MCS51实验指导Word格式文档下载.docx

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实验十　8255并行口实验：

模拟交通灯25

实验十一　I/O口扩展实验27

实验十二　A/D模数转换实验29

实验十三　D/A数模转换实验31

实验十四　音频驱动实验33

实验十五　继电器控制实验34

实验十六　步进电机控制实验35

实验十七　8253定时／计数器实验37

实验十八　并／串、串／并转换实验39

实验十九　外部数据存储器扩展实验41

实验二十　MCS-51串行口应用实验——双机通信42

实验二十一　MCS-51串行口应用实验——与PC通信43

实验二十二　DS18B20数字温度传感器实验45

实验二十三　DS18B20温度闭环实验46

实验二十四　直流电机调速实验48

实验二十五　LED16×

16点阵显示实验50

实验二十六　8255键盘显示实验52

实验二十七　LCD128×

64液晶显示实验54

实验二十八　逻辑加密IC存储卡读写实验55

实验二十九　8251串行通信实验61

实验三十　8259中断控制实验63

实验三十一　串行A/D转换实验65

实验三十二　串行D/A转换实验66

实验三十三　红外遥控实验67

实验三十四　V/F转换实验68

实验三十五　PWM转换实验70

实验三十六　AT24C02串行存储器实验71

实验三十七　X5045P看门狗实验72

实验三十八　DS1302实时时钟实验73

实验三十九　微型打印机实验74

实验四十　RS485差分串行通信实验75

实验四十一　CAN-bus现场总线控制实验77

实验四十二　基于以太网接口的TCP/IP实验79

实验四十三　USB通用串行总线实验85

第一章　系统概述

DTHS-A是由山东理工大学、淄博耐思科技有限公司设计制造的单片机与微机接口通用型实验台，它以常规实验设备的开放式实验环境为基础，增加了在线检测模式，在自定义环节融入轨迹捕捉，影射和展现实验电路搭接的全过程，为互动教学活动的展开创造了一个较为完整与规范的实践平台。

DTHS-A实验台由三个部分组成：

上部为实验台扩充区，适用于课程设计及实验电路与模块的扩展；

中部为实验台核心控制区，主要由通用仿真器、在线控制器、轨迹捕捉器及机电与单总线等实验模块组成；

下部为实验台常规实验区，适用于基础性教学实践活动。

DTHS-A实验台支持NICE自主研发的集成开发环境，并与KEIL/MPLAB/AVRStudio等主流开发环境无缝结合。

1.1　上部扩充区（简称上板）

1）直流电压表

上板右上角配有数字式直流电压表，其量程为±

20V；

电压表左测的钮子开关用于选择电压表的检测来源。

①信号源测量

该钮子开关拨向“外”方向时，位于电压表下方的红孔为电压表输入端（+20V~-20V），其黑孔为电压表直流地端（非负极性输入端），该端与本工位的“GND”己连接互通，仅适用于实验台二工位之间GND的并端，不允许加载负极性或与“GND”相冲突的信号源；

②内置源监视

该钮子开关拨向“内”方向时，由位于钮子开关上方的2×

3波段开关选择与确认当前监视源。

我们强调监视源的选择应在掉电方式下进行，即在关闭直流源的前提下才能拨动波段开关选择当前监视源，否则会引发+5V、+12V、-12V之间的瞬间短接，对低压供电器件的损伤率极高，亦危及开关电源的寿命。

2）微型打印机

上板偏左上方配有智能窗式针型打印机,位于钮子开关下方的双排八芯座为它的总线口，“STB”孔为打印命令控制端，“BUSY”为打印机忙闲标志，“ERR”为打印机出错标志。

3）逻辑加密存储卡

存储卡正下方为该卡读写加密控制端，该卡左边为插卡口，该卡右边定义状态标志指示。

4）CPLD扩展

上板右下方为CPLD逻辑控制器设计与实践区域，选用XilinxXC9572为硬布线控制器，配有下载口，用符合Xilinx标准的下载电缆即可实现针对XC9572的逻辑设计与编程。

5）扩充区

上板左下方为自行设计区域，该区域正下方为阻容件、晶体、三极管、二极管扩充区，该区域左上方为门电路、运放等IC-14以下芯片及集成电阻的扩充区，该区域右上方为IC-40以下集成器件扩充区。

