PAGE1題目：?jiǎn)纹瑱C(jī)組成原理實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)院：計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院專業(yè)：信息安全姓名：學(xué)號(hào)：2012年12月8日實(shí)驗(yàn)一、輸入輸出接口編程一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握Keil軟件的基本使用。2、掌握單片機(jī)匯編語(yǔ)言基本編程。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、學(xué)習(xí)用Keil軟件進(jìn)行51單片機(jī)的軟件開(kāi)發(fā)；學(xué)習(xí)Keil軟件的一般操作，步驟為：項(xiàng)目建立、程序錄入、添加文件、編譯生成HEX文件、仿真調(diào)試。（見(jiàn)參考程序一）2、霓虹燈控制程序設(shè)計(jì)用P1口控制8個(gè)LED，按P3口輸入信號(hào)的不同模式選擇4種16次循環(huán)點(diǎn)亮方式，用軟件延時(shí)實(shí)現(xiàn)1秒的掃描周期。將生成的HEX文件下載到實(shí)驗(yàn)板上驗(yàn)證。（見(jiàn)參考程序二）三、實(shí)驗(yàn)原理1、Keil軟件使用練習(xí)設(shè)（R0）=20H，（R1）=25H，（20H）=80H，（21H）=90H，（22H）=0A0H，（25H）=0A0H，（26H）=6FH，（27H）=76H，執(zhí)行程序后，問(wèn)程序完成什么功能，寫(xiě)出運(yùn)行結(jié)果。（見(jiàn)參考程序一）2、霓虹燈控制程序設(shè)計(jì)電路原理圖如下，所需元件為：AT89C51、SW-SPST、LED-RED圖中用單片機(jī)的P1口作輸出口接8個(gè)LED，8個(gè)LED按共陽(yáng)極連接，端口邏輯值為0點(diǎn)亮LED；P3口作輸入口接2個(gè)SW-SPST開(kāi)關(guān)，P3口內(nèi)含上拉電阻，當(dāng)開(kāi)關(guān)打開(kāi)時(shí)邏輯值為1，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)邏輯值為0。本實(shí)驗(yàn)中要實(shí)現(xiàn)循環(huán)輸出，最常用的方法是循環(huán)計(jì)數(shù)實(shí)現(xiàn)循環(huán)次數(shù)控制，對(duì)計(jì)數(shù)器值進(jìn)行查表轉(zhuǎn)換得出輸出值，輸出到P1口進(jìn)行顯示，燈亮表示輸出為“0”，燈滅表示輸出為“1”。本實(shí)驗(yàn)中的延時(shí)，用軟件延時(shí)方法產(chǎn)生，延時(shí)時(shí)間=程序總機(jī)器周期數(shù)*循環(huán)次數(shù)*機(jī)器周期。輸出表格確定發(fā)光模式，實(shí)驗(yàn)中定義表格如下：TAB1:DB01H,02H,04H,08H,10H,20H,40H,80H（SW3，SW4為：00）TAB2:DB03H,06H,0CH,18H,30H,60H,0CH,81H（SW3，SW4為：01）TAB3:DB80H,40H,20H,10H,08H,04H,02H,01H（SW3，SW4為：10）TAB4:DB用戶自己定義（SW3，SW4為：11）輸入信號(hào)使用P3口的2個(gè)位，如P3.2和P3.3，可以確定4種模式。實(shí)驗(yàn)程序框圖如下：子程序入口讀取輸入模式子程序入口讀取輸入模式根據(jù)輸入模式選擇表格查表輸出延時(shí)返回開(kāi)始P1、P3初始化調(diào)循環(huán)計(jì)數(shù)程序調(diào)轉(zhuǎn)換輸出程序圖1.1主程序圖1.2轉(zhuǎn)換輸出子程序?qū)嶒?yàn)二、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器編程一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握定時(shí)器的基本編程方法。2、掌握計(jì)數(shù)器的基本編程方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、編寫(xiě)單片機(jī)程序，用T0作定時(shí)器產(chǎn)生周期為1秒的方波（用查詢方式編程），從P3.6，P3.7口輸出，將P3.7接到示波器顯示該方波波形；用T1作計(jì)數(shù)器對(duì)從P3.6輸出的方波進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)結(jié)果通過(guò)P１口輸出到發(fā)光二極管顯示。