2010年 第6期
仪表技术与传感器
Instrum ent T echn i que and Sensor 2010 N o 16
基金项目:贵州省优秀科技教育人才省长资金资助项目(黔省专合字(2009)97号);贵州省高层次人才特助经费资助项目(TZJ F -2009年-24号)
收稿日期:2009-09-23;收修改稿日期:2010-03-05
基于汇编语言的M SP430单片机与上位机间串行通讯的实现
吴怀超1
,周 勇2
,赵丽梅
1
(1.贵州大学机械工程学院,贵州贵阳 550003;2.杭州智源科技有限公司,浙江杭州 310030)
摘要:对M SP430单片机与上位机间串行通讯的硬软件进行了开发,其中,通过电平转换芯片LTC1385实现了单片机与上位机间的硬件连接,在定义的通讯协议的基础上,采用汇编语言开发出了单片机与上位机间串行通讯的程序。调试实验表明硬件设计与软件开发达到了预期的功能要求。关键词:M SP430单片机;串行通讯;汇编语言;通讯协议
中图分类号:TP273.5 文献标识码:B 文章编号:1002-1841(2010)06-0075-02
I mp l e m ent of Serial Co mmunication betweenM SP430S C M and
Upper M achine Based on A sse mbly L anguage
WU H ua-i chao 1,Z HOU Y ong 2,ZHAO L -i me i 1
(1.School of M echan i cal E ngi n eer i ng ,G u izhou Un i versity ,G u i yang 550003,Ch i na ;
2.H angzhou Z h i yuan T echnology Co .L td .,H angzhou 310030,Ch i na)
Abstract :H ard w are and soft w are o f serial co mmunicati on bet w een M SP430SC M and upper machine w ere developed ,
i n
w hich ,the hardwa re connection bet w een SC M and uppe rm achi ne w as i m ple m ented t h rough e lectr i ca l leve l transfer chip LTC1385.A nd on the basis o f the defi n iti on of communicati on protoco ,l prog rams of ser i a l comm un i cation bet ween SC M and upper m achi ne w ere deve l oped us i ng assemb l y language .D ebugg i ng experi m ents i ndicate that ha rd w are desi gn and soft w are deve l op m ent hav e a -t ta i ned the preplanned function requ ire m ents .
K ey word s :M SP430SC M;se rial co mmunicati on ;sssemb l y language ;comm un i cation pro toco l 0 引言
随着电子技术和集成电路制造工艺的飞速发展,越来越多的控制系统采用了单片机作为控制核心[1]。在这些系统中,单片机往往作为下位机使用,PC 机常作为上位机使用,为了使上下位机间能实现对话,需要建立上下位机间的通讯联系。由于串行通讯方式具有线路简单、成本低、应用方便等特点[2],是实现上下位间通讯的理想选择。文中,串行通讯采用RS-232总线标准接口;下位机采用M SP430F149,它是一款超低功耗F lash 型16位R ISC 指令集单片机[3],为了熟知这些指令,采用汇编语言来开发该款单片机与上位机间的串行通讯。1 硬件电路设计
M SP430F149片内有2个通用串行同步/异步模块(U S -ART ),即U S ART0和U SART1,每个模块又支持2种不同的串行协议[3]:通用异步协议(UART 协议)和同步协议(SP I 协议),该设计采用的是UA RT 协议。M C U 与上位机的串行通讯是通过电平转换芯片LTC1385来实现的,该芯片具有双路RS -232/UART 转换模块[4],每一路均能将M CU 的TX 、RX 信号转换成R -S232协议所要求的电平信号。
图1给出了电平转换芯片LTC1385与M SP430F149单片机
的连接图,如图1所示,只用到了M CU 的U SART 0模块和LTC1385的第二路转换模块,其中,TR 2i n 脚与M C U 的UTXD0引脚连接,RX2out 脚与M C U 的URXD0引脚连接。为了控制和监视串口通讯的工作情况,在LTC1385的脚外接了一个开关和显示电路。在图1所示的电路图中,还给出了M C U 的能量供给电路及复位电路的电路图。2 基于汇编语言的软件开发
软件开发的主要内容是采用汇编语言对下位机的软件进行开发,包括通讯初始化子程序、下位机数据发送子程序以及下位机数据接收子程序的开发。其中,初始化子程序主要是进行一些初始化的操作,包括时钟的选择、波特率的确定、传输和接收功能使能、接收中断使能以及初始化一些变量。初始化子程序相对较为简单,下面主要对下位机数据发送子程序以及下位机数据接收子程序的开发进行详细的介绍,在此之前,先对通讯协议进行定义。2.1 通讯协议的定义
为了实现上下位机之间的顺畅、准确和可靠的通讯,需要统一定义通信协议。该通信采用的是RS -232标准串行接口连接,通讯是以ASC II 码的形式传送数据,其波特率为9600b it/s ,且每次通讯都是以上位机发送命令开始,下位机返回响
应结束。上下位机之间的所有命令与响应都定义成同样的帧格式,如图2所示。
图2中,地址码包括上位机的地址码和下位机的地址码,其中,上位机的地址码定义为oxE0,从机a 为oxE1,从机b 为
图1
硬件电路图
图2 上下位机间通讯的帧格式
