單片機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)-學(xué)生

1、單片機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)適用專業(yè)： 電信工程 通信工程 信息工程 自動(dòng)化 信息與通信工程學(xué)院2011年5月前 言一、課程性質(zhì)本課程是電子信息工程、通信工程、信息工程和自動(dòng)化專業(yè)必修的專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程，獨(dú)立開(kāi)課。通過(guò)本課程的教學(xué)，使學(xué)生深刻體會(huì)到單片機(jī)原理與接口技術(shù)的應(yīng)用，掌握匯編或C51語(yǔ)言的語(yǔ)法和技巧，熟悉電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)程，使其具備研究和開(kāi)發(fā)以單片機(jī)為核心的電子系統(tǒng)的能力。二、項(xiàng)目設(shè)置本課程總學(xué)時(shí)為16，開(kāi)設(shè)的具體實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目如下：l 實(shí)驗(yàn)1 跑馬燈控制（2學(xué)時(shí)，必修）l 實(shí)驗(yàn)2 模擬交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（2學(xué)時(shí)，選修）l 實(shí)驗(yàn)3 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示算法設(shè)計(jì)（3學(xué)時(shí)，必修）l 實(shí)驗(yàn)4

2、 矩陣式鍵盤顯示設(shè)計(jì)（3學(xué)時(shí)，必修）l 實(shí)驗(yàn)5 LED點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)（3學(xué)時(shí)，選修）l 實(shí)驗(yàn)6 液晶顯示設(shè)計(jì)（3學(xué)時(shí)，選修）l 實(shí)驗(yàn)7 籃球比賽倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)（3學(xué)時(shí)，選修）l 實(shí)驗(yàn)8 樂(lè)曲演奏設(shè)計(jì)（3學(xué)時(shí)，選修）l 實(shí)驗(yàn)9 電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì)（3學(xué)時(shí)，選修）l 實(shí)驗(yàn)10 串行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)（3學(xué)時(shí)，選修）l 實(shí)驗(yàn)11 電子鐘設(shè)計(jì)（3學(xué)時(shí)，選修）l 實(shí)驗(yàn)12 數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)，選修）l 實(shí)驗(yàn)13 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)，選修）l 實(shí)驗(yàn)14 萬(wàn)年歷時(shí)鐘設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)，選修）l 實(shí)驗(yàn)15 信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)（4學(xué)時(shí)，選修）其中，實(shí)驗(yàn)1為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)2實(shí)驗(yàn)10為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)；實(shí)驗(yàn)11實(shí)驗(yàn)15為綜合性實(shí)驗(yàn)。

3、三、專業(yè)安排電子信息工程專業(yè)可選修全部實(shí)驗(yàn)；通信工程、信息工程和自動(dòng)化專業(yè)選修實(shí)驗(yàn)1實(shí)驗(yàn)11。四、本書(shū)特點(diǎn)本指導(dǎo)書(shū)的特點(diǎn)是引入工程項(xiàng)目機(jī)制來(lái)管理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，著重培養(yǎng)學(xué)生的方案設(shè)計(jì)、算法分析和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試能力，為將來(lái)成為卓越工程師打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目 錄第一章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)11.1 整體架構(gòu)11.2 核心板11.3 主要模塊2第二章 開(kāi)發(fā)平臺(tái)32.1 Keil C51簡(jiǎn)介32.2 uVision開(kāi)發(fā)流程3第三章 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目7實(shí)驗(yàn)1 跑馬燈控制7實(shí)驗(yàn)2 模擬交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)9實(shí)驗(yàn)3 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示算法設(shè)計(jì)12實(shí)驗(yàn)4 矩陣式鍵盤顯示設(shè)計(jì)16實(shí)驗(yàn)5 LED點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)19實(shí)驗(yàn)6 液晶顯示設(shè)計(jì)23實(shí)驗(yàn)7 籃球比

