基于ADuC848开发板的单片机实验和课程设计指导书.doc
《基于ADuC848开发板的单片机实验和课程设计指导书.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于ADuC848开发板的单片机实验和课程设计指导书.doc(104页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流基于ADuC848开发板的单片机实验和课程设计指导书.精品文档.基于ADuC848嵌入式系统的实验和课程设计指导书(内部使用)二一二年四月目 录第一章 硬件系统介绍51.1板上资源分布51.2单片机ADuC84861.2.1 ADuC848的简要介绍(针对本设计所选择的型号)61.2.2 单片机引脚分布61.3 电源模块81.4 模数/数模转换91.4.1 模数转换91.4.2 数模转换91.5 RS232串口101.6 PS/2接口和红外接收111.7 显示模块111.7.1 LCD显示111.7.2 数码管121.7.3 8路LED131
2、.8 蜂鸣器和红外发送141.9 SPI接口、步进电机控制151.10 按键输入151.11 IIC总线(RTC时钟和EEPROM)161.12 复位与下载17第二章 基础实验18汇编实验18实验一 I/O 口控制实验18实验二 定时器、中断实验20实验三 数码显示实验24实验四 蜂鸣器驱动实验29实验五 12864 点阵型液晶显示实验32实验六 1602字符显示实验44实验七 矩阵键盘实验53实验八 D/A转换实验56实验九 步进电机控制实验60C语言实验63实验一 端口输出操作63实验二 定时器及定时器中断66实验三 数码管显示69实验四 矩阵式键盘识别73实验五 蜂鸣器驱动实验77实验六
3、 1602字符显示实验82实验七 12864 点阵型液晶显示实验85实验八 A/D转换实验95实验九 步进电机控制实验102第三章 系统设计方法及设计课题10831 单片机应用系统的设计过程108311 方案论证和硬件系统设计108312 系统软件设计109313 系统仿真调试设计10932 设计课题110321 多功能定时装置110322 程控多波形信号发生器111323 LCD汉字计时报讯屏111324 简易多功能计数器112325 LCD字符显示屏112326 抢答器113327 秒表113328 数字密码锁113329 简易电子琴1143210 LCD显示的交通信号灯1143211步进
4、电机控制器1143212 A/D,D/A转换板1153213 电子计算器1153214 可编程微波炉控制系统1153215 简易超市收银机1163216 全自动洗衣机控制器1173217 多功能走马灯1173218 仿手机键盘1183219 仿电梯控制1183220 仿汽车自动报站器1183221 电机调速器1193222 电压监视仪1193223 自定义课题11933 评分标准和注意事项120331 选择课题120332 评分标准120333 实验室设备使用及安全和赔偿条例120第四章 Keil uVision4的使用1224.1 前言1224.2 新建工程1224.3 工程设置1254.4
5、 编译连接、下载和调试程序1284.4.1 编译程序1284.4.2 在线下载程序1284.4.3 在线调试程序1304.4.4 软件仿真调试程序133第五章 PROTEUS的使用1345.1 前言13452 操作步骤134521 进入系统134522 界面简介134523 操作步骤13753 Proteus与KeiI的结合141附录一 课程设计报告参考模板142附录二 开发板硬件图144第一章 硬件系统介绍 本单片机学习板集成多个基础硬件资源模块,各个资源模块可以相互组合使该板实现不同的功能。因此,本学习板既可用于51单片机的教学实验,又可用于做功能比较强的单片机课程设计,是51单片机初学者
6、的好帮手。 1.1板上资源分布 如图1.1所示。图1.1 板上资源分布1、2、3:单片机P0、P2、P3口引出接口(有限流保护电阻); 4:上排图形点阵LCD12864的接口、下排LCD1602的接口; 5、6:两路16位ADC输入、可作差分输入; 7、8:12位DAC输出、对DAC输出进行比例放大或者跟随的运放; 9:单片机AduC848; 10:无源蜂鸣器、由单片机PWM模块输出信号控制; 11:8位数码管; 12:SPI接口; 13:RS232串口(通过串口在线下载、单步、断点、运行到某一行等方式调试程序); 14:步进电机(5V、70欧姆、6线4相)接口; 15:8路LED,从左至右为
