智能电子技术实践综合训练实施指南.doc

【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流智能电子技术实践综合训练实施指南.精品文档.无锡商业职业技术学院智能电子技术实践综合训练设计实施指南主编：刘昌珍目录第一章 智能最小系统实施指南概述211智能电子最小系统思想212硬件系统213 智能最小系统编程举例214智能电子技术实践综合训练2第二章PROTEUS仿真集成仿真软件使用步骤221 PROTEUS构成222 PROTEUS ISIS 编辑环境223 进入PROTEUS ISIS编辑环境224 ISIS 智能原理图输入流程225 ISIS 智能原理图输入练习2第三章 常用印板设备的操作方法231东明电子电路板快速制作系统特点：232化学腐蚀法快速制作PCB板的流程：2第四章 物理法制作印刷线路板操作指南2第五章 课程设计（论文）格式要求2附录一：（封面格式）2附录二：资料查找相关网站2第一章 智能最小系统实施指南概述智能电子实践是我院智能最小系统教学模试改革的一种新尝试，以理论和实践相融合的教学平台，以教师为主导，学生为主体的教学模试， 以智能最小系统硬件和软件设计为基础，并以简单智能最小系统设计和制作为学习目的。在这样的指导思想下我们根据课程设计的要求设计了智能电子最小系统的硬件和软件。本教材适用于智能最小系统原理与接技术课程，和智能最小系统原理与嵌入式系统课程的实践性教材。11智能电子最小系统思想智能电子最小系统系统根据教学实践的需要实现MCS51 智能最小系统原理与接口,并在智能最小系统最小系统硬件上预留了自主开发实验课题的空间。最小系统的扩展可根据课程设计要求仅需少量连线就可进行，为了减轻学生课程设计的工作量，设计了最小系统板，同时也提供了一些课程设计需要的接口，即锻炼学生的动手能力。又为学生们提供了软硬件调试手段。智能电子实践综合训练是要在完成智能电子实践课程学习的基础上学习一些智能最小系统应用实例， 学会智能最小系统电路的设计思想，设计步骤、设计方法，及调试方法。本系统综合训练的如下十个项目：项目项目名说明项目一通信设置直流电机的转速项目二通信检测温度项目三温度控制电机项目四红外报警（设置时间）项目五直流机调速项目六红外报警与通信（与PC机通信）项目七三角波发生器项目八电压表项目九数字电位器输出正弦波项目十用LM311测电容，电感12硬件系统121智能电子最小系统硬件系统的结构和原理智能电子最小系统硬件系统的结构由ATMEL89S52CPU、编程模块和RS232串行通信模块组成，智能电子最小系统硬件总图如下： 图1.2.1硬件总图122 智能电子最小系统及其应用1 智能最小系统我们设计的最小应用系统的硬件包括智能最小系统、输入输出接口电路、输入设备（按键）、输出设备（数码管）最小系统的主机采用89S52,以及共阳极数码管组成。最小系统的核心是89S52微处理器，其内部带有8KB的FLASH ROM，256B片内RAM，基本上能满足最小系统的设计要求。如接上时钟电路、复位电路即可加电工作。如图1.2.2所示。 图1.2.2 智能最小系统智能电子最小系统各引脚的功能和应用介绍如下：1） P0口如图2所示,P0口作为扩展外部存储器和I/O接口的数据总线和低八位地址总线。由于数据和地址是分时地复用P0口,所以在P0口接一片74LS373锁存器,用来锁存P0口输出的低八位地址信号,这样就把数据和地址分开了。74LS373的输出就是低八位地址码A0A7。2） P1口P1口作为通用I/O口使用。如图3所示，P1.0P1.2为带锁存的串-并移位寄存器74LS595的串行数据输入端及时钟控制端。其余口线作按键的输入口线。3） P2口P2口作为扩充外部存储器和I/O接口的高八位地址线，如图4所示，其中P2.5-P2.7通过74LS138译码器，输出8个片选信号，分别接到LCD、A/D、D/A等二次开发所需芯片的片选输入端。4） P3口P3口线既可作一般的I/O口使用，又可定义为第二功能，本应用系统中将P3.6、P3.7口线作外部设备的读写选通信号线，其余口线留作二次开发时使用。5） 控制线RESET复位信号输入端。采用上电自动复位和按钮手动复位相结合的电路。ALE地址锁存允许信号输出端。接至地址锁存器74LS373的选通端G。内部和外部程序存储器选择线。由于89C52智能最小系统内部带有8KB的FLASH ROM，因此端接+5V。