電氣化自動技術(shù)-實驗10-74LS165并入串出移位-實驗指導(dǎo)書

實驗十74LS165并入串出移位實驗實驗概述通過AT89C52接收來自74LS165的串行數(shù)據(jù)，再用LED顯示出。實驗?zāi)康恼莆沾谟糜诓⑿休斎攵丝跀U(kuò)充的編程方法；理解74LS165的工作原理。實驗預(yù)習(xí)要求1、主要知識點(diǎn)概述：本實驗用到了兩個主要知識點(diǎn)是：74LS165的工作機(jī)制、簡單的單片機(jī)串口輸入。2、實驗結(jié)果說明：通過74LS165來讀取8位鍵值并通過LED顯示。實驗原理圖：74LS165主要引腳介紹：SO：串行數(shù)據(jù)輸出端QH：反相串行數(shù)據(jù)輸出端D0~D7：并行數(shù)據(jù)輸入端CLK：時鐘輸入端（需要接時鐘源，51單片機(jī)串口工作在方式0時接TXD(P3.1口)）INH：時鐘禁止端(高電平有效，使用時設(shè)為低電平)SH/LD：移位與置位控制端SI：串行輸入端（用于拓展多個74LS165）74LS165是八位并行輸入、串行輸出移位寄存器，74LS165芯片上電后，首先設(shè)置SH/LD端為低電平，此時芯片將D0~D7腳上的高低電平數(shù)據(jù)存入芯片內(nèi)寄存器Q0~Q7,然后設(shè)置SH/LD端為高電平，此時芯片將寄存器內(nèi)數(shù)據(jù)通過SO串行發(fā)送（QH也會發(fā)送反相數(shù)據(jù)）。查閱74LS165的datasheet可以找到它的時序圖和真值表。圖：74LS165時序圖圖：74LS165真值表上面的真值表和時序圖中我們要特別注意幾個端口的變化，真值表中SH/LD只有在高電平的時候方才有效；CLK、INH只有當(dāng)其中一個為低電平的時候，另一個時鐘才能正確的輸入（一般的我們在使用時，可以將其中的一個直接接地，另一個做時鐘輸入端口使用）。Proteus使用的元器件1.74LS165//八位并行輸入，串行輸出移位寄存器。2.AT89C52//51單片機(jī)。3.BUTTON//按鍵,用于最小系統(tǒng)復(fù)位。4.CAP//電容，用于搭建復(fù)位電路。5.CAP-ELEC//電解電容，用于搭建復(fù)位電路。6.CRYSTAL//晶振,給單片機(jī)提供時鐘信號。7.LED-GREEN//綠色LED燈。8.RES//電阻。實驗要求利用74LS165、8個按鍵和8個LED，實現(xiàn)并轉(zhuǎn)串的輸入擴(kuò)充實驗。硬件連接圖1.硬件電路圖：74LS165并入串出移位圖：8位獨(dú)立開關(guān)圖：8位獨(dú)立LED2.硬件連接表MCU-AT89S5274LS165并入串出移位8位獨(dú)立開關(guān)8位獨(dú)立LEDP30SOP31CPP32SHP10~P17D1~D8QA~QHSW1~SW83.Proteus仿真圖圖：Proteus仿真圖實驗程序/*******************************************************************************文件名稱：main.c作者：版本：V1.00說明：74LS165并入串出移位實驗修改記錄：--------------------------------------------------------------------------------功能描述:*控制74LS165*實現(xiàn)并行數(shù)據(jù)輸入,串行數(shù)據(jù)輸出--------------------------------------------------------------------------------*接線說明：P30-SO，P31-CP,P32-SH,P10~P17——D1~D8,SW1~SW8——QA~QH,*******************************************************************************/#include<reg52.h>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineDoutP1sbitSH=P3^2;/*********主函數(shù)***************************************************************/voidmain(void){ SCON=0X10; //設(shè)定UART方式0,允許接收數(shù)據(jù) while(1) { SH=0; //載入數(shù)據(jù) _nop_(); _nop_(); _nop_(); SH=1;//數(shù)據(jù)輸出 RI=0; while(!RI); //判斷是否接收完數(shù)據(jù) RI=0; Dout=SBUF; //輸出接收到的數(shù)據(jù) }} 實驗步驟1、打開Proteus8環(huán)境，在快捷工具欄中點(diǎn)擊源代碼按紐，然后在菜單欄選擇系統(tǒng)-編譯器配置。