东南大学MCU第五六次实验(共16页)

1、东南大学自动化学院(xuyun)实 验 报 告课程名称： MCU技术(jsh)及课程设计 第 三 次实验(shyn)实验五：键盘扫描实验实验六：ADC 模数转换院 （系）： 自动化 专 业： 自动化 姓 名： 学 号： 实 验 室： 实验组别： 同组人员： 实验时间： 2015年 5 月 14日评定成绩： 审阅教师： 实验(shyn)五 键盘扫描(somio)实验实验目的(md)和要求1. 实验目的不论在任何机器上，输入永远是一个永恒的问题，有了输入才能让控制器按要求发出相应的控制指令，达到相应的控制效果，本次实验将会介绍实验箱上自带键盘的输入内容。2. 实验要求 按下目标板KeyBoard上

2、的按键，最右边的LED数码管显示对应数字。实验原理(1) 矩阵键盘的读取如图 5-1 所示，该键盘为 8*3bit。图 5-1 矩阵键盘读取示意图一旦有按键按下，TM1638 中相关的寄存器的值就会改变（按键按下时相应字节由 0 变1），具体对应关系如图 5-2 所示。（键盘不全，没有加、减、等于、AC 等几个键）图 5-2 按键(n jin)对应关系图MSP430f6638 试验箱按键对应(duyng)关系为图 5-3 所示。图 5-3 MSP430f6638 试验箱按键对应(duyng)关系图图 5-3 MSP430f6638 试验箱按键对应关系图 注意： 1) 键盘用坐标形式表示，空白位

3、表示本开发板暂未用到。2) TM1638 最多可以读 4 个字节，不允许多读。读数据字节只能按顺序从BYTE1-BYTE4 读取，不可跨字节读。例如：硬件上的 K2 与 KS8 对应按键按下时，此时想要读到此按键数据，必须需要读到第 4 个字节的第 5BIT 位，才可读出数据。 3) 当 K1 与 KS8，K2 与 KS8，K3 与 KS8 三个按键同时按下时，此时 BYTE4所读数据的 B4，B5，B6 位均为 1。 4) 组合键只能是同一个KS，不同的K引脚才能做组合键；同一个K与不同的KS引脚不可以做成组合键使用。5) 例如：如果 Keyboard 的按键1按下，根据图 5-3，我们可以

4、从读取按键值，程序实现参考：unsigned char c4; /对应BYTE1-BYTE4 unsigned int key_value=0 x00; /暂存TM1638读取的按键值 unsigned int i; STB_high; STB_low; TM1638_Write(0 x42); /写地址 _delay_us(1); for(i=0;i4;i+) ci=TM1638_Read(); /读取按键值 STB_high; if(c0&BIT2) /根据图5-3判断读取的按键 key_value |= BIT1; /如果(rgu)是，则判断(pndun)为按键1按下 下面(xi mia

5、n)给出 TM1638.c 中 read_key 主体函数，编写自己的 main 函数调用read_key 来实现所需功能。 unsigned char Read_key(void) unsigned char c4; unsigned int key_value=0 x00; unsigned int i; STB_high; STB_low; TM1638_Write(0 x42); _delay_us(1); for(i=0;i4;i+) ci=TM1638_Read(); STB_high; if(c0&BIT2) key_value |= BIT1; else if(c0&BIT6)

6、 key_value |= BIT4; else if /此处编写对应按键关系判断 for(i=0;i16;i+) if(0 x01i)=key_value) break; return i; 实验方案与实验步骤1. 实验流程图2. 实验(shyn)步骤(bzhu)(1) 将PC与开发板相连(xin lin)；(2) 建立CCS工程；(3) 选择对该工程进行编译链接，生成.out 文件。然后选择 ，将程序下载到实验板中。程序下载完毕之后，可以选择全速运行程序，也可以选择单步调试程序，选择 F3 查看具体函数。也可以程序下载之后，按下，软件界面恢复到原编辑程序的画面。再按下实验板的复位键，运行程