123 LED显示器的显示方法及其与智能最小系统的接口通过2个LED显示模块组成8个LED指示灯，P0口输出段码信号，P2输出位码信号。这些信号由89SC52软件生成。 图1.2.3 智能最小系统在智能最小系统系统中，通常用LED数码显示器来显示各种数字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。LED显示器又称数码管,八段LED显示器由8个发光二极管组成。其中7个发光二极管构成字型“8”的各个笔画段,另一个小数点为dp发光二极管。LED显示器有两种不同的形式：一种是发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED显示器；另一种是发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器。如图5所示。共阴和共阳结构的LED显示器各笔划段名和安排位置是相同的。当二极管导通时，相应的笔划段发亮，由发亮的笔划段组合而显示各种字符。8个笔划段hgfedcba对应于一个字节（8位）的D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0,于是用8位二进制码就可以表示欲显示字符的字型代码。例如，对于共阴LED显示器，当公共阴极接地（为零电平），而阳极hgfedcba各段为0111011时，显示器显示"P"字符，即对于共阴极LED显示器，“P”字符的字形码是73H。如果是共阳LED显示器，公共阳极接高电平，显示“P”字符的字形代码应为10001100（8CH）。图1.2.4 LED数码管共阳极和共阴极示图LED显示方式有动态显示和静态显示两种方式。本系统采用动态扫描显示接口电路，动态显示接口电路是把所有显示器的8个笔划段a-h同名端连在一起，而每一个显示器的公共极COM各自独立地受I/O线控制。CPU向字段输出口送出字型码时，所有显示器接收到相同的字型码，但究竟是哪个显示器亮，则取决于COM端。也就是说我们可以采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。124 .键盘电路本课程设计系统中最多可连接4个键，选择的连接到P3.4，P3.5，P3.6，P3.7，如图： 图1.2.5 键盘电路图中有键被按下被连接的端口为低电平。无键按下由于上拉电阻的作用各端口为高电平。当任何一个键按下时，与之相连的输入数据线即被置0，而平时该线置1。独立式按键电路配置灵活，软件结构简单。当功能键不很多时，采用该种方式比较合适。125 音频放大电路音频放大电路由放大三接管、蜂呜器SPEAKER、限流电阻组成，音频信号的输出连接到智能最小系统P3.3如图1.2.6所示当P3.3为高时，SPEAKER发声，声音脉宽不同发出的声音不同。图1.2.6 音频放大电路126 Easy ISP 编程器89s52 flash存储器 是用简易AT89S51编程器方式 是控制P1.5,P1.6,P1.7,RST四个脚原理如下图 flash串行编程方式：图1.2.7 简易AT89S51编程器方式AT89S52串行编程方式波形图AT89S52串行编程方式波形图如下：串行数据输入（P1.5）串行数据输出（P1.6）串行时钟（P1.7）AT89S52串行编程与微机原理图AT89S52串行编程与微机原理如下图8： 图1.2.8 串行编程与微机原理图127印制板为了方便学生智能电子最小系统硬件设计，我们制作了智能最小系统应用课程设计系统印制板，采用双面板形式如下图1.2.9： 图1.2.9 印制板图13 智能最小系统编程131智能电子最小系统编程软件1编程器软件的使用点击如下图文件点击“设置”状态显示如下 图1.3.1 智能电子最小系统编程设置其中在编程器类型处设置：“使用Easy ISP下载线“，在下载性能处设置：“较快“。读入编程文件： 点击“（自动）打开文件”查找并点击扩展名为“.BIN”的已编译过的文件到缓冲区1，然后点击“自动完成”经过“擦除器件”、“写器件”、“读器件”、“效验数据”。 图1.3.2 数据读出显示图 图1. 3.3 编程结束显示图当效验结果“共发现 0个单元不对”即编程完成。如果有单元不对则必须查找原因，重新编程。