單片機(jī)實(shí)習(xí)報(bào)告

1、單片機(jī)實(shí)習(xí)報(bào)告 實(shí) 習(xí) 報(bào) 告 實(shí)習(xí)名稱 ： 嵌入式系統(tǒng) 實(shí)習(xí) 系部名稱 ： 信科院 專業(yè)班級(jí)： ： 計(jì)本 08 5 學(xué)生姓名： ： 陳鵬任 學(xué) 號(hào)： ： 3080417907 指導(dǎo)教師： ： 陳小琴 金紅 楊光杰 日 日 期： 2021.12.18 一 引言 目前，嵌入式技術(shù)已成為通信和消費(fèi)類產(chǎn)品的共同發(fā)展方向。嵌入式系統(tǒng)幾乎包括了生活中的所有電器設(shè)備，如掌上、移動(dòng)計(jì)算設(shè)備、電視機(jī)頂盒、手機(jī)上網(wǎng)、數(shù)字電視、多媒體、汽車、微波爐、數(shù)字相機(jī)、家庭自動(dòng)化系統(tǒng)、電梯、空調(diào)、安全系統(tǒng)、自動(dòng)售貨機(jī)、蜂窩式電話、消費(fèi)電子設(shè)備、工業(yè)自動(dòng)化儀表與醫(yī)療儀器等。 嵌入式系統(tǒng)是先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、電子技術(shù)

2、和各個(gè)行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合的產(chǎn)物，這就決定了它必然是一個(gè)技術(shù)密集、資金密集、高度分散、不斷創(chuàng)新的知識(shí)集成系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)一般指非系統(tǒng)。它是以應(yīng)用為中心、軟硬件可裁減的、能適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性要求的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。簡(jiǎn)單地說，嵌入式系統(tǒng)是集系統(tǒng)的應(yīng)用軟件與硬件于一體，類似于中的工作方式，具有軟件代碼小、高度自動(dòng)化、響應(yīng)速度快等特點(diǎn)，因此特別適合于要求實(shí)時(shí)和多任務(wù)的系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)主要由嵌入式處理器、相關(guān)支撐硬件、嵌入式操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件系統(tǒng)等組成。 通過這次實(shí)訓(xùn)，老師讓我們了解最基本的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，開發(fā)的流程，結(jié)合掌握所學(xué)的知識(shí)，做出一個(gè)單片機(jī)與上位機(jī)通信的簡(jiǎn)單嵌

3、入式系統(tǒng)。 二課題設(shè)計(jì) 1 基本原理 mcs51 單片機(jī)串行口發(fā)送/接收數(shù)據(jù)時(shí)，通過 2 個(gè)串行緩沖器 sbuf 進(jìn)行，這 2 個(gè)緩沖器采用一個(gè)地址（98h），但在物理上是獨(dú)立的。其中接收緩沖器只能讀出不能寫入，發(fā)送緩沖器只能寫入不能讀出。 發(fā)送過程,由指令 mov sbuf，a 啟動(dòng)，此時(shí)待傳送的數(shù)據(jù)由 a 累加器傳入串行發(fā)送緩沖器 sbuf，由硬件自動(dòng)在發(fā)送字符的始、末加上起始位(低電平)、停止位(高電子)及其它控制位(如奇偶位等)，而后在移位脈沖的控制下，低位在前，高位在后，逐位從 txd 端(方式 0 除外)發(fā)出。 接收過程,串行口的接收與否受制于允許接收位 ren 的狀態(tài)，當(dāng) ren

4、 被軟件置"1'后，允許接收器接收。串口的接收器以所選波特率的 16 倍速對(duì) rxd線進(jìn)行監(jiān)視。當(dāng)"1'到"0'跳變時(shí)，檢測(cè)器連續(xù)采樣到 rxd 線上低電平時(shí)。便認(rèn)定 rxd 端出現(xiàn)起始位，繼而接收控制器開始工作。在每位傳送時(shí)間的第 7、8、9 三個(gè)脈沖狀態(tài)采樣 rxd 線，決定所接收的值為"0'或"1'。當(dāng)接收完停止位后，控制電路使中斷標(biāo)志 r1 置為"1'，此時(shí)程序可通過 mov a，sbuf指令將接收到的字符從 sbuf 送入累加器 a，從而完成一幀數(shù)據(jù)的接收工作。 2. 原理框架

5、 3. 硬件電路原理 圖，對(duì)各模塊進(jìn)行分別介紹 單 片 機(jī) lcd 顯示電路 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 電源電路 串行口通信電路 3.1 液晶顯示模塊 1602lcd 采用標(biāo)準(zhǔn)的 14 腳（無背光）或 16 腳（帶背光）接口，各引腳接口如下所示 接口信號(hào)說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 編號(hào) 符號(hào) 引腳說明 1 vss 電源地 9 d2 data i/o 2 vdd 電源正極 10 d3 data i/o 3 vl 液晶顯示偏壓信號(hào) 11 d4 data i/o 4 rs 數(shù)據(jù)/命令選擇端（h/l） 12 d5 data i/o 5 r/w 讀/寫選擇端（h/l） 13 d6 data i/o 6 e 使