找到Keilfor8051，點(diǎn)擊下載，下載完成后點(diǎn)擊OK退出。2、點(diǎn)擊源碼選擇新建工程，出現(xiàn)新固件項目對話框，在系列一欄中選擇8051，在控制器一欄選擇AT89C52，編譯器一欄中選擇Keilfor8051,然后點(diǎn)擊確定，新工程創(chuàng)建完成。3、然后在工程對話框下，右鍵單擊AT89C52,在出現(xiàn)的下拉列表中選中工程設(shè)置，將工程選項下EmbedFiles后的勾選去掉，然后點(diǎn)擊確定完成工程設(shè)置。4、在快捷工具欄中的下拉列菜單Debug/Release/配置選項中，選擇Release。5、將需要編譯的程序代碼輸入到main.c文件中，輸入好程序代碼后，然后在工程中，右鍵單擊AT89C52,在出現(xiàn)的下拉列表中選中構(gòu)建工程，編譯完成返回LINK/LOCATERUNCOMPLETE.0WARNING(S),0ERROR(S)編譯成功。表示工程編譯成功。6、編譯成功后，切換到原理圖狀態(tài)下點(diǎn)擊運(yùn)行按紐，可通過人機(jī)接口觀察程序的仿真結(jié)果。7、連接ISP下載器一端到USB接口，另一端連到目標(biāo)板。打開實驗臺電源，參考產(chǎn)品說明書中的ISP下載軟件使用方法對程序進(jìn)行下載。8、接下來大家就可以按照硬件連接表連線了，然后測試程序，觀察實驗現(xiàn)象，理解程序，最后自己修改程序提高編程能力。視頻視頻實驗現(xiàn)象點(diǎn)擊開始仿真運(yùn)行，按下按鍵（K1-K8）開關(guān)，相應(yīng)的LED（LED1-LED8）燈亮。圖：實驗現(xiàn)象實驗總結(jié)1.使用Proteus仿真，可以觀察到，8按下按鍵，相應(yīng)的LED就會點(diǎn)亮。和程序是相符合的。while(1){ SH=0; //載入數(shù)據(jù) _nop_(); _nop_(); _nop_(); SH=1;//數(shù)據(jù)輸出 RI=0; while(!RI); //判斷是否接收完數(shù)據(jù) RI=0; Dout=SBUF; //輸出接收到的數(shù)據(jù)}上面這段代碼是main里面的，不難看出，程序初始化之后，P1不斷輸出特殊寄存器SBUF的值，而單片機(jī)的TXD是連接著74LS165的SO，所以SBUF的值就是輸入74LS165的值。2.點(diǎn)擊Proteus的左下角的，此時就會顯示下圖的頁面。圖：單步執(zhí)行在這個頁面點(diǎn)擊菜單欄Debug-3.8051CPU-Variables，頁面下方會彈出一個窗口，可以觀察到各個變量的值的變化。而點(diǎn)擊菜單欄的Debug-3.8051CPU-Registers彈出的窗口則可以觀察到各個寄存器的值。繼續(xù)點(diǎn)擊會直行下一條指令，觀察寄存器的變化，感受74LS165的使用方法。3.將程序燒進(jìn)實驗箱內(nèi)，觀察與仿真結(jié)果是否有差異。作業(yè)本實驗使用的是輪詢的方法，嘗試改成使用中斷的方法來進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)。【提示】中斷服務(wù)函數(shù)如下：voidDateGet()interrupt4//串口數(shù)據(jù)接收完成中斷{SH=0;//數(shù)據(jù)載入位設(shè)為低電平，將按鍵數(shù)據(jù)存入74LS165寄存器DelayMS(50);//延時一會等待存入完成DOUT=SBUF;//變更LED端口SH=1;//數(shù)據(jù)載入位設(shè)為高電平，將74LS165寄存器數(shù)據(jù)寫入串口寄存器/*一定要在串口復(fù)位前將數(shù)據(jù)載入位設(shè)為高電平，使得在串口開始接收前發(fā)送74LS165寄存器內(nèi)數(shù)據(jù)