2024机械系统单片机控制训练课设指导书.docx

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1、机械系统单片机限制训练设计指导书沈阳理工高校机械学院龚民2024-10-20目录机械系统单片机限制训练任务书1第一部分设计说明书参考书目2其次部分设计题目3题目1交通灯限制器（1,2,3号同学做）3题目2中断应用设计一有急救车的交通灯限制（4,5,6号同学做）5题目3循环彩灯（7,8,9号同学做）6题目4键值识别（10,IL12号同学做）8题目5数码显示（13,14,15号同学做）10题目6A/D转换（16,17,18号同学做）11题目7D/A转换（19,20,21号同学做）13题目8波形发生器（22,23,24号同学做）15题目9串行EEPRoM读写（25,26,27号同学做）16题目10单

2、片机限制电机转速（PWM）（28,29,30号同学做）17题目118253多路定时/计数器（31,32,33号同学做）19题目12三相步进电机限制（34,35,36,37号同学做）20第三部分常用芯片引脚图24机械系统单片机限制训练任务书设计题目：依据学号选择题目，每个人依据详细题目填写设计内容：1、总体方案设计2、选择可编程接口芯片3、设计硬件电路4、编写汇编语言程序5、程序调试及验证6、编写课程设计说明书（参考书目见第一部分）时间支配：1、总体设计1天2、选择芯片及设计硬件电路1天3、编写汇编语言程序1天4、程序调试及验证1天5、编写课程设计说明书0.5天6、答辩0.5天指导老师：教研室主

3、任：主管院长：年月日第一部分设计说明书参考书目0.前言1 .课程设计的目的和要求1.1、 课程设计的目的1.2、 课程设计的基本要求2 .总体设计2.1、 基本工作原理2.2、 硬件总体设计2.2.1、 系统组成方案2.2.2、 扩展单元编址2.2.3、 键盘、显示功能的定义2.3、 软件总体设计2.3.1、 存储单元的安排、标记位的定义2.3.2、 主程序框图及清单（带有注释）3 .硬件设计介绍本系统所选用的各种芯片的功能、引脚、相应的吩咐限制字格式等。4 .软件设计介绍本系统的主要子程序、中断服务程序的框图及程序清单（带有注释）5 .结束语简述课程设计的收获、体会以及对本教学环节的看法和建

4、议6 .参考文献其次部分设计题目题目1交通灯限制器（L2,3号同学做）一、要求设计制作一个模拟的十字路口交通灯限制系统要求：1 .正常状况下东西与南北两个方向轮番点亮红、绿灯信号，每次持续时间30S,中间有2S的黄灯过度。2 .东西与南北两个方向各设一个紧急迫换按钮。某个方向按下时，该方向紧急迫换为绿灯，以便于特种车辆通过。3 .扩展试验箱上的74LS273做为输出口，限制六个发光二极管亮灭，模拟交通灯管理。二.目的1 .驾驭用定时器延时方法。2 .驾驭软件延时进行定时限制的方法。3 .驾驭定时器中断处理方法。.原理首先必需了解交通路灯的亮灭规律。本题目须要用到试验箱上八个发光二极管中的六个，

5、即红、黄、绿各两个。不妨将Ll（红）、L2（绿）、L3（黄）做为东西方向的指示灯，将L5（红）、L6（绿）、L7（黄）做为南北方向的指示灯。而交通灯的亮灭规律为：初始态是两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时30S后，东西路口绿灯灭，黄灯起先闪耀2s。闪耀若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向起先通车，延时30S后，南北路口的绿灯灭，黄灯起先闪耀2s。闪耀若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。各发光二极管的阳极通过爱护电阻接到+5V的电源上，阴极接到输入端上，因此使其点亮应使相应输入端为低电平。四.编程要点交通等的延时可用两