7、LED70,分别被P0.7P0.0控制; 16:复位按键和下载按键; 17、18:IIC总线上的EEPROM AT24C08和RTC DS1307; 19:IIC接口; 20:PS/2接口; 21:红外接收头; 22:功能选择和配置插针; 23:4X4矩阵式键盘或4个独立按键; 24:直流电源输入; 此外还有红外二极管(由单片机PWM模块输出信号控制)、USB电源输入接口。1.2单片机ADuC848 1.2.1 ADuC848的简要介绍(针对本设计所选择的型号) 详细情况请参考芯片手册。1、8051-based core、5V供电电压; 2、可以通过串口在线下载程序和单步、断点、运行到某一行等
8、方式调试程序; 3、16位8通道-ADC,片内有1.25V参考电压、buffer和PGA; 4、12位电压输出DAC、Dual 16-BIT - DAC; 5、32kbyte程序存储器、4kbyte用户信息Flash存储器、256RAM+2048XRAM(byte); 6、PLL(12.58 MHz max)(片外只需接32.768kHz晶振); 7、316位定时/计数器、看门狗定时器; 8、11中断源(2优先级)、11位堆栈指针; 9、24I/O+8模拟或数字输入; 10、UART、 SPI和I2C、高速115200波特率发生; 11、Power supply monitor、上电复位、Du
9、al 200A激励电流源。1.2.2 单片机引脚分布 详见原理图。Pin14:(P1.0P1.3)作为矩阵式键盘或独立按键的输入,P1口只能用于输入,默认用于模拟输入,作为数字输入使用时应先往P1口相应引脚写0,这里可以用P0&=0xf0。若P2、P3、P0口要作为输入,则应往相应引脚写1。Pin5、6:AVDD、AGND,模拟电源输入。Pin7、8:外部参考电压接入,Pin7接AGND。片内DAC有2.5V内部参考,ADC有1.25V内部参考。Pin9、10:(P1.4、P1.5)两路AD输入,可做差分输入,需要设置ADC的寄存器。Pin11、12:(P1.6、P1.7)各200uA激励电流
10、源,可配合RTD等做应用。Pin13:两路AD输入做普通输入时的电压参考端,AD输入电压不能低于此引脚电压。Pin14:片内DAC输出。Pin15:复位引脚。Pin16、17:单片机RS232接口的RXD(P3.0) TXD(P3.1)。Pin18:(P3.2) 外部中断0,用于红外接收和PS/2接口。Pin19:(P3.3)LCD1602,LCD12864A的EN引脚,控制第一位数码管。Pin20、21:DVDD、DGND数字电源输入。Pin22:(P3.4)PS/2接口的data信号。Pin23:(P3.5)LCD1602和LCD12864A的RW。Pin24:(P3.6)LCD1602和
11、LCD12864A的RS。Pin25:LCD12864A的CS1。Pin26:IIC接口时钟信号。Pin27:IIC接口data信号。Pin28:(P2.0)SPI接口时钟信号。Pin29:(P2.1)SPI接口MOSI信号、控制第6位数码管的位码。Pin30:(P2.2)SPI接口MISO信号、控制第7位数码管的位码。Pin31:(P2.3)SPI接口SS信号、控制第8位数码管的位码;P2.03也作为4X4矩阵式键盘的扫描输出信号、步进电机的控制信号、数码管第数码管第6、7、8位位码。但是SPI、4X4矩阵式键盘、步进电机、数码管第6、7、8位功能不能同时实现。Pin32、Pin33:接外部
12、32.768KHz晶振。Pin34、Pin35:DVDD、DGND。Pin36:(P2.4)LCD12864A的CS2。Pin37:(P2.5)内部PWM模块输出,控制红外LED。Pin38:(P2.6)内部PWM模块输出,控制蜂鸣器。Pin39:(P2.7)内部PWM模块的外部时钟输入(也可以用内部时钟)。Pin40:EA,低电平有效,正常使用时拉低。Pin41:PSEN,在此引脚电平为低时按复位键进入debug模式,可以下载和调试程序。Pin42:ALE。Pin47、Pin48:DGND、DVDD。Pin43、44、45、46、49、50、51、52:P0口、LCD1602和LCD1286
13、4的数据总线,数码管的段码。1.3 电源模块 电源模块原理图如图1.2所示。本学习板共有如下3种供电方式: (1)5V电源适配器供电(开关往上拨、插针1下面两脚接跳线帽)。将开关sw4第2、3脚接通(开关往上拨),电源网络DVDD连接到插针1第2脚的输出,将插针1的第1、2脚(插针1下面两脚)接跳线帽,DVDD直接连接到电源适配器输入端,即为5V电源适配器供电模式。(2)712V电源适配器供电(开关往上拨、插针1上面两脚接跳线帽) 将开关sw4第2、3脚接通(开关往上拨),电源网络DVDD连接到插针1第2脚的输出,将插针1的第2、3脚(插针1上面两脚)接跳线帽,DVDD连接到稳压芯片7805的