132 程序举例1、主程序、键盘、显示程序框（1） 程序框图 图1.3.4 软件编程框图133程序举例1、汇编示例程序（智能电子系统显示按键程序）;* 智能电子最小系统系通主程序 *;0键入标志;1时十位;2时个位;3分十位;4分个位;5秒十位;6秒个位;7闹钟与时钟转换键有效标志;8开关闹钟键有效标志;9ALSETEQU10;=1闹钟设置标志ALEQU11;=1闹钟打开标志YKAEQU12YKBEQU13AL1EQU14;闹钟响铃标志AL2EQU15;闹钟响铃间隔标志IRINEQUP3.2BEEPEQUP3.3CSEGAT0HLJMPSTARTCSEGAT 0BHMOVBHA,A;保护现场ACALL TT0MOVA,BHA;恢复现场RETICSEGAT100HSTART:MOVSP,#60HACALLFORM;初始化系统ACALLTEST;测试P1口MAIN:ACALLDIS;显示更新ACALLKEY;键盘扫描ACALLGNJ;功能健处理ACALLALL;检查是否闹钟时间;DJNZSEC,MAIN;MOVSEC,#40;ACALLTIME;秒时间到处理AJMPMAINDIS:MOVDPTR,#TAB1;取表地址MOVP2,#0FFH;关闭全部数码管MOVA,ZHI;取出显示指针准备计算本次应该显示的位地址DECA;ADDA,XH;计算本次应该显示位的地址MOVR0,A;计算出的地址送间址寄存器MOVA,R0;取出对应显示位的数字MOVCA,A+DPTR;取出字形MOVP0,A;送出字形MOVA,WEI;取出对应位代码ACALLZHUAN;加密转换MOVP2,A;点亮对应位ACALLYAN;延时MOVA,WEI;RRAMOVWEI,ADJNZZHI,DIS1MOVZHI,#8MOVWEI,#7FHDIS1:RETZHUAN:RRCA;本程序将累加器各位按照一定规律进行调整MOV123,CRRCAMOV122,CRRCAMOV121,CRRCAMOV120,CRRCAMOV127,CRRCAMOV126,CRRCAMOV125,CRRCAMOV124,CMOVA,2FHRETTAB1:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH,0BFHTT0:MOV TH0,#4CH;设置50毫秒中断的参数MOV TL0,#07HDJNZ SEC,TTEMOVSEC,#20ACALLTIMETTE:RETTIME:ACALLALLOMOVA,XH1INCAMOVXH1,ACJNEA,#10,TIMEEMOVXH1,#0INCXH11MOVA,XH11CJNEA,#6,TIMEEMOVXH11,#0INCXH12MOVA,XH12CJNEA,#10,TIMEEMOVXH12,#0INCXH13MOVA,XH13CJNEA,#6,TIMEEMOVXH13,#0INCXH14MOVA,XH14CJNEA,#4,TIME1TIME1:JCTIMEEMOVA,XH15CJNEA,#2,TIME2TIME2:JNCTIME3MOVA,XH14CJNEA,#10,TIMEEMOVXH14,#0INCXH15MOVA,XH15CJNEA,#3,TIMEETIME3:MOVXH15,#0MOVXH14,#0TIMEE:RETALLO:JNBAL1,ALLOEDJNZALR3,ALLOEMOVALR3,#30;闹钟响铃30秒CLRAL1SETBBEEPALLOE:RETKEY:JNBP3.4,KEY1;转出设定标志，将小时的十位加一JNBP3.5,KEY2;-小时的个位加一JNBP3.6,KEY3;-分的十位加一JNBP3.7,KEY4;-分的各位加一RETKEY1:SETB1JNBP3.4,$;等待按键松开RETKEY2:SETB2JNBP3.5,$RETKEY3:SETB3JNBP3.6,$RETKEY4:SETB4JNBP3.7,$RET;蜂鸣器响一声子程序BEEP_BL: MOV R6,#100 BL1: CALL DEX1 CPL BEEP DJNZ R6,BL1 MOV R5,#20 CALL DELAY RET DEX1: MOV R7,#180 DEX2: NOP DJNZ R7,DEX2 RET DELAY:;延时R5×10MS MOV R6,#50 D1: MOV R7,#100 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1 DJNZ R5,DELAY RET; DELAY R5*0.14MSDEL: MOV R5,#1;IR解码使用DEL0: MOV R6,#1DEL1: MOV R7,#32DEL2: DJNZ R7,DEL2 DJNZ R6,DEL1 