单片机课程设计实验指导书 2Word文件下载.docx
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FF
SECONDS
01
SECODESALARM
02
MINUTES
114
03
MINUTESALARM
04
HOURS
05
HOURSALARM
06
DAYOFTHEWEEK
07
DAYOFTHEMONTH
08
MONTH
09
YEAR
0A
REGISTERA
0B
REGISTERB
0C
REGISTERC
REGISTERD
引脚分布图
存储器分布图
通过对寄存器A、B、C、D的编程可以控制DS12887的工作方式。
寄存器A
D7D6D5D4D3D2D1D0
UIP
DV2
DV1
DV0
RS3
RS2
RS1
RS0
UIP位当其为0时指示更新在244μS内不会发生；
DV2DV1DV0当其为010时，打开晶振，并允许时钟开始计时；
RS3RS2RS1RS0用于选择周期中断或输出方波频率，当其分别为0111、1000、1001、1011、1101、1110、1111时，对应频率为512Hz、
256Hz、128Hz、64Hz、32Hz、16Hz、8Hz、4Hz、2Hz。
寄存器B
SET
PIE
AIE
UIE
SQWE
DM
12/24
DSE
SET位为0时，每秒计数一次，置1后，更新转换被禁止；
PIE、AIE、UIE位当它们为1时，分别允许周期中断、报警中断和时钟数据更新结束中断，为0时，禁止中断产生；
SQWE位当其为1时，按以寄存器A中由RS3RS2RS1RS0设定的频率从SQW引脚输出方波，当其为0时，SQW为低电平；
当DM为1时选用二进制数据格式，反之为BCD数据格式；
12/24位为1时，指定24小时时间格式，否则为12小时时间格式；
DSE为1时允许夏时制发生。
寄存器C
IRQF
PF
AF
UF
寄存器C的内容是周期中断标志位PF、报警中断标志位AF、更新结束中断标志位UF和中断请求标志位IRQF，它们之间的关系为IRQF=PF*PIE+AF*AIE+UF*UIE，只要IRQF为1，/IRQ引脚输出就保持低电平，读寄存器C后将清除所有标志或则RESET引脚为低电平。
D3D2D1D0没有使用，只能读，不能写。
寄存器D
VRT
寄存器D中仅D7有定义，读时应总为1，若为0则说明内部锂电池已耗尽。
为防止锂电池在芯片装入系统前被耗尽，DS12887在出厂时先关掉了其内部的晶振，编程时必须首先给寄存器A的DV2DV1DV0位写入010以打开晶振，然后读寄存器D以检查内部锂电池是否有效；
接着根据需要对寄存器A、B进行设置。
当需要修改日历时钟时，需要先使SET位置1，当需要读日历时钟数据时，必须先查询寄存器A中的UIP位，只有当其为0时，才能进行读取数据。
5、接线图案：
74LKS138YS7
6．程序框图：
NN
7．实验步骤：
（1）设定仿真模式为程序空间在仿真器上，数据空间在用户板上。
（2）从“接线图案”中看出，DS12887的/CS脚已连接U17译码器的YS7脚，于是可知DS12887的地址空间为0FE00H-0FFFFH。
（3）硬件调试：
因为DS12887内部有114个内部RAM，在系统中的地址空间为：
0FE0EH-0FE7FH，所以，可通过查看这一区域的数据读写来判断硬件是否有故障。
（3．0）超想-3000TB+超想3000连PC机，在WINDOWS调试环境下打开数据存贮器区，在0FE10H开始的地址上写入一串55H，然后按右键，弹出一窗口，点击“刷新”，如写入的一串55H未被修改，则硬件无故障。
（3．1）超想-3000TB+超想3000连PC机，在DOS调试环境下，把光标移入XDATA窗中，按Alt+G，在打开的“GotoAddress”窗口中输入“0F010H”，再按“回车”键，在0F010H地址上打入一串数，看能否修改。
若能修改，则表明硬件无故障。
（4）设计程序并进行调试。
实验三双机通讯实验
（1）掌握单片机串行口工作方式的程序设计及简单三线式通讯的方法。
（2）了解实现串行通讯的硬环境、数据格式的协议、数据交换的协议。
（3）学习串行口通讯的中断方式程序的编写方法。
利用8031单片机串行口，实现两个实验台之间的串行通讯。
其中一个实验台作为发送方，另一侧为接收方。
发送方读入按键值，并发送给接收方，接收方收到数据后在LED上显示。
3.接线方案：
4.实验步骤：
（1）把甲机RX1、TD1孔分别连甲机的P3.0、P3.1孔，乙机RX1、TD1孔也分别连乙机的P3.0、P3.1孔。
甲机RS232插座3、2连乙机RS232插座2、3，两机的地线相连。
可直接用随机的通信电缆连接。
（2）设计程序，分别在甲机，乙机上运行。
然后，在甲机键盘上按下0-F键,应在乙机上的8155键显区数码管上显示相应值。
