2016单片机实验指导书(vision1)

青岛理工大学(临沂)

实验一认知实验

实验目的

1、认识并了解IAP15W4K58S4实验箱；

2、了解及学会使用keil4软件；

3、学会使用STC程序烧录软件。

实验内容

1、根据给出的实验箱参考注释图，了解实验箱的大体构造以及实验箱拥有

的功能

2、自主安装keil4软件，并且能够使用keil4对单片机进行编程；

3、应用STC烧录软件对写好的程序进行烧录；

实验器材

STC实验箱一个、下载线一条、电脑一台；

实验箱具体内容介绍

实验箱外观图

从此处

打开 !

打开方式：双手捏住如上图红圈所示的实验箱的把手处，双手分别向两边用

力即可打开实验箱。 实验板布局图、

Micro-USB 接口

串口2 测试接口 串口1 测试接口 串口1与串口2 相互通讯开关 红外发送 测试

红外接收 测试

8位数码管 测试 掉电检测测试 （调节电压）

USB 接口

主控芯片电源开关 下载测试代码时，先点下载软件中的下载按钮，再按下此电源键，松开后即可进行程序下载 （按下给目标芯片断电，松开后重新上电）

LCD 亮度调节电阻 LCD12864 接口 INT0测试接口 可进行掉电唤醒测试

INT1测试接口 可进行掉电唤醒测试

行列式矩阵扫描

按键测试

ADC 分压检测 按键测试

自定义实验 万能板

仿真主控芯片

SP3232电平转

换芯片 USB 转串口 芯片CH340

RTC 测试芯片 PCF8563

外部扩展RAM

测试接口

ADC 通过热敏电阻测温 内部PWM 做 DAC 并由自带的ADC 来纠正误差 外部2.5V 参考源TL431/CD431

在此，需要对“主控芯片电源开关”进行说明

此按钮的原理是按住此开关时主控芯片将会处于停电状态，放开此开关时主控芯片会被重新上电而进行上电复位。而对于 STC 的单片机，要想进行 ISP 下载，则必须是在上电复位时接收到串口命令才会开始执行 ISP 程序，所以下载程序到实验箱 4 的正确步骤为：

1 、使用 USB 线将实验箱 4 与电脑进行连接

2 、打开 STC 的 的 ISP 下载软件

3 、选择单片机型号为“IAP15W4K58S

4 ” 4 、选择实验箱 4 所对应的串口

5 、打开目标文件（HEX 格式或者 BIN 格式）

6 、点击 ISP 下载软件中的“下载/ 编程”按钮

7 、按下实验箱 4 上的“主控芯片的电源开关”，然后松开即可开始下载

keil 软件介绍

1、新建Keil 项目

1.1、首先打开 Keil 软件，并打开“Project ”菜单中的“New uVersion Project …”项）

1.2、在下面的对话框中输入新建的项目名称，然后保存 1.3、接下来需要在对话框内选择芯片型号

1.4、型号确定后，Keil 会弹出下面的对话框，问是否需要将启动代码文件添

加到项目中。一般建议选择“是”（也可选择“否”）

1.5、至此，基本的项目文件已基本建立。接下来需要新建源代码文件，打开“File”菜单中的“New …”项

1.6、在新建的文件中输入相应的源代码，然后选择“File”菜单中的“Save”项对文件进行保存

1.7、文件保存完成后需要使用下面的操作将源代码文件添加到项目中来，具体的操作方法是：使用鼠标右键单击“Project”列表中的“Source Group 1”项，在出现的右键菜单中选择“Add Files to Group ‘Source Group 1’”项目

1.8、在对话框中选择我们刚才保存的文件，并点击“Add”按钮即可将文件添加到项目中，完成后按下“Close”按钮关闭对话框

1.9、按下快捷键“Alt+F7”或者选择菜单“Project”中的“Option for Target ‘Target1’”在“Output”属性页中，将“Create HEX FIle”选项打上勾，即可在项目编译完成后自动生成HEX 格式的目标文件，按“OK”保存。

1.10、按下快捷键“F7”或者选择菜单“Project”中的“Build Target”项对当前项目进行编译

1.11、若代码中没有错误，编译完成后则会在“Build Output”的信息输出框中显示“0 Error(s), 0 Warning(s)”,同时也会生成HEX 的执行文件。到此创建项目完成。