4、賽倒計(jì)時(shí)器設(shè)計(jì)27實(shí)驗(yàn)8 樂(lè)曲演奏設(shè)計(jì)30實(shí)驗(yàn)9 電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì)34實(shí)驗(yàn)10 串行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)38實(shí)驗(yàn)11 電子鐘設(shè)計(jì)43實(shí)驗(yàn)12 數(shù)字電壓表設(shè)計(jì)46實(shí)驗(yàn)13 數(shù)字溫度計(jì)設(shè)計(jì)50實(shí)驗(yàn)14 萬(wàn)年歷時(shí)鐘設(shè)計(jì)54實(shí)驗(yàn)15 信號(hào)發(fā)生器設(shè)計(jì)59附錄 實(shí)驗(yàn)報(bào)告基本要求65III第一章 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)1.1 整體架構(gòu)HNIST型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)分為多個(gè)模塊，各模塊之間相對(duì)獨(dú)立。圖1.1 HNIST型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)整體1.2 核心板圖1.2 HNIST型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)核心板1.3 主要模塊1、流水燈對(duì)流水燈的操作可能是初學(xué)者最先體會(huì)到成就感的一個(gè)項(xiàng)目，該實(shí)驗(yàn)板的流水燈由四個(gè)發(fā)光二極管組成，流水燈的旁邊設(shè)有四個(gè)針頭的

5、排針，這樣可以用連接線接入單片機(jī)的任意I/O口來(lái)控制流水燈。我們可以用這幾個(gè)發(fā)光二極管實(shí)現(xiàn)跑馬燈、交通燈等功能。2、數(shù)碼管數(shù)碼管是該實(shí)驗(yàn)板上最能驗(yàn)證程序功能的輸出器件。數(shù)碼管旁邊有四個(gè)跳線帽，分別用來(lái)控制四個(gè)數(shù)碼管工作狀態(tài)。當(dāng)然這種控制只是在硬件上的控制，在軟件上的控制則可以通過(guò)對(duì)74SL573鎖存器的編程實(shí)現(xiàn)。數(shù)碼管可用于靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描。3、4×4矩陣鍵盤我們可以通過(guò)鍵盤來(lái)控制流水燈的亮滅，也可用它來(lái)控制數(shù)碼管上數(shù)字或字母的顯示。鍵盤和數(shù)碼管結(jié)合可以通過(guò)編寫程序來(lái)實(shí)現(xiàn)計(jì)算器功能、日歷等。4、EEPROMAT24C02在單片機(jī)應(yīng)用中，作為EEPROM儲(chǔ)存器用，與單片機(jī)通過(guò)I2C通

6、信。優(yōu)點(diǎn)是掉電后仍可以保存數(shù)據(jù)。比如單片機(jī)運(yùn)行時(shí)，手動(dòng)設(shè)置了一些參數(shù)，可以用它保存起來(lái)。即可對(duì)其進(jìn)行讀操作又可進(jìn)行寫操作，并且在斷電后可保存數(shù)據(jù)。5、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片本實(shí)驗(yàn)板含有1片DS1302芯片，內(nèi)含有1個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM，通過(guò)簡(jiǎn)單的串行接口與單片機(jī)進(jìn)行通信。實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷電路提供秒、分、時(shí)、日、日期、月、年的信息，每月的天數(shù)和閏年的天數(shù)可自動(dòng)調(diào)整。時(shí)鐘操作可通過(guò)AM/PM指示決定采用24或12小時(shí)格式。DS1302與單片機(jī)之間能簡(jiǎn)單地采用同步串行的方式進(jìn)行通信。另外該芯片含備份電源接口，掉電后時(shí)鐘仍然能夠正確的運(yùn)行。第二章 開(kāi)發(fā)平臺(tái)2.1 Keil C51簡(jiǎn)介Keil C5

7、1是德國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具。它集編輯、編譯、仿真與調(diào)試于一體，支持C語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言開(kāi)發(fā)。Keil C51軟件提供豐富的庫(kù)函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開(kāi)發(fā)調(diào)試工具，生成的目標(biāo)代碼效率非常高。C51工具包目前的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境uVision將項(xiàng)目管理，源代碼編輯和程序調(diào)試等組合在一個(gè)功能強(qiáng)大的環(huán)境中。2.2 uVision開(kāi)發(fā)流程為項(xiàng)目建立文件夾，把相關(guān)的源程序和頭文件等都保存到此文件夾。1、啟動(dòng)uVision首先雙擊桌面uVision圖標(biāo)，啟動(dòng)uVision。圖2.1 uVision啟動(dòng)界面2、建立工程單擊Project菜單，在下拉菜單選中New Project選