（計(jì)算機(jī)仿真）2、編寫(xiě)單片機(jī)程序，用T0作定時(shí)器產(chǎn)生周期為1秒的方波（用查詢方式編程），從P3.6，P3.7口輸出，將P3.6輸出的方波接到P3.5口通過(guò)T1作計(jì)數(shù)器對(duì)該方波進(jìn)行計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值由LED顯示,用存儲(chǔ)示波器顯示P3.7輸出的方波。（實(shí)驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證）三、實(shí)驗(yàn)原理當(dāng)晶振為22.1184M時(shí),一個(gè)機(jī)器周期為0.54251微秒，要實(shí)現(xiàn)500毫秒的定時(shí)，需要921659個(gè)機(jī)器周期，對(duì)于51單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器來(lái)說(shuō)，最大只能定時(shí)65536個(gè)機(jī)器周期，定時(shí)35.535毫秒，不能滿足要求，為此必須借助軟件循環(huán)進(jìn)行擴(kuò)展。實(shí)現(xiàn)的方法是：用定時(shí)器中斷定時(shí)10毫秒，再用軟件擴(kuò)展50倍即可得到500毫秒的定時(shí)。當(dāng)?shù)竭_(dá)500毫秒時(shí)，對(duì)P3.7輸出取反，可得到周期為1秒的方波。選擇模式1，每個(gè)10ms中斷一次，設(shè)初值為X，根據(jù)下面公式，可求得X的值。（216-計(jì)數(shù)初值）*機(jī)器周期=定時(shí)時(shí)間有關(guān)定時(shí)計(jì)數(shù)器的特殊功能寄存器，請(qǐng)參考課本。四、實(shí)驗(yàn)步驟：用KEIL軟件編寫(xiě)、匯編、調(diào)試給定內(nèi)容的有關(guān)程序，并生成HEX文件；用Proteus對(duì)單片機(jī)硬件電路圖進(jìn)行仿真；下載到ZKSYS單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上驗(yàn)證有關(guān)程序。實(shí)驗(yàn)三、外部中斷的編程一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握外部中斷的基本編程方法。2、掌握計(jì)數(shù)器的擴(kuò)展編程。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)單片機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)秒表功能；用一個(gè)開(kāi)關(guān)對(duì)秒表進(jìn)行啟動(dòng)和停止控制，用另一個(gè)開(kāi)關(guān)對(duì)秒表進(jìn)行清零。用T0定時(shí)中斷設(shè)計(jì)秒表計(jì)時(shí)，秒計(jì)數(shù)結(jié)果通過(guò)P1口及4094芯片送數(shù)碼管顯示（T0定時(shí)中斷時(shí)間為10毫秒，秒表的顯示間隔為1秒，即必須用軟件和硬件結(jié)合使用實(shí)現(xiàn)）。用外部中斷INT0（邊沿觸發(fā)方式）對(duì)秒計(jì)數(shù)結(jié)果進(jìn)行清零，用P3.5對(duì)秒計(jì)數(shù)進(jìn)行啟動(dòng)和停止控制。1、在生成HEX文件后，用Proteus軟件對(duì)電路圖進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真；2、程序下載到單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上驗(yàn)證；（實(shí)驗(yàn)板數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)程序見(jiàn)附件）。三、實(shí)驗(yàn)原理T0定時(shí)中斷10毫秒，進(jìn)行100次中斷得到1秒的定時(shí)，秒計(jì)數(shù)結(jié)果送P1口進(jìn)行LED顯示，將外部中斷設(shè)置成邊沿觸發(fā)方式。實(shí)驗(yàn)四、模數(shù)轉(zhuǎn)換一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握A/D轉(zhuǎn)換與單片機(jī)的接口方法；2、掌握A/D芯片TLC549、TLC1549的編程方法；3、掌握數(shù)據(jù)采集程序的設(shè)計(jì)方法；二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、在PROTEUS軟件仿真環(huán)境下，采用TLC549做A/D轉(zhuǎn)換器，對(duì)電位器提供的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行定時(shí)采樣，結(jié)果送數(shù)碼管模塊顯示；（仿真電路圖如圖4.1所示）：2、利用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板上的TLC1549做A/D轉(zhuǎn)換器，對(duì)電位器提供的模擬電壓信號(hào)進(jìn)行采樣，結(jié)果送數(shù)碼管模塊進(jìn)行顯示。