标准实验报告.docx
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标准实验报告
电子科技大学通信学院
实验报告
实验名称现代电子技术综合实验
姓名：
王超博
学号：
评分：
教师签字
电子科技大学教务处制
电子科技大学
实验报告
实验地点：
科A333实验时间：
2014年6月4日
一、实验室名称：
电子技术综合实验室
二、实验项目名称：
现代电子技术综合实验
三、实验学时：
40
四、实验目的与任务：
1、熟悉系统设计与实现原理
2、掌握KEILC51的基本使用方法
3、熟悉SMARTSOPC实验箱的应用
4、连接电路，编程调试，实现各部分的功能
5、完成系统软件的编写与调试
五、实验器材
1、PC机一台
2、示波器、SMARTSOPC实验箱一套
六、实验原理、步骤及内容
（一）试验要求
1、程序开始后：
当只有第1个发光二极管亮时，同时第1个数码管显示数字1，其余显示”-”；持续0.5秒之后，只有第2个发光二极管亮，同时第2个数码管显示数字2，其余显示”-”；再过0.5秒，只有第3个发光二极管亮，同时第3个数码管显示数字3，其余显示”-”；……；间隔0.5秒后，只有第8个发光二极管亮，同时第8个数码管显示数字8，其余显示”-”。
此后进入循环状态。
循环过程中，按按键进入任务2。
2、停止任务1中发光二极管显示，数码管的第1、2位显示学号最后二位，第4、5位显示电机转速（初始转速30）。
第7、8位实现秒表功能，从5.0开始倒计时，计时到0.0后程序自动进入任务3.
3、数码管的第1、2位显示电机转速，第3、4、5、6位显示”-”,第7、8位显示二位电压值（0.0~2.4V），增减调节电压值，电机转速（初始转速30）能够跟随电压增减以10倍变化量（0~24），进行加减速变化。
按按键进入任务1。
（二）实验内容
1、硬件设计
PDIP40封装80C51引脚布局图SmartSOPC相配套的基于8051单片机的Quick51核心板
2、各部分硬件原理
数码管动态扫描原理：
动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选线控制是哪一位数码管有效。
选亮数码管采用动态扫描显示。
所谓动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同时都在显示。
动态显示的亮度比静态显示要差一些，所以在选择限流电阻时应略小于静态显示电路中的。
原理图
（一）
蜂鸣器工作原理：
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，本文介绍如何用单片机驱动蜂鸣器，他广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电话机等电子产品中作发声器件。
蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。
接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场，振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下，周期性地振动发声。
压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。
多谐振荡器由晶体管或集成电路构成，当接通电源后（1.5~15V直流工作电压），多谐振荡器起振,输出1.5～2.5kHZ的音频信号，阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
原理图
（二）
I2C工作原理：
在I2C总线上每传输一位数据，都有一个时钟脉冲相对应，其逻辑“0”和“1”的信号电平取决于该点的正端电源VDD的电压。
I2C总线数据传输时，在时钟线高电平期间数据线上必须保持有稳定的逻辑电平状态，高电平为数据1，低电平为数据0。
只有在时钟线为低电平时，才允许数据线上的电平变化。
I2C总线数据传送时有两种时序状态被分别定义为起始信号和终止信号。
起始信号：
在时钟线保持高电平期间，数据线在由高电平到低电平变化时启动I2C总线，为I2C总线的起始信号。
终止信号：
在时钟线保持高电平期间，数据线在由低电平到高电平变化时将停止I2C总线的数据传送，为I2C总线的终止信号。
起始信号和终止信号都是由主控制器产生。
总线上带有I2C总线接口的器件很容易检测到这些信号。
但是对于不具备这些硬件接口的单片机来说，为了能准确地检测到这些信号，必须保证在总线的一个时钟周期内对数据线至少进行两次采样。
原理图（三）
LM75特征及应用：
LM75温度传感器包含一个模数转换器和一个数字过热检测器。
主机可通过器件的I2C接口读取温度数据。
当超出设置的温度门限时漏极开路的过热输出吸收电流。
OS输出具体2种模式，比较器或中断模式。
主机控制报警触触发门限和带回温度，低于带回温度报警条件无效。
主机可读写LM75的TOS和THYST寄存器，器件上电时进入比较器模式，默认条件下TOS=+80且THYST=75。
原理图（四）
电机驱动原理：
步进电机为一四相步进电机，采用单极性直流电源供电。
只要对步进电机的各相绕组
按合适的时序通电，就能使步进电机步进转动。
四相步进电机按照通电顺序的不同，可分为单四拍、双四拍、八拍三种工作方式。
单四拍与双四拍的步距角相等，但单四拍的转动力矩小。
八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半，因此，八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度。
原理图（五）
3、软件设计
（完成程序框图）
（三）思考题
