《計算機控制技術(shù)》實訓(xùn)實驗指導(dǎo)書(帶所有源程序版)

1、計算機控制技術(shù)課程實驗指導(dǎo)書制訂教師：楊嘉林城市學(xué)院2014年1月目 錄預(yù)備知識一 Keil uVision軟件快速入門3預(yù)備知識二 Proteus軟件快速入門15實驗一 模擬量輸入接口- A/D轉(zhuǎn)換實驗26實驗二 模擬量輸出接口-D/A轉(zhuǎn)換實驗33實驗三 步進(jìn)電機控制實驗38預(yù)備知識一 Keil uVision軟件快速入門一、實驗?zāi)康呐c要求：1、認(rèn)識Keil uVision軟件；2、掌握用Keil uVision軟件建立工程；3、掌握用Keil uVision軟件進(jìn)行仿真調(diào)試；二、實驗場地、設(shè)備、儀器、工具：安裝有proteus和keil軟件的微機。三、實驗步驟：1、在proteus軟件中畫

2、原理圖；2、keil軟件下編寫源程序并編譯形成可執(zhí)行文件.hex；3、載源程序；4、仿真。四、實驗內(nèi)容:本實驗主要介紹用于單片機開發(fā)的常見編程語言和開發(fā)環(huán)境，重點介紹Keil uVision集成開發(fā)環(huán)境的使用。1、51語言編譯器介紹常見的MCS-51系列單片機編程語言有4種，匯編語言、C語言、BASIC語言和PL/M語言。目前最為常用的是匯編語言、C51語言，他們有良好的編譯器支持，使用較為廣泛。C51常用于編寫較為復(fù)雜的大型程序，匯編語言則用于對效率要求較高的場合，尤其是對底層函數(shù)的編寫，因此，一個好的單片機開發(fā)者，不僅要熟悉單片機內(nèi)部的體系結(jié)構(gòu)，還要理解單片機內(nèi)部的工作過程，能熟練的使用匯

3、編語言和C51語言進(jìn)行單獨或聯(lián)合開發(fā)。C51語言的編譯器很多，各有各的特點，如表1.1所示。表1.1 C51編譯器及其比較類別特點American automation編譯器通過#asm 和endasm預(yù)處理支持匯編語言，編譯器速度慢，需通過匯編語言作為中間環(huán)節(jié)。archimedes兼容標(biāo)準(zhǔn)c，支持分組rank編譯，但需要一個比較復(fù)雜的link程序才能運行。Bso/tasking兼容x86系列匯編，c編譯器支持內(nèi)置函數(shù)并且允許調(diào)用MCS-51系列單片機的匯編指令。intermetrics需要大量的宏來支持編譯、匯編、鏈接。Microcomputer controls不支持浮點數(shù)、長整數(shù)、結(jié)構(gòu)和

4、多維數(shù)組，生成的源文件必須用intel或mcc的8051匯編其匯編。franklin該編譯器支持浮點數(shù)等類型，但不提供庫代碼，不能生成相應(yīng)的匯編代碼，只能生成混合代碼。keil最常用的編譯器，支持浮點數(shù)、多維數(shù)組，能生成對應(yīng)的匯編代碼，能直接編譯匯編代碼，內(nèi)嵌多種工具，可以很方便的鏈接生成可執(zhí)行文件。2、Keil uVision3集成開發(fā)環(huán)境uVision3 IDE是Keil software公司繼uVision2后的產(chǎn)品，它集項目管理、編譯工具、源代碼編寫工具、代碼調(diào)試以及完全仿真于一體，是目前市面上最流行的單片機開發(fā)軟件平臺。該軟件具有類似VC風(fēng)格的界面，提供了豐富的工具、命令和窗口，可以

5、使開發(fā)者在程序調(diào)試過程中隨時掌握代碼所實現(xiàn)的功能。本節(jié)通過CLR RAM實例，詳細(xì)敘述uVision3的使用方法。2.1 項目工程的建立(1) 建立工程文件在桌面上雙擊Keil uVision3圖標(biāo)，啟動集成開發(fā)環(huán)境如圖1.1所示，該界面中最上面一行是菜單，菜單下面是各種工具按鈕，左邊的project workspace窗口為項目管理窗口（Project Window），最下面的為輸出窗口（Output Window），中間部分為工作去，通常我們所編的源程序、調(diào)試程序代碼窗口會出現(xiàn)在這里。圖1.1點擊Project菜單下的New Project命令，在出現(xiàn)的對話框中輸入項目名CLR RAM.U

6、v2，選擇合適的文件夾下建立新的工程項目CLR RAM.Uv2，點擊確定按鈕出現(xiàn)如圖1.2所示的Select Device For TargetTarget1對話框，在Date base下選擇Atmel，點開“+”號，選擇AT89C51器件，點擊確定按鈕。在project workspace下出現(xiàn)。圖1.2(2) 源程序文件的建立使用菜單File->New命令，彈出源程序編輯窗口，輸入以下程序：ORG 0030H MOV R0,#30 MOV R1,#40HCLEAR: CLR A MOV R1,A INC R1 DJNZ R0,CLEAR SJMP $ END點擊File->Sa