6、能信號(hào) 14 d7 data i/o 7 d0 data i/o 15 bla 背光源正極 8 d1 data i/o 16 blk 背光源負(fù)極 用 lcd1602 液晶顯示模塊顯示字符或字符串之前必須對(duì)其進(jìn)行初始化，lcd1602 液晶顯示模塊的初始化流程如下： ² 5.0 初始化過程（復(fù)位過程） ² 5.1 延時(shí) 15ms ² 5.2 寫指令 38h（不檢測(cè)忙信號(hào)） ² 5.3 延時(shí) 5ms ² 5.4 寫指令 38h（不檢測(cè)忙信號(hào)） ² 5.5 延時(shí) 5ms ² 5.6 寫指令 38h（不檢測(cè)忙信號(hào)） ² 5

7、.7（以后每次寫指令、讀/寫數(shù)據(jù)之前均需檢測(cè)忙信號(hào)） ² 5.8 寫指令 38h：顯示模式設(shè)置 ² 5.9 寫指令 38h：顯示關(guān)閉 ² 5.10 寫指令 01h：顯示清屏 ² 5.11 寫指令 06h：顯示光標(biāo)移動(dòng)設(shè)置 ² 5.12 寫指令 0ch：顯示開關(guān)及光標(biāo)位置 表 8 lcd1602 液晶模塊內(nèi)部的控制器控制指令 指令 指令碼 說明 rs r/w d0 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 清屏 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 清顯示,光標(biāo)回位 光標(biāo)返回 0 0 0 0 0 0 0 0 1 * add=0 時(shí),回原位 輸入

8、方式 0 0 0 0 0 0 0 1 i/d s 決定是否移動(dòng)以及移動(dòng)方向 顯示開關(guān) 0 0 0 0 0 0 1 d c b d-顯示,c-光標(biāo),b-光標(biāo)閃爍 移位 0 0 0 0 0 1 s/c r/l * * 移動(dòng)光標(biāo)及整體顯示 功能設(shè)置 0 0 0 0 1 dl n f * * dl-數(shù)據(jù)位數(shù),l-行數(shù),f-字體 cgram 地址設(shè)置 0 0 0 1 a5 a4 a3 a2 a1 a0 設(shè)置 cgram 的地址 ddram 地址設(shè)置 0 0 1 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0 設(shè)置 ddram 的地址 忙標(biāo)志/讀地址計(jì)數(shù)器 0 1 bf ac6 ac5 ac4 ac3 ac2

9、ac1 ac0 讀出忙標(biāo)志位(bf)及 ac 值 cgram/ddram 數(shù)據(jù)寫 1 0 寫數(shù)據(jù) 將內(nèi)容寫入 ram 中 cgram/ddram 數(shù)據(jù)讀 1 1 讀數(shù)據(jù) 將內(nèi)容從 ram 中讀出 lcd1602 液晶顯示模塊可以和單片機(jī) at89c51 直接接口，電路如下圖所示。 rp110kgnd1vdd2vo3rs4rw5e6db07db18db29db310db411db512db613db714bl115bl216u2lcd1620x119x218reset9rd17wr16int012int113t014t115p101p112p123p134p145p156p167p178p003

10、9p0138p0237p0336p0435p0534p0633p0732p2021p2122p2223p2324p2425p2526p2627p2728psen29ale/p30txd11rxd10gnd20vcc40ea/vp31npsenrxdtxdaleu1at89s51p0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.6p0.7p0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.6p0.7+5vp0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.6p0.7rwrse+5vnwrvccnwrnrd at89s52 和 lcd1602 液晶模塊連接電路 液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件

11、，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，也就是告訴模塊在哪里顯示字符，表 9 是 lcd1602 的內(nèi)部顯示地址。即第 1 行的顯示地址應(yīng)為 80h+顯示位置，第 2 行的顯示地址應(yīng)為 40h+顯示位置。 表 9 lcd1602 的內(nèi)部顯示地址 3.2 串口通信模塊 rs-232c 標(biāo)準(zhǔn)（協(xié)議）的全稱是 eia-rs-232c 標(biāo)準(zhǔn)，其中 eia(electronic industry association)代表美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)，rs（recommended standard）代表推薦標(biāo)準(zhǔn)，232 是標(biāo)識(shí)號(hào)，c 代表

12、 rs232 的最新一次修改，在這之前，有 rs232b、rs232a，它規(guī)定連接電纜和機(jī)械、電氣特性、信號(hào)功能及傳送過程。rs-232c 適合于數(shù)據(jù)傳輸速率在 020210b/s 范圍內(nèi)的通信。 pc 機(jī)常用 db-9 連接器作為提供多功能 i/o 卡或主板上 com1 和 com2 兩個(gè)串行接口的連接器，它只提供異步通信的 9 個(gè)信號(hào)，9 針串口功能見表 10，并且對(duì)電纜長度也有要求： rs-232c 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，若不使用 modem，在碼元畸變小于 4%的情況下，dte 和 dce 之間最大傳輸距離為 15m（50 英尺）。可見這個(gè)最大的距離是在碼元畸變小于 4%的前提下給出的，為了保證碼

