關(guān)于實(shí)驗(yàn)課的說明

1、陽建宏2022-3-6計算機(jī)控制技術(shù) 關(guān)于實(shí)驗(yàn)課的說明實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求實(shí)驗(yàn)內(nèi)容n必做：基于凌陽61單片機(jī)開發(fā)板的I/O控制實(shí)驗(yàn)n選做：基于S7-200PLC的步進(jìn)電機(jī)控制實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)要求n實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)收n實(shí)驗(yàn)報告 單片機(jī)實(shí)驗(yàn)，一人一份 PLC實(shí)驗(yàn)，一組一份單片機(jī)實(shí)驗(yàn)介紹單片機(jī)n將CPU、存儲器、串并行I/O口、定時/計數(shù)器、甚至A/D轉(zhuǎn)換器、脈寬調(diào)制器、 圖形控制器等功能部件功能部件全都集成集成在一塊大規(guī)模集成電路芯片芯片上，構(gòu)成了一個完整的具有相當(dāng)控制功能的微控制器。n具有體積小體積小、功耗低、性能可靠、價格低廉、功能擴(kuò)展容易、使用方便靈活、易于產(chǎn)品化等諸多優(yōu)點(diǎn)。計程器萬年歷手機(jī)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)

2、介紹 實(shí)驗(yàn)中用到的單片機(jī)：凌陽實(shí)驗(yàn)中用到的單片機(jī)：凌陽SPCE061A1616位位結(jié)構(gòu)的微控制器結(jié)構(gòu)的微控制器輸入輸入/ /輸出端口輸出端口定時定時/ /計數(shù)器計數(shù)器D/AD/A和和A/DA/D轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換串行設(shè)備輸入輸出串行設(shè)備輸入輸出內(nèi)置在線仿真內(nèi)置在線仿真ICEICE接口接口凌陽“61”板總體介紹 “61板”是SPCE061A EMU BOARD V1.0的簡稱,是以16位單片機(jī)SPCE061A為核心的精簡開發(fā)仿真實(shí)驗(yàn)板。 硬件電路包括有電源電路、音頻電路（含MIC輸入部分和DAC音頻輸出部分）、復(fù)位電路等。凌陽“61”板總體介紹凌陽“61”板總體介紹電源座電源座PROBE座座EZ_PROB

3、E座座PROBE& EZ_PROBE選擇選擇開關(guān)開關(guān)耳機(jī)插孔耳機(jī)插孔喇叭插座喇叭插座音量調(diào)節(jié)音量調(diào)節(jié)電位器電位器3個按鍵個按鍵IOA口口IOB口口復(fù)位鍵復(fù)位鍵電源指示燈電源指示燈睡眠指示燈睡眠指示燈凌陽“61”板SPCE061ASPCE061A 的特性 16位nSP微處理器； 工作電壓(CPU) VDD為2.43.6V (I/O) VDDH為2.45.5V； CPU時鐘：0.32MHz49.152MHz ； 內(nèi)置2K字SRAM、內(nèi)置32K FLASH； 可編程音頻處理； 系統(tǒng)處于備用狀態(tài)下(時鐘處于停止?fàn)顟B(tài))，耗電僅為2A3.6V； 2個16位可編程定時器/計數(shù)器(可自動預(yù)置初始計數(shù)值

4、)、2個10位DAC(數(shù)-模轉(zhuǎn)換) 輸出通道、32位通用可編程輸入/輸出端口； 14個中斷源可來自定時器A / B，時基，2個外部時鐘源輸入，鍵喚醒； 使用凌陽音頻編碼SACM_S240方式(2.4K位/秒)，能容納210秒的語音數(shù)據(jù)； 鎖相環(huán)PLL振蕩器提供系統(tǒng)時鐘信號； 7通道10位電壓模-數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)和單通道聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器； 聲音模-數(shù)轉(zhuǎn)換器輸入通道內(nèi)置麥克風(fēng)放大器和自動增益控制(AGC)功能； 具有低電壓復(fù)位(LVR)功能和低電壓監(jiān)測(LVD)功能； 內(nèi)置在線仿真電路ICE（In- Circuit Emulator）接口； 具有WatchDog功能。單片機(jī)實(shí)驗(yàn)介紹凌陽“61板”

