计算机控制技术实验指导书10

《计算机控制技术》实验指导书电气工程与信息工程学院专业实验室2010.9目录前言 (1)实验一开发环境的基本练习 (3)实验二定时与外部中断控制实验 (5)实验三单片机程序烧写 (6)实验四A/D转换 (9)实验五D/A转换 (11)实验七综合性实验——十字路口交通灯的通行指示控制 (15)实验八综合性实验——生产线货物自动计数设备 (15)实验九综合性实验——全自动洗衣机控制器 (16)实验十综合性实验——彩灯的循环闪烁控制 (16)附录1：51Tracer仿真器的使用及Keil uVision2快速入门 (18)附录2：Keil uVision2仿真调试高级技巧 (23)前言1、《计算机控制技术》课程实验的任务通过本课程的实验环节，学生应进一步巩固和加深对计算机控制技术这门课程基本知识的理解，提高综合运用所学知识，独立编程和设计电路的能力，为今后设计各类微机控制系统打下基础。

实验要求学生在了解微机控制系统的结构、组成以及具有数据采集系统，顺序控制系统，数字控制系统的相关理论知识后，通过在实验室中经历由Wave软件环境练习，简单程序编写、软件仿真及调试，到将软硬件仿真相结合进一步掌握单片机接口及相关输入输出通道、顺序控制等概念，最后完成一个小型控制器的设计过程，学生应具备一定的将理论与实践相结合，应用所学知识解决实际问题的能力。

2、实验设备安装有中文版Keil uVision2的计算机、学林51TRACER仿真器以及配合相关实验的实验板、实验工具，其中实验板配有按键、二极管、数码管显示电路、AD和DA模块等。

KEIL uVISION2由美国Keil Software公司出品，是众多单片机应用开发软件中的优秀软件之一。

提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，生成的目标代码效率较高，多数语句生成的汇编代码较紧凑，容易理解。

软件仿真方面也具有较强的功能，其兼容51系列单片机C语言软件开发系统，使用接近于传统C语言的语法来开发。

与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用, 而且可以提高了工作效率和项目开发周期。

KEIL uVISION2支持汇编语言，并且支持在C语言中嵌入汇编，使程序达到接近于汇编的工作效率。

51tracer(追踪者)独立仿真器兼容KEILC51 UV2 调试环境，支持单步、断点调试，随时可查看寄存器、变量、IO、内存内容。

可仿真各种51指令兼容单片机，包括ATMEL、WINBOND、INTEL、SST、ST等等。

51tracer下载仿真通讯速度为115200BPS，是目前KEIL支持的最高速度。

3、对参加实验学生的要求(1)实验时应有严谨的实验态度和良好的爱护实验仪器的习惯(2)仔细阅读实验指导书，复习与实验有关的理论知识，明确每次实验的目的，了解实验内容和方法，正确回答思考题中提到的问题，认真写好预习报告方可进入实验室参与实验。

(3)了解和掌握单片机开发系统的使用方法(4)按实验指导书要求进行接线和操作，经检查和指导同意后方能通电，实验中禁止热插拔(5)在实验中注意观察，记录有关中间过程和结果(6)要培养按图接线，查线，排除故障的能力4、实验安排5、实验报告的要求按照实验室资料入库的标准化要求，认真完成6个实验报告（实验2和3写一个实验报告）,每个同学的报告按照实验顺序排列，最后在左侧钉上钉书针，作为一份完整的实验报告上交。

实验报告中实验名应当与实验项目名称一致，实验分析必须填写，综合性实验要有流程图和程序清单及详细注释。

实验一开发环境的基本练习1.实验目的：（1）了解Keil uVision2环境的基本使用方法（2）了解实验板的资源分布及各个资源之间的工作关系（3）了解51TRACER仿真器的基本原理及使用方法（4）练习基本的单片机指令,掌握简单程序的软件仿真方法（5）掌握在Keil uVision2环境下实现实验板上流水灯的控制2.实验器材：安装有中文版Keil uVision2的计算机、51TRACER仿真器、实验板、杜邦插线若干注意：51TRACER仿真器通过USB给实验板供电，实验板不需要单独通过变压器供电（除了DA实验）3.实验内容：（1）双击桌面上的Uv2.exe 快捷图标，打开KEIL uVISION2开发环境。

点击桌面上的“实验一软件环境的基本练习.exe”，与视频教程同步学习KEIL uVISION2开发环境的基本使用方法。

学会使用播放程序控制面板上的暂停功能，学会使用“alt+tab”组合键实现视频教程和KEIL uVISION2开发环境之间的切换。

(除了视频教程，也可以参考阅读附录1中的“51Tracer仿真器的使用及Keil uVision2快速入门”中的“Keil快速入门”一节)视频中使用的参考程序：ORG 0000HLJMP MAINORG 080H MAIN: MOV P0,#00H MOV P1 ,#00HMOV P2 ,#00HMOV P3 ,#00HACALL DELMOV P0 ,#0FFHMOV P1 ,#0FFHMOV P2 ,#0FFHMOV P3 ,#0FFH ACALL DELAJMP MAINORG 0200H DEL: MOV R5,#04H F3: MOV R6,#0FFHF2: MOV R7,#0FFHF1: DJNZ R7,F1DJNZ R6,F2DJNZ R5,F3RETEND注意：尝试使用KEIL uVISION2菜单栏外围设备中的软仿真工具“51实验仿制板”及“键盘LED”仿制板（2）阅读附录1中的“51Tracer仿真器的使用及Keil uVision2快速入门”，之后自己分别设计流水灯的汇编和C控制程序，正确连接51Tracer仿真器及实验板,观察实验结果。