6、种方法：软件延时和定时器延时。软件延时可先编写一段延时IS的子程序，然后在主程序中反复调用，以实现30S和2S的延时。同时送出信号去限制相应的交通灯和调用相应的数码显示子程序。定时器延时可以通过单片机内部定时器TO产生中断来实现。TO可工作于方式1,每100MS产生一次中断，由中断服务程序实现30S和2S的延时，同时送出信号去限制相应的交通灯和调用相应的数码显示子程序。LE27374LS273的输出0007接发光二极管LlL8,74LS273的片选CS273接片选信号CSO.五.基本任务1.利用试验设备正确接线。画出整体原理图。2.3.4.5.调通使二极管发亮子程序。调通延时子程序或中断服务程

7、序。调通主程序。画出程序流程图题目2中断应用设计一有急救车的交通灯限制（4,5,6号同学做）一、要求在题目1的内容的基础上增加允许急救车优先通过的要求。当有急救车到达时，两个方向上的红灯亮，以便让急救车通过，假定急救车通过路口的时间为10秒，急救车通过后，交通灯复原中断前的状态。本题目以单脉冲为中断申请，表示有急救车通过。二 .目的1 .驾驭用定时器延时或软件延时进行定时限制的方法。2 .驾驭外部中断技术的基本运用方法。3 .驾驭中断处理程序的编程方法。三 .原理交通灯的亮灭规律见题目Io四 .编程要点本题目中断处理程序的应用，最主要是如何爱护进入中断前的状态，使得中断程序执行完毕后能回到交通

8、灯中断前的状态。要爱护的寄存器，除了累加器ACC、标记寄存器PSW夕卜,还要留意：（1）主程序中的延时程序和中断处理程序中的延时程序不能混用。其次，主程序中每执行一步经74LS273的端口输出数据的操作时，应先将所输出的数据保存到一个单元中。因为进入中断程序后也要执行往74LS273端口输出数据的操作，中断返回时假如没有复原中断前74LS273端口锁存器的数据，则显示往往出错，回不到中断前的状态。还要留意一点，主程序中往端口输出数据操作要先保存再输出，例如有如下操作：MOVA,#0FOH(0)MOVXR1,A(1)程序假如正好执行到MOVSAVE,A(2)（1）时发生中断，则转入中断程序，假设

9、中断程序返回主程序前须要执行一句MOV,SAVE指令，由于主程序中没有执行（2）,故SAVE中的内容事实上是前一次放入的而不是（0）语句中给出的OF0H,显示出错，将（1）、（2）两句依次颠倒一下则没有问题。发生中断时两方向的红灯一起亮10秒，然后返回中断前的状态。五 .基本任务1 .利用试验设备正确接线。画出整体原理图。2 .调通使二极管发亮子程序。3 .调通延时子程序或中断服务程序。4 .调通主程序。5 .画出程序流程图题目3循环彩灯（7,8,9号同学做）一.要求由8031内部定时器1按方式1工作，即作为16位定时器运用，每0.1秒钟TI溢出中断一次。PI口的PLoPL7分别接发光二极管的

10、LlL8。要求编写程序模拟一循环彩灯。彩灯变更花样可自行设计。例程给出的变更花样为：LI、L2、L8依次点亮；LI、L2、L8依次熄灭；LI、L2、L8全亮、全灭。各时序间隔为0.5秒。让发光二极管按以上规律循环显示下去。二.目的1 .驾驭用定时器延时或软件延时进行定时限制的方法。2 .驾驭外部中断技术的基本运用方法。3 .驾驭中断处理程序的编程方法。三.原理1 .定时常数的确定定时器/计数器的输入脉冲周期与机器周期一样，为振荡频率的12。本试验中时钟频率为6.OMHZ,现要采纳中断方法来实现0.5秒延时，要在定时器1中设置一个时间常数，使其每隔0.1秒产生一次中断，CPU响应中断后将RO中计

