接口技术实验讲义2010(4)

1、接口技术实验要求1、带预习报告上机（算实验成绩的一部分）根据实验要求，作好充分预习，设计实验硬件原理及接线图（必须标出相关 的管脚号，以备硬件连线及测试），画出程序流程图，写出源程序清单，规划好 调试步骤，上机时带预习报告。 注意：无预习报告者不得做实验。2、认真实验，经教师检查给出成绩后，方可离开（算实验成绩的一部分）注意掌握软、硬件调试方法，提高分析问题、解决问题的能力。对所编写的 程序必须十分清楚，作到知其然，亦知其所以然，硬件电路原理清楚，熟练应用 常规的仪器（如万用表、示波器等）检查测试硬件电路。指导教师还会根据实验 要求，提出问题。3、按时提交实验报告（算实验成绩的一部分）实验结束

2、后，在预习报告的基础上，完成实验报告，并于下次实验时交给指 导教师。要求：程序清单和程序流程图附在实验报告纸后，利用实验设备完成思考题，写在实验报告中实验一并行接口、定时器/计数器实验（单片机类）一、实验目的1） 熟悉TD-51系统板（最小单片机系统）的结构及使用、熟悉开关及LED显示单元的结构及使 用；2）掌握8051单片机I/O 口的使用方法；3）掌握8051汇编语言的编程及调试方法；4）软件延时子程序的编写；5）学习外部中断的使用方法及外部中断子程序的编写；6）学习定时器的使用方法；二、实验预备知识（1）P1 口为准双向口，每一位都可独立地用于输入或输出。在作输入线使用前，必 须向锁存器

3、相应位写入“ 1”，以确保可靠输入。（2）可采用指令循环来实现延时的要求，即编制延时子程序。延时时间=延时子程序的总机器周期数*12/晶振频率。（3）硬件：利用接口实验平台的TD-51系统板、开关及 LED显示单元完成此次实验。1）TD-51系统板的连接在使用TD-51系统板的时候，如图1-4-1所示，首先通过 RS-232通讯电缆将TD-51系统板 与PC微机连接在一起，然后将电源（VCC）和地（GND）连接到接口实验平台的电源和地上，打开接口实验平台上的电源开关即可开展单片机的实验接口实验平台VCC GND亡1 C3' VCC GND口PC微机系统板圈141 TMIJR鑑極罷徉卫图

4、2）TD-51系统板上短路块的使用在TD-51系统板上提供了 3个短路块，一个用于 EA的设置，另外两个用于串行接口的设置。将短路块连接到 EA = 0表示单片机的EA引脚与GND相连，EA = 1表示单片机的EA引脚与VCC 相连（默认情况下，短路块插在EA = = 1处）。标号为JS1、JS2的两个短路块用来设置是否将单片机的串行接口与 PC微机的串行接口连接， ON表示连接，OFF表示不连接，默认情况短路块插在 ON处。3）开关及LED显示单元结构“开关及LED显示单元“中有16只发光二极管、16个开关，电路如下图 1所示，D0L15 为相应发光二极管驱动信号输入端，该输入端为高电平“1

5、”时发光二极管亮。K0K15为16个开关。5V1K开关上位K14GND :L开关下位图1:开关及LED显示单元电路（4）接口技术实验软件-Keil C51软件Keil C51 uVsion2集成开发环境是Keil公司开发的基于 80C51内核的微处理器软件开发平 台，内嵌多种符合当前工业标准的开发工具，可以完成从工程建立到编译、链接、目标代码生成、软件仿真、硬件仿真等完整的开发流程。三、实验内容1、 用P1 口控制其中的8只发光二极管循环点亮。使每两只发光二极管点亮的间隔时间为1 秒。（要求采用软件延时实现1秒延时）。2、 在题1的基础上，即P1 口控制八只发光二极管延时循环点亮，当有外部中断

6、时，发光管 全亮；当外部中断撤消时，发光管恢复循环点亮。3、 题2中发光二极管定时循环点亮，间隔时间1S并改由定时器来实现 1秒延时，继续实现 题2功能。4、 P1 口中4位用于输入4个开关的状态，P1 口的另外4位控制4个发光二极管，以反映各 开关状态。（选作）四、实验要求1、实验前准备工作（1）实验前必须预习，即查阅一些必要的资料（如上网或图书馆查询 Keil C51软件的相关资料）。（2）阅读教材P764.4汇编语言应用程序的开发与调试（3）画出硬件电路原理图（包括 8051芯片、晶振电路、复位电路，电源、 P1 口输出等）。（4）编写实验程序。2、实验课上调试程序，程序调好后要经过指导