oxE2,依次类推;命令码为每帧的第二个字符,根据通讯过程中所需的命令数,命令码字符被定义在字母G ~Z 的范围里;从每帧的第三个字符起便是数据信息,不同的命令或响应具有不同的数据字段长度,这些数据信息以字节为单位,按照指定的波特率一个字节接一个字节地进行传送;该通讯协议的检验码采用的是CRC7校验码(循环冗余码校验),其长度为1个字节;本通讯协议的结束符定义为ox80。2.2 下位机数据发送子程序的开发
下位机数据发送采用的是查询方式,通过查询发送中断标志UTX F I G0是否置位来决定是否向发送缓存寄存器UTXBUF0写入数据。当发送中断标志U TX F I G 0置位时,表示发送缓存寄存器UTXB U F0己准备好接收下一个要发送的字符,此时可以向其写入数据了,否则只有等待直至发送中断标志UTXF IG0置位[5]。下位机数据发送子程序的汇编程序代码如下:
push R6push R8
m ov#TXSTARTADD ,R6m ov&TXBYTENUM,R8W aiting :
b it .b #UTXIFG0,&IFG1jz W aiti ng
m ov .b@R6+,&TXBUF0dec R8j nz W aiti ng pop R8pop R6ret
上述程序代码中,TXSTARTADD 表示待发送数据缓存区的起始地址,TXBYTENUM 表示待发送的字节数。在调用此程序时,首先需要对此两变量进行赋值。
2.3 下位机数据接收子程序的开发
下位机数据接收采用的是中断方式,当上位机以9600b it/s 向下位机传送数据时,下位机M SP430F149的接收缓存寄存器URXBUF 0每次中断只接收8b it ,即一个字节,每接收完一个字节后,接收中断标志URX IFG0将置位,在下一个机器周期,CPU 查询到此标志为1时,就会产生接收中断,从而进入U S -ART0接收中断服务程序。
下位机接收中断服务程序的编制思想如下:利用单片机M SP430F149的U S ART 0模块的接收中断功能,将上位机传下来的数据一个字节接一个字节地接收下来(一次中断只能接收一个字节),接收的数据保存到开辟在M SP430F149的RAM 接收缓存区里。当接收并校验完一帧后,将指针退回到此帧的命令码字段进行判断,判断完后执行相应的操作并发送响应给上位机。如果判断结果是要求下位机向上位机传送数据之类的命令,则将下位机中相应变量的当前值转换成A SCII 码,并临时存入开辟在M SP430F149的RAM 发送缓存区里,再利用M SP430F149的发送缓存寄存器UTXBUF 0,一个字节接一个字节将此发送缓存区里的数据传至上位机;如果判断结果是上位机要向下位机发送命令或设置参数之类的命令,则将指针指向此帧的数据信息字段,将数据从A S C II 码转换成十六进制后赋给相应的变量。
图3显示了上述当上位机接收完一帧数据后执行命令过程的程序框图,如图3所示,下位机接收数据中的/发送响应0是告知上位机己成功获取传下来的数据,其内容包括响应的地址码、命令码、校验码和结束符。由此可见,无论是信息的接收还是发送,都严格按照如图2所统一定义的帧格式进行通讯。
(下转第80页)
4结束语
文中提出了适用于中频GS M接收机的一种12b it连续时间si gm a-de lta ADC。其具有80dB的动态范围以及200k H z的输入信号带宽。1个三阶1bit单环结构用来实现连续时间调制器,该调制器电路采用标准0135L m C M O S工艺设计。NR Z 反馈DA C冲激响应用来降低系统对时钟抖动的敏感度,单bit 内部A DC/DAC消除了超越环路延迟和量化器非理想因素的影响。仿真结果表明该A DC可提供80dB的动态范围,70d B的SNDR以及在25MH z时钟频率下超过200k H z的输入信号带宽。其可以满足12-b it转换器的设计需求。
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(上接第76页)
图3接收完1帧数据后执行命令过程的程序框图
3结束语
对M SP430单片机与上位机间的串行通讯进行了开发,包括硬件设计与软件开发。在硬件的支撑下,对所有汇编程序代码进行了调试,调试实验结果表明上下位机间能实现顺畅、准确和可靠的通讯,从而表明硬件设计与软件开发都达到了预期的功能要求。
参考文献:
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京航空航天大学出版社,2001.
作者简介:吴怀超(1975)),副教授,博士,主要研究方向为电液控制技术及嵌入式系统的设计。E-m ai:l m agoubs@s i na.co m
MSP430单片机课程设计 一．设计要求 数字温度计 （1）用数码管（或LCD）显示温度和提示信息； （2）通过内部温度传感器芯片测量环境温度； （3）有手动测量（按测量键单次测量）和自动测量（实时测量）两种工作模式； （4）通过按键设置工作模式和自动测量的采样时间（1秒～1小时）； （5）具备温度报警功能，温度过高或过低报警。 二．系统组成 系统由G2Launch Pad及其拓展板构成，单片机为MSP430G2553。 I2的通信方式对IO进行拓展，芯片为TCA6416A； 使用C 使用HT1621控制LCD; 三．系统流程 拓展的四个按键key1、key2、key3、key4分别对应单次测量、定时测量、定时时间的增、减。定时时间分别为1s,5s,15s,30s,60s。在自动测量模式下，当温度超过设定温度上限
即报警，报警时在LCD屏幕显示ERROR同时LED2闪烁，在5s后显示0℃。此时可重新开始手动或自动测量温度。 系统示意图： 四.演示 a)手动测量温度 b)自动测量温度 c)报警
显示ERROR同时LED闪烁d）设置时间界面 五．代码部分 #include "MSP430G2553.h" #include "TCA6416A.h" #include "LCD_128.h" #include "HT1621.h" #include "DAC8411.h" #define CPU_F ((double)8000000) #define delay_us(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/1000000.0)) #define delay_ms(x) __delay_cycles((long)(CPU_F*(double)x/1000.0)) static int t=0; long temp; long IntDeg; void ADC10_ISR(void); void ADC10_init(void); void LCD_Init(); void LCD_Display(); void GPIO_init(); void I2C_IODect(); void Error_Display(); void WDT_Ontime(void); void LCD_Init_AUTO(); void LCD1S_Display();
