實驗六-雙機(jī)通信及PCB設(shè)計

中國石油大學(xué)〔北京〕實驗報告實驗課程：單片機(jī)原理及應(yīng)用實驗名稱：實驗六——雙機(jī)通信與PCB設(shè)計實驗?zāi)康恼莆沾谕ㄐ殴ぷ髟砑俺绦蜷_發(fā)方法，熟悉ARES軟件PCB設(shè)計過程。實驗內(nèi)容1、按照P241圖A.72繪制電路原理圖1，將第6章實例2中2#機(jī)的查詢法收發(fā)程序改為中斷法〔1#機(jī)發(fā)送過程不變〕并實現(xiàn)原有功能；2、按照圖A7.3和表A7.3繪制電路原理圖2，并定義電源端口；3、采用ARES軟件完成電路原理圖2的PCB設(shè)計，形成光繪〔Gerber〕輸出文件，其中BCD數(shù)碼管需按照圖A.74所示尺寸進(jìn)行PCB自定義封裝；4、完成實驗報告。實驗要求提交的實驗報告中應(yīng)包括：電路原理圖1，2#機(jī)的C51源程序，雙機(jī)通信仿真效果及討論*，PCB設(shè)計圖〔電路原理圖2、排幅員、3D效果圖、光繪文件分層圖3-4幅〕以及實驗小結(jié)。提交實驗報告的電子郵件主題及存盤文件名格式如，2005041220馬曉明實驗六。*討論：中斷法與查詢法的程序結(jié)構(gòu)差異及優(yōu)缺點。1、電路原理圖1圖1電路原理圖2、2#機(jī)的C51源程序圖22#機(jī)源程序3、雙機(jī)通信仿真效果及討論圖3仿真運(yùn)行一說明：利用KEIL編寫1#機(jī)和2#機(jī)的源程序并生成“.HEX〞文件，分別加載在兩個單片機(jī)上。1#機(jī)循環(huán)發(fā)送0-F數(shù)據(jù)，2#機(jī)實時接收數(shù)據(jù)，兩機(jī)數(shù)據(jù)通過各自的BCD數(shù)碼管顯示出來。圖4仿真運(yùn)行二說明：1#機(jī)循環(huán)發(fā)送“0—F〞數(shù)據(jù)，如圖1#機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)“F〞，2#機(jī)接收數(shù)據(jù)后在數(shù)碼管上輸出，1#機(jī)接收2#機(jī)返回的數(shù)據(jù)比照無誤后在數(shù)碼管上同時輸出“F〞。圖5仿真運(yùn)行三說明：輸出“0—F〞后，1#機(jī)循環(huán)發(fā)送“0—F〞的數(shù)據(jù)，2#機(jī)實時接收數(shù)據(jù)，兩機(jī)數(shù)據(jù)通過各自的BCD數(shù)碼管顯示出來。討論：從單片機(jī)仿真的結(jié)果上看，2#機(jī)采用中斷法編程并生成HEX文件后加載到單片機(jī)上后進(jìn)行仿真運(yùn)行的效果與采用查詢法編程的效果一致。從源程序上看，采用查詢法時，CPU需要不斷等待單片機(jī)發(fā)送和接收完數(shù)據(jù)后才能進(jìn)行下一步的操作。采用中斷法時，CPU可以依照主函數(shù)進(jìn)行操作，當(dāng)出現(xiàn)中斷請求標(biāo)志時，CPU保存程序斷點后開始執(zhí)行中斷函數(shù)。由于本次2#機(jī)源程序中的主函數(shù)采用的是空運(yùn)行并沒能直觀地反映出采用中斷法與查詢法的區(qū)別。但從理論上看，采用中斷法能夠更加高效地利用CPU的空間。4、PCB設(shè)計圖〔1〕PCB原理圖圖6PCB封裝原理圖〔2〕PCB_LED封裝圖7PCB_LED封裝尺寸圖圖7PCB_LED封裝尺寸圖圖8PCB_LED封裝圖〔3〕電路圖封裝圖9PCB布線圖圖103D效果圖圖9PCB布線圖圖103D效果圖〔4〕光繪文件分層圖形頂部絲印層底部銅箔層頂部銅箔層頂部絲印層底部銅箔層頂部銅箔層5、實驗小結(jié)通過本次試驗，我順利完成了單片機(jī)的異步通信功能，實現(xiàn)了1#機(jī)循環(huán)發(fā)送0-F數(shù)據(jù)，2#機(jī)實時接收數(shù)據(jù)，兩機(jī)數(shù)據(jù)通過各自的BCD數(shù)碼管顯示出來。對2#機(jī)采用中斷法進(jìn)行編程，生成“.hex〞文件加載在單片機(jī)上后，成功實現(xiàn)了仿真運(yùn)行。通過與同學(xué)討論，我們簡單分析出了查詢法與中斷法的區(qū)別，即中斷法能夠更加高效地利用CPU