8、項(xiàng)。圖2.2 建立工程菜單3、保存工程選擇之前建立的文件夾，輸入工程文件的名字，然后單擊保存。圖2.3 保存工程文件4、選擇器件keil C51幾乎支持所有的51核的單片機(jī)，以Atmel公司的AT89S52來(lái)說(shuō)明，如下圖所示，展開(kāi)Atmel。圖2.4 器件選擇然后選擇AT89S52，單擊“確定”。5、加載標(biāo)準(zhǔn)啟動(dòng)文件單擊“是（Y）”。6、編輯源程序單擊File菜單，在下拉菜單單擊New。圖2.5 新建源程序單擊File菜單，在下拉菜單選中Save As，注意必須鍵入正確的擴(kuò)展名。用C語(yǔ)言編寫程序，擴(kuò)展名為(.c)；用匯編語(yǔ)言編寫程序，擴(kuò)展名必須為(.asm)。圖2.6 保存源程序7、添加源程序

9、到工程在編輯界面，單擊Target 1前“”號(hào)，在Source Group 1上單擊右鍵，再單擊Add File to Group Source Group 1，選擇源程序。圖2.7 添加源程序到工程8、設(shè)置目標(biāo)文件屬性單擊Project菜單，在下拉菜單單擊“Options for Target Target 1”。在下圖中，單擊Output標(biāo)簽，選中Create HEX File選項(xiàng)，使程序編譯后產(chǎn)生HEX代碼。圖2.8 設(shè)置目標(biāo)文件屬性9、編譯工程單擊Project菜單，在下拉菜單單擊Built Target。如果有錯(cuò)誤，應(yīng)重新修改源程序，直至通過(guò)編譯。10、下載目標(biāo)程序運(yùn)行progisp

10、，彈出對(duì)話框如下圖2.9所示。圖2.9 下載程序首先單擊“select chip”下拉列表，選擇AT89S52芯片；然后單擊“調(diào)入Flash”按鈕，找到工程編譯后生成的hex文件；最后選中“芯片檫除”、“編程FLASH”、“數(shù)據(jù)自動(dòng)重載”和“校驗(yàn)FLASH”選項(xiàng)，單擊“自動(dòng)”按鈕。第三章 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)1 跑馬燈控制實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2實(shí)驗(yàn)類型：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)要求：必修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，掌握單片機(jī)通用I/O口的功能，熟悉Keil平臺(tái)的操作流程，學(xué)會(huì)延時(shí)程序的編寫。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容單片機(jī)控制4個(gè)發(fā)光二極管，設(shè)計(jì)跑馬燈效果。各燈首先從左到右依次點(diǎn)亮，再?gòu)挠业阶笠来吸c(diǎn)亮；然后全部點(diǎn)亮，再全部熄滅。以上過(guò)程循

11、環(huán)出現(xiàn)。三、實(shí)驗(yàn)原理、方法和手段1、系統(tǒng)方案利用單片機(jī)的P2口作為輸出端口，使4個(gè)發(fā)光二極管按照一定的花樣亮滅，循環(huán)變化。圖3.1 跑馬燈驅(qū)動(dòng)電路2、軟件算法圖3.2 跑馬燈控制流程圖延時(shí)函數(shù)的編寫，如用匯編語(yǔ)言編程，可考慮用多個(gè)寄存器嵌套計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)；如用C51語(yǔ)言編程，可通過(guò)多重循環(huán)語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)，但應(yīng)注意循環(huán)變量的取值范圍，避免陷入死循環(huán)。四、實(shí)驗(yàn)條件PC機(jī)，HNIST型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。五、實(shí)驗(yàn)步驟1、用排線將P2口相應(yīng)端口連接到發(fā)光二極管；2、啟動(dòng)Keil平臺(tái)，編寫程序；3、編譯和下載程序，觀察發(fā)光二極管的變化。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求應(yīng)提供硬件電路和源程序，并回答思考題。七、思考題1、單片機(jī)的I/O口