课程设计( 论文) 课程名称单片机 题目名称简易密码锁的设计学院高等技术学院 专业班级高1 1 0 9 学号3869 学生姓名刘欢 指导教师胡立强 11月28 日 目录
一，任务目的 (3) 二，任务要求 (3) 三，电路与元器件 (4) 四，程序设计 (5) 五，程序运行测试 (6) 六，任务小结 (7) 七，心得体会 (8) 八，参考文献 (9) 1.任务目的
经过对具有四个按键输入和一个数码管显示的简易密码锁的设计与制作, 让读者理解C语言中数组的基本概念和应用技术, 并初步了解单片机与键盘和LED数码管的接口电路设计及编程控制方法。 2.任务要求 在一些智能门控管理系统, 需要输入正确的密码才能开锁。基于单片机控制的密码锁硬件电路包括三部分: 按键、数码显示和电控开锁驱动电路, 三者的对应关系如图表3.16所示。 表3.16 简易密码锁状态 简易密码锁的基本功能如下: 4个按键, 分别代表数字0,1,2,3: 密码在程序中事先设定, 为0-3之间的一个数字; 上电复位后, 密码锁初始状态为关闭, 密码管显示符号”—”; 当按下数字键后, 若与事先设定的密码相同, 则数码管显示字符”P”, 打开锁, 3秒后恢复锁定状态, 等待下一次密码的输入, 否则显示字符”E”持续3秒, 保持锁定状态并等待下次输入。 3.电路与元器件 根据任务要求, 用一位LED数码管作为显示器件, 显示密码锁的状态信息, 数码管采用静态连接方式; 4个按键连接到P0口的低四位
P0.0-P0.3引脚, 设P0.0连接数字”0”按键、P0.1连接数字”1”按键, 依次类推; 锁的开、关电路用P3.0控制的一个发光二极管代替, 发光二极管点亮表示锁打开, 熄灭表示锁定。根据以上分析, 采用如图3.21所示的连接电路。 图3.21 简易密码锁电路 简易密码锁电路所需元器件清单如表3.17所示。 元器件名称参数数量元器件名 称 参数数量 插座DIP40 1 电阻103 1 单片机AT89SC51 1 电解电容22UF 1
第一章 1. MCU(微控制器单元)与MPU(微处理器单元)的区别 MCU集成了片上外围器件，而MPU不带外围器件，是高度集成的通用结构的处理器。是去除了集成外设的MCU。 2. MSC430单片机的不同系列的差别 MSP430系列单片机具有超低功耗、处理能力强大、片内外设丰富、系统工作稳定、开发环境便捷等显着优势，和其他类型单片机相比具有更好的使用效果、更广泛的应用前景。 3. MSC430单片机主要特点 1.超低功耗 2. 强大的处理能力 3. 高性能模拟技术及丰富的片上外围模块 4. 系统工作稳定 5. 方便高效的开发环境 4. MSC430单片机选型依据 选择最容易实现设计目标且性能价格比高的机型。 在研制任务重，时间紧的情况下，首先选择熟悉的机型。 欲选的机型在市场上要有稳定充足的货源。 第二章 1. 从计算机存储器体系结构上看，MSP430单片机属于什么结构 冯·诺依曼结构，是一种程序存储器和数据存储器合并在一起的存储器体系结构。 2. RISC与CISC体系结构的主要特征是什么MSP430单片机属于哪种结构 CISC----是复杂指令系统计算机Complex Instruction Set Computer的缩写，MCS-51单片机属于CISC。具有8位数据总线、7种寻址模式，111条指令。 RISC----是精简指令系统计算机Reduced Instruction Set Computer的缩写，MSP430单片机属于RISC。具有16位数据总线、7种寻址模式，27条指令。 3. 对MSP430单片机的内存访问时，可以有哪几种方式读写字数据有什么具体要求 字，字节，常字。字访问地址必须是偶数地址单元。 4. MSP430单片机的中断向量表位于什么位置其中存放的是什么内容 中断向量表：存放中断向量的存储空间。430单片机中断向量表地址空间：32字节，映射到存储器空间的最高端区域 5. MSP430单片机的指令系统物理指令和仿真指令各有多少条。 27种物理指令-内核指令和24种仿真指令 6. MSP430单片机的指令系统有哪些寻址方式各举一例说明。 有7种寻址方式：寄存器寻址，变址寻址，符号寻址，绝对寻址， 间接寻址，间接增量寻址，立即数寻址 7. MSP430单片机的CPU中有多少个寄存器其中专用寄存器有哪几个 4个专用寄存器（R0、R1、R2、R3）和12个通用寄存器（R4~R15） R0：程序计数器（PC） R1：堆栈指针（SP）—总是指向当前栈顶 R2：状态寄存器（SR）只用到16位中的低9位 R2/R3：常数发生器(CG1/CG2) 8. 按要求写出指令或指令序列。 9. 写出给定指令或指令序列的执行结果。 10.汇编语言程序的分析与理解。
院系：计算机科学学院专业：智能科学与技术年级： 2012 学号：2012213865 姓名：冉靖 指导教师：王文涛 2014年 6月1日
一. 以下是端口的各个寄存器的使用方式： 1．方向寄存器：PxDIR：Bit=1，输出模式；Bit=0，输入模式。 2．输入寄存器：PxIN，Bit=1，输入高电平；Bit=0，输入低电平。 3．输出寄存器：PxOUT，Bit=1，输出高电平；Bit=0，输出低电平。 4．上下拉电阻使能寄存器：PxREN，Bit=1，使能；Bit=0，禁用。 5．功能选择寄存器：PxSEL，Bit=0，选择为I/O端口；Bit=1，选择为外设功能。6．驱动强度寄存器：PxDS，Bit=0，低驱动强度；Bit=1，高驱动强度。 7．中断使能寄存器：PxIE，Bit=1，允许中断；Bit=0，禁止中断。 8．中断触发沿寄存器：PxIES，Bit=1，下降沿置位，Bit=0：上升沿置位。 9．中断标志寄存器：PxIFG，Bit=0：没有中断请求；Bit=1：有中断请求。 二．实验相关电路图： 1 MSP430F6638 P4 口功能框图： 主板上右下角S1~S5按键与MSP430F6638 P4.0~P4.4口连接： 2按键模块原理图： 我们需要设置两个相关的寄存器：P4OUT和P4DIR。其中P4DIR为方向寄存器，P4OUT 为数据输出寄存器。 主板上右下角LED1~LED5指示灯与MSP430F6638 P4.5~P4.7、P5.7、P8.0连接：