DJNZ R5,DEL0 RETDELAY1:;延时5MSMOVR6,#25DL2:MOVR7,#100DJNZR7,$DJNZR6,DL2RETTEST:MOVR4,#8MOVA,#0FEHTEST1:MOVP1,AMOVR5,#30ACALLDELAYRLADJNZR4,TEST1RETALL:JBAL,ALL1RETALL1:MOVR0,#XH15MOVR1,#XH25MOVA,R0XRLA,R1JNZALL2DECR0DECR1MOVA,R0XRLA,R1JNZALL2DECR0DECR1MOVA,R0XRLA,R1JNZALL2DECR0DECR1MOVA,R0XRLA,R1JNZALL2DECR0DECR1MOVA,R0XRLA,R1JNZALL2DECR0DECR1MOVA,R0XRLA,R1JNZALL2SETBAL1MOVALR3,#30;闹钟响铃30秒ALL2:JNBAL1,ALLEDJNZALR2,ALL3CPLAL2ALL3:JBAL2,ALLEJBBEEP,ALL4DJNZALR,ALLEMOVALR,#30SETBBEEPRETALL4:DJNZALR,ALLEMOVALR,#30CLRBEEPALLE:RET END ;结束 END2、 C51示例程序1（显示学号程序）#include<reg52.h>/定义头文件#define uint unsigned int/定义无符号整数变量类型#define uchar unsigned char/无符号字符变量类型uchar code LED =0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x10;/共阳极段码表说明uint i,k;/说明整数变量uchar aa,bb=3,1,5,0,2,0,1,6,cc,flag;/ 8个数码管显示的数数组time0() interrupt 1 using 2/ 定时器0中断函数 P2=0xff;/关闭P2口即关闭显示TF0=0;/定时器0中断溢出标志清0TH0=(65536-1000)/256;/ 定时器0定时时间为1ms初始化语句TL0=(65536-1000)%256;/cc=bbi;/P0=LEDcc;/P0口送段码P2=aa;/显示位码i+;/显示位计数if(i=8)/如果显示了8个位码初始aa=0xfe;/位码初始值11111110其中0为显示 1为不显示i=0;/初始变量ielse aa=(aa<<1)|0x01;/不是8位码左移一位main()/主函数 i=0;/初值k=0;/flag=0x00;/aa=0xfe;/位码初值TMOD=0x01;/方式寄存器初值TH0=(65536-1000)/256;/ 定时器0定时时间为1ms初始化语句TL0=(65536-1000)%256;/TR0=1;/起动定时器0IE=0x82;/开定时器0中断while(1)/死巡环3、 C51示例程序2（LED显示1秒的间隔闪烁）#include<reg52.h>/定义头文件#define uint unsigned int/定义无符号整数变量类型#define uchar unsigned char/无符号字符变量类型uchar code LED =0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x10;/共阳极段码表说明uint i,k;/说明整数变量uchar aa,bb=3,1,5,0,2,0,1,6,cc,flag;/8个数码管显示的数数组time0() interrupt 1 using 2/定时器0中断函数 P2=0xff;/关闭P0口即关闭显示 TF0=0;/定时器0中断溢出标志清0 TH0=(65536-1000)/256;/ 定时器0定时时间为1ms初始化语句 TL0=(65536-1000)%256;/ cc=bbi;/ P0=LEDcc;/P0口送断码 if(flag=0) P2=aa; else P2=0xff;/如果flag为0显示否则不显示 i+;/显示位计数 if(i=8)/如果显示了8个位码初始 aa=0xfe;/位码初始值11111110其中0为显示 1为不显示 i=0;/初始变量i else aa=(aa<<1)|0x01;/不是8位码左移一位 k+;/1ms计数1000个1ms 为1秒 if(k>=1000)/ k=0;/ if (flag=1) flag=0; else