7、ve as命令，保存文件名為CLR_RAM.ASM。圖1.3(3)將文件加入到工程項目中 按圖1.3所示點擊Add File to Group Source Group1命令，然后選中CLR_RAM.ASM文件，點擊Add按鈕，將剛才編寫的源程序CLR_RAM.ASM加入項目中。如圖1.4所示：圖1.4注意:添加完文件后，該對話框并不消失，等待繼續(xù)加入其它文件，初學(xué)者常誤認(rèn)為添加文件不成功，其實已添加成功，只需點擊Close按鈕關(guān)閉對話框即可。2.2工程的詳細(xì)設(shè)置工程建立好后，要對工程進(jìn)行進(jìn)一步的設(shè)置，以滿足后續(xù)工作的要求。首先點擊左邊的Project窗口的Target1,然后使用菜單的菜單“

8、Project->Option for target target1”出現(xiàn)對工程設(shè)置的對話框，其中有8個頁面，這里絕大部分設(shè)置取默認(rèn)值就可以了。Target頁面如圖1.5所示：圖1.5Xtal后面的數(shù)值為晶振頻率值，默認(rèn)值為所選CPU的最高工作頻率，對AT89C51而言為24MHz，我們常選12MHz值，該值與最后產(chǎn)生的目標(biāo)代碼無關(guān)，僅用于軟件仿真顯示程序執(zhí)行時間，一般于你的硬件所用頻率設(shè)為同一值我們將它設(shè)為12MHz。Memory Model用于設(shè)置RAM的使用情況，設(shè)置為small，Code Rom Size用于設(shè)置ROM的空間,設(shè)置為Large:64k，Operation用于選擇操

9、作系統(tǒng)，一般不用操作系統(tǒng)，選擇None，Use on-chip ROM用于是否進(jìn)使用片內(nèi)的ROM，在此設(shè)置如圖1.5所示。Off Chip Code memory用以確定系統(tǒng)擴展ROM的地址范圍，Off Chip xData memory組用于確定系統(tǒng)擴展RAM的地址范圍，這些需根據(jù)硬件來決定。設(shè)置對話框中的OutPut頁面，如圖1.6所示，這里也有多個選項，其中Creat Hex file用于聲稱可執(zhí)行代碼文件（可用編程器械如單片機芯片中執(zhí)行的HEX格式文件）默認(rèn)情況下該項未被選中，如果要寫片做硬件試驗，就必須選中該項，這一點要特別注意。Select Folder for opjects是用

10、于選擇最終生成目標(biāo)文件所在的文件夾，默認(rèn)是與工程文件在同一個文件夾中，Name of Executable用于指定最終生成的目標(biāo)文件的名字，默認(rèn)與工程的名字相同。圖1.6Debug頁面的設(shè)置，如果要進(jìn)行仿真的，選中Use Simulator，就可以進(jìn)行軟件仿真。其它所有頁面設(shè)置為默認(rèn)選擇即可，設(shè)置完后，按確認(rèn)鍵返回主界面，工程文件建立設(shè)置完畢。2.3編譯、連接設(shè)置好工程后，即可以進(jìn)行編譯、連接。選擇菜單Project->Build target，對當(dāng)前工程進(jìn)行連接，如果當(dāng)前文加以修改，會現(xiàn)對該文件按進(jìn)行編譯，然后再連接以產(chǎn)生目標(biāo)代碼，如果選擇Rebuild All target file

11、s將會對當(dāng)前工程中的所有文件重新編譯后再連接確保最終生成的目標(biāo)代碼是最新的。編譯過程中的信息將出現(xiàn)在輸出窗口中的Build頁中，如果源程序中有語法錯誤，會報告錯誤，雙擊該行，可以自動定位到出錯的位置。如果沒有出錯，最終會得到如圖所的結(jié)果，提示已生成.hex的文件。圖1.9 正確編譯、連接后的結(jié)果3 Keil uVision3仿真調(diào)試、在線匯編與斷點設(shè)置上一節(jié)我們學(xué)習(xí)了如何在建立工程文件、源程序以及編譯生成目標(biāo)代碼，這僅僅是語法上沒有錯誤，如果你的程序在邏輯上出現(xiàn)錯誤就必須通過調(diào)試來解決，實際上絕大部分的程序都必須經(jīng)過反復(fù)調(diào)試殘能得到正確的結(jié)果，調(diào)試是軟件開發(fā)中的一個重要環(huán)節(jié)。下面著重介紹常用的

12、調(diào)試命令、利用在線匯編設(shè)置斷電進(jìn)行調(diào)試的方法。3.1常用調(diào)試命令、窗口介紹Keil內(nèi)建了一個仿真CPU用來模擬執(zhí)行程序，可以在沒有硬件和仿真機的情況下進(jìn)行程序的調(diào)試。在對工程成功匯編、連接后，點擊菜單Debug->Start/Stop Debug Session或者按Ctrl+F5或者點擊工具按鈕即可進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)。調(diào)試狀態(tài)和編輯狀態(tài)相比有比較明顯的變化，在Debug菜單中原來不能使用的命令現(xiàn)在都可以使用了，工具欄中多出了一個用于運行和調(diào)試的工具條。如圖1.7所示：圖1.7該工具條從左到右依次為復(fù)位、運行、暫停、單步、過程單步、執(zhí)行完當(dāng)前子程序、運行到當(dāng)前行、下一狀態(tài)、打開跟蹤、觀察跟蹤、