5、LED鍵盤模組實(shí)驗(yàn)n通過“61板”對LED鍵盤模組的控制來實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示和鍵盤控制功能。SPCE061A 輸入/輸出接口 輸入/輸出接口（也可簡稱為I/O口）是單片機(jī)與外設(shè)交換信息的通道。 輸入端口：接收檢測信號、鍵盤信號等。 輸出端口：輸送處理結(jié)果、顯示信息、控制命令、驅(qū)動信號等。IOA口口IOB口口 SPCE061A有兩個16位通用的并行I/O口：A口和B口。這兩個口的每一位都可通過編程單獨(dú)定義成輸入或輸出口。SPCE061A 輸入/輸出接口這三個口中每個對應(yīng)的位組合在一起，形成一個控制字，來定義相應(yīng)I/O 口位的輸入/輸出狀態(tài)和方式。某一位的設(shè)定包括以下3個基本項(xiàng)： 數(shù)據(jù)向量Data 屬

6、性向量Attribution 方向控制向量Direction。SPCE061A 輸入/輸出接口什么是控制字？ 簡單說就是完成相應(yīng)的單片機(jī)特定功能的控制開關(guān)，0和1。 通過控制字設(shè)置，可以對單片機(jī)特定功能進(jìn)行選擇，否則為單片機(jī)默認(rèn)電位時控制狀態(tài)。 比如，輸入輸出控制字可以控制單片機(jī)是否讀入數(shù)據(jù)線的數(shù)據(jù)或是將數(shù)據(jù)送出。 控制字位數(shù)等于處理器位數(shù) 控制字通常保存在此硬件的寄存器中。SPCE061A 輸入/輸出接口 方向控制向量Direction：l決定口位的輸入/輸出方向： 0為輸入，1為輸出。 屬性向量Attribution：l0為帶 上拉或下拉電阻式輸入，而1 則為懸浮式輸入。l在口位的輸出狀態(tài)

7、下，決定其輸出是反相的還是同相 的；0為反相輸出，1則為同相輸出。 數(shù)據(jù)向量Data：l在口位的輸入狀態(tài)下被寫入時，與_Attrib 位組合在一起形成輸入方式的控制字00、01、10、11，以決定輸入口是帶喚醒功能的上拉電阻式、下拉電阻式或懸浮式以及 不帶喚醒功能的懸浮式輸入。14/68凌陽“61板”-I/O口IOA口口IOB口口“61”板總共有32個I/O口：IOA0IOA15、IOB0IOB15這些I/O口是可以編程的，即可 以設(shè)置為輸入或輸出寫控制字寫控制字寄存器寄存器P_IOA_DirP_IOA_AttribP_IOA_DataP_IOB_DirP_IOB_AttribP_IOB_Da

8、ta完成單片機(jī)特定功能的控制開關(guān)0或1有限存貯容量的高速存貯部件，可用來暫存指令、數(shù)據(jù)、地址低低8位位高高8位位15/68凌陽“61板”-I/O口I/O口的設(shè)置和操作輸輸入入輸輸出出反反相相同同相相懸懸浮浮上上/下拉下拉如：將如：將IOA口初始化為同相低電平輸出口初始化為同相低電平輸出*P_IOA_Dir = 0 xffff; /輸出口輸出口 (1)*P_IOA_Attrib = 0 xffff; /同相同相 (1)*P_IOA_Data = 0 x0000; /低電平低電平 (0)16/68凌陽“61板”-I/O口小結(jié)：小結(jié)： 對硬件的設(shè)置和操作都是往硬件對硬件的設(shè)置和操作都是往硬件寄存器的