7、序。实验设备与器材配置德研电科 MSP430F6638 单片机 上海德研电子科技有限公司 Code Composer Studio (CCStudio)集成开发环境 上海德研电子科技有限公司实验记录显示数字： 显示(xinsh)字母(zm)： 按下”AC”+”-”=”时点亮LED灯：实验(shyn)总结实验(shyn)最初版代码并不能保持数字(shz)的显示，即按下键盘上的数字时，数码管显示，手松开时，数码管显示”0”，后在代码中加入延迟后解决该问题，程序能够顺利运行。附上源代码#include #include TM1638.hconst uint8_t Num16=0 x3F,0 x06,

8、0 x5B,0 x4F,0 x66,0 x6D,0 x7D,0 x07,0 x7F,0 x6F,0 x77,0 x7C,0 x39,0 x5E,0 x79,0 x71;/段码const uint8_t Addr8=0 x08,0X0a,0X0c,0X0e,0X00,0X02,0X04,0X06;/地址const uint8_t Key20=0 x00,0 x01,0 x02,0 x03,0 x04,0 x05,0 x06,0 x07,0 x08,0 x09,0 x0a,0 x0b,0 x0c,0 x0d,0 x0e,0 x0f,0 x10,0 x11,0 x12,0 x13;/0-9,a-f,

9、+,-,=,ACint read_key(void);/只显示(xinsh)一个数码管void main(void) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;/ Stop watchdog timer P4DIR |= BIT4+BIT5+BIT6;/+,-,=,ac P4OUT &= 0X87; P3DIR |= BIT2+BIT4+BIT5; init_TM1638(); int key_value=0; int key_value_p=0; int i=0; while(1) key_value=read_key(); for(i=0;i20;i+) if(key_value=

10、Keyi) key_value=i; if(key_value=0) Write_DATA(Addr7,Numkey_value); if(key_value=0 x20) Write_DATA(Addr7,Numkey_value_p); switch (key_value) case 16:P4OUT &= 0X87;P4OUT |= BIT4;break;/+ case 17:P4OUT &= 0X87;P4OUT |= BIT5;break;/- case 18:P4OUT &= 0X87;P4OUT |= BIT6;break;/= case 19:P4OUT &= 0X87;P4O

11、UT |= BIT6+BIT5+BIT4;break;/AC default:P4OUT &= 0X87;break; if(key_value!=0 x20) key_value_p=key_value; 实验(shyn)六 ADC 模数转换实验目的(md)和要求1. 实验(shyn)目的(md)在 MSP430 的实时控制和智能仪表等应用系统中，控制或测量对象的有关变量，往往是一些连续变化的模拟量，如温度、压力、流量、速度等物理量。利用传感器把各种物理信号测量出来，转换为电信号，经过模数转换（ADC）变成数字量，这样才能被MSP430处理和控制。本实验通过ADC将电位器的变化实时显示在 L

12、ED 上。 (1) 掌握ADC的基本原理和编程方式。 (2) 熟练应用MSP430F6638的ADC12模块及其4种工作模式。 (3) 了解单片机如何进行数据采集。2. 实验要求 (1) 调节电位器，观察实验板上的 LED 数码管显示。随着电位器的转动，LED 数码管实时显示电位器电压的转换值。采用ADC中断方式实现。 (2) 输入模拟电压的转换结果满足公式： NADC=4095(Vin VR-)/(VR+ - VR-)。 (3) 本实验推荐使用万用表，观察电位计中间引脚对地电压。 (4) 为了增强转换结果的稳定性，采用均值滤波的方法，即某一时刻的电压值采用该时刻位置前推n个采样值的均值来表示

13、，而不是直接用当前的采样值。本实验中推荐n=8.实验原理(1) 实验板主控芯片MSP430F6638的ADC12模数转换模块支持12位精度模数转换，主要由具有采样与保持功能的12位转换器内核、采样选择控制、参考电压发生器以及16个字转换控制缓冲区组成。(2) ADC12提供4种转换模式，分别是单通道单次转换、序列通道多次转换、单通道多次转换、序列通道多次转换。(3) ADC12转换器使用流程1.设置转换模式。2.输入模拟信号。3.选择启动信号。4.关注转换结束信号。5.存放转换数据以及采用查询或者中断方式读取数据。(4) ADC的中断向量和中断机制ADC12是一个多源中断：有18个中断标志（A