7、教师检查。3、实验课后，要认真写好实验报告。五、实验步骤（软件）1、观察仿真器的硬件结构，指出系统板上单片机的型号、晶振的大小，复位按钮的位置， 并设计复位电路。2、创建Keil C51应用程序1）运行Keil C51软件。2）选择project 建立一个新工程，选定一个 CPU:（文件夹）SST公司的芯片 SST89E554RC。3） 选择File 建立一个源程序文件，另存为扩展名为.asm的文件，此文件用于输入汇编 程序。4）建立上面新建工程与上面新建源程序文件的联系。a）在工程窗口源程序组 Source Group1点击鼠标右键，菜单中选择Add Files toGroup 'S

8、ource Group1 '，将源程序文件加入源程序组。b）在工程窗口目标1点击鼠标右键，进入目标1属性，目标一晶振一11.0592;点击debug（调试）一Use使用，点击 设置 串口参数（缺省值）；点击 Output（输出）一 选中H生成HEX文件。3、输入汇编源程序打开前面建立的源程序文件，输入汇编程序。4、 编译源程序工程（Project） -B（build Target）建造目标文件（编译）5、连接程序 工程（Project） -R（Rebuild all Target files）重新建造所有目标文件 （连接）6、调试:start/stop Debugging :启动或停止

9、调试模式Go:运行程序，直到下一个有效断点。Step:跟踪运行程序Step Over:单步运行程序Stop running:停止运行程序1）若点击GO则程序执行，直到下一个有效断点停止运行。2） 若点击step则程序单步执行，按下一次step，程序执行一条语句。3）调试过程中可通过外部硬件观察执行结果，也可以观察寄存器、存储器来观察执行结果。view -project wi ndow 出现寄存器窗口view -memory wi ndow 出现存储器窗口C:地址；显示对应地址的 ROM空间的内容D:地址；显示对应地址的内部RAM空间的内容X :地址；显示对应地址的外部RAM空间的内容4）当程序

10、较复杂时，可以通过在程序中设置断点来调试程序设置断点的方法 debugin sert/remove breakpo int六、思考1、改变延时常数，使发光二极管闪亮时间改变。2、修改程序，使发光二极管闪亮移位方向改变。3、外中断时，电平触发和边沿触发有什么区别，应用时应注意哪些问题?实验二数码显示实验一、实验目的（1）了解8255的工作方式及应用;（2）了解数码显示的基本原理，熟悉8255的编程;、实验预备知识利用TD-51系统板、键盘及数码管显示单元（原理见图2）8255单元（原理见图3）、完成实验。5V14.7K*8A ' B C IDE 'FG I- DP J -SN74

11、074个共阴极数码管Y1 - LY2Y3Y4X1 -X2X3X4 -SN74074三、实验内容图2 :键盘及数码管显示单元电路结构图5V4.7K*41、在图2左边第一个LED中显示2这个数据。2、 在图2左边第一个LED中显示内部 RAM 65H单元中的数据。（65H单元中的数据可任 意设定为0F）3、 在图2 4个LED中动态显示内部 RAM 65H68H单元中的数据。（65H68H单元中的 数据可任意设定为 0F）Do福数据总线D7控A<制CS线RD -WR -PresetV CC-GND 344 3.21 427371898255A8 PPI65353625141516171312

12、11通道A pa7< PB0 PB7PC。）PC7丿通道B通道CCPU 接口图3: 8255接口单元四、实验要求1、实验前预习内容：8051芯片、晶振电路、（1）根据实验内容，设计硬件电路原理图，并给出详细接线图（包括 复位电路，电源、8255芯片、数码管及相关连线等）。（2）、画出程序流程图。（3）、给出源程序清单。（4）、规划实验步骤2、实验课上调试程序，程序调好后要经过指导教师检查。3、实验课后，要认真写好实验报告。四、思考实验三键盘扫描实验一、实验目的（1）了解8255的工作方式及应用；（2） 了解键盘扫描的基本原理，熟悉8255的编程；二、实验预备知识利用TD-51系统板、键盘