12、作為輸入口，可以接收哪些輸入設(shè)備的信號(hào)？2、單片機(jī)的I/O口作為輸出口，可以驅(qū)動(dòng)哪些輸出設(shè)備？3、以單片機(jī)為核心控制外設(shè)，與傳統(tǒng)模擬和數(shù)字電路相比，有哪些優(yōu)勢(shì)？實(shí)驗(yàn)2 模擬交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：2實(shí)驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求：選修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)，掌握單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器的工作原理和使用方法，學(xué)會(huì)中斷處理程序的編寫。二、預(yù)習(xí)與參考1、系統(tǒng)方案以單片機(jī)為核心，通過(guò)P2口控制4組發(fā)光二極管，每組有紅綠黃三色，模擬十字路口交通燈的控制。2、交通燈圖3.3 交通燈驅(qū)動(dòng)電路交通燈共有4個(gè)狀態(tài)，應(yīng)循環(huán)執(zhí)行。初始狀態(tài)為南北通行：南北綠燈、東西紅燈保持25秒；后轉(zhuǎn)為過(guò)渡狀態(tài)：南北黃燈、東西紅燈保持5秒；再

13、轉(zhuǎn)為東西通行：東西綠燈、南北紅燈保持25秒；最后轉(zhuǎn)為過(guò)渡狀態(tài)：東西黃燈、南北紅燈保持5秒。3、軟件算法（1）主程序引入有限狀態(tài)機(jī)實(shí)現(xiàn)交通燈多狀態(tài)的變化。圖3.4 主程序流程圖（2）定時(shí)器中斷處理子程序利用單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)器來(lái)計(jì)時(shí)。圖3.5 定時(shí)器中斷處理子程序流程圖三、實(shí)驗(yàn)要求1、功能要求交通燈共有4個(gè)狀態(tài)，應(yīng)循環(huán)執(zhí)行。具體技術(shù)指標(biāo)如下：各狀態(tài)時(shí)間誤差0.01秒2、預(yù)習(xí)要求在實(shí)驗(yàn)前提交設(shè)計(jì)方案，給出硬件電路，分析軟件算法。四、實(shí)驗(yàn)條件PC機(jī)，HNIST型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。五、調(diào)試及結(jié)果測(cè)試表3.1 交通燈控制實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果交通燈狀態(tài)南北通行南北過(guò)渡東西通行東西過(guò)渡燈的亮滅運(yùn)行周期時(shí)間誤差六、實(shí)驗(yàn)報(bào)

14、告要求應(yīng)提供電路、流程圖、源程序和測(cè)試結(jié)果，總結(jié)調(diào)試過(guò)程，并回答思考題。七、思考題1、如果單片機(jī)的I/O口已經(jīng)被占用一部分用于其它功能，可以引入什么類型的接口電路，來(lái)解決引腳不夠分配的問(wèn)題？2、如果要讓救護(hù)車和警車優(yōu)先通過(guò)十字路口，應(yīng)怎樣改進(jìn)硬件電路，修改軟件算法？實(shí)驗(yàn)3 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3實(shí)驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求：必修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)，掌握數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示的工作原理和驅(qū)動(dòng)電路，學(xué)會(huì)動(dòng)態(tài)顯示程序的編寫。二、預(yù)習(xí)與參考1、系統(tǒng)方案以單片機(jī)為核心，擴(kuò)展三極管9013驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的位碼，74573芯片驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的段碼，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示。要求顯示當(dāng)前日期，如3月1日，則顯示0301。

15、2、數(shù)碼管數(shù)碼管內(nèi)部電路如下。圖3.6 數(shù)碼管內(nèi)部電路表3.2 共陰極數(shù)碼管編碼字符編碼字符編碼字符編碼00xfc60xbeC0x9c10x6070xe0d0x7a20xda80xfeE0x9e30xf290xf6F0x8e40x66A0xee無(wú)顯示0x0050xb6B0x3e數(shù)碼管有兩種工作方式：靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。（1）靜態(tài)顯示每個(gè)數(shù)碼管的段碼都需要獨(dú)立的數(shù)據(jù)鎖存器鎖存，當(dāng)送入字形碼后，顯示字形可一直保持，直到送入新字形碼為止，顯示亮度較高。（2）動(dòng)態(tài)顯示輪流選中多個(gè)數(shù)碼管顯示不同字符，由于人眼的視覺(jué)惰性，感覺(jué)是同時(shí)顯示。為了減少硬件成本，通常采用動(dòng)態(tài)顯示。3、整體電路圖3.7 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)

