单片机测控电路实训刘博然.docx
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单片机测控电路实训刘博然
单片机测控电路实训
09电信一班刘博然
学号:
3114
一、1、项目名称:
矩阵键盘输入,LED点阵显示
2、项目要求:
用4×4的键盘控制8×8的LED模块,每按一个键显示一个特定的字符。
我所设计的电路具有基本的要求,总共有5个按键,每按一个按键LED模块所显示的图案各不相同,分别是/,\,△,向上的箭头,正方形。
3、硬件电路图及设计说明:
首先搞清各个元器件的原理及工作原理,然后排版,然后用双面胶讲底座,LED点阵,键盘粘到电路板上,再用杜邦线根据电路原理图连接,最后接上电源。
4、软件程序流程图及设计说明:
程序流程图:
LED点阵显示函数设计:
本函数要实现的功能是根据键盘的值,在LED点阵上显示不同的图形。
如果键盘的输入值为0-9则显示相应的数字,如果输入的是其他值,则显示“+”。
本程序采用二维数组存放要显示的图形的字模,然后再通过逐行扫描LED点阵,把要显示的图形分8次显示,一次显示一行,利用人眼的视觉暂留效应,是人看到的是一个图形一次显示出来,通过一个循环控制图形显示的时间。
程序流程图:
点阵图设计:
根据8*8LED点阵的原理,8X8点阵共需要64个发光二极管组成,且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上,当对应的某一列置1电平,某一行置0电平,则相应的二极管就亮。
5、调试及验证情况:
在调试过程中主要就图案的显示情况做了一些更改,刚开始就是按照指导书的要求,直接设计很复杂的数字和图案,经过老师的讲解后,了解了LED点阵显示的原理,设计了几个简单的图案,并且在最后的调试过程中完成了设计的要求。
结果按S1,S2,S3,S4,S5分别现实图案“/”“\”“△”“正方形”“↑”。
二、1、项目名称:
脉宽调制(PWM)输出
2、项目要求:
四个按键,一个发光管。
按1号键启动脉冲输出,发光管点亮,按2号键停止脉冲输出,发光管熄灭。
在输出脉冲时,按3号键增大占空比,发光管亮度增加;按4号键减小占空比,发光管亮度减小。
3、硬件电路图及设计说明:
硬件电路和第一个硬件电路相似,在电路板上再粘上LED流水灯,然后改变杜邦线的连接,将LED灯按顺序和P1口连接,然后按键只需要4个按键。
4、软件程序流程图及设计说明:
脉冲宽度调制(PWM)是一种对模拟信号电平进行数字编码的方法。
通过高分辨率计数器的使用,方波的占空比被调制用来对一个具体模拟信号的电平进行编码。
PWM信号仍然是数字的,因为在给定的任何时刻,满幅值的直流供电要么完全有(ON),要么完全无(OFF)。
电压或电流源是以一种通(ON)或断(OFF)的重复脉冲序列被加到模拟负载上去的。
通的时候即是直流供电被加到负载上的时候,断的时候即是供电被断开的时候。
只要带宽足够,任何模拟值都可以使用PWM进行编码。
PWM的一个优点是从处理器到被控系统信号都是数字形式的,无需进行数模转换。
让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。
噪声只有在强到足以将逻辑1改变为逻辑0或将逻辑0改变为逻辑1时,也才能对数字信号产生影响。
5、调试及验证情况:
该实验在最后调试时没有出现问题,一次成功。
结果为接通电源后,按下按键1,灯亮,按下按键2,灯灭。
当灯亮的时候,每按下一次按键3,灯的亮度会增加,当灯亮时,每按一次按键4,灯的亮度会减弱。
三、1、项目名称:
环形脉冲分配
(1)2、项目要求:
三个按键,三个发光管。
按1号键三个发光管按1、2、3的顺序依次循环流动点亮,按3号键发光管熄灭;按2号键三个发光管按3、2、1的顺序依次循环流动点亮;按3号键发光管熄灭。
3、硬件电路图及设计说明:
本设计的硬件电路主要包括控制电路,最小系统,显示电路。
最小系统主要是为了是单片机正常工作,控制电路主要由开关和按键组成,由操作者根据相应的工作需要进行操作,显示电路主要是为了显示LED的工作状态。
4、软件程序流程图及设计说明:
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0003H
LJMPZENGJIA
ORG0013H
LJMPJIANSHAO
ORG0100H
MAIN:
SETBIT0
SETBIT1
SETBEA
SETBEX0
SETBEX1
MOV60H,#10
MOV61H,#10
MOVP3,#0FFH
JBP3.0,$
JNBP3.0,$
LED:
MOVP1,#0FEH
ACALLDEL3S
MOVP1,#0FFH
ACALLDEL4S
SJMPLED