13、元畸變小于 4%的要求，接口標(biāo)準(zhǔn)在電氣特性中規(guī)定，驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載電容應(yīng)小于 2500pf。 表 10 9 針串口功能一覽表 針腳 功能 針腳 功能 1 載波檢測(cè) 6 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備完成 2 接收數(shù)據(jù) 7 發(fā)送請(qǐng)求 3 發(fā)送數(shù)據(jù) 8 發(fā)送清除 4 數(shù)據(jù)終端準(zhǔn)備完成 9 振鈴指示 5 信號(hào)地線 本方案對(duì) rs-232-c 接口采用 3 線制（rxd、txd、gnd）軟握手的零 modem 方式進(jìn)行單片機(jī)和 pc 之間的數(shù)據(jù)通信，即 pc 機(jī)和單片機(jī)的發(fā)送數(shù)據(jù)線（txd）與接收數(shù)據(jù)（rxd）交叉連接，二者的地線（gnd）直接相連，其它信號(hào)線如握手信號(hào)線均不用，而采用軟件握手。但由于 rs-232-c 的邏輯

14、電對(duì)地是對(duì)稱的，與 ttl、mos 邏輯電平完全不同，邏輯 0 電平規(guī)定為+5 +15v 之間，邏輯 1 是電平為-5 -15v 之間，因此利用 max232芯片進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，電路連接如圖 11。 c1-3v+2c2+4c2-5v-6r209d2110vcc16gnd15d1014r1113r1012d1111r218d207c1+1ic2max232c13c12c11c10vcc162738495j232db9 圖 rs-232-c 通信連接電路 3.3 電源模塊 +220pfc5c60.1ufs12vin+5vgndu37805r81.5kd0led123powcon3spd2 充電電路

15、4. 軟件設(shè)計(jì) （ （1 ）流程圖 （ （2 ）代碼附錄 /示 接收電腦送過來的數(shù)據(jù)，并且顯示 16 進(jìn)制數(shù)，并將數(shù)據(jù)回傳到電腦 腦 #include reg52.h /lcd 的口線 sbit e=p25; sbit rw=p36; sbit rs=p26; unsigned char recdata28;/定義 rs232 數(shù)組 unsigned char recv_p; unsigned char bdata myflag; sbit recokbit = myflag0; void delay(unsigned int t); void sendcommandbyte(unsigned

16、 char ch);/傳送命令 void senddatabyte(unsigned char ch);/傳送數(shù)據(jù) void initlcd(void);/lcd 顯示 void disprec(void); /顯示 void rs232(void); void main(void)/主函數(shù) initlcd();/初始化 lcd myflag=0x00;/標(biāo)志痊 sendcommandbyte(0x80);/調(diào)用發(fā)送命令 delay(2); senddatabyte("c"); /初始化顯示 cpr： senddatabyte("p"); senddat

17、abyte("r"); senddatabyte(":"); tmod=0x20;/定時(shí)器的設(shè)置 th1=0xf3;/計(jì)時(shí)器 tl1=0xf3; scon=0x50;/設(shè)定串行工作方式 tr1=1; ren=1;/允許中斷 ie=0x90;/中斷允許標(biāo)志 while(1) if(recokbit=1)/接收數(shù)據(jù) recokbit=0; disprec(); /以下為串口中斷程序 void rs232(void) interrupt 4/中斷串行口 if(ri=1)/控制電路使中斷標(biāo)志 r1 置為"1 此時(shí)程序可通過 mov a，sbuf 指令將

18、接收到的字符從 sbuf 送入累加器 a，從而完成一幀數(shù)據(jù)的接收工作 ri=0; recdatarecv_p=sbuf; sbuf=recdatarecv_p; recv_p+; if(recv_p27) recv_p=0;/ recokbit=1;/接受完成 void delay(unsigned int t) / delay 40us for(;t!=0;t-); /= void sendcommandbyte(unsigned char ch) rs=0; rw=0; p0=ch; e=1;/使能端口為 1，接收命令 delay(1); e=0; delay(100); /delay 4

19、0us /= /- void senddatabyte(unsigned char ch) ti=0;/開始發(fā)送數(shù)據(jù) sbuf=ch; while(!ti); rs=1;/輸入數(shù)據(jù) rw=0;/為 0 時(shí)寫，1 時(shí)讀 p0=ch; e=1; delay(1); e=0;/使能信號(hào)為 0 時(shí)，不能輸入 delay(100); /delay 40us /- void initlcd(void) unsigned char i; for(i=0;i28;i+) recdatai=0x30;/初始化數(shù)組 0 recv_p=0; sendcommandbyte(0x30); sendcommandbyte(0x30); sendcommandbyte(0x30); sendcommandbyte(0x38); /設(shè)置工作方式 sendcommandbyte(0x0c); /