1.2　中部核心控制区（简称中板）

1）CPU单元

中板左上方为实验台CPU选择单元，目前可适配的CPU类型有MCS-51/PIC单片机、以8088为内核的微机接口。

2）总线接口

①数据总线：

双向，来源于仿真器。

当CPU单元挂51时，它是由P0口隔离驱动后形成双向总线。

②地址总线：

输出，来源于仿真器。

当CPU单元挂51时，它的低八位由P0口驱动锁存输出；

它的高八位由P2口隔离驱动输出。

③控制总线

●RD：

当CPU单元挂51时为外部数据读，受P3.7控制

●WD：

当CPU单元挂51时为外部数据写，受P3.6控制

●ALE：

当CPU单元挂51时为地址锁存，受51_ALE控制

●RESET：

复位输出，高电平有效，受仿真器复位电路控制

●MER：

当CPU单元挂88时为内存读，受8088CPU控制

●MEW：

当CPU单元挂88时为内存写，受8088CPU控制

●AEN：

输入，总线出借控制。

当CPU单元挂88时为DMA操作，受8237_AEN控制

●φ：

时钟输出，当CPU单元挂51时，由51CPU第18脚提供

3）并行模块

①LCD液晶显示

其数据线与总线接口中的D7~D0己连接互通，总线连接定义为省缺项。

位于LCD正下方的使能控制端“E”，命令与数据选择端“R/S”及读写选择端“R/W”在自行设计状态定义为实验连接项。

②8255并行口

其数据线与仿真器中的D7~D0己连接互通，总线连接定义为省缺项。

位于8255正右测的“CS”为8255选通控制端。

位于LCD正下方的add1~add0为8255地址端A1~A0，位于下板“直流源指示”上方的RD、WR为8255读写控制端，在自行定义状态它们为实验连接项。

4）单总线模块

单总线模块超越并行总线的寻址规则，局限于I/O端口寻址，不宜在线掌控，只能工作在自定义状态，因此在单总线模块的设计与实现中实验连接项不可省缺。

5）闭环控制

①直流电机

直流电机控制单元定义了“调速”与“测速”两个端口，其中调速端为电机启停。

正反转及转速控制端，它加载的模拟量范围是0~5V，2.5V时电机处停止状态，大于2.5V启动电机正转，小于2.5V启动电机反转，该端达5V或0V时电机处正转或反转最高速。

至于测速端是电机当前状态与转速的反馈端，为电机按设置的参数恒定运作提供依据。

在自行设计状态该两个端口定义为实验连接项。

②温度控制

温度控制单元定义了“调温”与“测温”两个端口，其中调温端口由5V电源控制，至于测温端口是当前温度传递端口，反馈温度参数，为加温与恒温提供依据。

6）步进电机

步进电机控制单元设有四拍控制端口，在自行设计状态该四端口定义为实验连接项。

7）虚拟示波器

实验台提供了一个双通道简易示波器，适用于电位及赫兹级低频信号的测量与观察。

8）扁平链接口

中板下方设有五个扁平链接口，其中二个20芯扁平口为检测口，其余三个8芯扁平口为地址与数据总线延伸接口。

1.3　下部常规实验区（简称下板）

1）下板接口

①检测接口

下板上方二个20芯扁平口为检测口，“在线”态它为控制口，输出常规实验模块的控制信号。

在自定义状态它为状态口，反馈常规实验模块的控制信号。

②总线接口

下板上方三个8芯扁平口为地址与数据总线链接口，该三个接口是主控区（中板）扩展寻址的桥梁，面向下板实验时必须连接。

2）下板总线

①控制线

位于“直流源指示”上方的为下板自定义状态的公共控制总线，以下为它们的定义：

●CLR下板区域淸除控制，在自定义实验中连接中板RESET复位信号。

●WR下板区域写控制，在自定义实验中连接中板控制总线单元WR写信号。

●RD下板区域读控制，在自定义实验中连接中板控制总线单元RD读信号。

●CLK下板区域锁存控制，在自定义实验中连接中板ALE信号。

②地址线

位于“存储器扩展单元”左下测的ADD2~ADD0为下板区域公共地址线，在自定义实验中通常连接中板A2~A0。

遇单模块实验可另行定义，例如0809A/D转换中ADD2~ADD0用于选择通道，可改接中板地址总线单元A2~A0。

③译码器

位于“发光二极管显示单元”正下方的138译码器亦有二种定义途径，“在线”态实验台赋于的定义是译码端口CBA与A5~A3相连，选通控制端口G2A（低电平有效）由A14控制，当A14为零时，138输出端Y7~Y0八中选一，有一个输出端为“0”，其余输出端为“1”。

它的寻址范围为0~3FFFh，8000h~BFFFh。

在自定义方式其选通与译码端口呈悬浮态，属译码控制不可省缺的连接项。

3）存储器扩展

位于下板右上角为“存储器扩展单元”，它的地址与数据总线通过其上方的三个8芯扁平接口融入中板主控CPU的寻址范围，位于该单元左上测的MR、MW及MCS分别为存储器读、写和选通控制端。

自定义态属实验不可省缺的连接项。

在线态由在线控制器掌控，寻址范围为0~0FFFh。

这里需要提示的是不同类型CPU对于并行存储器扩展有其完全不同的寻址路径，中板挂51CPU时，存储器与I/O处同一寻址空间，用相同的控制信号，通常采用译码法分享数据寻址空间；

当挂8088CPU时，存储器与I/O处不同的寻址空间，用不同的控制信号，编各自的指令实现当前的寻址操作。

4）I/O口扩展

①16×

16点阵

16×

16点阵位于“存储器扩展单元”正下方，它的数据总线通过8芯扁平接口（下板上右一）与中板总线单元的D7~D0连接互通，“存储器扩展单元”左下测的ADD1~ADD0定义行与列口地址。

16S为点阵写选通控制，自定义态属实验不可省缺的连接项。

在线态由在线控制器掌控，寻址范围为0ECH~0EFH。

②键盘与八段显示

实验台选用8255为并行键盘与显示接口，定义其A口为字形口，B口为字位与键扫口，PC2~PC0为键入口。

位于并行键盘与显示扩展板左则的8255CS为8255选通控制，它的数据总线通过8芯扁平接口（下板上右一）与中板总线单元的D7~D0连接互通，“存储器扩展单元”左下测的ADD1~ADD0定义其地址线A1~A0，“串并转换单元”右边的RD、WR定义其读写控制信号，自定义态属实验不可省缺的连接项。

在线态由在线控制器掌控，寻址范围为0DCH~0DFH。

③简易I/O

实验台选用244为简易I/O缓冲输入器件，该单元“G”为读选通控制，自定义态属实验不可省缺的连接项。

该单元“PI7~PI0”为八位缓冲输入端口。

实验台选用273为简易I/O锁存输出器件，该单元“CLK”为锁存触发端，自定义态属实验不可省缺的连接项。

该单元“PO7~PO0”为八位锁存输出端口。

④A/D与D/A

并行A/D转换器0809位于“调模拟