3 LED指示灯模块原理图： P4IN和P4OUT分别是输入数据和输出数据寄存器，PDIR为方向寄存器，P4REN 为使能寄存器： #define P4IN (PBIN_H) /* Port 4 Input */ #define P4OUT (PBOUT_H) /* Port 4 Output */ #define P4DIR(PBDIR_H) /* Port 4 Direction */ #define P4REN (PBREN_H) /* Port 4 Resistor Enable */ 三实验分析 1 编程思路： 关闭看门狗定时器后，对P4.0 的输出方式、输出模式和使能方式初始化，然后进行查询判断，最后对P4.0 的电平高低分别作处理来控制LED 灯。 程序流程图： 2 关键代码分析： #include
单片机课程设计报告电 子密码锁 HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】
山东交通学院 单片机原理与应用课程设计院（部）：轨道交通学院 班级：自动化121 学生姓名： 学号： 指导教师： 时间：— 课程设计任务书 题目电子密码锁设计 系 (部) 轨道交通学院 专业班级自动化121 学生姓名 学号 06 月 01 日至 06 月 12 日共 2 周 指导教师(签字) 系主任(签字) 年月日
目录 3.总体设计 (2)
4 密码比较模块 (6) (6) (8) (9) 附录 (10)
摘要 设计运用了ATMEL公司的AT89S52芯片系统，将微处理器、总线、蜂鸣器、矩阵键盘、存储器和I/O口等硬件集中一块电路板上，通过读取键盘输入的数据（密码）并储存到ATMEL912 24C08存储器中，然后判断之后键盘输入的数据与已存储的数据是否相同来决定打开密码箱或锁键盘或报警。在keil4软件中编程，系统可实现6位密码的处理，并通过控制步进电机控制密码箱门的电子锁，同时还可以修改改密码。利用单片机系统制作的密码箱安全性能更高，更易操作且体积小。 关键词：单片机、密码锁、修改密码 1.设计要求 本实验将实现六位数的电子密码锁。要求使用4X4 行列式键盘作为输入，并用LCD 实时显示。具体要求如下：1. 开机时LCD显示“welcome to use”，初始化密码为“123456”，密码可以更改。 2. 按下“10”，开始则显示“Enter Please:”。3. 随时可以输入数值，并在LCD上实时显示‘*’。当键入数值时，为了保密按从左到右依次显示‘*’，可键入值为0~9。 4. 按下“13”键，则表示确定键按下，进行密码对比。如相符则在LCD第一行显示“Open the door!”，同时指示灯亮起并且步进电机旋转一定的角度；如不符，则LCD第一行显示“Wrong password!”，并且蜂鸣器同时提示一下。如果密码连续三次错误则蜂鸣器连续响5下，并且持续5秒不能进行任何操作 5.在开锁状态下按下“12”键，进入修改密码状态，LCD同时提示“Enter new code!”。为删除按键，出入之后可以进行删除。按键为关闭按键，只有在打开状态下才可以关闭，按下之后LCD显示“Close the door!”。 2.功能概述 此设计分为四个功能模块。 第一模块：按键输入模块，用于密码的输入以及其他的密码操作按键。 第二模块：LCD模块，是与使用者交流的界面，用于显示各种状态下的内容。 第三模块：步进电机模块，用于控制密码锁的打开与关闭。 第四模块：24C08模块，用于储存输入的密码并读出来。 3.总体设计 本次设计作品的主要构成部分包括80C51单片机、LCD1602、24C08、矩阵按键、LED 等、蜂鸣器。如图1总体仿真图，图2实物图。 图1 总体电路图 图2 密码锁实物图 4.硬件设计 矩阵按键设计 如图3所示矩阵按键由P1口控制，了加强密码的保密性，采用一个4×4的矩阵式键盘可以任意设置用户密码（1-16位长度），从而提高了密码的保密性，同时也能减少与单片机接口时所占用的I/O口线的数目，节省了单片机的宝贵资源，在按键比较多的时候，通常采用这种方法。 每一行与每一列的交叉处不相同，而是通过一个按键来连通，利用这种行列式矩阵结构只需要N根行线与M根列线，即可组成具有N × M 个按键的矩阵键盘。 在这种行列式矩阵键盘编码的单片机系统中，键盘处理程序首先执行等待按键并确
MSP430单片机应用技术 实验报告 学号：XXXXXXXX
实验1 一、实验题目：UCS实验 二、实验目的 设置DCO FLL reference =ACLK=LFXT1 = 32768Hz, MCLK = SMCLK = 8MHz，输出ACLK、SMCLK，用示波器观察并拍照。 UCS，MCLK、 SMCLK 8MHz 的 1 2 六、实验结果 实验２ 一、实验题目：ＦＬＬ＋应用实验 二、实验目的
检测P1.4 输入，遇上升沿进端口中断，在中断服务程序内翻转P4.1 状态。 三、实验仪器和设备 计算机、开发板、示波器、信号源、电源、Code Comeposer Studio v5 四、实验步骤 1、用电缆连接开发板USB2口和电脑USB口，打开电源开关SW1，电源指示灯D5点亮； 2、运行ＣＣＳＶ５； WDT 1、用电缆连接开发板USB2口和电脑USB口，打开电源开关SW1，电源指示灯D5点亮； 2、运行ＣＣＳＶ５； ３、新建工作空间ｗｏｒｋｓｐａｃｅ； ４、新建工程ｐｒｏｊｅｃｔ与源文件ｍａｉｎ．Ｃ； ５、编写程序； ６、编译、调试、下载程序到单片机；
７、观察、分析、保存运行结果。 五、实验程序 实验４ 一、实验题目：ＷＤＴ＿Ａ实验 二、实验目的 定时模式 1 2 六、实验结果 实验５一、实验题目：Ｔｉｍｅｒ＿Ａ实验