13、反匯編窗口、觀察窗口、代碼作用范圍分析等命令。學(xué)習(xí)程序調(diào)試必須先了解全速運行和單步運行的概念，全速運行即一次運行完成，可以看見程序運行的整體效果，但如果出錯則用這種方法很難查找到具體的出錯位置，必須借助于單步運行工具，單步執(zhí)行是每次執(zhí)行一行即停止，可以看見當(dāng)前程序運行的中間狀態(tài)，兩種方式都經(jīng)常會用到。按下F11鍵或使用菜單STEP或相應(yīng)的命令按鈕可以單步執(zhí)行程序，使用STEP OVER或功能鍵F10可以進(jìn)行過程單步執(zhí)行，進(jìn)入如圖1.8所示的界面，可以看見在源程序窗口的左邊出現(xiàn)一個黃色的調(diào)試箭頭，每執(zhí)行單步一次，黃色箭頭向下移一行。通過單步執(zhí)行可以找出一些問題所在，但僅僅依靠單步執(zhí)行來差圖1.8

14、錯有時很困難，甚至有時效率會很低，有時通過過程單步執(zhí)行、斷點設(shè)置等幾種方法聯(lián)合調(diào)試來達(dá)到目的。另外在調(diào)試的過程中可以隨時監(jiān)視到各寄存器的狀態(tài)，可以查看存儲器的值，還可通過設(shè)置變量在觀察窗口中觀看變量值的變化。各監(jiān)視窗口如圖1.9所示。 寄存器窗口 Watches、Memory窗口圖1.9在調(diào)試狀態(tài)下，點擊菜單Peripherals，可以打開彈片擊中的資源，包括中斷源、定時器計數(shù)器、串口以及P0、P1、P2、P3口的窗口一邊觀察它們的值。如圖1.10所示。圖1.103.2在線匯編技術(shù)在進(jìn)入Keil的調(diào)試環(huán)境后，如果發(fā)現(xiàn)程序有錯，可以直接修改源程序，但是要使修改后的程序代碼有效，必須先退出調(diào)試環(huán)境

15、，重新編譯連接后在進(jìn)入調(diào)試，但如果只是需要對某些程序行進(jìn)行測試，或僅需對原程序進(jìn)行臨時的修改，這樣的過程就顯得有些麻煩，為此Keil軟件提供了在線匯編的能力，將光標(biāo)定位于需要修改的程序行上，用菜單Debug->Inline Assambly即可出現(xiàn)如圖1.10所示的對話框。圖1.11在Enter New后面的編輯框內(nèi)直接輸入要更改的程序語句，輸入完后鍵入回車將自動指向下一條語句，可以繼續(xù)修改，如果不再需要修改，可以點擊右上角的關(guān)閉按鈕關(guān)閉窗口。3.3斷點設(shè)置程序調(diào)試時，一些程序行必須滿足一定的條件才能被執(zhí)行到（如程序中某變量達(dá)到一定的質(zhì)、按鍵被按下、串口接收到數(shù)據(jù)、有中斷產(chǎn)生等），這些條

16、件往往是異步發(fā)生或難以預(yù)先設(shè)定的，這類問題使用單步調(diào)試方法是很難調(diào)試的，這時就要使用到程序調(diào)試中的另一種非常重要的方法斷點設(shè)置。設(shè)置好斷點后可以全速運行程序，一旦運行遇到斷點就會停止運行，此時可以觀察有關(guān)變量的值，寄存器的值已確定問題所在。設(shè)置/移除斷點的方法是將光標(biāo)定位到需要設(shè)置斷點的程序行，使用菜單Debug->Insert/Remove BreakPoint設(shè)置或移除斷點，也可以用鼠標(biāo)在該行雙擊實現(xiàn)相同的功能；Debug->Enable/Disable BreakPoint是開啟或暫停光標(biāo)所在行的斷點功能；Debug->Disable All BreakPoint暫停所

17、有斷點；Debug->Kill All BreakPoint清除所有的斷點設(shè)置。這些功能也可以用工具條中相應(yīng)的快捷按鈕進(jìn)行設(shè)置。斷點調(diào)試窗口如圖1.11所示。圖1.12斷點設(shè)置工具條如圖所示。依次為設(shè)置/移除斷點、取消所有斷點、開啟/關(guān)閉斷點、關(guān)閉所有斷點。4 實例下面通過實例講解Keil軟件的編程調(diào)試全過程例：將片內(nèi)從40H開始的連續(xù)30個地址內(nèi)容清零。ORG 0030HMOV R0,#30HMOV R1,#40HCLEAR: CLR AMOV R1,AINC R1DJNZ R0,CLEARSJMP $END預(yù)備知識二 Proteus軟件快速入門一、實驗?zāi)康呐c要求：1、認(rèn)識Proteu