9、地址里寫入控制字，實(shí)現(xiàn)數(shù)寄存器的地址里寫入控制字，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀出和讀入。據(jù)的讀出和讀入。 IOA口口IOB口口詳細(xì)資料請查閱：詳細(xì)資料請查閱：SPCE061A單片機(jī)教材書單片機(jī)教材書 第第2章章 硬件結(jié)構(gòu)硬件結(jié)構(gòu).PDF17/68凌陽“61板”說明IOA口口IOB口口與與計計算算機(jī)機(jī)相相連連的的插插座座18/68凌陽“61板”-PROBE座選擇開關(guān)選擇開關(guān)PROBE座座EZ_PROBE座座 “61”板通過下載線與板通過下載線與PC機(jī)相連，進(jìn)行程序的燒寫、調(diào)試機(jī)相連，進(jìn)行程序的燒寫、調(diào)試和在線仿真和在線仿真 PROBE：在線調(diào)試器，調(diào)試速度快、靈活：在線調(diào)試器，調(diào)試速度快、靈活 EZ_PROBE

10、：下載大程序代碼和調(diào)試時的速度比：下載大程序代碼和調(diào)試時的速度比PROBE慢，但價格較低，適合學(xué)生使用慢，但價格較低，適合學(xué)生使用 試驗(yàn)中使用的是試驗(yàn)中使用的是EZ_PROBE連接計算機(jī)25針并口19/68凌陽“61板”-PROBE座選擇開關(guān)選擇開關(guān)PROBE座座EZ_PROBE座座 利用短路子連接利用短路子連接2、3腳。腳。需要注意的是：需要注意的是：程序在線調(diào)試完畢后，需要脫機(jī)運(yùn)行時，程序在線調(diào)試完畢后，需要脫機(jī)運(yùn)行時，必須將短路子拔下，才能正常運(yùn)行程序。必須將短路子拔下，才能正常運(yùn)行程序。20/68LED鍵盤模組-連接關(guān)系“61”板板鍵盤模組鍵盤模組下載線下載線21/68LED鍵盤模組-

11、布局8 8個按鍵個按鍵8 8個個LEDLED燈燈6 6個數(shù)碼管個數(shù)碼管與與“6161板板”相連相連的數(shù)據(jù)線接口的數(shù)據(jù)線接口Question：如何與如何與“61板板”連線？連線？如何控制按鍵、燈、數(shù)碼管？如何控制按鍵、燈、數(shù)碼管？22/68LED鍵盤模組-數(shù)碼管顯示控制位碼位碼：負(fù)責(zé)選擇哪位數(shù)碼管進(jìn)行顯示（：負(fù)責(zé)選擇哪位數(shù)碼管進(jìn)行顯示（DIG控制）控制）段碼：負(fù)責(zé)數(shù)碼管顯示的具體內(nèi)容段碼：負(fù)責(zé)數(shù)碼管顯示的具體內(nèi)容 （SEG控制）控制）位信號和段信號均位信號和段信號均高電平有效高電平有效控制哪位數(shù)碼管顯示控制數(shù)碼管顯示內(nèi)容+-：燈燈-+23/68硬件連接：硬件連接：IOB低低8位接位接SEG，高，

12、高8位接位接DIGLED鍵盤模組-數(shù)碼管顯示控制24/68*P_IOB_Data = 0 x047d單片機(jī)單片機(jī) IOB：15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0鍵盤模組：鍵盤模組：硬件連接：硬件連接：IOB高高8位接位接DIG，低，低8位接位接SEGD8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 dp g f e d c b a低8位高8位SEGDIG0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1IOB寄存器：寄存器：LED鍵盤模組-數(shù)碼管顯示控制25/68硬件連接：硬件連接：IOB低低8位接位接SEG，高，高8位接位接DIG思考題：改變硬件