13、及数码管显示单元（原理见图2）8255单元（原理见图3）、完成实验。三、实验内容1、 完成键盘扫描功能，并把按键数值存入内部RAM 65H单元中。2、 完成键盘扫描功能，并把按键数值存入内部RAM 65H单元中。同时在在图 2左边第一 个LED中显示内部 RAM 65H单元中的数据。3、 把几次按键数值循环存入内部RAM65H68H四个单元中，并送对应的四个数码管显示。 （选作）四、实验要求1、实验前预习内容：（1）根据实验内容，设计硬件电路原理图，并给出详细接线图（包括8051芯片、晶振电路、复位电路，电源、8255芯片、数码管、键盘及相关连线等）。（2）、画出程序流程图。（3）、给出源程序

14、清单。（4）、规划实验步骤4、实验课上调试程序，程序调好后要经过指导教师检查。实验课后，要认真写好实验报告。四、思考实验四A/D转换实验(1)一、实验目的(1) 学习理解模/数信号转换的基本原理(2) 掌握模/数转换芯片ADC0809的使用方法。二实验预备知识硬件：利用TD-51系统板、ADC单元(原理见图 4、6)、8255单元、，完成A/D转换实验。王=PiSTMITCLOCKVHER+)玉BBH ADOmO»ffgifts舉21也号卅糕K焙址ABC0401N000mi0I0吆0IIIN3!00IM101IW1I0WbJT1IN7+ >AD0809CLOCKOEADDAAD

15、DBSTARTADDCALEEOCCLOCKA- BCD0D7IN0 I : I !IN7I图6实验室的ADC单元原理图ADC0809包括一个8位的逐次通近型的 ADC部分，并提供一个 8通道的模拟多路开关和 联合寻址逻辑。用它可直接输入8个单端的棋拟信号，分时进行A/D转换，在多点巡回检侧、过程控制等应用领域中使用非常广泛。ADC0809的主要技术指标为：分辨率：8位单电源：+5V总的不可调误差：士 ILSB转换时间：取决于时钟频率模拟输入范围：单极性 05V时钟频率范围：I OKHz- 1280KHZADC0809的外部管脚如图4所示，地址信号与选中通道的关系如表4-3-1所示三、实验内容

16、利用TD-51系统板、ADC单元(原理见图4、6)、8255单元、，完成A/D转换实验。1. ADC单元中提供的05V信号源作为ADC0809的模拟输入量，进行A/D转换，转换结果存 在60H单元中。2 . ADC单元中提供的05V信号源作为ADC0809的模拟输入量，进行 A/D转换，转换结果在 数码管中显示出来。(可利用实验二的程序)(选作)3.改变输入通道，修改程序，再执行程序。四、实验要求：1、实验前预习内容：(1) 根据实验内容，设计硬件电路原理图，并给出详细接线图(包括8051芯片、晶振电路、复位电路，电源、0809芯片、8255芯片、数码管及相关连线等)。(2) 、画出程序流程图

17、。(3) 、给出源程序清单。(4) 、规划实验步骤2、实验课上调试程序，程序调好后要经过指导教师检查。3、实验课后，要认真写好实验报告。实验四D/A转换实验(2)一、实验目的(1) 学习数/模转换的基本原理；(2) 掌握DAC0832的使用方法(3) 了解单片机系统中扩展 D/A转换芯片的基本方法。二、实验原理D/A转换器是一种将数字量转换成模拟量的器件，其特点是：接收、保持和转换的数字信息，不存在随温度、时间漂移的问题，其电路杭干扰性较好。大多数的D/A转换器接口设计主要围绕D/A集成芯片的使用及配置响应的外围电路。DAC0832是8位芯片，采用CMOS工艺和R-2RT形电阻解码网络， 转换结果为一对差动电流loutl和Iout2输出，其主要性能参数如表 4-4-1示，引脚如图5所示csWR1 AGNDVREFRFB DONDVCC IL£ WR2ioun bovti性鏡參数 !8血祐¥ +15V转换时间lUs|：r満刻度溟差±ILSB甦据着入电平与VTL电平兼客表 4-1-1 DAC0S32 性«#«OUT三、实验内容利用TD-51系统板、DAC单