汇编流水灯参考程序：ORG 0000H MOV P1,#0FFH MOV A,#0FEH LOOP: MOV P1,A ACALL DELAY RL A SJMP LOOP DELAY: MOV R0,#0FFH DL0: NOP MOV R1,#0FFH DL1: NOPDJNZ R1,DL1 DJNZ R0,DL0 RET ENDC51流水灯参考程序：#include<reg51.h> #include <intrins.h> void delayms(unsigned char ms) // 延时子程序 { unsigned char i; while(ms--) { for(i = 0; i < 120; i++); } } main() { unsigned char LED; LED = 0xfe; P1 = LED; while(1) { delayms(800); LED = _crol_(LED,1); //循环左移1位，点亮下一个LED;_cror_为循环右移1位 P1 = LED; } }（3）在教材中选择一到两个长度适中，具有代表性的程序进行调试。

进一步熟悉51单片机的汇编及C 语言的编写方法，进一步熟悉软硬件开发环境实验二 定时与外部中断控制实验1. 实验目的：（1）建立数字量输入输出控制的基本概念 （2）应用单片机的中断功能编写简单的程序 （3）掌握定时中断与外部中断的概念2. 实验器材：安装有中文版Keil uVision2的计算机、51TRACER 仿真器、实验板、杜邦插线若干3. 实验内容：（1）定时中断：使用定时中断功能，使单片机总可以实现P1.0~P1.3的按键在被按下后，相应的P4.0~P1.7的灯会由亮变灭汇编参考程序：ORG 0000H SJMP MAIN ORG 000BH SJMP ITOP MAIN: MOV SP,#40H MOV TMOD,#01H MOV TH0,#0FH MOV TL0,#0FFH SETB ET0 SETB EA SETB TR0 ITOP: MOV C,P1.0 CPL C MOV P1.4,CMOV C,P1.1 CPL C MOV P1.5,C MOV C,P1.2 CPL C MOV P1.6,C MOV C,P1.3 CPL CMOV P1.7,C MOV TH0,#0FH MOV TL0,#0FFH RETI END （2）外部中断在INT0接一按钮开关，编写程序使每按一下按钮就触发一次中断，中断功能使:依次点亮八个发光二极管（即每执行一次中断使点亮下一个发光二极管）。

（3）程序由学生自己在预习报告中编好，在实验室进一步调试。

4．实验步骤:(1)输入程序，进行编译，调试，完成软件仿真环节。

(2)在未通电情况下，按照实验线路连线，连好后经指导老师检查后方可接入硬件仿真器。

(3)执行程序，连续点压开关,观察发光二极管的变化情况是否为实验要求的正确表达。

注意：请勿带电插拔仿真器。

实验三单片机程序烧写1.实验目的：熟练掌握单片机程序烧写及相关外围电路的连接2.实验器材：计算机、RF-810编程器、ATMEL89c51单片机3.实验内容：（1）单片机程序烧写a．将单片机正确插入编程器的插槽后，将编程器上电，接着在装有RF-810的PC机中运行该编程环境，如下图：b. 首先点击［器件选择］，在［类型选择］中选择MPU/MCU，［厂家选择］则选择ATMEL，如果是擦单片机的程序，则选择AT89C51；之后点击［确定退出］。

则需要点击[编辑],继续点击[修改首末地址]后,将缓冲区地址改为0FFF,之后点击[确定]退出。

d. 继续点击［文件］，按照图示在计算机中选择二进制或十六进制的要烧写的文件，之后选择RF-810环境下的［编程］按钮就可以完成单片机的程序烧写过程。

（2）关于单片机外围电路的知识点a.由于仿真器自身带有复位电路及振荡电路，所以即使实验板上没有这两个电路，照样可以正常工作；但是当将烧写好程序的单片机连入控制电路中时，单片机外围必须要有复位电路及振荡电路的支持才可以工作，下面分别是上电复位电路及振荡电路的连接电路图（实验板上已经有这两个电路了，同学们自己找找）b. 将单片机的31引角接高电平（这样ATMEL单片机在上电后才会从内部的ROM区去找自己应该执行的第一条指令；实验板上已经有这两个电路了，同学们自己找找）注意：请勿带电将单片机插入或者拨出已上电编程器的插槽。

实验四A/D转换1.实验目的:掌握AD转换器与单片机的接口及编程方法2.实验器材:安装有中文版Keil uVision2的计算机、51TRACER仿真器、万用表、实验板、杜邦插线若干3.实验内容：将0-5V模拟信号经A/D转换器转换成数字量。

模拟量从ADC0809的IN0输入，转换结果经滤波器后存入片内RAM的26H单元4.实验线路:23565. AD0809接线图6. 汇编参考程序 ORG 0000H MOV R1,#26H MOV DPTR,#0F7F0H MOVX @DPTR,A MOV R2,#20H DL Y: DJNZ R2,DLY HE: JNB P1.0,HE MOVX A,@DPTR MOV @R1,A HD:SJMP HD7. 实验步骤:(1)输入程序，进行编译，调试，完成软件仿真环节。