flag=1;/1秒显示标志 main()/主函数 i=0;/初值 k=0;/ flag=0x00;/ aa=0xfe;/位码初值 TMOD=0x01;/方式寄存器初值 TH0=(65536-1000)/256;/ 定时器0定时时间为1ms初始化语句 TL0=(65536-1000)%256;/ TR0=1;/启动定时器0 IE=0x82;/开定时器0中断 while(1)/死巡环4、 C51示例程序3（ 按四个键显示四种不同内容）#include<reg52.h>/定义头文件#define uint unsigned int/定义无符号整数变量类型#define uchar unsigned char/无符号字符变量类型uchar code LED =0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x10;/共阳极段码表说明uint i,k;/说明整数变量uchar aa,bb=3,1,5,0,2,0,1,6,cc,flag;/8个数码管显示的数数组sbit k1=P34; /定义键1在P3.4sbit k2=P35; /定义键2在P3.5sbit k3=P36; /定义键3在P3.6sbit k4=P37; /定义键4在P3.7time0() interrupt 1 using 2/定时器0中断函数 P2=0xff;/关闭P0口即关闭显示 TF0=0;/定时器0中断溢出标志清0 TH0=(65536-1000)/256;/ 定时器0定时时间为1ms初始化语句 TL0=(65536-1000)%256;/ cc=bbi;/ P0=LEDcc;/P0口送断码 P2=aa;/显示段码 i+;/显示位计数 if(i=8)/如果显示了8个位码初始 aa=0xfe;/位码初始值11111110其中0为显示 1为不显示 i=0;/初始变量i else aa=(aa<<1)|0x01;/不是8位码左移一位 /-延时子程序-void delay()/延时子程序(10MS)unsigned int k,j;for(k=0;k<20;k+)for(j=0;j<500;j+); main()/主函数 i=0;/初值 k=0;/ flag=0x00;/ aa=0xfe;/位码初值 TMOD=0x01;/方式寄存器初值 TH0=(65536-1000)/256;/ 定时器0定时时间为1ms初始化语句 TL0=(65536-1000)%256;/ TR0=1;/起动定时器0 IE=0x82;/开定时器0中断 while(1)/ if(k1=0) / 判k1(P3.4)键压下否 delay(); /延时去 抖动 if(k1=0) / 再判k1(P3.4)键压下否 bb0=1; / k1 键处理显示8个“11111111" bb1=1; bb2=1; bb3=1; bb4=1; bb5=1; bb6=1; bb7=1; if(k2=0) / 判k2(P3.5)键压下否 delay(); /延时去 抖动 if(k2=0) / 再判k2(P3.5)键压下否 bb0=2; / k2 键处理显示8个“22222222" bb1=2; bb2=2; bb3=2; bb4=2; bb5=2; bb6=2; bb7=2; if(k3=0) / 判k3(P3.6)键压下否 delay(); /延时去 抖动 if(k3=0) / 再判k3(P3.6)键压下否 bb0=3; / k3 键处理显示8个“33333333" bb1=3; bb2=3; bb3=3; bb4=3; bb5=3; bb6=3; bb7=3; if(k4=0) / 判k4(P3.7)键压下否 delay(); /延时去 抖动 if(k4=0) / 再判k4(P3.7)键压下否 bb0=4; / k4 键处理显示8个“44444444" bb1=4; bb2=4; bb3=4; bb4=4; bb5=4; bb6=4; bb7=4;5、C51示例程序4（按四个键发四种不同的声音）#include<reg52.h>/定义头文件#define uint unsigned int/定义无符号整数变量类型#define uchar unsigned char/无符号字符变量类型uchar code LED =0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x10;/共阳极段码表说明uint i,k;/说明整数变量uchar