13、連線，結(jié)果如何？IOB低低8位接位接DIG，高，高8位接位接SEG26/68*P_IOB_Data = 0 x047d單片機(jī)單片機(jī) IOB：15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0鍵盤模組：鍵盤模組：硬件連接：硬件連接：IOB高高8位接位接SEG，低，低8位接位接DIGdp g f e d c b a D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1低8位高8位DIGSEG0 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0IOB寄存器：寄存器：*P_IOB_Data = 0 x7d04D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 dp g f e

14、d c b aDIGSEG需要特別注意：硬件連線與寄存器的控制字相對應(yīng)需要特別注意：硬件連線與寄存器的控制字相對應(yīng)思考題：改變硬件連線，結(jié)果如何？27/68選擇燈的標(biāo)志位具體哪個燈亮單片機(jī)單片機(jī) IOB：15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0鍵盤模組：鍵盤模組：D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 dp g f e d c b aIOB寄存器：寄存器：0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1*P_IOB_Data = 0 x4001LED鍵盤模組-數(shù)碼管顯示控制28/68思考題：如何讓燈循環(huán)顯示？單片機(jī)單片機(jī) IOB：15 1

15、4 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0鍵盤模組：鍵盤模組：D8 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 dp g f e d c b aIOB寄存器：寄存器：0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 10 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 029/68LED鍵盤模組-按鍵控制30/68LED鍵盤模組-按鍵控制硬件連接：硬件連接：IOB低低8位接位接SEG，高，高8位接位接DIG IOA低低8位接位接1*8KEY*P_IOB_Data = GetKey()外部外部指

16、令指令輸入輸入顯示顯示輸出輸出控制燈亮控制燈亮控制按鍵控制按鍵獲取按鍵的鍵值獲取按鍵的鍵值31/68LED鍵盤模組-小結(jié)注意注意段段與與位位的控制的控制注意注意行行與與列列的控制的控制詳細(xì)資料請查閱：詳細(xì)資料請查閱：LED鍵盤模組鍵盤模組LED模組說明書模組說明書.pdf32/68單片機(jī)單片機(jī)鍵盤模組鍵盤模組下載線下載線如何通過單片機(jī)控制鍵盤模組的顯示如何通過單片機(jī)控制鍵盤模組的顯示 ？向單片機(jī)的寄存器中寫控制字向單片機(jī)的寄存器中寫控制字LED鍵盤模組-小結(jié)33/68凌陽凌陽“61板板”-自檢自檢step1：接上電池盒：接上電池盒自檢程序：精簡開發(fā)板自檢程序：精簡開發(fā)板-61板板自檢程序自檢程

17、序61a測試測試.rar參考程序：精簡開發(fā)板參考程序：精簡開發(fā)板-61板板61板實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書板實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 shiyanjiaocheng_program.rar34/68凌陽凌陽“61板板”-自檢自檢電源指示燈點(diǎn)亮電源指示燈點(diǎn)亮具體方法：將電池盒開關(guān)扳向ON端現(xiàn) 象：電源指示燈被點(diǎn)亮step2：打開電池盒開關(guān)：打開電池盒開關(guān)35/68凌陽凌陽“61板板”-自檢自檢具體方法：將喇叭的接口插入61板上標(biāo)有SPK的2pin座上step3：連接喇叭：連接喇叭36/68凌陽凌陽“61板板”-自檢自檢復(fù)位鍵復(fù)位鍵現(xiàn)象：語音提示“歡迎進(jìn)入自檢模式”，此時因?yàn)檫€沒有連線，所以會聽到：“I/O測試失敗”的警告st