下载用户程序到STC 实验箱 4

1、首先使用USB 线将STC 实验箱4 与电脑正确连接，然后打开STC 的ISP 下载软件（例如：“STC-ISP (Ver6.83)”）

2、单片机型号必须选择“IAP15W4K58S4”（因为实验箱4 中的主控芯片都是IAP15W4K58S4）

3、串口口必须选择实验箱4 所对应的串口号（当实验箱4 与电脑正确连接后，软件会自动扫描并识别名称为“USB-SERIAL CH340 (COMx)”串口，具体的COM 编号会因电脑不同而不同）。当有多个CH340 类型的USB 转串口线与电脑相连时，则必须手动选择。

4、点击界面中的“打开程序文件”按钮，在出现的打开程序代码文件的对话框中选择需要下载的文件，文件正确打开后，点击界面中的“下载/编程”按钮开始下载代码

5、接下来需要按下实验箱4 上的“主控芯片电源开关”，然后松开即可开始下载

青岛理工大学(临沂)

实验二LED流水灯

实验目的

进一步熟悉keil编程软件、ISP下载软件的使用。了解并熟悉单片机I/O口和LED灯的电路结构，学会构建简单的流水灯电路。掌握IAR 15中单片机I/O口的编程方法和使用I/O口进行输入输出的注意事项。

实验内容

运用keil4编程软件编辑led流水灯程序，并且生成.hex 文件，并且将生成的文件通过ISP 程序烧录软件烧录到单片机中，程序使用P4.7 P4.6 P1.6 P1.7 来演示跑马灯，输出低电平驱动。

实验器材

STC实验箱一个、下载线一条、电脑一台；

开发板部分线路图

实验原理及介绍

LED流水灯实际上是一个带有发光二极管的单片机最小系统，即由led灯、电阻、电容器、电源等电路和必要的软件组成的单个的单片机；

如果要让接在P1.7的LED7亮起来，那么只需要将P1.7的电平变为低电平就可以了。同理，将该端口电平变为高电平，LED7就会熄灭。

开发板中P1.6连接LED7; P1.7连接LED8; P4.7连接LED9; P4.6连接LED10。LED7/LED8/LED9/LED10依次亮灭，就可实现LED流水灯的显示。

程序框图

开始

端口初始化

LED顺序点亮

结束

实验步骤

1.编写流水灯程序，并且生成‘’.hex’’文件

2.通过ISP 程序烧录软件将生成的‘’.hex’’文件烧录到单片机中

3.换一种流水灯的亮灭顺序，改变延时时间的大小，多次实验，灵活使用

流水灯程序清单

#define MAIN_Fosc 22118400L //定义主时钟

#include "STC15Fxxxx.H"

void delay();

/******************** 主函数**************************/ void main(void)

{

P0M1 = 0; P0M0 = 0; //设置为准双向口

P1M1 = 0; P1M0 = 0; //设置为准双向口

P2M1 = 0; P2M0 = 0; //设置为准双向口

P3M1 = 0; P3M0 = 0; //设置为准双向口

P4M1 = 0; P4M0 = 0; //设置为准双向口

P5M1 = 0; P5M0 = 0; //设置为准双向口

P6M1 = 0; P6M0 = 0; //设置为准双向口

P7M1 = 0; P7M0 = 0; //设置为准双向口

while(1)

{

P17 = 0;

delay();

P17 = 1;

P16 = 0;

delay();

P16 = 1;

P47 = 0;

delay();

P47 = 1;

P46 = 0;

delay();

P46 = 1;

}

}

//========================================================== // 函数: void delay ()

// 描述: 延时函数

//========================================================== void delay()

{

unsigned int i;

for(i=0;i<65530;i++);

}

实验三小灯闪烁程序清单

实验目的

进一步熟悉keil编程软件、ISP下载软件的使用。了解并熟悉单片机I/O口和LED灯的电路结构，学会构建简单的流水灯电路。掌握IAR 15中单片机I/O口的编程方法和使用I/O口进行输入输出的注意事项。