二、实验目的 比较模式-Timer_A0，两路PWM 输出，增减计数模式，时钟源SMCLK，输出模式7 TACLK = SMCLK = default DCOCLKDIV。PWM周期CCR0 = 512-1，P1.6 输出PWM占空比CCR1 = 37.5%，P1.7输出PWM占空比CCR1 =12.5%。 要求： （1）用示波器观察两路PWM 输出的波形并拍照，测量周期、正脉宽等参数，与理论值进行对比分析。 （2 （3 1 2 实验６ 一、实验题目：ＡＤＣ１２实验 二、实验目的 ADC12 单次采样A0 端口，根据转换结果控制LED 状态。
单片机原理及应用课程设计报告设计题目： 学院： 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 年月日 目录
设计题目：PWM直流电机调速系统 本文设计的PWM直流电机调速系统，主要由51单片机、电源、H桥驱动电路、LED 液晶显示器、霍尔测速电路以及独立按键组成的电子产品。电源采用78系列芯片实现+5V、+15V对电机的调速采用PWM波方式，PWM是脉冲宽度调制，通过51单片机改变占空比实现。通过独立按键实现对电机的启停、调速、转向的人工控制，LED实现对测量数据（速度）的显示。电机转速利用霍尔传感器检测输出方波，通过51单片机对1秒内的方波脉冲个数进行计数，计算出电机的速度，实现了直流电机的反馈控制。 关键词：直流电机调速；定时中断；电动机；波形；LED显示器；51单片机 1 设计要求及主要技术指标： 基于MCS-51系列单片机AT89C52，设计一个单片机控制的直流电动机PWM调速控制装置。 设计要求 （1）在系统中扩展直流电动机控制驱动电路L298，驱动直流测速电动机。 （2）使用定时器产生可控的PWM波，通过按键改变PWM占空比，控制直流电动机的转速。 （3）设计一个4个按键的键盘。 K1:“启动/停止”。 K2：“正转/反转”。 K3：“加速”。 K4:“减速”。 （4）手动控制。在键盘上设置两个按键----直流电动机加速和直流电动机减速键。在
手动状态下，每按一次键，电动机的转速按照约定的速率改变。 （5）*测量并在LED显示器上显示电动机转速（rpm）. （6）实现数字PID调速功能。 主要技术指标 (1）参考L298说明书，在系统中扩展直流电动机控制驱动电路。 (2)使用定时器产生可控PWM波，定时时间建议为250us。 (3）编写键盘控制程序，实现转向控制，并通过调整PWM波占空比，实现调速； (4）参考Protuse仿真效果图：图（1） 图（1） 2 设计过程 本文设计的直流PWM调速系统采用的是调压调速。系统主电路采用大功率GTR为开关器件、H桥单极式电路为功率放大电路的结构。PWM调制部分是在单片机开发平台之上，运用汇编语言编程控制。由定时器来产生宽度可调的矩形波。通过调节波形的宽度来控制H电路中的GTR通断时间，以达到调节电机速度的目的。增加了系统的灵活性和精确性，使整个PWM脉冲的产生过程得到了大大的简化。 本设计以控制驱动电路L298为核心，L298是SGS公司的产品，内部包含4通道逻辑驱动电路。是一种二相和四相电机的专用驱动器，即内含二个H桥的高电压大电流双全桥式驱动器，接收标准TTL逻辑电平信号，可驱动46V、2A以下的电机。可驱动2个电机，OUTl、OUT2和OUT3、OUT4之间分别接2个电动机。5、7、10、12脚接输入控制电平，控制电机的正反转，ENA，ENB接控制使能端，控制电机的停转。 本设计以AT89C52单片机为核心，如下图（2），AT89C52是一个低电压，高性能 8位，片内含8k bytes的可反复擦写的只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（），器件采用的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。 图（2） 对直流电机转速的控制即可采用开环控制,也可采用闭环控制。与开环控制相比,速度控制闭环系统的机械特性有以下优越性：闭环系统的机械特性与开环系统机械特性相比,其性能大大提高;理想空载转速相同时,闭环系统的静差（额定负载时电机转速降落与理想空载转速之比）要小得多;当要求的静差率相同时, 闭环调速系统的调速范
如何学习MSP430单片机 如何学习MSP430单片机 。 下面以MSP430系列单片机为例，解释一下学习单片机的过程。 （1）获取资料 购买有关书籍，并到杭州利尔达公司网站和TI网站获取资料，例如，在网上可以找到FET使用指导、MSP430 F1xx系列、F4xx系列的使用说明和具体单片机芯片的数据说明，可以找到仿真器FET的电路图、实验板电路图、芯片封装知识等大量的实际应用参考电路，当然有些资料是英文的，看懂英文资料是个挑战，学会4、6级英语就是为看资料的。英语难学，但是看资料容易，只要下决心，看完一本资料，就可以看懂所有的相关资料。 （2）购买仿真器FET和实验电路板 如果经济条件不错，可以直接购买。 （3）自制仿真器FET和实验电路板 自制仿真器FET，首先要到网上找到FET电路图，然后就可以使用画电路板软件画电路图和电路板图，这又是个挑战。FET电路非常简单，但要把它制作出来还是需要下一番工夫的，找一本有关书，然后练习画原理图，画完原理图后，就学习认识元件封装，再购买元件，这时就可以画电路板图了，一旦画好，将形成的PCB文件交给电路板制作公司，10天后，就可以得到电路板，焊上元件和电缆，等实验电路板做好后，就可以与实验电路板一起调试了。 自制实验电路板，需要单片机芯片内部工作原理的知识、封装知识，清楚的知道每一个引脚的功能，还需要数码管、按钮、排电阻、三端稳压器、二极管、散热器、电解电容、普通电容、电阻、钮子开关等元件的知识，对于初学者，可以做一个只有3个数码管、8个按钮、8个发光二极管的简单实验板，这样的实验板，虽然简单，但足可以帮助初学者入门单片机。自制实验电路板与自制FET 一样，首先画电路图，然后买元件，再画电路板。由于MSP430系列芯片是扁平封装，焊接起来有一定难度，这好象是个挑战，但实际上很简单，方法如下：
430单片机点亮LED实验报告 一.安装实验软件IAR 二．编写点亮LED灯程序 1.使P1.0口LED灯会不停的闪烁着，程序 #include
