基于STC15单片机小系统开发实验箱指导书.doc
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1、 吉首大学实践教学系列SERIES OF PRACTICAL TEACHING OF JISHOU UNIVERSITY基于STC15单片机小系统板实验指导书主编:硬件设计:STC公司软件设计:STC公司物理机电工程学院实验分组:2012电科分组:分为二组,第一组时间4-18周(双周)星期四56节;第二组时间4-18周(双周)星期四78节;地点总理楼6楼(电梯那边)微机原理实验室。实验分组:2012物理、应物分组:分为二组,第一组时间4-18周(双周)星期五56节;第二组时间4-18周(双周)星期五78节;地点总理楼6楼(电梯那边)微机原理实验室。 第一章 STC单片机系统概述STC单片机系统
2、板是宏晶科技赞助支持建设的,结合吉首大学物理机电工程学院的单片机原理与接口课程教学需要,适用于物理科学与信息工程学院各专业学生的单片机原理与接口课程实验教学,STC单片机系统板,选择目前在单片机应用系统中使用广泛的,具有较大的片上ROM和RAM的STC15系列单片机为核心,扩展串并显示模块、矩阵键盘、AD模拟采样键盘、双串通信、日历芯片、SPI接口的大容量FLASH存储器,扩展32KB SRAM存储器、红外收发模块、LCD12864液晶显示模块接口等。STC公司为此开发板提供了详细的库函数,是广大青年学习的首选。实验箱外观图打开方式:双手捏住如上图红圈所示的实验箱的把手处,双手分别向两边用力即
3、可打开实验箱。实验板布局图2.1 实验一 LED灯显示控制实验目的1学习并掌握LED灯电路与编程控制方法;实验重点和难点1. 熟练掌握Keil C51 集成编译环境的使用;2. 熟练掌握STC ISP软件的使用方法;3. 并口的结构及程序设计方法.实验课时2学时实验仪器微型计算机,STC单片机系统实验箱实验原理1LED电路原理及参数估算方法图1 LED 电路LED电路主要包括电阻R52R54,发光二极管LED7LED10,如果单片机以+5V供电,则电阻R的取值方法如下:P1口为低电平时,电压约为0.3V以下;发光二极管正向导通时的压降(红色为1.7V左右,蓝、绿为2.5V左右);发光二极管正常
4、发光时的电流约为120mA;因此限流电阻较大可取R(5V-0.3V-1.7V)/(0.001A)3K左右.2. KEIL C51软件的基本使用方法(1)启动Keil C51集成编译环境,并新建项目选择项目文件的保存路径,并输入项目名led。选择所采用的微处理器,这里可选择与STC89C52兼容的AT89C52。系统会提示是否拷贝初始化系统的启动代码,选择不拷贝。单击新建一个文本文件,输入源程序,并存盘为led.c如果没有看到项目工作区可以单击显示项目工作区,右击项目工作区的Source Group,将源程序添加入项目。单击重新编译项目,如果有错,将会提示如下,修改到没有错误为止。右击项目工作区
5、的target1,进入设置目标选项。一定要将Create HEX file选项选中:再执行重新编译即可生成可下载到单片机上的二进制文件了,该文件存放在项目所在路径,主文件名与项目名同名。3. STC-ISP的使用方法启动STC_ISP程序,将出现以下界面,根据提示进行操作即可。正确下载后显示:4.硬件连接:将PC的USB口与单片机的USB/Micro-USB口用2-3交换的DB9线连接起来,通过PC的USB口,给单片机系统供电。5.编程原理:5.1、配置端口5.2 流程图:(开始)-(配置IO口的工作方式初始化)-主循环:关所有LED灯,延时500ms;开第一只LED灯,延时500ms;开第二
6、只LED灯,延时500ms;开第三只LED灯,延时500ms;开第四只LED灯,延时500ms;重复上述。实验内容与步骤1熟悉Keil C51编译环境2. 练习STC-ISP下载程序 3. 修改源程序,以其它不同的方式显示跑马灯,并将程序写入到实验报告中。本实验注意事项1第一次实验,请仔细按照指导书操作,以免出现莫名其妙的错误2. 请老师检查实验结果。实验报告整理数据、记录实验现象、源程序等并写入实验报告,交纸质文档。附实验参考程序2.2 实验二 七段数码管显示仿真实验目的1学习并掌握七段数码管电路与编程控制方法;实验重点和难点1. 进一步掌握Keil C51 集成编译环境的使用;2. 七段数
7、码管的电路结构及程序设计方法.3. 掌握使用protues软件进行仿真的方法。实验课时2学时实验仪器微型计算机,STC单片机系统实验箱实验原理1七段数码管的结构与原理四位七段数码管外形及内部原理结构如下图所示:可分为共阳极与共阴极两种类型,二者的字形码是按位取反的关系,在电路结构上,二者应用时是有区别的,其驱动电路不同。下图为共阴七段数码管电路:字形码从P0口送出,位选从P2口(P2.4P2.7),共阴端采用PNP管加的驱动电路,用排阻约470*8上拉到VCC。排阻的取值可参考实验一的计算方法。如果采用共阳极七段数码管,应该采用如下的驱动电路:本实验系统采用的是共阴极七段数码管。2字形码字形0
