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单片机实习报告word格式模板

单片机实习报告

课题名称:

数字直流电压表的设计

学院:

电气信息工程学院__

专业:

通信工程_______

学号:

XXXXXXXX_______

姓名:

________

指导教师:

________

日期:

2017.3.27-2017.3.31

摘要

作为嵌入式系统控制核心的单片机（又称为微控制器），以体积小、功能全、性价比高等诸多优点而独具特色。

51单片机是国内目前应用最广泛的单片机之一，随着嵌入式系统、片上系统等概念的提出和普遍接受及应用，51单片机的发展又进入了一个新的阶段。

许多专用功能芯片的内核集成了51单片机，与51单片机兼容的微控制器以IP核的方式不断地出现在FPGA的片上系统中。

随着基于51单片机的嵌入式实时操作系统的出现与推广，在很长一段时间内，51单片机仍将占据嵌入式系统产品的中、低端市场。

51单片机是对所有兼容Intel8031指令系统的单片机的统称。

该系列单片机的始祖是Intel的8031单片机，后来随着Flashrom技术的发展，8031单片机取得了长足的进展，成为应用最广泛的8位单片机之一，其代表型号是ATMEL公司的AT89系列，它广泛应用于工业测控系统之中。

很多公司都有51系列的兼容机型推出，今后很长的一段时间内将占有大量市场。

51单片机是基础入门的一个单片机，还是应用最广泛的一种。

由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由仅有CPU的专用处理器芯片发展而来。

最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。

尽管2000年以后ARM已经发展出了32位的、主频超过300M的高端单片机，但直到现在基于8051的单片机还在广泛的使用。

在很多方面单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了广泛的应用。

事实上单片机是世界上数量最多的处理器，随着单片机家族的发展壮大，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。

如今，单片机已经深入到人们生活的各个方面，几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。

例如手机、平板电脑、计算器、智能家居、电子玩具以及鼠标等电子产品中都含有单片机。

除此之外，汽车上一般配备40多片单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作。

单片机的数量远超过PC机和其他计算机的总和。

本次实习就以52单片机为基础进行设计数字模拟电压表。

关键词：

52单片机TLC254374LS16474LS138

1.实习目的与任务

1.熟悉并掌握单片机外围芯片的应用方法；

2.掌握单片机应用系统一般的设计过程；

3.掌握52单片机扩展SPI接口芯片的方法。

2.实习内容与要求

根据实验箱上12864液晶及TLC2543的应用电路，设计一个数字直流电压表，要求能够对输入的0~5V的直流电压进行测量，并通过液晶显示，通过矩阵按键设置上下限。

单片机与液晶、TLC2543之间采用SPI数据传输方式。

当测量超出限定接线，单片机发送一个警告信号，由LED灯显示。

3.实验硬件

3.174LS138资料

3.1.174LS138简介

74LS138为3线-8线译码器，共有54/74S138和54/74LS138两种线路结构型式，其工作原理如下:

当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/（G2A）和/（G2B））为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。

