电气化自动技术 实验10 74LS165并入串出移位实验指导书.docx

电气化自动技术 实验10 74LS165并入串出移位实验指导书.docx

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电气化自动技术实验1074LS165并入串出移位实验指导书

实验十74LS165并入串出移位实验

一、实验概述

通过AT89C52接收来自74LS165的串行数据，再用LED显示出。

二、实验目的

掌握串口用于并行输入端口扩充的编程方法；理解74LS165的工作原理。

三、实验预习要求

1、主要知识点概述：

本实验用到了两个主要知识点是：

74LS165的工作机制、简单的单片机串口输入。

2、实验结果说明：

通过74LS165来读取8位键值并通过LED显示。

四、实验原理

图：

74LS165

主要引脚介绍：

SO：

串行数据输出端

QH：

反相串行数据输出端

D0~D7：

并行数据输入端

CLK：

时钟输入端（需要接时钟源，51单片机串口工作在方式0时接TXD（P3.1口））

INH：

时钟禁止端（高电平有效，使用时设为低电平）

SH/LD：

移位与置位控制端

SI：

串行输入端（用于拓展多个74LS165）

74LS165是八位并行输入、串行输出移位寄存器，74LS165芯片上电后，首先设置SH/LD端为低电平，此时芯片将D0~D7脚上的高低电平数据存入芯片内寄存器Q0~Q7,然后设置SH/LD端为高电平，此时芯片将寄存器内数据通过SO串行发送（QH也会发送反相数据）。

查阅74LS165的datasheet可以找到它的时序图和真值表。

图：

74LS165时序图

图：

74LS165真值表

上面的真值表和时序图中我们要特别注意几个端口的变化，真值表中SH/LD只有在高电平的时候方才有效；CLK、INH只有当其中一个为低电平的时候，另一个时钟才能正确的输入（一般的我们在使用时，可以将其中的一个直接接地，另一个做时钟输入端口使用）。

五、Proteus使用的元器件

1.74LS165//八位并行输入，串行输出移位寄存器。

2.AT89C52//51单片机。

3.BUTTON//按键,用于最小系统复位。

4.CAP//电容，用于搭建复位电路。

5.CAP-ELEC//电解电容，用于搭建复位电路。

6.CRYSTAL//晶振,给单片机提供时钟信号。

7.LED-GREEN//绿色LED灯。

8.RES//电阻。

六、实验要求

利用74LS165、8个按键和8个LED，实现并转串的输入扩充实验。

七、硬件连接图

1.硬件电路

图：

74LS165并入串出移位

图：

8位独立开关

图：

8位独立LED

2.硬件连接表

MCU-AT89S52

74LS165并入串出移位

8位独立开关

8位独立LED

P30

SO

P31

CP

P32

SH

P10~P17

D1~D8

QA~QH

SW1~SW8

3.Proteus仿真图

图：

Proteus仿真图

八、实验程序

/*******************************************************************************

文件名称：

main.c

作者：

版本：

V1.00

说明：

74LS165并入串出移位实验

修改记录：

--------------------------------------------------------------------------------

功能描述:

*控制74LS165

*实现并行数据输入,串行数据输出

--------------------------------------------------------------------------------

*接线说明：

P30-SO，P31-CP,P32-SH,P10~P17——D1~D8,SW1~SW8——QA~QH,

*******************************************************************************/

#include

#include

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

#defineDoutP1

sbitSH=P3^2;

/*********主函数***************************************************************/

voidmain（void）

{

SCON=0X10;//设定UART方式0,允许接收数据

while

（1）

{

SH=0;//载入数据

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

SH=1;//数据输出

RI=0;

while（!

RI）;//判断是否接收完数据

RI=0;

Dout=SBUF;//输出接收到的数据

}

}

九、实验步骤

1、打开Proteus8环境，在快捷工具栏中点击源代码按纽，然后在菜单栏选择系统-编译器配置。

找到Keilfor8051，点击下载，下载完成后点击OK退出。

2、点击源码选择新建工程，出现新固件项目对话框，在系列一栏中选择8051，在控制器一栏选择AT89C52，编译器一栏中选择Keilfor8051,然后点击确定，新工程创建完成。

3、然后在工程对话框下，右键单击AT89C52,在出现的下拉列表中选中工程设置，将工程选项下EmbedFiles后的勾选去掉，然后点击确定完成工程设置。

4、在快捷工具栏中的下拉列菜单Debug/Release/配置选项中，选择Release。

5、将需要编译的程序代码输入到main.c文件中，输入好程序代码后，然后在工程中，右键单击AT89C52,在出现的下拉列表中选中构建工程，编译完成返回

LINK/LOCATERUNCOMPLETE.0WARNING（S）,0ERROR（S）

编译成功。

表示工程编译成功。

6、编译成功后，切换到原理图状态下点击运行按纽，可通过人机接口观察程序的仿真结果。

7、连接ISP下载器一端到USB接口，另一端连到目标板。

打开实验台电源，参考产品说明书中的ISP下载软件使用方法对程序进行下载。

8、接下来大家就可以按照硬件连接表连线了，然后测试程序，观察实验现象，理解程序，最后自己修改程序提高编程能力。

视频

十、实验现象

点击开始仿真运行，按下按键（K1-K8）开关，相应的LED（LED1-LED8）灯亮。

图：

实验现象

十一、实验总结

1.使用Proteus仿真，可以观察到，8按下按键，相应的LED就会点亮。

和程序是相符合的。

while

（1）

{

SH=0;//载入数据

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

SH=1;//数据输出

RI=0;

while（!

RI）;//判断是否接收完数据

RI=0;

Dout=SBUF;//输出接收到的数据

}

上面这段代码是main里面的，不难看出，程序初始化之后，P1不断输出特殊寄存器SBUF的值，而单片机的TXD是连接着74LS165的SO，所以SBUF的值就是输入74LS165的值。

2.点击Proteus的左下角的

，此时就会显示下图的页面。

图：

单步执行

在这个页面点击菜单栏Debug-3.8051CPU-Variables，页面下方会弹出一个窗口，可以观察到各个变量的值的变化。

而点击菜单栏的Debug-3.8051CPU-Registers弹出的窗口则可以观察到各个寄存器的值。

继续点击

会直行下一条指令，观察寄存器的变化，感受74LS165的使用方法。

3.将程序烧进实验箱内，观察与仿真结果是否有差异。

十二、作业

本实验使用的是轮询的方法，尝试改成使用中断的方法来进行读取数据。

【提示】中断服务函数如下：

voidDateGet（）interrupt4//串口数据接收完成中断

{

SH=0;//数据载入位设为低电平，将按键数据存入74LS165寄存器

DelayMS（50）;//延时一会等待存入完成

DOUT=SBUF;//变更LED端口

SH=1;//数据载入位设为高电平，将74LS165寄存器数据写入串口寄存器

/*一定要在串口复位前将数据载入位设为高电平，使得在串口开始接收前发送74LS165寄存器内数据

如果先进行串口复位，串口寄存器因为通讯线路上无信号导致串口寄存器全部被写0,

寄存器误以为数据接收完成使得RI位置1，无法接收数据载入位设为高电平时发送的数据*/

RI=0;//复位串口开始接收74LS165寄存器数据

/*跳出中断，执行主函数中while（!

RI）等待数据接收完成*/

}

十三、实验思考题

思考74LS165适应的情况和场合。