实验内容

运用keil4编程软件编辑led闪烁程序，并且生成.hex 文件，并且将生成的文件通过ISP 程序烧录软件烧录到单片机中，程序使用P1.7 来演示小灯闪烁。

程序框图

开始

端口初始化

小灯闪烁

结束

实验步骤

1、编写流水灯程序，并且生成‘’.hex’’文件

2、通过ISP 程序烧录软件将生成的‘’.hex’’文件烧录到单片机中

3、换一个LED灯，改变延时时间的大小，多次实验，灵活使用小灯闪烁程序清单

#define MAIN_Fosc 22118400L //定义主时钟

#include "STC15Fxxxx.H"

void delay500ms();

/******************** 主函数**************************/ void main(void)

{

P0M1 = 0; P0M0 = 0; //设置为准双向口

P1M1 = 0; P1M0 = 0; //设置为准双向口

P2M1 = 0; P2M0 = 0; //设置为准双向口

P3M1 = 0; P3M0 = 0; //设置为准双向口

P4M1 = 0; P4M0 = 0; //设置为准双向口

P5M1 = 0; P5M0 = 0; //设置为准双向口

P6M1 = 0; P6M0 = 0; //设置为准双向口

P7M1 = 0; P7M0 = 0; //设置为准双向口

while(1)

{

P17 = 0;

delay500ms();

P17 = 1;

delay500ms();

}

}

void delay500ms()

{

unsigned char i,j,k;

for(i=15;i>0;i--)

for(j=202;j>0;j--)

for(k=81;k>0;k--);

}

实验四数码管显示实验

实验目的

理解LED七段数码管的显示控制原理，掌握数码管与MCU的接口技术，能够编写数码管显示驱动程序；熟悉接口程序调试方法。

实验内容

1.利用IAR15W4K58S4单片机控制数码管显示器，显示数字;

2.能够利用单片机控制在数码管上显示当前时间

实验器材

STC实验箱一个、下载线一条、电脑一台；

实验原理及介绍

动态扫描法：

动态扫描法是对各数码管循环扫描、轮流显示的方法。由于一次只能让一个数码管显示，因此，要显示8位的数据，必须让数码管一个一个轮流显示才可以，同时每个数码管显示的时间大约在1ms到4ms之间，所以为了保证正确显示，每隔1ms，就得刷新一个数码管。当扫描显示频率较高时，利用人眼的视觉暂留特性，看不出闪烁现象，这种显示需要一个接口完成字型码的输出（段选），另一接口完成各数码管的轮流点亮（位选）。

在进行数码显示的时候，要对显示单元开辟8个显示缓冲区，每个显示缓冲区装有显示的不同数据即可。

程序框图

开始

初始化数码管

显示数字

时间初始化

时钟计算

实验步骤

1.编写数码管显示程序，并且生成‘’.hex’’文件

2.通过ISP 程序烧录软件将生成的‘’.hex’’文件烧录到单片机中程序清单

/************* 本程序功能说明**************

用STC的MCU的IO方式控制74HC595驱动8位数码管。

用户可以修改宏来选择时钟频率.

用户可以在"用户定义宏"中选择共阴或共阳. 推荐尽量使用共阴数码管.

显示效果为: 上电显示一下0~7, 1秒后显示时间或8个数码管循环显示0,1,2...,A,B..F,消隐(编译选择).

使用Timer0的16位自动重装来产生1ms节拍,程序运行于这个节拍下, 用户修改MCU主时钟频率时,自动定时于1ms.

******************************************/

#define MAIN_Fosc 22118400L //定义主时钟（长整型）

#include "STC15Fxxxx.H"

/****************************** 用户定义宏***********************************/

#define Timer0_Reload (65536UL -(MAIN_Fosc / 1000)) //Timer 0 中断频率, 1000次/秒

/******************************************************************* **********/

#define DIS_DOT 0x20

#define DIS_BLACK 0x10

#define DIS_ 0x11

/************* 本地常量声明**************/

u8 code t_display[]={ //标准字库

// 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79, 0x71,

//black - H J K L N o P U t G Q r M y

0x00,0x40,0x76,0x1E,0x70,0x38,0x37,0x5C,0x73,0x3E,0x78,0x3d,0x67,0x50,0x37 ,0x6e,

0xBF,0x86,0xDB,0xCF,0xE6,0xED,0xFD,0x87,0xFF,0xEF,0x46}; //0. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