18、s軟件；2、掌握用Proteus軟件建立文件；3、掌握如何使用Proteus軟件元件庫；二、實驗場地、設(shè)備、儀器、工具：安裝有Proteus和Keil軟件的微機。三、實驗步驟：1、在Proteus軟件中畫原理圖；2、Keil軟件下編寫源程序并編譯形成可執(zhí)行文件.hex；3、載源程序；4、仿真。四、實驗內(nèi)容:1、 PROTUES ISIS設(shè)計與仿真平臺1.1 ISIS窗口介紹在計算機上啟動PROTUES ISIS后直接進(jìn)入ISIS窗口如圖2.1所示：器件選擇按鈕對象選擇器仿真按鈕編輯區(qū)對象預(yù)覽窗口工具欄菜單欄圖2.12.2 PROTUES 文件操作(1)文件的建立和保存如圖所示，可以通過點擊文件

19、菜單（File）或工具按鈕來新建、打開、保存設(shè)計文件。圖2.2選擇“File->New Design”菜單項，彈出如圖2.3所示的新建設(shè)計（Creat New Design）對話框，對話框中有多種可供選擇的模板，選擇所需模板，單擊“OK”按鈕即可建立一個新的空白文件。通常系統(tǒng)默認(rèn)模板為DEFAULT模板。如要保存設(shè)計文件，點擊“File->Save Design”命令，輸入文件名后點擊保存按鈕，注意保存的文件類型為Design File。圖2.3(2)打開已保存文件選擇“File->Load Design”菜單項或單擊工具圖標(biāo)，彈出“Load ISIS Design File

20、”對話框如圖2.4所示，選擇所要打開的文件即可。注意打開的是.DNS設(shè)計文件。圖2.4(3) PROTUES文件類型PROTUES中的主要有以下文件類型設(shè)計文件（*.DSN），包含了一個電路所有的信息，最為常用。備份文件（*.DBK），保存覆蓋現(xiàn)有設(shè)計文件時會產(chǎn)生文件備份。局部文件（*.SEC），設(shè)計圖的一部分，可輸出為一個局部文件，以后可以導(dǎo)入到其他的圖中。在文件菜單中以導(dǎo)入（Import）導(dǎo)出（Export）命令來操作。模型文件（*.MOD）庫文件（*.LIB），元器件和庫。網(wǎng)表文件（*.SDF），當(dāng)輸出到PROSPICE and ARES時產(chǎn)生的網(wǎng)表文件，擴展名為.SDF。PROTEUS

21、 VSM中還有一些其他文件類型，可參看相關(guān)資料。2.3 PROTUES 庫PROTUES的庫相當(dāng)豐富，有系統(tǒng)符號庫和元件庫，系統(tǒng)符號庫有124個，其中有終端、模塊端口、器件陰交等符號，可直接放置到原理圖中，也可用來建立自己的元件模型，元件庫大約有30個，每個苦又有許多模型，總共有大約8000多個，元器件庫如圖2.5所示：未指定模擬集成電路電容CMOS400系列接插件數(shù)字轉(zhuǎn)換器調(diào)試工具二極管EL C10000系列電動機系列感應(yīng)器Laplace原型存儲器系列微處理器集成電路其他模型原型運放光電器件PLD FPGA電阻仿真原型喇叭音響開關(guān)繼電器開關(guān)熱離子真空管。圖2.5PROTUES后期的版本不斷的

22、有元件庫和模型庫增加，會越來越完善。PRIOTUES部分模型舉例：圖2.6 部分單片機模型圖2.7部分動態(tài)開關(guān)模型圖2.8部分動態(tài)顯示器模型2.4 單片機系統(tǒng)的PROTUES設(shè)計與仿真實例前面已對PROTUES軟件做了簡單的介紹，下面通過AT89C51單片機實例手把手的教你如何應(yīng)用PROTUES軟件對單片機系統(tǒng)進(jìn)行仿真。AT89C51單片機有4個I/O端口，其中P1口為準(zhǔn)雙向口，其每一位口線都可以獨立的作為輸入或輸出線使用，如圖2.9所示：圖2.9通過按鈕控制實現(xiàn)D1、D2二極管燈的亮和滅，要求按下P1時，接P1.1的燈亮，否則接P1.0的燈亮，應(yīng)用PROTUES對該電路進(jìn)行仿真實現(xiàn)，具體實現(xiàn)

23、步驟如下：(1) 打開PROTUES軟件的ISIS Professional窗口，單擊菜單命令“File->New Design”,新建一個DEFAULT模板，并且保存文件名為“P1口的簡單應(yīng)用.DSN”。(2) 單擊器件選擇按鈕P,添加如下表2-1所列的元件。在ISIS編輯窗口中放置表2-1 P1口的簡單應(yīng)用所需元件單片機AT89C51電容CAP 30pF晶振CRYSTAL 12MHz電阻 RES按鈕BUTTON發(fā)光二極管LED-BIBY發(fā)光二極管LED-BIGY元器件，在單擊工具箱中的元件終端圖標(biāo)，在對象選擇器中分別點擊“POWER”和“GROUND”添加電源和地。(3) 放置好元器