（3）若把P3.0、P3.1孔直接相连,则按键值在本机的数码管上显示出来。
5.程序框图：
中断返回
否
是
无
串口中断子程序
主程序
实验四V/F压频转换实验
了解LM331电压转换为频率的基本工作原理，熟悉8031内部定时/计数器的使用方法。
把电压转换成脉冲，用计数器进行测频并在超想-3000TＢ综合实验仪上的数码管上显示出来，实现频率计功能。
3．工作原理：
把模拟信号送LM331进行压频转换，然后将8031定时器T0设为定时状态，T1设为计数状态，对脉冲信号进行计数。
定时读取T1计数值，经“二—十”转换后送显示。
本实验8031定时器T0为定时，T1为计数，方式字51H。
4．实验器材:
（1）超想-3000TB综合实验仪1台；
（2）超想3000仿真器 1台
（3）连线若干根；
（4）计算机1台
5．接线方案：
6．实验步骤：
（1）把“模拟信号发生器”的Vin0孔连V/F转换电路LM331的V2孔，V/F转换电路LM331的Fout孔连“分频器”的Fλ孔，分频器的Fλ/2孔连“总线插孔”的P3.5（定时器T1）孔。
（2）设定仿真模式为程序空间在仿真器上，数据空间在用户板上。
超想-3000TB综合实验仪加电以后，用示波器在V/F转换电路的Fout孔即可观察到一脉冲波形，转动“模拟信号发生器”的电位器，输出脉冲频率会发生变化。
（4）编辑程序、编译程序。
首先将断点设在中断服务程序入口地址上，运行程序，如果响应断点，则表明中断初始化程序正确，如果碰不到断点则应检查本实验初始化程序部分软件是否有错。
将断点设在中断服务程序体中，检查T1计数是否与输入信号作相应变化。
再调试二进制翻十进制子程序。
调试程序，排除软件错误，观察6位显示器显示数字与输入信号是否对应变化，不断修改程序，直至达到设计要求。
7．程序框图：
显示
主程序流程图
0.1秒单元加1
Y
中断处理子程序
实验五力测量实验
1.实验目的:
了解力-电信号转换的基本工作原理，掌握ADC0809的使用方法，提高数据处理程序的设计和调试能力。
2.实验内容:
编写并调试出一个实验程序，其功能将一力施加于压力传感器金属弹性元件表面，超
想－３０００ＴＢ综合实验仪上数码管显示力的数据，并随力的大小而变化。
3．实验器材:
（1）超想-3000TB综合实验仪 1台
（2）超想3000仿真器 1台
（3）连线 若干根（4）计算机1台
4．实验线路：
1当在应变片上施加一力时，引起电桥不平衡，压力信号转换为微弱的电压信号，经LM324运算放大器，把信号放大至0-5V，作为ADC0809输入信号。
2ADC0809能与CPU直接接口，其输入电压为0-5V，本实验中以A2、A1、A0作为通道地址线，CPU对0809执行写操作时锁存通道地址。
3从实验原理图可以看出“译码器”的YC2作为0809片选信号，所以0809地址为：
0A000H
5．程序框图：
程序入口
6.工作原理:
将金属丝电阻应变片粘附在弹簧片的表面，弹簧片在力的作用下发生形变，而电阻应变片也随着弹簧片一起变形，这将导至电阻应变片电阻的变化。
弹簧片受的力越大，形变也越大，电阻应变片电阻的变化也越大，测量出电阻应变片电阻的变化，就可以计算出弹簧片受力的大小。
图为应变片电桥测量电路，由应变片的电阻R1和另外三个电阻R2、R3、R4构成桥路，当电桥平衡时（即电阻应变片未受力作用时），R1=R2=R3=R4=R，此时电桥的输出U0=0，当应变受力后，R1发生变化，使R1、R3≠R2、R4，电桥输出U0≠0，并有：
应变片电桥测量电路
（1）设定工作模式为程序空间在仿真器上，数据空间在用户板上。
（2）“译码器”的YC2孔连数模转换AD0809的CS4孔，“脉冲源”的0.5MHZ孔连AD0809的CLOCK孔，IN0孔（AD0809的0通道）连AN0孔（压力传感器的输出孔）。
在弹性元件表面施加一力。
（3．0）超想-3000TB+超想3000连PC机，在WINDOWS调试环境下打开数据存贮器区，在0A000H地址上写入00H（即选择AD0809的0通道），以启动AD0809对IN0上输入电压进行A/D转换，然后按右键，弹出一窗口，点击“刷新”，读出AD转换结果。
（3．1）超想-3000TB+超想3000连PC机，在DOS调试环境下，把光标移入XDATA窗中，按Alt+G，在打开的“GotoAddress”窗口中输入“0A000H”，再按“回车”键，在0A000H地址上打入“00H”以启动AD0809对IN0上输入电压进行A/D转换，然后屏幕上显示的值即是读出的AD转换结果。
（4）输入程序，编译。
在读取AD转换指令后设置断点，在弹性元件施加一力，全速运行，如果碰到断点，再检查读出A/D转换结果，数据是否与Vin0相对应，否则应查程序或硬件。
再全速运行程序，修改程序错误使超想－３０００ＴＢ综合实验仪显示值随力的大小而变化，直至达到本实验的要求。
（5）可通过“压力传感器”框中的电位器，对电桥进行零点平衡调节。
