND

KC1

连接5

P1.2

KR1

连接6

P1.3

KR2

连接7

P1.4

KR3

连接8

P1.5

CBP

实验6原理图

实验7LCD显示电路

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