24、件到相應(yīng)位置，布好線并且對圖中的元件參數(shù)進(jìn)行修改設(shè)置如圖2.10所示。圖2.10(4) 編寫源程序在ISIS菜單中單擊Source（源程序），彈出下拉菜單，點擊“Add/Remove Source File”，彈出如圖2.11所示的對話框，選擇Code Generation Tool下拉菜單中的代碼生成工具ASEM51，然后點擊New按鈕，在“P1口簡單應(yīng)用文件夾”下新建start.asm文件，單擊是按鈕，新建的start.asm源程序文件就添加到“Source Code Filename”下方框中。然后重新點擊菜單“Source->start.asm”編寫如下源程序并保存。P1口簡單應(yīng)

25、用源程序清單：ORG 0030H MOV A,#0FFH MOV P1,A JNB P1.2,LOOP1LOOP: CLR P1.0 LCALL EXITLOOP1: CLR P1.1EXIT: NOP END圖2.11(5) 匯編編譯源程序、生成目標(biāo)代碼文件點擊“Source-Build All”菜單命令編譯源程序生成.HEX文件，如果有錯則需根據(jù)編譯提示來調(diào)試源程序，直到無錯為止。注意此處要設(shè)置好目標(biāo)代碼生成工具，點擊“Source-Define Code Generation Tool”設(shè)置如圖2.12所示，選擇好ASEM51的路徑。圖2.12(6) 加載目標(biāo)代碼文件、設(shè)置時鐘頻率在IS

26、IS編輯窗口中雙擊AT89C51單片機芯片，再彈出的對話框中點擊如圖2.13所示的按鈕，選擇前面所生成的start.hex代碼文件，再在Clock Frequency:欄中設(shè)置時鐘為12MHz，點擊“ok”即可。圖2.13(7) PROTUES交互仿真代碼裝載完畢后即可進(jìn)行仿真，只需點擊運行仿真按鈕，仿真運行結(jié)果如圖2.14所示。圖2.14實驗一 模擬量輸入接口- A/D轉(zhuǎn)換實驗一、實驗?zāi)康呐c要求：1、認(rèn)識Proteus軟件；2、掌握用Proteus軟件軟件建立文件；3、掌握如何使用Proteus軟件元件庫；二、實驗場地、設(shè)備、儀器、工具：安裝有Proteus和Keil軟件的微機。三、實驗步驟

27、：1、在Proteus軟件中畫原理圖；2、編寫源程序并編譯形成可執(zhí)行文件.hex；3、載源程序；4、仿真。四、實驗內(nèi)容:1、基本知識 ADC0808是帶有8位A/D轉(zhuǎn)換器、8路多路開關(guān)以及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS組件。它是逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換器，可以和單片機直接接口。 （1）ADC0808的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 圖1-1 ADC0808內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)由上圖可知，ADC0809由一個8路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通8個模擬通道，允許8路模擬量分時輸入，共用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存A/D轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當(dāng)OE端為高電平時，

28、才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。（2）引腳結(jié)構(gòu) 圖1-2引腳結(jié)構(gòu)IN0IN7：8條模擬量輸入通道 ADC0809對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是05V，若信號太小，必須進(jìn)行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應(yīng)該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 地址輸入和控制線：4條ALE為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當(dāng)ALE線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將A，B，C三條地址線的地址信號進(jìn)行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進(jìn)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行轉(zhuǎn)換。A，B和C為地址輸入線，用于選通IN0IN7上的一路模擬量輸入。通道選擇表如下表1-1所示。 表1-1 通道選擇表CBA選擇的通

29、道000IN0001IN1010IN2011IN3100IN4101IN5110IN6111IN7數(shù)字量輸出及控制線：11條 ST為轉(zhuǎn)換啟動信號。當(dāng)ST上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間，ST應(yīng)保持低電平。EOC為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當(dāng)EOC為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。OE為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。OE1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)；OE0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。D7D0為數(shù)字量輸出線。 CLK為時鐘輸入信號線因ADC0809的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號必須由外界提供，通常使用頻率為500KHZ， V

30、REF（），VREF（）為參考電壓輸入。2、ADC0808應(yīng)用說明 （1） ADC0808內(nèi)部帶有輸出鎖存器，可以與AT89S51單片機直接相連。 （2） 初始化時，使ST和OE信號全為低電平。 （3） 送要轉(zhuǎn)換的哪一通道的地址到A，B，C端口上。 （4） 在ST端給出一個至少有100ns寬的正脈沖信號。 （5） 是否轉(zhuǎn)換完畢，我們根據(jù)EOC信號來判斷。 （6） 當(dāng)EOC變?yōu)楦唠娖綍r，若OE為高電平，轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)就輸出給單片機了。 2、實驗任務(wù)： 如圖1-3所示，從ADC0808的通道IN0輸入05V之間的模擬量，通過ADC0809轉(zhuǎn)換成數(shù)字量在四位（小數(shù)后三位）數(shù)碼管上以十進(jìn)制形成顯示出來。要