利用G1、/（G2A）和/（G2B）可级联扩展成24线译码器;若外接一个反相器还可级联扩展成32线译码器。

若将选通5端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。

图3.1.1为74LS138的引脚简图。

图3.1.174LS138引脚图

3.1.274LS138功能表

74LS138功能表如表3.1.2所示。

表3.1.274LS138功能表

3.2TLC2543AD转换芯片

3.2.1TLC2543简介

TLC2543是TI公司的12位串行模数转换器，使用开关电容逐次逼近技术完成A/D转换过程。

由于是串行输入结构，能够节省51系列单片机I/O资源；且价格适中，分辨率较高，因此在仪器仪表中有较为广泛的应用。

TLC2543的特点：

（1）12位分辩率A/D转换器；

（2）在工作温度范围内10μs转换时间；

（3）11个模拟输入通道；

（4）3路内置自测试方式；

（5）采样率为66kbps；

（6）线性误差±1LSBmax；

（7）有转换结束输出EOC；

（8）具有单、双极性输出；

（9）可编程的MSB或LSB前导。

3.2.2TLC2543引脚功能

TCL2543引脚功能如表3.2.2所示。

引脚号

名称

I/O

说明

1~9、11、1、2

AIN0~AIN10

I

拟量输入端。

15

CS

I

片选段。

CS的下降沿使能DATAIN、DATAOUT和I/OCLOCK。

17

DATAINPUT

I

串行数据输入端。

数据在I/OCLOCK的上升沿串入。

前4位数据为模拟电压的通道号或片内自测电压通道号，高位在先。

16

DATAOUT

O

串行数据输出端。

数据在I/OCLOCK的下降沿写入。

在CS无效或进行A/D转换时，该脚保持高阻状态。

在数据输出时，由软件编程决定是高位在先还是低位在先。

19

EOC

O

转换结束标志。

在输入串行数据的最后一个时钟周期的下降沿，即开始A/D转换时，EOC脚变低，直到转换结束后变高。

此时数据准备完毕，可以输出。

10

GND

地，REF-接该脚。

18

I/OCLOCK

I

I/O时钟

14

REF+

I

正参考电压端，一般情况接VCC。

13

REF-

I

负参考电压端，一般情况接地。

20

VCC

正电源电压输入端。

电压为5V

0.5V。

表3.2.2TLC2543引脚功能表

3.2.3TLC时序图

TLC时序图如图3.2.3所示。

图3.2.3用CS进行12个时钟传送的工作时序图

（注:

在编程时一定要严格遵守时序。

）

3.2.4TLC指令功能

TLC指令功能如图3.2.4所示

图3.2.4TLC指令功能

（说明:

发送指令和接受数据可同时进行也可先发指令再接收数据，但是接收到的数据是上一次选通的通道转换的数据。

）

3.374LS164

3.3.174LS164简介

8位串行输入，并出移位寄存器

74ls164、74lsT164是高速硅门 COMS器件，与低功耗肖特基型TTL（LSTTL）器件的引脚兼容。

74HC164、74HCT164是8位边沿触发式移位寄存器，串行输入数据，然后并行输出。

数据通过两个输入端（DSA或DSB）之一串行输入;任一输入端可以用作高电平使能端，控制另一输入端的数据输入。

两个输入端或者连接在一起，或者把不用的输入端接高电平，一定不要悬空。

时钟（CP）每次由低变高时，数据右移一位，输入到Q0，Q0是两个数据输入端（DSA和DSB）的逻辑与，它将上升时钟沿之前保持一个建立时间的长度。

主复位（MR）输入端上的一个低电平将使其它所有输入端都无效，非同步地清除寄存器，强制所有的输出为低电平。

74LS164引脚图

74LS164逻辑图

3.3.274LS164使用时序

H=HIGH（高）电平

h=先于低-至-高时钟跃变一个建立时间（set-uptime）的HIGH（高）电平

L=LOW（低）电平

l=先于低-至-高时钟跃变一个建立时间（set-uptime）的LOW（低）电平

q=小写字母代表先于低-至-高时钟跃变一个建立时间的参考输入（referencedinput）的状态↑=低-至-高时钟跃变

4软件设计

4.1程序流程图

数字电压表的程序流程图如图5.1所示。

图5.1数字直流电压表程序流程图

4.2程序代码

#include

#include

#defineuintunsignedint

#defineucharunsignedchar

sbitdoult=P0^5;

sbitAA=P0^0;

sbitBB=P0^1;

sbitCC=P0^2;

sbitSDA=P0^3;//数据总线

sbitSCK=P0^4;//时钟

sbitkey0=P1^0;

sbitkey1=P1^1;

sbitkey2=P1^2;

sbitkey3=P1^3;

sbitLED=P2^6;

uintdis[10];

uintdis3[10];

uintdis4[10];

ucharyy=2,fz,di,yun,dt,n,shift;

uintsum1=0;

ucharkey=0,flag=0;

voidK_deal（ucharkey）;

ucharcodestrint2[]={"当前电压：

"};

ucharcodestrint4[]={"电压上限：

"};

ucharcodestrint5[]={"电压下限：

"};

ucharcodestrint3[]={"ABCD963E852F7410"};