实验六直流电机转速测量与控制实验
了解霍尔器件工作原理及转速测量与控制的基本原理、基本方法，掌握DAC0832电路的接口技术和应用方法，提高实时控制系统的设计和调试能力。
设计并调试一个程序其功能为测量电机的转速，并在超想－３０００ＴＢ综合实验仪显示器上显示出来，采用比例调节器方法，使电机转速稳定在某一设定值。
此设定值可由超想－３０００ＴＢ综合实验仪上的键盘输入。
转速是工程上一个常用参数。
旋转体的转速常以每秒钟或每分钟转数来表示，因此其单位为转/秒、转/分，也有时用角速度表示瞬时转速，这时的单位相应为孤度/秒。
转速的测量方法很多，由于转速是以单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数是有规律的重复运动。
霍尔开关传感器正由于其体积小，无触点，动态特性好，使用寿命长等特点，故在测量转动物体旋转速度领域得到了广泛应用。
霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片，在垂直于平面方向上施加外磁场B，在沿平面方向两端加外电场，则使电子在磁场中运动，结果在器件的两个侧面之间产生霍尔电势。
其大小和外磁场及电流大小成比例。
本实验选用美国史普拉格公司（SPRAGUE）生产的3000系列霍尔开关传感器3020，它是一种硅单片集成电路，器件的内部含有稳压电路、霍尔电势发生器、放大器、史密特触发器和集电极开路输出电路，具有工作电压范围宽、可靠性高、外电路简单、输出电平可与各种数字电路兼容等特点。
器件采用三端平塑封装。
引出端功能符号如下：
引出端序号
1
2
3
功能
电源
地
输出
符号
VC1
GND
OUT
我们根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在电机转轴上的转盘边沿，转盘随测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘附近安装一个霍尔器件3020，转盘随轴旋转时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出脉冲信号，其频率和转速成正比，测出脉冲的周期或频率即可计算出转速。
直流电机的转速与施加于电机两端的电压大小有关。
本实验用DAC0832控制输出到直流电机的电压，控制DAC0832的模拟输出信号量来控制电机的转速。
当电机转速小于设定值时增大D/A输出电压，大于设定值时则减小D/A输出电压，从而使电机以某一速度恒速旋转。
我们采用简单的比例调节器算法（简单的加一、减一法）。
比例调节器（P）的输出系统式为：
Ｙ=Kpe（t）
式中：
Y——调节器的输出
e（t）——调节器的输入，一般为偏差值
KP——比例系数
从上式可以看出，调节器的输出Y与输入偏差值e（t）成正比。
因此，只要偏差e（t）一出现就产生与之成比例的调节作用，具有调节及时的特点，这是一种最基本的调节规律。
比例调节作用的大小除了与偏差e（t）有关外，主要取决于比例系数Kp，比例调节系数愈大，调节作用越强，动态特性也越大。
反之，比例系数越小，调节作用越弱。
对于大多数的惯性环节，Kp太大时将会引起自激振荡。
比例调节的主要缺点是存在静差，对于扰动的惯性环节，Kp太大时将会引起自激振荡。
对于扰动较大，惯性也比较大的系统，若采用单纯的比例调节器就难于兼顾动态和静态特性，需采用调节规律比较复杂的PI（比例积分调节器）或PID（比例、积分、微分调节器）算法。
（1）超想-3000TB综合实验仪1台
（2）超想3000仿真器1台
（3）连线 若干根（4）计算机 1台
5．实验线路：
CKM
定时器T1，工作于外部事件计数方式，对转速脉冲计数；
T0工作于定时器方式，均工作于方式1。
“译码器”的YC2孔作为DAC0832的片选端，故DAC0832地址为0A000H-0AFFFH。
（1）设定仿真器仿真模式为程序空间在仿真器上，数据空间在用户板上。
把数模转换DAC0832输出Aout孔连直流电机Dcin孔，数模转换DAC0832的CS3孔连“译码器”的YC2孔，CKM孔（霍尔器件输出孔）连P3.2孔。
（2）硬件诊断：
（2．0）超想-3000TB+超想3000连PC机，在WINDOWS调试环境下打开数据存贮器区，在0A000H地址（即DA0832的片选空间）上写入FFH，则Aout孔输出应为5V，直流电机快速旋转;
将00H写入，则Aout孔输出应为0V,直流电机停止转动。
（2．1）超想-3000TB+超想3000连PC机，在DOS调试环境下，把光标移入XDATA窗中，按Alt+G，在打开的“GotoAddress”窗口中输入“0A000H”，再按“回车”键，在0A000H地址上打入“0FFH”则Aout孔输出应为5V，直流电机快速旋转;
将00H写入，则Aout孔输出应为0V,直流电机停止转动.