31、ADC0809的VREF接5V電壓。3、電路原理圖： 圖1-3電路原理圖4程序設(shè)計內(nèi)容： （1）進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換時，采用查詢EOC的標(biāo)志信號來檢測A/D轉(zhuǎn)換是否完畢，若完畢則把數(shù)據(jù)通過P0端口讀入，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理之后在數(shù)碼管上顯示。 （2）進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之前，要啟動轉(zhuǎn)換的方法： ABC000選擇第0通道 ST0，ST1，ST0產(chǎn)生啟動轉(zhuǎn)換的正脈沖信號 5、C51源程序#include <REGX52.H>unsigned char code dispbitcode=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;unsigned ch

32、ar getdata, dispbuf4;unsigned int i,j,temp;sbit ST=P30;sbit OE=P31;sbit EOC=P32;sbit CLK=P33;sbit P34=P34;sbit P35=P35;sbit P36=P36;sbit P20=P20;sbit P21=P21;sbit P22=P22;sbit P23=P23;sbit P17=P17;void TimeInitial();void Delay(unsigned int);void TimeInitial() TMOD=0x10;/定時方式1TH1=(65536-200)/256;/0.2

33、msTL1=(65536-200)%256;EA=1;ET1=1;TR1=1; void Delay(unsigned int i) for(;i>0;i-) for(j=0;j<125;j+); void Display() P1=dispbitcodedispbuf3;P20=0;P21=1; P22=1; P23=1; Delay(10); P1=0x00;P1=dispbitcodedispbuf2;P17=1;P20=1; P21=0; P22=1; P23=1;Delay(10); P1=0x00;P1=dispbitcodedispbuf1;P20=1;P21=1;P

34、22=0; P23=1;Delay(10); P1=0x00; P1=dispbitcodedispbuf0;P20=1;P21=1;P22=1;P23=0;Delay(10); P1=0x00;void main()TimeInitial();while(1)P34=0;P35=0;P36=0;ST=0; while(EOC=1);/查詢轉(zhuǎn)換結(jié)束OE=1;getdata=P0;OE=0;temp=getdata*1.0/255*500;dispbuf0=temp%10;dispbuf1=temp/10%10;dispbuf2=temp/100%10;dispbuf3=temp/1000;Di

35、splay();ST=0;OE=0;ST=1; void t1(void) interrupt 3 using 0 TH1=(65536-200)/256;TL1=(65536-200)%256;CLK=CLK; 實驗二 模擬量輸出接口-D/A轉(zhuǎn)換實驗一、實驗?zāi)康呐c要求：1、了解D/A轉(zhuǎn)換與單片機的接口方法;2、了解D/A轉(zhuǎn)換芯片0832的性能及編程方法.3、了解單片機系統(tǒng)中擴展D/A轉(zhuǎn)換芯片的基本方法；二、實驗場地、設(shè)備、儀器、工具：安裝有Proteus和Keil軟件的微機。三、實驗步驟：1、在Proteus軟件中畫原理圖；2、編寫源程序并編譯形成可執(zhí)行文件.hex；3、載源程序；4、仿真。

36、四、實驗內(nèi)容:1、基本知識DAC0832主要參數(shù)* 分辨率為8位；* 電流穩(wěn)定時間1us； * 可單緩沖、雙緩沖或直接數(shù)字輸入；* 只需在滿量程下調(diào)整其線性度；* 單一電源供電（+5V+15V）；* 低功耗，20mW。DAC0832結(jié)構(gòu) 圖2-1 DAC0832引腳及外型圖2-2 DAC0832內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)* D0D7：8位數(shù)據(jù)輸入線，* TTL電平，有效時間應(yīng)大于90ns(否則鎖存器的數(shù)據(jù)會出錯)；* ILE：數(shù)據(jù)鎖存允許控制信號輸入線，高電平有效；* CS：片選信號輸入線（選通數(shù)據(jù)鎖存器），低電平有效；* WR1：數(shù)據(jù)鎖存器寫選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由ILE、CS、

37、WR1的邏輯組合產(chǎn)生LE1，當(dāng)LE1為高電平時，數(shù)據(jù)鎖存器狀態(tài)隨輸入數(shù)據(jù)線變換，LE1的負(fù)跳變時將輸入數(shù)據(jù)鎖存；* XFER：數(shù)據(jù)傳輸控制信號輸入線，低電平有效，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效；* WR2：DAC寄存器選通輸入線，負(fù)脈沖（脈寬應(yīng)大于500ns）有效。由WR2、XFER的邏輯組合產(chǎn)生LE2，當(dāng)LE2為高電平時，DAC寄存器的輸出隨寄存器的輸入而變化，LE2的負(fù)跳變時將數(shù)據(jù)鎖存器的內(nèi)容打入DAC寄存器并開始D/A轉(zhuǎn)換。* IOUT1：電流輸出端1，其值隨DAC寄存器的內(nèi)容線性變化；* IOUT2：電流輸出端2，其值與IOUT1值之和為一常數(shù)；* RFB：反饋信號輸入線，改變Rf