8、,1,2,3.。9,A,b,C,d,E,F分别对应十六进制值:0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;小数点对应0x80位。3基本程序显示一个数字参数说明:zf需要显示的字符(0-F);zw显示在哪一位上(1-4);dot是否加小数点。void lightseg7(unsigned char zf,unsigned char zw,unsigned char dot) zx_port=0; zx_port=zxzf|dot;switch(zw) case 1:seg7_1=0
9、;seg7_2=1;seg7_3=1;seg7_4=1; delay20ms();break; case 2:seg7_1=1;seg7_2=0;seg7_3=1;seg7_4=1; delay20ms();break; case 3:seg7_1=1;seg7_2=1;seg7_3=0;seg7_4=1; delay20ms();break; case 4:seg7_1=1;seg7_2=1;seg7_3=1;seg7_4=0; delay20ms();break; zx_port=0;4仿真软件PROUTEUS软件的使用内容参考教材单片微机原理与接口技术-基于STC15系列单片机,第46-
10、51页。实验内容与步骤1熟悉Keil C51编译环境,编写七段数码管显示子程序和测试程序,要求在四位数码管上显示不同的数字符号,并循环显示。2. 在protues软件中画出实验电路原理图,并仿真出七段数码管显示的数据。并将程序写入到实验报告中。本实验注意事项1请仔细按照指导书操作,以免出现莫名其妙的错误2. 请老师检查实验结果。实验报告整理数据、记录实验现象、源程序等并写入实验报告,交纸质文档。附实验参考程序2.3 实验三 串并扩展七段数码管显示实验实验目的1学习并掌握使用串并扩展输出端口芯片74HC595的工作原理和编程方法;2、进一步掌握七段数码管电路显示电路的设计和编程控制方法;实验重点
11、和难点1. 进一步掌握Keil C51 集成编译环境的使用;2. 七段数码管的电路结构及程序设计方法.3. 掌握使用74HC595的编程方法。实验课时2学时实验仪器微型计算机,STC单片机系统实验箱实验原理1.实验箱中串并显示部分原理图:2.编程原理(1)74HC595管脚介绍及逻辑功能表(2)根据上述逻辑真值表编写74HC595的驱动程序/* 向HC595发送一个字节函数 */void Send_595(u8 dat)u8i;for(i=0; i8; i+)dat = 8)display_index = 0;/8位结束回0(4)主程序中循环调用显示扫描程序实现显示功能。实验内容与步骤1熟悉K
12、eil C51编译环境,修改程序,要求在8个数码管上显示一组电话号码。2.并将程序写入到实验报告中。本实验注意事项1请仔细按照指导书操作,以免出现莫名其妙的错误2. 请老师检查实验结果。实验总结整理数据、记录实验现象、源程序等并写入实验报告,交纸质文档。附实验参考程序2.4 实验四 独立按键处理实验目的1学习并掌握独立按键电路与编程控制方法;2. 进一步掌握串并扩展显示的编程方法实验重点和难点1. 独立按键的电路结构及程序设计方法.实验课时2学时实验仪器微型计算机,STC单片机系统实验箱实验原理1独立按键的结构与原理由于单片机并行口资源有限,并且单片机应用系统力求越小越好,按键的复用也成为一种
13、需求。独立按键电路包括按键(SW17SW18)、串连电阻(R10,R11);按键采用带四个引脚的轻触型按键。软件编程读取按键之前需将连接按键的引脚先置高电平,关闭并行口内部的MOS管,然后再读取引脚,才能正确地将按键信号读入内部总线。2基本程序按键扫描unsigned char scankey(void) /0 无键,1,2相应键被按一次 key1=1;key2=1; key_delay(30); if(key1=0) while(key1=0) key_delay(10); return(1); else if(key2=0) while(key2=0) key_delay(10); ret
14、urn(2); return (0); 实验内容与步骤1熟悉Keil C51编译环境,编写按键扫描了程序和测试主程序,要求按1键显示的按键次数加1, 按2键显示的按键次数加10。2. 练习STC-ISP下载程序 本实验注意事项1请仔细按照指导书操作,以免出现莫名其妙的错误实验报告整理数据、记录实验现象、源程序等并写入实验报告,交纸质文档。附实验参考程序2.5 实验五 外部中断程序设计实验目的1学习并掌握中断系统的结构和外部中断处理程序的编程方法;实验重点和难点1. 进一步掌握Keil C51 集成编译环境的使用;2. 中断系统结构.实验课时2学时实验仪器微型计算机,STC单片机系统实验箱实验原