;*********************************************************ORG0200H
ZENGJIA:
INC60H
DEC61H
RETI
ORG0300H
JIANSHAO:
DEC60H
INC61H
RETI
;*********************************************************
DEL3S:
MOVTMOD,#10H
MOVTL1,#18H
MOVTH1,#0FcH
;MOVR6,60H
SETBTR1
LOOP11:
MOVR5,60H
JNBP3.1,GUANBI
LOOP1:
JNBTF1,$
JNBP3.1,GUANBI
MOVTL1,#18H
MOVTH1,#0FcH
CLRTF1
DJNZR5,LOOP1
JNBP3.1,GUANBI
;DJNZR6,LOOP11
CLRTR1
RET
DEL4S:
MOVTMOD,#10H
MOVTL1,#18H
MOVTH1,#0FcH
;MOVR6,61H
SETBTR1
LOOP21:
MOVR5,61H
JNBP3.1,GUANBI
LOOP2:
JNBTF1,$
JNBP3.1,GUANBI
MOVTL1,#18H
MOVTH1,#0FcH
CLRTF1
DJNZR5,LOOP2
JNBP3.1,GUANBI
;DJNZR6,LOOP21
CLRTR1
RET
5、调试及验证情况:
该实验在最后调试时没有出现问题,一次成功。
该实验结果为接通电源后,按按键1三个LED按1,2,3顺序循环点亮,按按键3熄灭,按按键2三个LED按3,2,1顺序循环点亮。
(2)2、项目要求:
两个按键,三个发光管,上电后默认1号发光管点亮。
不按2号键时,每按一次1号键点亮的发光管按1、2、3的顺序依次循环流动一位;按住2号键时,每按一次1号键点亮的发光管按3、2、1的顺序依次循环流动一位。
3、硬件电路图及设计说明:
该项目硬件电路和上一个一样,只是按键少了一个,同时也需要3个LED灯,其他都一样,只是接线不一样。
4、软件程序流程图及设计说明:
ORG0000H;PC复位地址
LJMPMAIN;MAIN为主程序入口地址
;---------主程序-------------------
ORG0100H
MAIN:
MOVSP,#60H;堆栈初始换
MOVR0,#3
MOVR1,#3
MOVA,#0FEH
LOOP:
MOVP1,A
JNBP3.1,FAN
ACALLDELS
JBP3.0,$
JNBP3.0,$
RLA
DJNZR0,LOOP
AJMPMAIN
FAN:
MOVA,#0FBH
FAN1:
JBP3.1,LOOP
MOVP1,A
ACALLDELS
JBP3.0,$
JNBP3.0,$
RRA
DJNZR1,FAN1
AJMPMAIN
DELS:
MOVTMOD,#10H
MOVTL1,#18H
MOVTH1,#0FCH
SETBTR1
LOOP11:
MOVR5,60H
LOOP1:
JNBTF1,$
MOVTL1,#18H
MOVTH1,#0FCH
CLRTF1
DJNZR5,LOOP1
CLRTR1
RET
END
5、调试及验证情况:
该实验在最后调试时没有出现问题,一次成功。
验证的结果为接通电源后默认1号发光管点亮。
不按2号键时,每按一次1号键点亮的发光管按1、2、3的顺序依次循环流动一位;按住2号键时,每按一次1号键点亮的发光管按3、2、1的顺序依次循环流动一位。
四、1、项目名称:
A/D转换
2、项目内容:
用电位器分压得到0—5V直流电压,经过ADC0809芯片送人单片机,用八个发光管以二进制数的方式显示数字量。
(点亮表示“1”)
3、硬件电路图及设计说明:
A/D转换(模数转换),模拟信号是一个随时间轴连续变化的电信号,转换时,就是将某一取样时刻的模拟信号的幅值用数字的方式记录下来,只要取样频率足够高,也就是取样时刻点的密度足够大,记录下来的数字信号就可以还原出原来的那个模拟信号了。
该项目硬件电路需要另外一个芯片ADC0809,其内部有一个8通道多路开关,它可以根据地址码锁存译码后的信号,只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
主要特性有8路输入通道,8位A/D转换器,即分辨率为8位,具有转换起停控制端和模拟输入电压范围0~+5V,不需零点和满刻度校准。
该芯片引脚图:
4、软件程序流程图及设计说明:
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
ucharcodedispcode[]={0x7f,0x3f,0x1f,0x0f,0x07,0x03,0x01,0x00};
uchargetdata;
uinttemp,a;