aa,bb=3,1,5,0,2,0,1,6,cc,flag,sflag,ssflag;/8个数码管显示的数数组sbit k1=P34; /定义键1在P3.4sbit k2=P35; /定义键2在P3.5sbit k3=P36; /定义键3在P3.6sbit k4=P37; /定义键4在P3.7sbit SPEAKER=P33; /定义声音在P3.3time0() interrupt 1 using 2/定时器0中断函数 P2=0xff;/关闭P0口即关闭显示TF0=0;/定时器0中断溢出标志清0TH0=(65536-1000)/256;/ 定时器0定时时间为1ms初始化语句TL0=(65536-1000)%256;/cc=bbi;/P0=LEDcc;/P0口送断码P2=aa;/显示段码i+;/显示位计数if(i=8)/如果显示了8个位码初始aa=0xfe;/位码初始值11111110其中0为显示 1为不显示i=0;/初始变量ielse aa=(aa<<1)|0x01;/不是8位码左移一位if (ssflag=1) k+;/1ms计数1000个1ms 为1秒if(k>=100) k=0;/if (flag=1) flag=0;SPEAKER=0; else flag=1; SPEAKER=1; ;/1秒显示标志if(sflag=1) k+;/1ms计数1000个1ms 为1秒if(k>=1000)/k=0;/if (flag=1) flag=0;SPEAKER=0; else flag=1; SPEAKER=1; ;/1秒显示标志/-延时子程序-void delay()/延时子程序(10MS)unsigned int k,j;for(k=0;k<20;k+)for(j=0;j<500;j+);main()/主函数 i=0;/初值k=0;/flag=0x00;/sflag=0x00;ssflag=0x00;aa=0xfe;/位码初值TMOD=0x01;/方式寄存器初值TH0=(65536-1000)/256;/ 定时器0定时时间为1ms初始化语句TL0=(65536-1000)%256;/TR0=1;/起动定时器0IE=0x82;/开定时器0中断while(1)/if(k1=0) / 判k1(P3.4)键压下否 delay(); /延时去 抖动if(k1=0) / 再判k1(P3.4)键压下否 bb0=1; / k1 键处理显示8个“11111111"bb1=1;bb2=1;bb3=1;bb4=1;bb5=1;bb6=1;bb7=1;SPEAKER=0;/声音长响if(k2=0) / 判k2(P3.5)键压下否 delay(); /延时去 抖动if(k2=0) / 再判k2(P3.5)键压下否 bb0=2; / k2 键处理显示8个“22222222"bb1=2;bb2=2;bb3=2;bb4=2;bb5=2;bb6=2;bb7=2;ssflag=1; /声音短间响if(k3=0) / 判k3(P3.6)键压下否 delay(); /延时去 抖动if(k3=0) / 再判k3(P3.6)键压下否 bb0=3; / k3 键处理显示8个“33333333"bb1=3;bb2=3;bb3=3;bb4=3;bb5=3;bb6=3;bb7=3;sflag=1; /声音长间响if(k4=0) / 判k4(P3.7)键压下否 delay(); /延时去 抖动if(k4=0) / 再判k4(P3.7)键压下否 bb0=4; / k4 键处理显示8个“44444444"bb1=4;bb2=4;bb3=4;bb4=4;bb5=4;bb6=4;bb7=4;sflag=0; /声音不响ssflag=0;SPEAKER=1;6、C51示例程序4（程序修改能实现LED显示时钟）#include<reg52.h>/定义头文件#define uint unsigned int/定义无符号整数变量类型#define uchar unsigned char/无符号字符变量类型uchar codeLED =0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf;/共阳极段码表说明uint i,k,ss,ff,mm;/说明整数变量uchar aa,bb=0,10,0,0,0,0,10,0,cc,flag;/8个数码管显示的数数组time0() interrupt 1 using 2/定时器0中断函数 P2=0xff;/