8. 9. -1

u8 code T_COM[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}; //位码

/************* IO口定义**************/

sbit P_HC595_SER = P4^0; //pin 14 SER data input

sbit P_HC595_RCLK = P5^4; //pin 12 RCLk store (latch) clock

sbit P_HC595_SRCLK = P4^3; //pin 11 SRCLK Shift data clock

/************* 本地变量声明**************/

u8 LED8[8]; //显示缓冲

u8 display_index; //显示位索引

bit B_1ms; //1ms标志

u8 hour,minute,second;

u16 msecond;

/************* 本地函数声明**************/

/**************** 外部函数声明和外部变量声明*****************/ /********************** 显示时钟函数************************/ void DisplayRTC(void)

{

if(hour >= 10) LED8[0] = hour / 10;

else LED8[0] = DIS_BLACK;

LED8[1] = hour % 10;

LED8[2] = DIS_;

LED8[3] = minute / 10;

LED8[4] = minute % 10;

LED8[5] = DIS_;

LED8[6] = second / 10;

LED8[7] = second % 10;

}

/********************** RTC演示函数************************/ void RTC(void)

{

if(++second >= 60)

{

second = 0;

if(++minute >= 60)

{

minute = 0;

if(++hour >= 24) hour = 0;

}

}

}

/********************** 主函数************************/ void main(void)

{

u8 i,k;

P0M1 = 0; P0M0 = 0; //设置为准双向口

P1M1 = 0; P1M0 = 0; //设置为准双向口

P2M1 = 0; P2M0 = 0; //设置为准双向口

P3M1 = 0; P3M0 = 0; //设置为准双向口

P4M1 = 0; P4M0 = 0; //设置为准双向口

P5M1 = 0; P5M0 = 0; //设置为准双向口

P6M1 = 0; P6M0 = 0; //设置为准双向口

P7M1 = 0; P7M0 = 0; //设置为准双向口

AUXR = 0x80; //Timer0 set as 1T, 16 bits timer auto-reload, TH0 = (u8)(Timer0_Reload / 256);

TL0 = (u8)(Timer0_Reload % 256);

ET0 = 1; //Timer0 interrupt enable

TR0 = 1; //Tiner0 run

EA = 1; //打开总中断

display_index = 0;

hour = 11; //初始化时间值

minute = 59;

second = 58;

RTC();

DisplayRTC();

// for(i=0; i<8; i++) LED8[i] = DIS_BLACK; //上电消隐

for(i=0; i<8; i++) LED8[i] = i; //显示01234567

k = 0;

while(1)

{

if(B_1ms) //1ms到

{

B_1ms = 0;

if(++msecond >= 1000) //1秒到

{

msecond = 0;

RTC();

DisplayRTC();

}

}

}

}

/**********************************************/

/**************** 向HC595发送一个字节函数******************/

void Send_595(u8 dat)

{

u8 i;

for(i=0; i<8; i++)

{

dat <<= 1;

P_HC595_SER = CY;

P_HC595_SRCLK = 1;

P_HC595_SRCLK = 0;

}

}

/********************** 显示扫描函数************************/

void DisplayScan(void)

{

Send_595(~T_COM[display_index]); //共阴输出位码

Send_595(t_display[LED8[display_index]]); //输出段码

P_HC595_RCLK = 1;

P_HC595_RCLK = 0; //锁存输出数据

if(++display_index >= 8) display_index = 0; //8位结束回0

}

/********************** Timer0 1ms中断函数************************/ void timer0 (void) interrupt TIMER0_VECTOR

{

DisplayScan(); //1ms扫描显示一位

B_1ms = 1; //1ms标志

}

#define MAIN_Fosc 22118400L //定义主时钟

#include "STC15Fxxxx.H"

//#defined uchar unsigned char

//#defined uint unsigned int

//0~7的数码管段码

uchar code DSY_CODE[]={0xC0, 0xF9, 0xA4, 0xB0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xF8, 0x80, 0x90}；

void DelayMS（(uint x)

{ uchar i;

while(x--)

for(i=0; i<120; i++);

}

void main ( )

{ uchar i，k=0x80;

while(1)

{ for(i=0;i<8;i++)

{

P2=0xFF; //关闭显示

k=_crol_(k,1);

P0=DSY_CODE[i]; //发送数字段码

P2=k; //发送数码管位码，打开对应数码管

DelayMS(300);

}

}

}