设定温度的按键改用外部中断模式，电路如何修改（画示意图）？
程序如何修改，写出中断服务程序。
七、总结及心得体会
通过一个星期的学习和实践，我从只能点亮一个LED灯到可以按照实验要求完成流水灯。
在每一个小小的实现项目的完成，感觉自己都在一步一步的成长，虽然有的时候非常烦躁，实验结果老是出不来，而且找不到原因，并且被老师骂的一塌糊涂。
但是，我还是坚持下来了。
坚持着完成一个个小项目，这样自己的信心也一步一步增加。
使得我很快就完成了实验。
在此，需要谢谢老师的谆谆教导。
八、对本实验过程及方法、手段的改进建议
无
九、附录
综合实验程序：
#include
#include
#include
sbitKEY1=P2^0;
sbitKEY2=P2^1;
sbitPWM=P2^6;
sbitCS=P3^5;
sbitDAT=P3^6;
sbitCLK=P3^7;
unsignedcharKeyScan（）
{
unsignedchark='\0';
if（KEY1==0）k='+';
if（KEY2==0）k='-';
returnk;
}
//定义显示缓冲区（由定时中断程序自动扫描）
unsignedcharDispBuf[8];
unsignedchartemp;
unsignedcharSpeed;//预设的电机转速值，范围20～250
bitSWTR;//软件定时器运行标志
bitSWTF;//软件定时器溢出标志
unsignedintSWTV;
/*
函数：
T1INTSVC（）
功能：
定时器T1的中断服务函数
*/
voidT1INTSVC（）interrupt3
{
codeunsignedcharcom[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};
staticunsignedcharn=0;
staticunsignedchart=0;
//扫描数码管
P0=0xFF;//暂停显示
XBYTE[0xE800]=~DispBuf[n];//更新扫描数据
P0=~com[n];//重新显示
n++;
n&=0x07;
//产生PWM方波，驱动电机
t++;
if（t{
PWM=1;
}
else
{
PWM=0;
}
//模拟一个软件定时器
if（SWTR）
{
if（--SWTV==0）SWTF=1;
}
}
/*
函数：
DispClear（）
功能：
清除数码管的所有显示
*/
voidDispClear（）
{
unsignedchari;
for（i=0;i<8;i++）
{
DispBuf[i]=0x00;
}
}
/*
函数：
DispChar（）
功能：
在数码管上显示字符
参数：
x：
数码管的坐标位置（0～7）
c：
要显示的字符（仅限16进制数字和减号）
dp：
是否显示小数点，0－不显示，1－显示
*/
voidDispChar（unsignedcharx,unsignedcharc,bitdp）
{
codeunsignedcharTab[]=
{//定义的数码管字型数据
0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,
0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71
};
unsignedchart;//临时变量
//防止显示位置超出范围
x&=0x07;
x=7-x;
//分析字符c，取得对应的数码管字型数据
if（c=='-'）
{
t=0x40;
}
else
{
t=toint（c）;//toint（）为库函数，详见C:
\Keil\C51\HLP\C51.pdf
if（t<16）//如果是16进制字符
{
t=Tab[t];//查表，取得数码管字型数据
}
else
{
t=0x00;//如果是其它字符则显示为空白
}
}
//检查是否显示小数点
if（dp）
{
t|=0x80;
}
else
{
t&=0x7F;
}
//送到显示缓冲区显示
DispBuf[x]=t;
}
/*
函数：
DispStr（）
功能：
在数码管上显示字符串
参数：
x：
显示的起始位置（0～7）
*s：
要显示的字符串（内容仅限16进制数字和减号）
*/
voidDispStr（unsignedcharx,unsignedcharidata*s）
{
unsignedcharc;
for（;;）
{
c=*s++;
if（c=='\0'）break;
DispChar（x++,c,0）;
}
}
/*
函数：
ByteToStr（）
功能：
字节型变量c转换为十进制字符串
*/
voidByteToStr（unsignedcharidata*s,unsignedcharc）
{
codeunsignedcharTab[]={10,1};
unsignedchari;
unsignedchart;
for（i=0;i<2;i++）
{
t=c/Tab[i];
*s++='0'+t;
c-=t*Tab[i];
}
*s++='0'+c;
*s='\0';
}
/*
函数：
DispInit（）
功能：
数码管扫描显示初始化
*/
voidDispInit（）
{
DispClear（）;//初始为全灭
EA=0;
/*
TMOD&=0x0F;
TMOD|=0x10;
TH1=0xFC;
TL1=0x66;
*/
TR1=1;
ET1=1;
EA=1;
}
/*
函数：
Delay（）
功能：
延时0.01～2.56s
参数：
t>0时，延时（t*0.01）s
t=0时，延时2.56s
说明：
晶振用11.0592MHz
*/
voidDelay（unsignedintt）
{
SWTV=t;//软件定时器赋初值
SWTR=1;//启动软件定时器
while（!