16、顯示驅(qū)動(dòng)電路4、軟件算法（1）主程序圖3.8 主程序流程圖（2）數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示子程序圖3.9 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示子程序流程圖三、實(shí)驗(yàn)要求1、功能要求數(shù)碼管顯示應(yīng)穩(wěn)定清晰。2、預(yù)習(xí)要求在實(shí)驗(yàn)前提交設(shè)計(jì)方案，給出硬件電路，分析軟件算法。四、實(shí)驗(yàn)條件PC機(jī)，HNIST型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。五、調(diào)試及結(jié)果測(cè)試表3.3 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果數(shù)碼管LED1LED2LED3LED4顯示字符是否穩(wěn)定六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求應(yīng)提供電路、流程圖、源程序和測(cè)試結(jié)果，總結(jié)調(diào)試過(guò)程，并回答思考題。七、思考題1、數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示時(shí)，位掃描間隔時(shí)間是多長(zhǎng)？2、如何消除前一位的編碼對(duì)當(dāng)前位選通瞬間的影響？3、擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)2，對(duì)交通燈的狀態(tài)進(jìn)

17、行倒計(jì)時(shí)并顯示。實(shí)驗(yàn)4 矩陣式鍵盤顯示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3實(shí)驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求：必修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)，掌握矩陣式鍵盤的驅(qū)動(dòng)電路和掃描方法，學(xué)會(huì)鍵盤消抖和掃描程序的編寫。二、預(yù)習(xí)與參考1、系統(tǒng)方案以單片機(jī)為核心，通過(guò)P2口驅(qū)動(dòng)矩陣式鍵盤，高4位接入鍵盤的列，低4位接入鍵盤的行，并進(jìn)行逐行掃描，識(shí)別按鍵，送數(shù)碼管顯示。2、矩陣式鍵盤圖3.10 矩陣式鍵盤驅(qū)動(dòng)電路矩陣式鍵盤有兩種掃描方法。（1）行反轉(zhuǎn)法首先，將全低電平輸出到行，讀入列信號(hào)，確定按鍵所在的列；然后，將全低電平輸出到列線，讀入行線信號(hào)，確定按鍵所在的行。（2）行掃描法將低電平逐行輸出到行，讀入列信號(hào)，確定按鍵所在的行和列。3、顯示

18、模塊參見(jiàn)實(shí)驗(yàn)3說(shuō)明。4、軟件算法（1）主程序圖3.11 主程序流程圖（2）鍵盤掃描子程序鍵盤掃描子程序流程圖見(jiàn)下頁(yè)。三、實(shí)驗(yàn)要求1、功能要求準(zhǔn)確快速識(shí)別按鍵。2、預(yù)習(xí)要求在實(shí)驗(yàn)前提交設(shè)計(jì)方案，給出硬件電路，分析軟件算法。四、實(shí)驗(yàn)條件PC機(jī)，HNIST型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。五、調(diào)試及結(jié)果測(cè)試表3.4 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果測(cè)試次數(shù)1234實(shí)際按鍵顯示字符六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求應(yīng)提供電路、流程圖、源程序和測(cè)試結(jié)果，總結(jié)調(diào)試過(guò)程，并回答思考題。七、思考題1、怎樣消除按鍵的抖動(dòng)？2、如何處理多個(gè)按鍵同時(shí)按下的情況？圖3.12 鍵盤掃描子程序流程圖實(shí)驗(yàn)8 樂(lè)曲演奏設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3實(shí)驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求：選修一

19、、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)，掌握蜂鳴器的工作原理和驅(qū)動(dòng)電路，學(xué)會(huì)樂(lè)曲演奏程序的編寫。二、預(yù)習(xí)與參考1、系統(tǒng)方案以單片機(jī)為核心，通過(guò)P1口輸出方波信號(hào)，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器發(fā)聲，演奏樂(lè)曲。圖3.23 梁祝樂(lè)譜2、樂(lè)曲演奏圖3.24 樂(lè)曲演奏電路（1）音符控制利用單片機(jī)片內(nèi)的定時(shí)器來(lái)定時(shí)，取反P1口的相應(yīng)端口，即可輸出方波，使喇叭演奏樂(lè)曲中相應(yīng)的音符。表3.8 音符頻率值低音（Hz）中音（Hz）高音（Hz）1261.61 C523.311046.52293.72 D587.321174.73329.63 E659.331318.54349.24 F698.541396.953925 G784515686 A44