/**********AD转化函数********/

uintTLC2543（ucharport）

{

uintad=0;

uchari;

SCK=0;

AA=0;

BB=0;

port<<=4;

for（i=0;i<12;i++）

{

if（doult==1）ad|=0x01;

SDA=port&0x80;

SCK=1;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

SCK=0;

_nop_（）;

_nop_（）;

_nop_（）;

port=port<<1;

ad=ad<<1;

}

AA=1;

BB=1;

ad=ad>>1;

returnad;

}

/**************延时**************/

voiddelayms（ucharx）

{

uchari,j;

for（i=x;i>0;i--）

for（j=200;j>0;j--）;

}

voidSend_Byte（uchardat）

{

uchari;

SCK=0;

for（i=0;i<8;i++）

{SDA=dat&0x80;

SCK=1;

dat<<=1;

SCK=0;

}

}

//读一个字节

ucharRead_Byte（void）

{

uchari;

uintbyte=0;

SCK=0;

for（i=0;i<16;i++）

{byte<<=1;

SCK=1;

if（SDA）

byte|=0x0001;

SCK=0;

}

byte=（（byte>>4）|（byte>>8））&0x00ff;

return（（uchar）（byte））;

}

//读忙标志

voidRead_Busy（void）

{

uchartemp;

//CS=1;

do

{

Send_Byte（0xfc）;//

temp=Read_Byte（）;//

}

while（temp&0x80）;

//CS=0;

}

//写字节命令

voidWrite_Cmd（ucharcmd）

{

uchartemph=0;

uchartempl=0;//

temph=cmd&0xf0;

templ=（cmd&0x0f）<<4;

Read_Busy（）;

//CS=1;

Send_Byte（0XF8）;//

Send_Byte（temph）;

Send_Byte（templ）;

//CS=0;

}

//写数据

voidWrite_Dat（uchardat）

{

uchartemph=0;

uchartempl=0;//

temph=dat&0xf0;

templ=（dat&0x0f）<<4;

Read_Busy（）;

//CS=1;

Send_Byte（0XFA）;//

Send_Byte（temph）;//

Send_Byte（templ）;

//CS=0;

}

voidpos（ucharx,uchary）

{

ucharaddr;

switch（y）

{

case0:

addr=0x80+x;break;

case1:

addr=0x90+x;break;

case2:

addr=0x88+x;break;

case3:

addr=0x98+x;break;

default:

break;

}

Write_Cmd（addr）;

}

/****************液晶初始化*********/

voidLCD_Init（void）

{

AA=1;

BB=1;

CC=0;

Write_Cmd（0X30）;

Write_Cmd（0X01）;

Write_Cmd（0X02）;

Write_Cmd（0X0C）;

}

voidLcd_display（ucharkey）

{uchari;

AA=1;

BB=1;

CC=0;

pos（0,0）;

i=0;

while（strint2[i]!

='\0'）

{

Write_Dat（strint2[i]）;

i++;

}

pos（0,1）;

i=0;

while（strint4[i]!

='\0'）

{

Write_Dat（strint4[i]）;

i++;

}

pos（0,2）;

i=0;

while（strint5[i]!

='\0'）

{

Write_Dat（strint5[i]）;

i++;

}

pos（5,3）;

Write_Dat（strint3[key]）;

}

voidAD_change（）

{uinthigh1=0,high2=0,high3=0,high4=0;

uintad=0;

ad=TLC2543（0x01）;

ad=（float）ad/4096*5000;

high1=ad/1000;

//if（high1sum3）

//{

high2=ad%1000/100;

high3=ad%100/10;

high4=ad%10;

pos（5,0）;

Write_Dat（high1+0X30）;

Write_Dat（'.'）;

Write_Dat（high2+0X30）;

Write_Dat（high3+0X30）;

Write_Dat（high4+0X30）;}

/**********矩阵按键*******************/

voidkeyscan（）

{

uchartemp;

if（flag==0）

Send_Byte（0x0e）;//11111110

flag=1;

temp=P1;

temp=temp&0x0f;

if（temp!