Delay_Ms(600);//稍作延时 } } 下载进去看到了P1.0口LED灯会不停的闪烁着。 2.实验目的让两盏灯交换闪烁程序 #include"msp430g2553.h" void main(void) { void Blink_LED(); WDTCTL=WDTPW+WDTHOLD; //关闭看门狗 P1DIR=BIT6; P2DIR=BIT0; while(1) { Blink_LED(); } } void Blink_LED() { _delay_cycles(1000000); //控制第二个LED P1OUT^=BIT6; _delay_cycles(1000000); //控制第一个LED P2OUT^=BIT0;
单片机十进制加法计算器设计 摘要 本设计是基于51系列的单片机进行的十进制计算器系统设计，可以完成计 算器的键盘输入，进行加、减、乘、除3位无符号数字的简单四则运算，并在LED上相应的显示结果。 设计过程在硬件与软件方面进行同步设计。硬件方面从功能考虑，首先选择内部存储资源丰富的AT89C51单片机，输入采用4×4矩阵键盘。显示采用3位7段共阴极LED动态显示。软件方面从分析计算器功能、流程图设计，再到程序的编写进行系统设计。编程语言方面从程序总体设计以及高效性和功能性对C 语言和汇编语言进行比较分析，针对计算器四则运算算法特别是乘法和除法运算的实现，最终选用全球编译效率最高的KEIL公司的μVision3软件，采用汇编语言进行编程，并用proteus仿真。 引言 十进制加法计算器的原理与设计是单片机课程设计课题中的一个。在完成理论学习和必要的实验后，我们掌握了单片机的基本原理以及编程和各种基本功能的应用，但对单片机的硬件实际应用设计和单片机完整的用户程序设计还不清楚，实际动手能力不够，因此对该课程进行一次课程设计是有必要的。 单片机课程设计既要让学生巩固课本学到的理论，还要让学生学习单片机硬件电路设计和用户程序设计，使所学的知识更深一层的理解，十进制加法计算器原理与硬软件的课程设计主要是通过学生独立设计方案并自己动手用计算机电路设计软件，编写和调试，最后仿真用户程序，来加深对单片机的认识，充分发挥学生的个人创新能力，并提高学生对单片机的兴趣，同时学习查阅资料、参考资料的方法。 关键词：单片机、计算器、AT89C51芯片、汇编语言、数码管、加减乘除
目录 摘要 (01) 引言 (01) 一、设计任务和要求............................. 1、1 设计要求 1、2 性能指标 1、3 设计方案的确定 二、单片机简要原理............................. 2、1 AT89C51的介绍 2、2 单片机最小系统 2、3 七段共阳极数码管 三、硬件设计................................... 3、1 键盘电路的设计 3、2 显示电路的设计 四、软件设计................................... 4、1 系统设计 4、2 显示电路的设计 五、调试与仿真................................. 5、1 Keil C51单片机软件开发系统 5、2 proteus的操作 六、心得体会.................................... 参考文献......................................... 附录1 系统硬件电路图............................ 附录2 程序清单..................................
MSP430单片机实验报告 专业： 姓名： 学号：
MSP430单片机实验报告 设计目标：使8位数码管显示“5201314.”，深入了解串行数据接口。 实现过程：主要分为主函数、驱动8位数码管函数、驱动1位数码管函数及延时函数。 延时函数：采用for循环。 驱动1位数码管子函数：设置74HC164的时钟传输和数传输，声明变量，使数据表中每一个要表示的字符的每一位都与shift做与运算从而进行传输，上升沿将传输数据传送出去。驱动1位数码管子函数的流程图如图1所示。 图1 驱动1位数码管子函数流程图 驱动8位数码管子函数：调用8次驱动1位数码管子函数。驱动8位数码管子函数流程图如图2所示。 图2 驱动8位数码管流程图
while 图3 主函数流程图 实验结果：供电后，数码管显示“5201314.”字样。 源程序： /************* 程序名称：5201314.*************/ /***程序功能:通过模拟同步串口控制8个共阳数码管***/ /*******P5.1 数据管脚，P5.3 同步时钟管脚*******/ #include
课程设计报告课程名称:单片机课程设计 设计题目：电阻测量 院系：通信与控制工程系 专业：通信工程 班级： 学生姓名: 学号: 08409212 起止日期: 指导教师: 教研室主任：
摘要 本设计电阻测量是利用A/D转换原理，将被测模拟量转换成数字量,并用数字方式显示测量结果的电子测量仪表。通常测量电阻都采用大规模的A/D转换集成电路，测量精度高，读数方便，在体积、重量、耗电、稳定性及可靠性等方面性能指标均明显优于指针式万用表。其中，A/D转换器将输入的模拟量转换成数字量，逻辑控制电路产生控制信号，按规定的时序将A/D转换器中各组模拟开关接通或断开，保证A/D 转换正常进行。A/D转换结果通过计数译码电路变换成BCD码，最后驱动显示器显示相应的数值。本系统以单片机AT89C52为系统的控制核心,结合A/D转换芯片ADC0809设计一个电阻测量表，能够测量一定数值之间的电阻值，通过四位数码显示。具有读数据准确，测量方便的特点。 关键词：单片机(AT89C52)；电压；A/D转换；ADC0809
目录 设计要求 (1) 1、方案论证与对比 (1) 1.1方案一 (1) 1.2方案二 (1) 1.3方案对比与比较................................... 错误！未定义书签。 2、系统硬件电路的设计 (2) 2.1振荡电路模块 (2) 2.2A/D转换电路模块 (3) 2.2.1主要性能 (3) 2.2.2 ADC0809芯片的组成原理 (4) 2.2.3 ADC0809引脚功能 (4) 2.3主控芯片AT89C52模块 (5) 2.3.1主要功能特性 (6) 2.3.2 主要引脚功能 (6) 2.4显示控制电路的设计及原理 (8) 3、程序设计 (9) 3.1初始化程序 (9) 3.2主程序 (10) 3.3显示子程序 (10) 3.4A/D转换测量子程序 (11) 4、调试及性能分析 (11) 4.1调试与测试 (11) 4.2性能分析 (12) 5、元件清单 (13) 6、总结与思考及致谢............................... 错误！未定义书签。参考文献. (13)