18、ep4：按復(fù)位鍵：按復(fù)位鍵37/68凌陽凌陽“61板板”-自檢自檢具體方法：具體方法： 將A口低8位和B口低8位用排線短接，注意A0-A7B0B7將A口高8位和B口高8位用排線短接，注意A8-A15B8B15step5：接排線：接排線現(xiàn)象：語音提示：“I/O測試成功”38/68凌陽凌陽“61板板”-自檢自檢KEY1KEY1鍵鍵現(xiàn)象：語音提示“睡眠測試成功”，睡眠指示燈點(diǎn)亮0.5s后熄滅睡眠指示燈睡眠指示燈step6：按：按KEY1鍵鍵39/68凌陽凌陽“61板板”-自檢自檢KEY2KEY2鍵鍵現(xiàn)象：按鍵后等5秒鐘后，語音提示“AD測試成功”step7：按：按KEY2鍵鍵40/68凌陽凌陽“61

19、板板”-自檢自檢KEY3KEY3鍵鍵現(xiàn)象：喇叭會發(fā)出叫聲step8：按：按KEY3鍵鍵41/68單片機(jī)實(shí)驗(yàn)凌陽“61板” LED鍵盤模組編譯環(huán)境42/68IDE集成開發(fā)環(huán)境-簡介 開發(fā)環(huán)境集程序的編譯、鏈接、調(diào)試、仿真等功能于一體開發(fā)環(huán)境集程序的編譯、鏈接、調(diào)試、仿真等功能于一體 通過下載線配合通過下載線配合“61”板使用，進(jìn)行板使用，進(jìn)行“61”板的開發(fā)板的開發(fā) 配備硬件聲明頭文件和常用庫函數(shù)模塊，加快開發(fā)進(jìn)程配備硬件聲明頭文件和常用庫函數(shù)模塊，加快開發(fā)進(jìn)程43/68IDE集成開發(fā)環(huán)境-安裝 執(zhí)行光盤執(zhí)行光盤 IDE184 unSPIDE1.8.4.exe 安裝完畢后的快捷方式：安裝完畢后的

20、快捷方式： 主界面：主界面：菜單欄工具欄Work Space窗口Out Put窗口編輯窗口44/68IDE集成開發(fā)環(huán)境-舉例應(yīng)用任務(wù)描述：任務(wù)描述： 應(yīng)用IDE集成開發(fā)環(huán)境完成按鍵點(diǎn)亮發(fā)光二極管的程序編寫、編譯、調(diào)試、燒寫和運(yùn)行“61”板板鍵盤模組鍵盤模組下載線下載線45/68IDE集成開發(fā)環(huán)境-舉例應(yīng)用Step1：新建項(xiàng)目，名稱為LEDKEYFileNew46/68IDE集成開發(fā)環(huán)境-舉例應(yīng)用Step2：Project File中鍵入文件名LED_KEY Location中選擇存儲路徑47/68IDE集成開發(fā)環(huán)境-舉例應(yīng)用Step3：File New File 選擇”SP IDE C Fil

21、e” 填寫工程名、File、Location的相應(yīng)信息48/68IDE集成開發(fā)環(huán)境-舉例應(yīng)用全部完成后出現(xiàn)如下界面：49/68IDE集成開發(fā)環(huán)境-舉例應(yīng)用Step4：在編輯區(qū)編譯代碼50/68IDE集成開發(fā)環(huán)境-舉例應(yīng)用Step5：Build Build 編譯代碼工具欄的快捷按鈕51/68IDE集成開發(fā)環(huán)境-舉例應(yīng)用Step6：編譯完畢后觀察Out Put窗口，出現(xiàn)錯誤后，根據(jù)提示改正，直至編譯無誤調(diào)試有誤調(diào)試有誤調(diào)試正確調(diào)試正確52/68IDE集成開發(fā)環(huán)境-舉例應(yīng)用Step7：在線調(diào)試53/68IDE集成開發(fā)環(huán)境-舉例應(yīng)用Step8：選擇端口 Project Select Body，選擇 E