14、输出,而7805的输入端连接到电源适配器输入端,即为712V的电源适配器经7805给学习板供电的模式。(3)USB供电(开关往下拨)。将开关sw4第1、2脚接通(开关往下拨),电源网络DVDD连接到USB电源输入端。对DVDD网络和AVDD网络设了测试点,方便调试。测试点具体位置参见附图1。1.4 模数/数模转换 1.4.1 模数转换 ADuC848内部有16位ADC,模拟信号输入模块原理图如图1.3所示。图1.3 模拟信号输入模块D15和D16为钳位保护二极管,R55为限流保护电阻。其中CONAIN1对应板上的接口5、CONAIN2对应板上的接口6。CONAIN1和CONAIN2的第1、2脚
15、在板上的分布和在原理图上的类似,均为1脚朝上。模拟信号有两种输入方式: (1)两路单端输入。把输入信号电压高的一端接到第1脚,电压低的一端接到同一个接口的第2脚。(2)一路差分输入。把输入信号的两端分别接到CONAIN1和CONAIN2的第1脚。1.4.2 数模转换 ADuC848内部有12位DAC,并有专门的DA输出引脚。DAC信号输出模块原理图如图1.4所示。图1.4 DAC信号输出模块本设计对片内DA的输出配置了运放LM358(该运放在单电源情况下对较低电平仍具有很好跟随效果),以增强其驱动能力或对DA输出做适当放大,其中R56和R57的大小决定放大倍数(A=1+R90/R89)。1.5
16、 RS232串口 串口连接原理图如图1.5所示。图1.5 RS232串口模块该模块中采用maxin公司的max232作电平转换,为方便调试硬件,对RXD,TXD信号设测试点和LED。测试点和LED具体位置参见附图1。1.6 PS/2接口和红外接收 该模块原理图如图1.6所示。图1.6 PS/2接口和红外接收模块本设计中外部中断0(P3.2)连接到PS/2接口的时钟信号或者红外接收头SM0038的输出。可以通过插针进行选择。外部中断1作普通IO口使用。该模块原理图如图2.6所示。关键网络名解释: (1)PS2_CLK:PS/2接口时钟信号(2)PS2_DATA:PS/2接口数据信号(3)INT0
17、:外部中断0 (4)INF_IN:红外一体化接收头SM0038的输出。插针配置: (1)J13第1、2脚(板上为插针11左边两脚)接跳线帽,INT0接PS/2的clock信号。(2)J13第2、3脚(板上为插针11右边两脚)接跳线帽,INT0接红外信号。1.7 显示模块 本系统共有四种显示模式可供选择,这四种模式分别是:LCD12864、LCD1602、数码管、8路LED。引脚复用:四种显示模式复用数据总线,控制总线,故用户只可选择其中一种使用。1.7.1 LCD显示 LCD显示信号连接图如图1.7所示。图1.7 LCD信号连接关键网络名和引脚名解释: (1)DISCTRL04:显示控制信号。
18、(2)D0D7、DB0DB7:数据总线。(3)E:LCD使能信号。(4)RS:数据、指令选择信号。(5)RW:读、写选择信号。(6)CS1、CS2:LCD12864由两部分组成,CS1和CS2为选择信号。板上接口4的上排位LCD12864的接口,下排位LCD1602的接口,排针和排母左对齐插入。切勿插错。1.7.2 数码管 该模块原理如图1.8所示。图1.8 数码管驱动电路关键网络名解释: (1)DS07:数码管段码。(2)BIT07:数码管位码。(3)MOTORAD:步进电机驱动信号。(4)DISCTRL04:显示控制信号,控制数码管低5位。(5)D08:单片机P0口。本设计采用共阴极数码管
19、,段码由PNP三极管驱动,位码由NPN型三极管驱动。引脚复用: 数码管低5位(板上为右边5位)的位码由DISCTRL04控制,可单独使用,高3位的位码控制信号与SPI信号,电机驱动信号,4X4矩阵式键盘复用,使用数码管高3位时参与复用的其他功能则不能使用。插针配置: (1)若要使用数码管第40位(板上为右边5位),可以接通插针8,为减少功耗,不用请断开。(2)若要使用数码管第75位(板上为左边3位),可以分别接通插针57和9,为减少功耗,不用请断开。1.7.3 8路LED 该模块原理如图1.9所示。图1.9 8路LED 8个LED接P0口,低电平时LED亮,这样不会影响P0口逻辑电平。LED限
20、流电阻取4.7K,通过LED电流约为0.8mA,在P0口驱动能力范围之内。该部分可以用于做跑马灯等实验、帮助用户更好的了解和熟练对端口的操作、还可以用于观测P0口的状态。插针配置: (1)若要使用该模块,可以接通插针2,为减少功耗,不用请断开。1.8 蜂鸣器和红外发送 该模块原理图如图1.10所示。图1.10 蜂鸣器和红外发送本设计中采用无源电磁式蜂鸣器,蜂鸣器由PWM1(P2.6)控制,红外二极管由PWM0(P2.5)控制。PWM1和PWM0均为片内PWM模块的输出。蜂鸣器和红外LED的驱动均采用普通NPN三极管。为方便调试,对该模块中的信号设了测试点,具体位置参见附图1。插针配置: (1)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 ADuC848 开发 单片机 实验 课程设计 指导书
限制150内