三、實(shí)驗(yàn)線路TLC549實(shí)驗(yàn)電路原理圖4.1如下：圖4.1實(shí)驗(yàn)電路原理圖2、TLC549是CMOS8位A/D轉(zhuǎn)換器。該芯片有一個(gè)模擬輸入端口，3態(tài)的數(shù)據(jù)串行輸出接口可以方便的和微處理器或外圍設(shè)備連接。TLC549僅僅使用輸入／輸出時(shí)鐘（I/OCLOCK）和芯片選擇（／CS）信號(hào)控制數(shù)據(jù)。最大的輸入輸出時(shí)鐘（I/OCLOCK）為1.1MHz。CLK時(shí)鐘位DAT數(shù)據(jù)位CS選片位VCC電源（5V）REF+正基準(zhǔn)電壓輸入端REF-負(fù)基準(zhǔn)電壓輸入端電位器RX1的首位兩端分別接VCC、GND。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、在KILL51軟件下編輯TLC549的A/D轉(zhuǎn)換源程序并匯編，運(yùn)用PROTEUS軟件仿真調(diào)試。仿真步驟：將TLC549的CLK接P1.0、DAT接P1.1、CS接P1.2，將模擬電壓輸入端連到電位器的電壓輸出端，并接電壓表測(cè)量輸入電壓。2、調(diào)節(jié)電位器，電壓從0V到5V變化，記錄數(shù)碼管的顯示數(shù)值。記錄到表中。輸入電壓V00.511.522.533.544.55TLC549A/D仿真結(jié)果013253851637689101114127實(shí)驗(yàn)五、數(shù)模轉(zhuǎn)換一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片TLC5615的接口技術(shù)。2、掌握模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片TLC5615的編程方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容TLC5615是一個(gè)串行10位的DAC芯片,只需通過(guò)3根串行總線就可以完成10位數(shù)據(jù)的串行輸入。要求：1、編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)下列要求：通過(guò)DIP開(kāi)關(guān)輸入0~3FF位數(shù)值，由TLC5615變?yōu)槟M電壓輸出，記錄數(shù)值與對(duì)應(yīng)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。2、利用TLC5615輸出一個(gè)幅值從0V開(kāi)始逐漸升至5V再降至0V、周期為1秒的三角波。用示波器觀察該波形。三、實(shí)驗(yàn)線路1、TLC5615引腳排列:2、TLC5615的時(shí)序圖：從圖中可以看出，TLC5615的16位移位寄存器分為高4位虛擬位，低2位填充位以及10位有效位。如果選擇12位數(shù)據(jù)序列工作方式，則向16位移位寄存器按先后輸入10位有效位和地2位填充位，2位填充位數(shù)據(jù)任意。四、實(shí)驗(yàn)步驟1、用Proteus軟件仿真，改變輸入數(shù)據(jù)，使D/A輸出電壓從0V到5V變化，記錄數(shù)碼管的顯示數(shù)值。記錄到表中。輸入數(shù)據(jù)00H33H66H9AH0CDH100H133H166H19AH1CDH輸出電壓V00.511.522.533.544.552、將編譯好的三角波程序下載到實(shí)驗(yàn)板上，用示波器觀察波形。五、與顯示編程一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握數(shù)碼管顯示程序的設(shè)計(jì)；2、掌握鍵盤(pán)掃描程序的設(shè)計(jì)。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容設(shè)計(jì)單片機(jī)程序，讀取鍵盤(pán)的按鍵值(鍵值為1~16)，送數(shù)碼管顯示。（選做：用10進(jìn)制顯示鍵值）。三、實(shí)驗(yàn)原理數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示的基本原理是，單片機(jī)依次向每個(gè)數(shù)碼管發(fā)出段選碼和對(duì)應(yīng)的位選碼，對(duì)數(shù)碼管逐個(gè)循環(huán)點(diǎn)亮，選擇適當(dāng)?shù)膾呙杷俣?，利用人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，使得雖然每個(gè)時(shí)刻只有一個(gè)數(shù)碼管在顯示，但得看上去好像同時(shí)顯