11、数值减一，令RO=O5H,即可实现0.5秒延时。时间常数可按下述方法确定：机器周期:12晶振频率=12/（6X106）=2us设计数初值为X,则（2e+16-X）210=0.1,可求得X=15535化为十六进制则X=3CAFH,故初始值为TH1=3CH,TLl=AFH2 .初始化程序包括定时器初始化和中断系统初始化，主要是对IP、IE、TCON、TMOD的相应位进行正确的设置，并将时间常数送入定时器中。由于只有定时器中断，IP便不必设置。3 .运用电路11111111111111试验板连接：PLOPL7分别接发光二极管L1L8即可四.编程要点中断服务程序除了要完成计数减一工作外，还要将时间常数

12、重新送入定时器中，为下一次中断做打算。主程序则用来限制发光二极管按要求依次亮灭。五.基本任务1 .利用试验设备正确接线。画出整体原理图。2 .调通使二极管发亮子程序。3 .调通延时子程序或中断服务程序。4 .调通主程序。5 .画出程序流程图一.要求利用试验箱上的8255A可编程并行接口芯片和矩阵键盘，编写程序，做到在键盘上每按一个数字键(0-F),用发光二极管将该代码显示出来。二.目的1. 驾驭8255A编程原理。2. 了解键盘电路的工作原理。3. 驾驭键盘接口电路的编程方法。三.原理1 .识别键的闭合，通常采纳行扫描法和行反转法。行扫描法是使键盘上某一行线为低电平，而其余行接高电平，然后读取

13、列值，如所读列值中某位为低电平，表明有键按下，否则扫描下一行，直到扫完全部行。行反转法识别键闭合时，要将行线接一并行口，先让它工作于输出方式，将列线也接到一个并行口，先让它工作于输入方式，程序使CPU通过输出端口往各行线上全部送低电平,然后读入列线值，如此时有某键被按下，则必定会使某一列线值为0。然后，程序对两个并行端口进行方式设置，使行线工作于输入方式，列线工作于输出方式，并将刚才读得的列线值从列线所接的并行端口输出，再读取行线上的输入值，那么，在闭合键所在的行线上的值必定为0。这样，当一个键被按下时，必定可以读得一对唯的行线值和列线值。2 .试验电路tlz -I-T-El试验板连接：将键盘

14、RLloRL17接8255A的PB0PB7;KA10KA12接8255A的PA0PA2；PeoPC7接发光二极管的LlL8；8255A芯片的片选信号8255CS接CSOo四.编程要点1 .程序设计时，要学会敏捷地对8255A的各端口进行方式设置。2 .程序设计时，可将各键对应的键值（行线值、列线值）放在一个表中，将要显示的O-F字符放在另一个表中，通过查表来确定按下的是哪一个键并正确显示出来。五.基本任务1 .利用试验设备正确接线。画出整体原理图。2 .设计键值识别程序并调试运行正确（可以运用一种方法）。3 .将键值在LED上显示出来。4 .回出程序流程图。一.要求做成一个电子钟，利用试验箱上

15、的六个数码管显示分、秒，做成一个电子钟。二.目的1 .进一步驾驭定时器的运用和编程方法。2 .了解七段数码显示数字的原理。3 .驾驭用一个段锁存器，一个位锁存器同时显示多位数字的技术。.原理1 .动态显示就是一位一位地轮番点亮显示器的各个位(扫描)。将803ICPU的Pl口当作一个位锁存器运用，74LS273作为段锁存器。2 .利用定时器1定时中断，限制电子钟走时，利用试验箱上的六个数码管显示分、秒,做成一个电子钟。显示格式为：XX分XX秒定时时间常数计算方法为：定时器1工作于方式1,晶振频率为6MHZ,故预置值TX为：(2e+16-Tx)xl2xl(6xl0e+6)=0.IsTx=15535D=3CAFH,故TH1=3CH,TLl=AFH3 .运用电路试验板连接：将Pl口的PL0PL5与数码管的输入LE