15、理1STC15F2K60S2单片机的中断结构与原理2.外部中断输入引脚连接图。3.中断服务程序的声明。中断函数无参无返回值,使用interrupt N 关键字指明响应哪一个外部事件。N=0为外部中断0,N=2为外部中断1./-/中断服务程序void exint0() interrupt 0 /INT0中断入口 P10 = !P10; /将测试口取反 FLAG = INT0; /保存INT0口的状态, INT0=0(下降沿); INT0=1(上升沿)/-/中断服务程序void exint1() interrupt 2 /INT1中断入口 P10 = !P10; /将测试口取反 FLAG = IN
16、T1; /保存INT1口的状态, INT1=0(下降沿); INT1=1(上升沿)需要改写上述程序,完成实验三中所要求的功能。4.中断初始化。 INT0 = 1; IT0 = 0; /设置INT0的中断类型 (1:仅下降沿 0:上升沿和下降沿) EX0 = 1; /使能INT0中断 INT1 = 1; IT1 = 0; /设置INT1的中断类型 (1:仅下降沿 0:上升沿和下降沿) EX1 = 1; /使能INT1中断 EA = 1;实验内容与步骤1熟悉Keil C51编译环境,编写显示程序和测试主程序,要求按1键显示的按键次数加1, 按2键显示的按键次数加10。2. 练习STC-ISP下载程
17、序 本实验注意事项1请仔细按照指导书操作,以免出现莫名其妙的错误实验总结1 附实验参考程序2.6 实验六 定时打铃器的设计实验目的1学习并掌握定时器的编程方法;2.进一步掌握中断系统的结构和编程;实验重点和难点1. 定时器的工作原理及编程方法;实验课时2学时实验仪器微型计算机,STC单片机系统实验箱。实验原理实验内容与步骤1设计并实现秒表的基本功能;本实验注意事项实验报告附实验参考程序2.7 串行通信实验目的(1)掌握串行口工作方式和程序设计方法;(2)了解实现串行通信的硬环境,数据格式的协议,数据交换的协议;(3)了解PC机通信的基本要求和程序设计方法。实验重点和难点(1)串行口工作方式1下
18、的单片机端编程方法;(2)PC端串行通信程序的编程方法。实验课时4学时实验仪器STC单片机实验系统、微型计算机。实验原理串行通信基础串行通信是一种能把二进制数据按位传送的通信,它所需传输线极少,适用于分级、分层和分布式控制系统及远程通信。串行通信可分为异步通信和同步通信。在异步通信中字符帧格式和波特率是两个重要的指标。(1)字符帧 也称为数据帧,由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。起始位位于字符帧开头,只占1位,始终为逻辑0低电平,用于向接收设备表示发送端开始发送一帧信息;数据位紧跟起始位之后,可取5、6、7或8位,低位在前高位在后;奇偶校验位在数据位之后仅占1位,用于表征串行通信中采用
19、奇校验还是偶校验;停止位位于字符帧末尾,为逻辑1高电平,通常可以取1、1.5或2位。(2)波特率 波特率定义为每秒钟传送的二进制的位数(bps),用于表征数据传输的速度。图81异步通信的字符帧格式同步通信是一种连续串行传送数据的通信方式,一次通信只传送一帧信息,这里的信息帧和异步通信中的字符帧不同,通常含有若干个数据字符。它由同步字符、数据字符和校验字符CRC等部分组成。图82同步通信中的字符帧结构串行通信中串行I/O数据的实现方式可以分为两种:软件方式和硬件方式。软件方式中,采用两层循环,外层循环控制发送字符的个数,内层循环控制字符帧的位数,如需要将内部RAM20H起,长度为LEN的数据,按
20、照字符帧格式为11位(1位起始位,7位数据位,1位奇偶校验位和2位停止位)从P1.0引脚串行输出字符帧,实现的示例程序如下:ORG 0SOUT:MOV R0,#20H;数据块的起始地址送R0NEXT:MOV R2,#0BH;字符帧长度送R2CLR C;清CyMOV A,R0;待发送数据送ARLC A;起始位送ACC.0INC R0;数据块指针指向下一个待传输的数据LOOP:MOV R1,A;发送字符暂存于R1ANL A,#01H;屏蔽A中的高7位ANL P1,#0FEH;清除P1.0ORL P1,A;在P1.0上输出串行数据MOV A,R1;恢复A中的值ACALL DELAY;延时RRC A;
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- 基于 STC15 单片机 系统 开发 实验 指导书
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