=0x0f）

{

delayms（5）;

temp=temp&0x0f;

if（temp!

=0x0f）

{

switch（temp）

{

case0x0e:

key=0;

break;

case0x0d:

key=1;

break;

case0x0b:

key=2;

break;

case0x07:

key=3;

break;

}

while（temp!

=0x0f）

{

temp=P1;

temp=temp&0x0f;

}

K_deal（key）;

}

}

if（flag==1）

Send_Byte（0x0d）;//11111101

flag=2;

temp=P1;

temp=temp&0x0f;

if（temp!

=0x0f）

{

delayms（5）;

temp=temp&0x0f;

if（temp!

=0x0f）

{

switch（temp）

{

case0x0e:

key=4;

break;

case0x0d:

key=5;

break;

case0x0b:

key=6;

break;

case0x07:

key=7;

break;

}

while（temp!

=0x0f）

{

temp=P1;

temp=temp&0x0f;

}

K_deal（key）;

}

}

if（flag==2）

Send_Byte（0x0b）;//11111011

flag=3;

temp=P1;

temp=temp&0x0f;

if（temp!

=0x0f）

{

delayms（5）;

temp=temp&0x0f;

if（temp!

=0x0f）

{

switch（temp）

{

case0x0e:

key=8;

break;

case0x0d:

key=9;

break;

case0x0b:

key=10;

break;

case0x07:

key=11;

break;

}

while（temp!

=0x0f）

{

temp=P1;

temp=temp&0x0f;

}

K_deal（key）;

}

}

if（flag==3）

Send_Byte（0x07）;//11110111

flag=4;

temp=P1;

temp=temp&0x0f;

if（temp!

=0x0f）

{

delayms（5）;

temp=temp&0x0f;

if（temp!

=0x0f）

{

switch（temp）

{

case0x0e:

key=12;

break;

case0x0d:

key=13;

break;

case0x0b:

key=14;

break;

case0x07:

key=15;

break;

}

while（temp!

=0x0f）

{

temp=P1;

temp=temp&0x0f;

}

K_deal（key）;

}

}

flag=0;

}

/*************按键处理*********/

voidK_deal（ucharkey）

{

ucharj,p=0,m,x;

uintl,i,k;

if（key==15）

{fz++;

l=0x30;

k=0;

dis[fz]=0;

}

if（key==14）

{fz++;

l=0x30;

k=1;

dis[fz]=1;

}

if（key==13）

{fz++;

l=0x30;

k=4;

dis[fz]=4;

}

if（key==12）

{fz++;

l=0x30;

k=7;

dis[fz]=k;

}

if（key==10）

{fz++;

l=0x30;

k=2;

dis[fz]=k;

}

if（key==9）

{fz++;

k=5;

l=0x30;

dis[fz]=k;

}

if（key==8）

{fz++;

k=8;

l=0x30;

dis[fz]=k;

}

if（key==6）

{fz++;

k=3;

l=0x30;

dis[fz]=k;

}

if（key==5）

{fz++;

k=6;

l=0x30;

dis[fz]=k;

}

if（key==4）

{fz++;

k=9;

l=0x30;

dis[fz]=k;

}

if（key==3）

{

uchari;

di=1;

if（di==1）

{yun=1;

m=1;

l=1;

j=fz;

for（;fz>0;fz--）

{

for（i=fz;i>1;i--）

m=m*10;

m=m*dis[l];

l++;

sum1=sum1+m;

m=1;

}

fz=0;

di=9;

}

//i=sum1;

}

if（key==1）

{

pos（7,1）;

i=sum1;

//sum2=sum1;

for（x=0;x

{

sum1=sum1/10;

p++;

}

for（j=p;j>0;j--）

{dis3[j]=i%10;

i=i/10;

}

for（j=1;j<=p;j++）

{

Write_Dat（0x30+dis3[j]）;

}

i=0;

}

if（key==2）