14、DC12IFG0ADC12IFG15与ADC12TOV,ADC12OV）,但是只有一个中断向量，这18个中断标志的优先级顺序与对应的中断向量值见表6-1。表 6-1 ADC12 个中断标志(biozh)位对应的 ADC12IV 值优先级顺序从高到低依次为：数据溢出(y ch)标志ADC12OVIFG，时间(shjin)溢出中断标志ADC12TOVIFG，转换存储器的标志ADC12IFG0，ADC12IFG1ADC12IFG15。各中断标志将产生一个036的偶数，0表示没有中断或没有中断标志位置位；其他数字（236）对应于相应中断标志位。其中ADC12OVIFG和ADC12TOIFG会自动复位，

15、ADC12IFGx需在用户软件中复位，或通过访问对应转换存储器ADC12MEMx的标志位自动复位。(5) ADC12模块的硬件电路结构如图6-1所示，开发板接口位置如图6-2所示，其中P6.6为ADC采样的输入信号，该接口已经连接到电位计输出口，我们可以通过开发板上TP16进行观察测试。图 6-1 ADC12模块硬件电路图相关引脚定义：图6-2 开发板上ADC模块接口实验(shyn)方案与实验步骤1. 实验(shyn)流程图2. 实验(shyn)步骤(bzhu)(1) 将PC与开发板相连；(2) 建立CCS工程；(3) 选择对该工程进行编译链接，生成.out 文件。然后选择 ，将程序下载到实验

16、板中。程序下载完毕之后，可以选择全速运行程序，也可以选择单步调试程序，选择 F3 查看具体函数。也可以程序下载之后，按下，软件界面恢复到原编辑程序的画面。再按下实验板的复位键，运行程序。实验设备与器材配置德研电科 MSP430F6638 单片机 上海德研电子科技有限公司 Code Composer Studio (CCStudio)集成开发环境 上海德研电子科技有限公司实验(shyn)记录转动(zhun dng)电位器，数码管显示不同(b tn)数值（最小为0，最大为2.499）： 实验总结程序能够顺利运行。思考题或讨论题(1) ADC的参考电压如何进行选择？(2) ADC的四种工作状态有何异

17、同？ (3) ADC的中断机制如何实现？ (4) 本文的编程涉及到整数的显示问题，如何在 LED 上一位位显示？ 提示：采用除 10 取余数的方法，例如 2048，则有 Num0 = 2048 % 10 = 8; Num1 = (2048 / 10) % 10 = 4; Num2 = (2048/ 100) % 10 = 0; Num2 = (2048/ 1000) % 10 = 2; 然后显示 2，0，4，8 四个数字即可。 (5) 如何启动转换？如何判断转换是否结束？ (6) ADC 采样时，采用此前时刻多个采样值的平均值作为当前值，即均值滤波方法的意义何在？附上源代码#include #

18、include TM1638.hunsigned int result;unsigned int Val4;int i;int temp = 0;double tmp;int ind = 0;const uint8_t Num16 = 0 x3F, 0 x06, 0 x5B, 0 x4F, 0 x66, 0 x6D, 0 x7D, 0 x07, 0 x7F, 0 x6F, 0 x77, 0 x7C, 0 x39, 0 x5E, 0 x79, 0 x71; /段码const uint8_t Addr8 = 0 x08, 0 x0a, 0 x0c, 0 x0e, 0 x00, 0 x02, 0 x04, 0 x06; /地址(dzh)void main(void)WDTCTL = WDTPW+WDTHOLD; / Stop WDTP3DIR |= BIT2 + BIT4;init_TM1638();P6SEL |= BIT6;ADC12CTL0 = ADC12ON + ADC12SHT0_2 + REFON + ADC12REF2_5V;ADC12CTL1 = ADC12SHP;ADC12MCTL0 = ADC12SREF_0 + ADC12INCH_6;/ADC12IE = BIT6;for (i = 0;i 0 x3600