sbitST=P3^0;
sbitOE=P3^1;
sbitEOC=P3^2;
sbitCLK=P3^3;
voidmain(void)
{
ST=0;
OE=0;
ET0=1;
ET1=1;
EA=1;
TMOD=0x12;
TH0=216;
TL0=216;
TH1=(65536-4000)/256;
TL1=(65536-4000)%256;
TR1=1;
TR0=1;
ST=1;
ST=0;
while
(1)
{
if(EOC==1)
{
OE=1;
getdata=P0;
OE=0;
temp=getdata*196;
if((temp>0)&&(temp<=6250))
{a=0;
}
if((temp>6250)&&(temp<=12500))
{a=1;
}
if((temp>12500)&&(temp<18750))
{a=2;
}
if((temp>18750)&&(temp<=25000))
{a=3;
}
if((temp>25000)&&(temp<=31250))
{a=4;
}
if((temp>31250)&&(temp<=37500))
{a=5;
}
if((temp>37500)&&(temp<=43750))
{a=6;
}
if((temp>43750)&&(temp<=50000))
{a=7;
}
ST=1;
ST=0;
}
}
}
voidt0(void)interrupt1using1
{
CLK=~CLK;
}
voidt1(void)interrupt3using1
{
TH1=(65536-8000)/256;
TL1=(65536-8000)%256;
P1=dispcode[a];
}
5、调试及验证情况:
该项目在第一次实验的时候出现了问题,灯的亮暗应该符合二进制,应该是模拟量转化成数字量,而我所做的程序是模拟量转化成模拟量,没有实现题目要求,再发现错误之后回去改了下程序,最后实现了该项目的功能,最后能实现的是当电路通电后,调节电位器,刚开始的时候灯全灭,然后随着慢慢扭动电位器,灯的亮暗是根据二进制变化的,比如00000000H,00000001H,00000010H等,最后灯全亮。
五:
心得体会:
这次为期三周的单片机测控电路实训让我从中学会了很多东西。
首先在专业知识方面,我了解了点阵LED和矩阵键盘的工作原理,可以自己利用单片机设计出很多不同的图形,数字和汉字,由此深入探究可以设计建议的广告牌。
其次对步进电机的工作原理也有了更好的认识,因为环形脉冲分配的原理和步进电机的工作原理类似,同时,我还了解到了之前不知道的芯片--ADC0809,虽然这次的实训我们的电路板的焊接工作比较少,但是这次主要是编写程序和对元器件的工作原理的了解,这些东西都是平时在课堂上根本学不到的知识,还增加了我们的动手能力。
在这次的实训中,我们有收获也有困难和挫折,例如刚开始我们刚拿到题目要求的时候一头雾水,根本不知道从何开始做起,总是想着一口吃成个大胖子,直接按着题目的要求,总是想一步到位。
基本上第一个星期没有什么太大的进展。
但是在老师的指导和帮助,讲解下,我知道做事情不能着急,要慢慢的一步一步的去解决每一个问题。
可能整个电路的所有功能我们实现不了,但是我们可以实现它的中心环节,最重要的功能,然后就此了解它的工作原理,再进行加工,最后达到题目的要求。
这次的实训我们又对之前学过的软件又熟悉了一遍,例如protues,keil等。
同时还让我明白了不管什么事情,在遇到困难的时候不要慌,不要急,可以和同学之间互相沟通,相互了解,有什么不会的都可以大胆的问他们,不能怕害羞,不耻下问。
什么问题我们都要从小的入手,化繁为简,分布处理,然后最后再将它们整合,就能实现要求。
可能我的基础不好,对于很多拓展方面没有更多的时间去考虑,但是我相信经过自己的努力和勤奋,专业方面的知识会慢慢的增加赶上其他优秀的同学的。
最后,十分感谢其他同学对我的帮助和胡老师对我的指导。
六、参考文献
郭天祥《51单片机C语言教程》
胡健《单片机原理及接口技术》
谭浩强《C程序设计》
仅供个人用于学习、研究;不得用于商业用途。
Forpersonaluseonlyinstudyandresearch;notforcommercialuse.
NurfürdenpersönlichenfürStudien,Forschung,zukommerziellenZweckenverwendetwerden.
Pourl'étudeetlarechercheuniquementàdesfinspersonnelles;pasàdesfinscommerciales.
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- 关 键 词:
- 单片机 测控 电路 实训刘博然