（2．2）如选购了ＨＫ５１ＴＢ仿真板，则还可直接在超想-3000TB综合实验仪的键盘上进行硬件诊断：
设定工作模式为模式2，即数码管显示为“PIEE”，然后按“MON”键使数码管显示为“’”，输入“A000”，按“+”，再输入“FF”，则Aout孔输出应为5V，直流电机快速旋转；
将00H写入，则Aout孔输出为0V，电机停止转动。
用示波器观察CKM孔测试点，当圆盘转动时，霍尔器件输出一系列脉冲。
（3）编程并编译。
首先将断点设在中断服务程序入口，运行程序，如果程序进入中断处理程序入口，则表明中断初始化程序正确，如果碰不到断点则首先应检查初始化程序是否有错。
把断点设在中断程序结束，检查在单位定时内，T1计数值是否与电机转速符合。
再调试二翻十子程序，最后调试整个实验程序，排除软件错误，连续运行时观察电机旋转工作状态与数码管上显示是否正确，修改程序直至达到本实验设计要求。
注：
本实验电机转速范围一般应为35-50转/分。
7.程序框图：
返回
转速测量与控制实验主程序框图
INT1中断程序T0中断程序框图
8．思考问题：
试编写一转速测量软件，测试电机转动周期T，然后计算瞬时转速，并用PID调节使转速恒定在25转/分。
实验七点阵式LCD液晶显示屏实验
学习获取字模的方法；
学习122X32A液晶LCD的原理及编程方法；
在LCD上显示“武汉恒科电子教仪，欢迎您使用该产品”字样。
（1）超想-3000TB综合实验仪 1 台
（2）超想3000仿真器1 台
（3）连线 若干根（4）计算机 1台
4．工作原理：
（1）我们选用的122X32A点阵式液晶LCD，是内置SED1520液晶显示控制器的屏，它集行、列驱动器和控制器于一体，被广泛应用于小规模液晶显示模块中。
SED1520内置2560位显示RAM区，RAM中的1位数据控制液晶屏上一个象素的亮、暗，“1”为亮，“0”为暗。
它具有16个行驱动输出和61个列驱动输出，可以直接与80系列或68系列的CPU相连，驱动占空比为1/32，显示内容：
122X32点。
（2）122X32A点阵式液晶LCD电路图：
E2
E1
COM17-32
COM1-16
SED1520
SEG62-122
SEG1-61
LCDPANEL
122X32
/RES
DB0-DB7
R/W
A0
122X16DOTS
16
15
引脚
符号
电平
说明
VDD
5．0V
电源电压
0V
接地（GND）
V0
可调
LCD驱动电压（对比度调节）
4
H/L
复位信号
5
H，H→L
片使能信号1
6
片使能信号2
7
H：
读；
L：
写
8
数据；
指令
9
DB0
数据位0
10
DB1
数据位1
11
DB2
数据位2
12
DB3
数据位3
13
DB4
数据位4
DB5
数据位5
DB6
数据位6
DB7
数据位7
（3）极限参数：
名称
测试条件
标准值
单位
最小值
最大值
VDD-VCC
Ta=25℃
6．5
V
LCD驱动电压
VDD-V0
12．0
输入电压
Vi
（4）电参数：
典型值
电压
逻辑
VDD-VSS
-
4．75
5．0
5．25
LCD
4．5
5．5
电流
IDD
2．5
mA
IEE
2．0
工作电压
（推荐值）
0℃
6．2
25℃
40℃
4．8
输入
高电平
VIH
0．7VDD
低电平
VIL
0．3VDD
（5）Read/WriteTimingforthe80-portMPU（Ta=0to75℃,VSS=.0V0℅）
tAH8
A0，/CS
tAW8tCYC8
tCC
/WR，/RD
tDS8tDH8
D0-D7
（WRITE）
tACC8tOH8
（READ）
Parameter
Signal
Symbol
Condition
Rating
Unit
Min
Type
Max
Addressholdtime
A0,
/CS
tAH8
ns
Addressset-uptime
tAW8
20
Systemcycletime
/WR,
/RD
tcyc8
1000
--
Control
升级会员 