SWTF）;//等待溢出
SWTR=0;//停止软件定时器
SWTF=0;//清除溢出标志
}
unsignedcharMeasureSpeed（）
{
TH0=TL0=0;//清除计数器T0
TR0=1;//启动计数器T0
Delay（2500）;//延时250ms（因为直流电机转盘上正好有4个槽）
TR0=0;//停止计数
TF0=0;//清除（可能的）溢出标志
returnTL0;//返回结果（单位：
转/秒；已知电机转速不会超过100）
}
/*
函数：
SysInit（）
功能：
系统初始化
*/
/*
voidSysInit（）
{
TMOD&=0xF0;
TMOD|=0x01;//设置定时器T0为16位定时器
DispInit（）;//数码管扫描显示初始化
}
*/
voidSysInit（）
{
unsignedchari;
for（i=0;i<8;i++）
{
DispBuf[i]=0x00;//数码管初始化为全灭
}
Speed=35;//设置电机初始转速
SWTR=0;
SWTF=0;
SWTV=0;
TMOD&=0x0F;
TMOD|=0x20;//设置T1为8位定时器，自动重装
TH1=TL1=0xA4;//设置T1初值，对应100μs
ET1=1;//使能T1中断
TR1=1;//启动T1
EA=1;//使能总中断
TMOD&=0xF0;
TMOD|=0x05;
DispInit（）;
}
unsignedcharReadAdc（）
{
unsignedchard;
unsignedcharn;
CS=0;
n=5;
while（--n!
=0）;
n=8;
do
{
d<<=1;
if（DAT）d++;
CLK=1;
CLK=0;
}while（--n!
=0）;
CS=1;
returnd;
}
voidmain（）
{
codeunsignedcharw[]="21";
unsignedchari;
unsignedcharx;
unsignedchark;
unsignedcharspd;
unsignedcharr[3];
unsignedcharv;
unsignedcharSW;
unsignedcharGW;
bitdp;
SysInit（）;
dp=0;
//TMOD&=0xF0;
//TMOD|=0x01;
for（;;）
{
for（;;）
{
temp=0x00000001;
k=KeyScan（）;
if（k=='+'）
break;
for（i=0;i<8;i++）
{
P1=~temp;
temp<<=1;
k=KeyScan（）;
if（k=='+'）
break;
for（x=0;x<8;x++）
{
DispChar（x,'-',dp）;
k=KeyScan（）;
if（k=='+'）
break;
}
DispChar（7-i,s[i],dp）;
k=KeyScan（）;
if（k=='+'）
break;
Delay（5000）;
}
}
P1=~（temp&0x00000000）;
SysInit（）;
for（;;）
{
for（x=0;x<2;x++）
{
DispChar（7-x,w[x],dp）;
}
DispChar（1,5+'0',1）;
DispChar（0,0+'0',0）;
for（x=4;x>=0;x--）
{
for（i=9;i>=0;i--）
{
spd=MeasureSpeed（）;
SW=spd/10;
GW=spd%10;
DispChar（3,GW+'0',0）;
DispChar（4,SW+'0',0）;
Delay（1000）;
DispChar（1,x+'0',1）;
DispChar（0,i+'0',0）;
if（i==0）break;
}
DispChar（1,x+'0',1）;
DispChar（0,0+'0',0）;
if（x==0）break;
}
if（x==0）break;
}
SysInit（）;
for（;;）
{
spd=MeasureSpeed（）;
SW=spd/10+'0';
GW=spd%10+'0';
DispChar（6,GW,0）;
DispChar（7,SW,0）;
v=ReadAdc（）;//读取ADC值
SW=v/100;
GW=（v-100*SW）/10;
DispChar（1,SW+'0',1）;
DispChar（0,GW+'0',0）;
Speed=32+v/10;
k=KeyScan（）;
if（k!
='\0'）
break;
}
}
}
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