20、06880617607 B493.97987.871975.5（2）節(jié)拍控制取0.25秒代表1個(gè)8分音符的時(shí)長(zhǎng)，將樂(lè)曲分割成連續(xù)的8分音符序列。用延時(shí)程序獲得0.25秒，每當(dāng)延時(shí)結(jié)束，即切換到下一個(gè)8分音符。3、軟件算法（1）定時(shí)器中斷處理子程序圖3.25 定時(shí)器中斷處理子程序流程圖（2）主程序圖3.26 主程序流程圖三、實(shí)驗(yàn)要求1、功能要求樂(lè)曲演奏應(yīng)保證音調(diào)和旋律均符合曲譜。2、預(yù)習(xí)要求在實(shí)驗(yàn)前提交設(shè)計(jì)方案，給出硬件電路，分析軟件算法。四、實(shí)驗(yàn)條件PC機(jī)，HNIST型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。五、調(diào)試及結(jié)果測(cè)試表3.9 樂(lè)曲演奏實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果演奏次數(shù)123音調(diào)旋律六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求應(yīng)提供電路、流程圖、源程

21、序和測(cè)試結(jié)果，總結(jié)調(diào)試過(guò)程，并回答思考題。七、思考題1、擴(kuò)展數(shù)碼管，分別顯示當(dāng)前正在演奏的高、中、低音的音符和節(jié)拍。2、怎樣擴(kuò)展系統(tǒng)，使其可以演奏雙聲道樂(lè)曲？實(shí)驗(yàn)9 電機(jī)調(diào)速控制設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：3實(shí)驗(yàn)類型：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)要求：選修一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本次實(shí)驗(yàn)，掌握步進(jìn)電機(jī)的工作原理和驅(qū)動(dòng)電路，學(xué)會(huì)步進(jìn)電機(jī)脈寬調(diào)制程序的編寫。二、預(yù)習(xí)與參考1、系統(tǒng)方案以單片機(jī)為核心，通過(guò)P1口輸出脈沖信號(hào)，驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)。通過(guò)P2口引入鍵盤，實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的啟停、轉(zhuǎn)向和8級(jí)轉(zhuǎn)速控制。2、步進(jìn)電機(jī)圖3.27 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路（1）轉(zhuǎn)向控制步進(jìn)電機(jī)以4相4拍方式工作，若按 順序通電為正轉(zhuǎn)，按 順序通電為反轉(zhuǎn)。（2）轉(zhuǎn)速控制每

22、改變1次節(jié)拍，步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)7.5度。調(diào)節(jié)脈沖周期，就可以控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。3、鍵盤模塊參見(jiàn)實(shí)驗(yàn)4說(shuō)明。4、軟件算法（1）主程序圖3.28 主程序流程圖（2）步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序圖3.29 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)子程序流程圖（3）鍵盤掃描子程序圖3.30 鍵盤掃描子程序流程圖（4）鍵盤處理子程序圖3.31 鍵盤處理子程序流程圖三、實(shí)驗(yàn)要求1、功能要求馬達(dá)實(shí)現(xiàn)啟停和轉(zhuǎn)向控制，轉(zhuǎn)速有8級(jí)調(diào)節(jié)。2、預(yù)習(xí)要求在實(shí)驗(yàn)前提交設(shè)計(jì)方案，給出硬件電路，分析軟件算法。四、實(shí)驗(yàn)條件PC機(jī)，HNIST型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。五、調(diào)試及結(jié)果測(cè)試表3.10 馬達(dá)調(diào)速控制實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果控制順序12345678啟?？刂妻D(zhuǎn)向控制轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求應(yīng)提供電路、流程圖、源程序和測(cè)試結(jié)果，總結(jié)調(diào)試過(guò)程，并回答思考題。