摘要 随着电子产品向智能化和微型化的不断发展，单片机已成为电子产品研制和开发中首选的控制器。本文介绍了一种应用 AT89S52单片机设计的防盗自动报警电子密码锁系统。经实验验证该系统具有软硬件设计简单，易于开发，成本较低，安全可靠，操作方便等特点，可作为产品进行开发，应用于住宅、办公室的保险箱及档案柜等需要防盗的场所，所以电子密码锁凭着比较强的实用性、锁密匙量大，又要制造简单；既安全可靠，又成本低廉；既保密性强，又实用性广，在密码锁的巨大市场上占有一席之地。 本文讲述了基于AT89S52单片机的“电子密码锁”的设计与实现，首先在绪论中介绍了此系统的简介、研究本系统的目的和意义。此后，本文在第二、三、四章论述了系统整体结构框图，系统各模块功能，论述了系统工作原理并对所使用各种芯片的功能与特性进行了介绍、系统硬件设计；在第五章中重点剖析了软件设计开发的过程。而在最后一章简述了本次设计的总结，个人感受。此外，通过对系统软硬件的不断调试，进一步完善功能，同时也加深了对单片机、LCD液晶显示器、电路设计等方面知识。 关键词: 单片机；AT89S52；电子密码锁； LCD显示 1.密码锁 1.1密码锁的介绍
安全问题是现代社会各界普遍关注的焦点之一。在现实生活中，很多场合都用到了电子密码锁，比如说门禁系统，银行账户管理，保险箱等等地方都要用到电子密码锁，而且对其要求也很高。所以高安全性能密码锁的研究就成了一个必需的话题。近几年各种安全产品（如指纹识别、卡辨识、红外防盗等）已相继问世，但这类产品的特点是针对特定指纹或有效卡。只能适用于保密要求高或供个人使用的保险箱保险柜等，虽然这些产品安全性高，但其生产成本高，携带、安装及使用不方便，这在一定程度上限制了这类产品的普及和推广。 随着单片机的迅速发展，其应用领域越来越广，如消费电子、家用电器、办公设备、商业营销设备、工业控制和机电一体化控制系统、智能测量仪表以及汽车与航空航天电子系统中都广泛采用了单片机。51系列单片机由于具有可靠性好，以及扩展控制功能强等优点，成为国内目前应用最广泛的一种8为单片机之一。随着单片机的应用领域越来越广泛，可以看出其的优越性和可靠性，所以将其应用到保密和安全方面是必然的，也是相当可靠，相当有意义的，基于单片机的电子密码锁的研究在保护财产和人身安全方面可以给人们带来更多更好的选择。 本文介绍的是一种由单片机编程控制实现的多功能密码锁，这种电路设计具有密码输入有效提示、错误指示、控制开锁电平、控制报警电路、密码修改等功能。可在意外泄密的情况下及时修改密码，密码可以是1-16位，保密性强、灵活性高、特别适用于家庭、办公室学生宿舍及宾馆等场所,具有社会推广价值。 1.2电子密码锁发展趋势 从目前的技术水平和市场认可程度看，使用最为广泛的是键盘式电子密码锁，该产品主要应用于保险箱、保险柜和金库，还有一部分应用于保管箱和运钞车。键盘式电子密码在键盘上输入，与打电话差不多，因而易于掌握，其突出优点是“密码”是记在被授权人脑子里的数字和字符，既准确又可靠，不会丢失（除了忘记），难以被窃（除非自己泄露）。但是密码不能太简单，太简单了就容易被他人在键盘上试探出来，或者可能被旁观者窥测出来，造成保密性不足。当然，密码又不能太复杂，太复杂了可能自己都糊涂了，或者输入密码操作成功率低，造成使用不便。因此，为了发扬优点、克服弱点，键盘式电子密码也在不断发展中，如“任意设定密码”技术使得被授权人可以根据自己的需要或喜好设定密码，常用常新；而“自动更改密码”技术使得本次输入的密码将自动更改成下次应输入的密码，更改的规律不为他人所知，因而不怕旁观者窥测；独出心裁的“键盘乱序显示”技术使得键盘上的固定键位每次显示出的字符不固定，并且显示的窄小角度只能由操作者正面看得到，因而即使旁观者看见操作动作也难以窥测出密码；“多重密码设定”技术使得单组密码不一定有效，适合多人分权使
单片机课程设计心得体会 单片机课程设计心得体会 单片机课程设计心得体会，课程设计是大学课堂中常见的课堂模式，该模式更好的培养学生的综合能力，课程模式主要由选题到定稿，从理论到实践组成，以下由管理资料关于单片机课程设计的心得。 单片机课程设计心得体会 课程设计是培养学生综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程.随着科学技术发展的日新日异，单片机已经成为当今计算机应用中空前活跃的领域，在生活中可以说得是无处不在。因此作为二十一世纪的大学来说掌握单片机的开发技术是十分重要的。 本次课程设计持续了一个多月的时间，它主要是培养我们通过把所学的理论知识应用于实践，并且这一次课程设计采用的万用板搭建电路，想要焊接出来的电路板看起来整洁美观，我们便需要从全局入手，要有全局统筹局部的思维，这样才能更快捷设计出整齐美观的电路板。 刚开始时，由于自己的专业基础不足，对课题设计有一些恐惧。刚开始只是对照电路图一个个元件进行焊接，没有对整个电路结构进行布局。有经验的同学提醒我，如果继续这样下去，最后有些电路根本无法焊接上去。有了这种意识之后，我立即决定停止焊接，在同学的帮助下开始对整个电路图进行合理的排列，根据不同的电路部分的
不同的特殊要求来安排位置，以达到最佳.最优的效果。在进行焊接的过程中慢慢的对此次课程越来越感兴趣。 然而在用程序对硬件进行调试的时候却出现了一些问题。整体焊接完毕后还是不能实现功能，通过一步一步的测量调试，检查出多处漏焊、虚焊的现象，修改后还是有很多的问题，用万用表不断的测试也找不到问题所在，而且用尽了各种方法检查了很久之后，任然没有有这样一个想法，但是没有做出来心里实在是很不甘心，因此我还是向基础扎实，经验丰富的同学请教，鼓励自己做下去。在他们的帮助下，发现有的电线上的绝缘胶皮由于焊接时，温度过热有部分破损，导致部分短路。一些残留的锡使得有些键盘与键盘之间连接了起来，却又很难被发现。经过多次修改和调整后，终于能基本实现功能。 问题得以圆满的解决，课题设计圆满结束，在此过程学到的细心，坚持不懈，不畏困难将使我受益终身。这其中除了自己的努力，更多的是感谢我们的课题设计老师段正华教授的帮助。由于对电路原理的不熟，对汇编语言的不精通我对课程设计很惧怕，但是段正华教授一方面在理论课上教育我们要对自己有信心，要争做一流的学者，并很详细很专业的为我们讲解了本次课程设计的理论知识，让我对此有了宏观上了解，并能够掌握这些理论知识，为以后的实际操作提供了坚实的基础。另一方面在实际操作时，也给我们很多技术上的指导，让我们能在此过程中，学到更多的操作技能。 所幸的是，我得到了很多同学的帮助。我想没有他们我可能都要放弃了，因为我本人对单片机也并不是很熟悉，学的东西好像它是它，我是我似的，理论联系不了实际。以前的汇编语言没学好，一开始的程序这块儿就要令我抓狂了。后来请教我们班的一个男生，每次