22、Z_Probe接計算機(jī)并口接計算機(jī)并口 接接EZ_PROBEEZ_PROBE 短路子接短路子接2 2、3 3腳腳54/68IDE集成開發(fā)環(huán)境-舉例應(yīng)用Step9：點(diǎn)擊工具欄中Download按鈕，下載代碼到單片機(jī)中55/68IDE集成開發(fā)環(huán)境-舉例應(yīng)用Step10：下載完畢后，進(jìn)入調(diào)試模式，會出現(xiàn)調(diào)試工具欄；在調(diào)試模式中進(jìn)行程序的在線調(diào)試，現(xiàn)象正確后，可以拔掉下載線脫機(jī)運(yùn)行。SPCE061A 輸入/輸出接口I/O端口的組合控制設(shè)置 SPCE061A 輸入/輸出接口編程實(shí)例/=/ 工程名稱：ex04_c_IOA_OUT/ 功能描述： 實(shí)驗(yàn)箱實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書基礎(chǔ)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)/ 使用C語言實(shí)現(xiàn)A口的輸出，通過

23、IOA口低8位輸出的數(shù)據(jù)控制8個/ 發(fā)光二極管的點(diǎn)亮與熄滅，點(diǎn)亮與熄滅為動態(tài)的，而且是重復(fù)循/ 環(huán)的。/ IDE環(huán)境： SUNPLUS unSPTM IDE 2.0.0（or later）/ 涉及的庫：CMacro1016.lib/ 組成文件：main.c/ 硬件連接：IOA口低8位與1*8LED相連/ 維護(hù)記錄：2005-09-12v1.0/=/=/ 文件名稱：main.c/ 功能描述：通過IOA口低8位輸出的數(shù)據(jù)控制8個發(fā)光二極管的點(diǎn)亮與熄滅，/點(diǎn)亮與熄滅為動態(tài)的，而且是重復(fù)循環(huán)的。/ 維護(hù)記錄：2005-09-12v1.0/=SPCE061A 輸入/輸出接口編程實(shí)例#define P_I

24、OA_Data (volatile unsigned int *)0 x7000 #define P_IOA_Buffer(volatile unsigned int *)0 x7001 #define P_IOA_Dir (volatile unsigned int *)0 x7002#define P_IOA_Attrib (volatile unsigned int *)0 x7003#define P_Watchdog_Clear(volatile unsigned int *)0 x7012void Delay(void);/=/ 語法格式：int main(void)/ 實(shí)現(xiàn)功能：

25、通過IOA口低8位輸出的數(shù)據(jù)控制8個發(fā)光二極管的點(diǎn)亮與熄 / 滅，點(diǎn)亮與熄滅為動態(tài)的，而且是重復(fù)循環(huán)的。/ 參數(shù)：無/ 返回值： 無/=SPCE061A 輸入/輸出接口編程實(shí)例int main(void)unsigned int uiData;*P_IOA_Dir = 0 xffff;/設(shè)置IOA口為同相低電平輸出*P_IOA_Attrib = 0 xffff;*P_IOA_Data = 0 x0000;uiData = 0; /定義輸出數(shù)據(jù)變量while(1)*P_IOA_Data = uiData;/輸出數(shù)據(jù)送到IOA口，當(dāng)IOA口某一位輸出高電平時，點(diǎn)亮與其連接的發(fā)光二極管uiData+;/輸出數(shù)據(jù)加1Delay();/延時*P_Watchdog_Clear = 0 x0001;/清看門狗操作SPCE061A 輸入/輸出接口編程實(shí)例/=/語法格式：void Delay(void)/實(shí)現(xiàn)功能：延時/參數(shù)：無/返回值：無/=void Delay(void)unsigned int uiCount;for(uiCount = 0;uiCount 32767; uiCount+)*P_Watchdog_Clear = 0 x0001; /清看門狗操作61板實(shí)驗(yàn)需要說明的幾點(diǎn)內(nèi)容n看門狗 稱為稱為“Watchdo