38、b端外接電阻值可調(diào)整轉(zhuǎn)換滿量程精度；* Vcc：電源輸入端，Vcc的范圍為+5V+15V；* VREF：基準(zhǔn)電壓輸入線，VREF的范圍為-10V+10V；* AGND：模擬信號地；* DGND：數(shù)字信號地。1、實驗任務(wù) 利用DAC0832和AT89C51產(chǎn)生鋸齒波、三角波、矩形波。2、電路原理圖 圖2-3 電路原理圖3、程序設(shè)計內(nèi)容 可按波形變化規(guī)律反復(fù)給D/A轉(zhuǎn)換器送數(shù)字信號，要改變信號的頻率，只需改變數(shù)字信號送出后的延時時間即可。要產(chǎn)生電壓信號，必須外接運算放大器，電路如圖 2-3所示。4、匯編源程序（1）鋸齒波 ORG0100HSAWT:MOVDPTR,#7FFFH MOVA,#00HL

39、OOP:MOVXDPTR,A INCA LCALLDELAY AJMPLOOPDELAY:MOVR3,#6 D1:MOVR4,#6 D2:MOVR5,#6 D3:DJNZR5,D3 NOP DJNZR4,D2 DJNZR3,D1 RET END（2）三角波 ORG0100H TR:MOVDPTR,#7FFFH CLR A L1:MOVXDPTR,A LCALLDELAY INCA CJNE A,#0FFH,L1 L2:MOVXDPTR,A LCALLDELAY DECA JNZL2 AJMPL1DELAY:MOVR3,#6 D1:MOVR4,#6 D2:MOVR5,#6 D3:DJNZR5,D

40、3 NOP DJNZR4,D2 DJNZR3,D1 RET END（3）矩形波ORG0100HSQ:MOVDPTR,#7FFFHCLRALOOP:MOVXDPTR,ALCALLDELAYCPLAAJMPLOOPDELAY:MOVR3,#6D1:MOVR4,#6D2:MOVR5,#6D3:DJNZR5,D3NOPDJNZR4,D2DJNZR3,D1RETEND實驗三 步進(jìn)電機控制實驗一、實驗?zāi)康?掌握散轉(zhuǎn)程序的四種設(shè)計方法。2掌握用散轉(zhuǎn)程序編程控制步進(jìn)電機的方法。3. 掌握用Proteus調(diào)試匯編源程序的方法。二、實驗預(yù)備知識步進(jìn)電動機是“一步一步”的轉(zhuǎn)動的一種電動機，電源輸入的電信號是脈沖信號

41、（脈沖電壓），每輸入一個電脈沖，電動機就轉(zhuǎn)過一個固定角度，故而，也稱為脈沖電動機。1 基本概念拍：從一種通電狀態(tài)轉(zhuǎn)換到另一種通電狀態(tài)，叫一拍。步距角b：每一拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度。2 步進(jìn)電動機的通電方式例如：四相雙四拍 四相：表示電動機有四相繞組，雙：表示每一種通電狀態(tài)都有兩相繞組通電 四拍：四種通電狀態(tài)為一個循環(huán)正轉(zhuǎn)時通電順序： ABBCCDDAABBCCDDAAB 反轉(zhuǎn)時通電順序： ABDACDBCABDACDBCAB 3. 計算公式 步距角b=360/mZ （度）電機轉(zhuǎn)速n=60f/mZ （轉(zhuǎn)/分鐘）上式中 f為脈沖頻率（Hz） ，m為拍數(shù)，Z為轉(zhuǎn)子齒數(shù)4. 步進(jìn)電動機的特性靜態(tài)運行狀態(tài)：步

42、進(jìn)電動機不改變通電的狀態(tài)，一般用矩角特性M=f()來表示。步進(jìn)運行狀態(tài)：脈沖頻率較低,下一個脈沖到來之前,轉(zhuǎn)子已完成一步,并且運動已經(jīng)停止。高頻恒速運行狀態(tài)：脈沖頻率較高, 電機作勻速運動，頻率越高、速度越快。一般用矩頻特性來表示。 5步進(jìn)電動機的特點步進(jìn)電動機的步距（或轉(zhuǎn)速）與脈沖頻率成正比，它能按照控制脈沖的要求，立即啟動、停止、正反轉(zhuǎn)及變速，響應(yīng)性好。位移與輸入脈沖信號數(shù)相對應(yīng)，在不丟步的情況下運行時，角位移的誤差不會長期積累，可以組成結(jié)構(gòu)較為簡單的開環(huán)控制系統(tǒng)，也可在要求更高精度時組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。步進(jìn)電動機無刷，本體部件少，可靠性高，停止時可有自鎖能力；步距角選擇范圍大，可在幾十分至

43、180°大范圍內(nèi)選擇。速度可在相當(dāng)寬的范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，用一臺控制器控制幾臺步進(jìn)電機可使它們完全同步運行。步進(jìn)電動機帶慣性負(fù)載的能力較差，不能直接使用普通的交直流電源驅(qū)動。步進(jìn)電動機的應(yīng)用范圍廣泛，除數(shù)控、工業(yè)控制和計算機外部設(shè)備中大量使用外，在工業(yè)自動線、印刷機、遙控指示裝置、航空系統(tǒng)中，都在使用步進(jìn)電動機。三、實驗內(nèi)容P1口做輸出口控制四相步進(jìn)電動機的四相繞組，編寫程序，控制步進(jìn)電動機每2s正向轉(zhuǎn)動一步。晶振頻率6MHz。假設(shè)步進(jìn)電動機的通電方式為四相雙四拍，正轉(zhuǎn)時的通電順序是ABBCCDDA；反轉(zhuǎn)時的通電順序是ABDACDBC。用P3口做輸入口接兩只控制開關(guān)S1S2，S1控制電機