＃i nclude
//P1.4输出低电平 P1OUT &= ~(BIT4); nP10 = P1IN & BIT0; if (nP10 == 0) nRes = 13; nP11 = P1IN & BIT1; if (nP11 == 0) nRes = 14; nP12 = P1IN & BIT2; if (nP12 == 0) nRes = 15; nP13 = P1IN & BIT3; if (nP13 == 0) nRes = 16; //P1.5输出低电平 P1OUT &= ~(BIT4); nP10 = P1IN & BIT0; if (nP10 == 0) nRes = 9; nP11 = P1IN & BIT1; if (nP11 == 0) nRes = 10; nP12 = P1IN & BIT2; if (nP12 == 0) nRes = 11; nP13 = P1IN & BIT3; if (nP13 == 0) nRes = 12; //P1.6输出低电平 P1OUT &= ~(BIT4); nP10 = P1IN & BIT0; if (nP10 == 0) nRes = 5; nP11 = P1IN & BIT1; if (nP11 == 0) nRes = 6; nP12 = P1IN & BIT2; if (nP12 == 0) nRes = 7; nP13 = P1IN & BIT3; if (nP13 == 0) nRes = 8; //P1.7输出低电平 P1OUT &= ~(BIT4); nP10 = P1IN & BIT0; if (nP10 == 0) nRes = 1; nP11 = P1IN & BIT1; if (nP11 == 0) nRes = 2; nP12 = P1IN & BIT2; if (nP12 == 0) nRes = 3; nP13 = P1IN & BIT3; if (nP13 == 0) nRes = 4; P1OUT = 0x00;//恢复以前值。
摘要 近几年，单片机在各个领域得到广泛的应用。从工业到人们的日常生活，大部分的科技产品都是通过单片机来控制。在它问世之前，自动控制设备得不到广泛的应用，这是因为控制设备的体积庞大，耗电量大，价格昂贵。在第一台微处理器成功研制不久，第一个单片机就问世了。因为其小巧的体积，低功耗，以及高效的性能，单片机受到了大家的欢迎。 本设计利用Atmel公司的AT89C52单片机对电子时钟进行开发，设计了实现所需功能的硬件电路，应用C语言进行软件编程，并用Proteus软件进行演示、验证。主要介绍用单片机部的定时/计数器来实现电子时钟的方法，本设计由单片机AT89C52芯片为核心，辅以必要的电路，构成了一个单片机的数字电子时钟。它的计时周期为24小时，显满刻度为“23时59秒”，且配有4个独立按键，可以灵活地调节时间和日期，并具有一定的扩展性。 关键词：单片机；数字电子钟；数码管驱动显示电路。
目录 1简介 (1) 1.1基于单片机的数字钟介绍 (1) 1.2本系统的特点和功能介绍 (2) 2 硬件设计 (3) 2.1总体设计方案 (3) 2.1.1 AT89C51的介绍 (3) 2.2硬架结构设计 (5) 2.2.1 51单片机的最小系统 (5) 2.2.2显示部分设计 (5) 2.2.3电源部分设计 (7) 2.2.4报时部分的设计 (8) 2.2.5键盘部分的设计 (8) 2.2.6总体硬件电路图 (9) 2.6.7 proteus仿真 (9) 3软件部分 (10) 3.1部分设计思想的说明 (10) 3.2 C语言、keil、proteus的介绍 (11) 3.2.1 C语言 (11) 3.2.2 keil (12) 3.2.3 proteus (12) 3.3参考程序 (13) 总结 (24) 参考文献 (24)
如何学习 学习就是迎接挑战、解决困难的过程，没有挑战，就没有人生的乐趣。 下面以系列为例，解释一下学习的过程。 （1）获取资料 购买有关书籍，并到杭州利尔达公司网站和TI网站获取资料，例如，在网上可以找到FET 使用指导、F1xx系列、F4xx系列的使用说明和具体芯片的数据说明，可以找到FET的、实验板、知识等大量的实际应用参考电路，当然有些资料是英文的，看懂英文资料是个挑战，学会4、6级英语就是为看资料的。英语难学，但是看资料容易，只要下决心，看完一本资料，就可以看懂所有的相关资料。 （2）购买FET和实验电路板 如果经济条件不错，可以直接购买。 （3）自制FET和实验电路板 自制仿真器FET，首先要到网上找到FET，然后就可以使用画电路板软件画电路图和电路板图，这又是个挑战。FET电常简单，但要把它制作出来还是需要下一番工夫的，找一本有关书，然后练习画，画完后，就学习认识，再购买元件，这时就可以画电路板图了，一旦画好，将形成的PCB文件交给公司，10天后，就可以得到电路板，焊上元件和电缆，等实验电路板做好后，就可以与实验电路板一起调试了。 自制实验电路板，需要单片机芯片内部工作原理的知识、封装知识，清楚的知道每一个的功能，还需要、按钮、、三端、、散热器、、普通电容、电阻、等元件的知识，对于初学者，可以做一个只有3个、8个按钮、8个的简单实验板，这样的实验板，虽然简单，但足可以帮助初学者入门单片机。自制实验电路板与自制FET一样，首先画电路图，然后买元件，再画电路板。由于系列芯片是扁平封装，焊接起来有一定难度，这好象是个挑战，但实际上很简单，方法如下：首先在焊盘上涂上，在未干的情况下，将芯片放在焊盘上，注意芯片第一的位置，并使与焊盘对齐，将擦干净的（不能有任何）接触引脚，引脚只要一热，焊盘上的就自动将引脚焊住了，千万注意上不能有，焊接时最好配备一个。焊接电路板时，每一个元件都要核对参数，可以用万用表测量的元件一定要测量。 （4）从网上获得IA 到利尔达公司或的网站下载IA，并安装到计算机上。 （5）调试FET和实验板