44、的速度，S2控制電機的方向， P1口做輸出口控制四相步進(jìn)電動機；利用RET指令編寫程序,使兩只控制開關(guān)控制步進(jìn)電動機以不同的方向和速度轉(zhuǎn)動。晶振6MHz?？刂埔笕缦拢?P3.5=0 P3.4=0 時 步進(jìn)電動機高速正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速n=300轉(zhuǎn)/分 P3.5=0 P3.4=1 時 步進(jìn)電動機高速反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速n=300轉(zhuǎn)/分 P3.5=1 P3.4=0 時 步進(jìn)電動機低速正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速n=60轉(zhuǎn)/分 P3.5=1 P3.4=1 時 步進(jìn)電動機低速反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速n=60轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)速n=60 r/min時，利用公式計算得f =20Hz，T=1/f =1/20=50ms轉(zhuǎn)速n=300 r/min時，利用公式計算得f =

45、100Hz，T=1/f =1/100=10ms（M=4,Z5）四、實驗參考電路假設(shè)用P1.0P1.3口作為輸出口分別控制步進(jìn)電動機的四相繞組，控制開關(guān)SW1SW2分別接P3.5和P3.4，控制電路圖如圖3-9所示；根據(jù)硬件接線可推導(dǎo)出控制狀態(tài)與P1口的控制碼的對應(yīng)關(guān)系，如表3-1所示。表3-1 控制狀態(tài)與P1口的控制碼的對應(yīng)關(guān)系控制狀態(tài)P1口控制碼P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0D相C相B相A相A相、B相繞組通電03H00000011B相、C相繞組通電06H00000110C相、D相繞組通電0CH00001100D相、A相繞組通電09H00001001圖3-1

46、步進(jìn)電機控制實驗電路五、實驗參考程序分支的出口有兩個以上時，形成散轉(zhuǎn)程序，一般用散轉(zhuǎn)指令來實現(xiàn)，設(shè)計方法有4種。分別是轉(zhuǎn)移指令表法、地址偏移量表法、轉(zhuǎn)向地址表法和利用RET指令法。地址機器碼程序注釋 ORG 0000H；程序從地址0000H存放0000H02 00 30 LJMP START ORG 0030H；程序從地址0030H存放0030H75 B0 FFSTART： MOV P3，#0FFH0033HE5 B0 MOV A，P3；讀輸入數(shù)據(jù)0035H54 30 ANL A，#30H；屏蔽掉無關(guān)位0037HC4 SWAP A0038H23 RL A0039HF9 MOV R1，A003A

47、H04 INC A003BH90 00 50 MOV DPTR，#TABLE；轉(zhuǎn)移地址表的基地址送DPTR003EH93 MOVC A，A+DPTR；查表并取出轉(zhuǎn)移地址的低8位003FHC0 E0 PUSH ACC；轉(zhuǎn)移地址的低8位壓入堆棧區(qū)0041HE9 MOV A，R1；恢復(fù)0042H93 MOVC A，A+DPTR；查表并取出轉(zhuǎn)移地址的高8位0043HC0 EO PUSH ACC；轉(zhuǎn)移地址的高8位壓入堆棧區(qū)0045H22 RET；從堆棧區(qū)彈出轉(zhuǎn)移地址送PC ORG 0050H；程序從地址0050H存放0050H00 60 TABLE： DW BR0；轉(zhuǎn)移地址表0052H00 80 DW

48、BR10054H00 A0 DW BR20056H00 C0 DW BR3 ORG 0060H；程序從地址0060H存放0060H75 90 03 BR0：MOV P1，#03H；AB相通電0063H12 01 00 LCALL DELAY10066H75 90 06 MOV P1, #06H；BC相通電0069H12 01 00 LCALL DELAY1006CH75 90 0C MOV P1, #0CH；CD相通電006FH12 01 00 LCALL DELAY10072H75 90 09 MOV P1, #09H；DA相通電0075H12 01 00 LCALL DELAY10078H

49、80 B6 SJMP START；重復(fù)循環(huán) ORG 0080H；程序從地址0080H存放0080H75 90 03 BR1：MOV P1，#03H；AB相通電0083H12 01 00 LCALL DELAY10086H75 90 09 MOV P1, #09H；DA相通電0089H12 01 00 LCALL DELAY1008CH75 90 0C MOV P1, #0CH；CD相通電008FH12 01 00 LCALL DELAY10092H75 90 06 MOV P1, #06H；BC相通電0095H12 01 00 LCALL DELAY10098H80 96 SJMP START；重復(fù)循環(huán) ORG 00A0H；程序從地址00A0H存放00A0H75 90 03 BR2：MOV P1，#03H；AB相通電00A3H12 01 50 LCALL DELAY200A6H75 90 06 MOV P1, #06H；BC相通電00A9H12