实验二十五单片机控制系统综合实验-指导书.doc
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1、- -机械工程根底实验单片机控制系统综合实验实验指导书工学院汽车学院汽车及机械制造实验室2021年1月学生实验守那么1学生应按照实验教学方案和约定的时间,准时上实验课,不得迟到早退。2实验前认真阅读实验指导书,明确实验目的、步骤、原理,预习有关的理论知识,并承受实验教师的提问和检查。3进入实验室必须遵守实验室的规章制度。不得高声喧哗和打闹,不准抽烟、随地吐痰和乱丢杂物。4做实验时必须严格遵守仪器设备的操作规程,保护仪器设备,服从实验教师和技术人员指导。未经许可不得动用与本实验无关的仪器设备及其它物品。5实验中要细心观察,认真记录各种试验数据。不准敷衍,不准抄袭别组数据,不得擅自离开操作岗位。6
2、实验时必须注意平安,防止人身和设备事故的发生。假设出现事故,应立即切断电源,及时向指导教师报告,并保护现场,不得自行处理。7实验完毕,应主动清理实验现场。经指导教师检查仪器设备、工具、材料和实验记录前方可离开。8实验后要认真完成实验报告,包括分析结果、处理数据、绘制曲线及图表。在规定时间交指导教师批改。9在实验过程中,由于不慎造成仪器设备、器皿、工具损坏者,应写出损坏情况报告,并承受检查,由领导根据情况进展处理。10凡违反操作规程,擅自动用与本实验无关的仪器设备、私自拆卸仪器而造成事故和损失的,肇事者必须写出书面检查,视情节轻重和认识程度,按学院有关规定予以赔偿。工学院说 明1. 同学可以登录
3、学校的“实验选课系统从学校首页登陆:syxk.cqit.edu.或从数字校园登录,自己进展实验工程的选择。希望同学们能在每个实验工程开放的时间尽早进展实验预约预约时间必须比实验上课时间提前3天,因为学生数量比拟多,如果某实验工程开放的时间同学未能进展实验预约,那么错过该实验工程的实验时机,补做就要在该实验工程下一次开放时进展。2. 在学期末因无法完成规定的实验工程个数,该门课程就必须重修。3. 如有什么问题,同学可以拨打68667451联系鑫教师。单片机控制系统综合实验一、学时:4学时二、实验类型:综合三、实验目的:1、 掌握伟福Lab2000P单片机仿真实验系统提供的几种典型外围电路。2、
4、熟悉典型外围电路与单片机的输入/输出端子的电路接线。3、 掌握MSC-51单片机的编程、仿真、写入、调试。4、 掌握用单片机控制步进电机的硬件连接和编程方法。四、实验设备与仪器计算机、伟福Lab2000P单片机仿真实验系统、步进电机驱动器、步进电机、直流电源、连接电缆,模拟示波器,万用表五、实验原理:伟福Lab2000P单片机仿真实验系统1、伟福Lab2000P单片机仿真实验系统可具有三种使用方法:(1)无系统机,仅用实验仪的板上仿真器进展仿真和实验;(2)有系统机,用系统机上的集成调试软件驱动板上仿真器进展仿真和实验;(3)无实验仪,无仿真器,仅在系统机上采用软件模拟方式进展仿真。注:1、本
5、实验采用第2种使用方法,计算机作为系统机使用。2、系统配MCS51/196仿真板,可进展8051或80C196的实验。3、关于伟福Lab2000P单片机仿真实验系统的详细说明。在“校园网机械工程实验教学中心上下载。2、伟福Lab2000P单片机仿真实验系统,提供了以下几种的典型电路:需要使用示波器、万用表l LED电平显示电路l 单脉冲发生电路l 多级分频电路:与4MHz脉冲源结合,可得多种脉冲信号。l A/D转换电路:模数变换电路,可接入两路模拟量。l D/A转换电路:数模变换电路,提供0-5V,-5V+5V,-8V+8V三路输出。l PWM转换电路3、仿真实验/开发系统的连接l 仿真实验/
6、开发系统集成调试软件的安装和使用,见WAVE仿真开发系统使用手册。在“校园网机械工程实验教学中心上下载l 进展MCS51单片机实验时,应插上POD51/96仿真板,并插上8051或8052CPU。l 将配套的串行通讯电缆的一端与实验仪上的“仿真器串口9芯D形插座相连,另一端与PC相的串行口相连。l 将实验台的电源线与220V电源相连。l 翻开实验台电源开关,红色电源指示灯亮。仿真开发器初始化成功后,LED会显示8051,表示仿真系统正常。l 翻开计算机电源,执行WAVE集成调试软件。注意:1无论是集成电路的插拔、通讯电缆的连接、跳线器的设置还是实验线路的连接,都应确保在断电情况下进展,否那么可
7、能造成对设备的损坏。2实验线路连接完成后,应仔细检查无误后再接通电源。4、程序调试环境:WAVE集成调试环境应设置如下:仿真器型号:伟福Lab2000P实验仪仿真头型号:MCS51实验 8031325、单片机程序:可使用汇编语言EX51ASM目录下、C语言EX51C目录下编写l P1口输入/输出 汇编EX51ASM目录下H1.PRJ、CEX51C目录下H1.PRJl PWM转换电压 汇编EX51ASM目录下H5.PRJ、CEX51C目录下H5.PRJl D/A转换电路 汇编EX51ASM目录下H13.PRJ、CEX51C目录下H13.PRJl A/D转换电路 汇编EX51ASM目录下H14.P
8、RJ、CEX51C目录下H14.PRJl 步进电机控制实验 汇编EX51ASM目录下H22.PRJ、CEX51C目录下H22.PRJ6、MSC-51单片机的编程、仿真、写入、调试的操作步骤:MSC-51单片机的编程、仿真、写入、调试的操作步骤,可参阅WAVE仿真开发系统使用手册。在“校园网机械工程实验教学中心上下载7、MSC-51系列单片机单片机是一种集成电路芯片,采用超大规模技术把具有数据处理能力(如算术运算,逻辑运算、数据传送、中断处理)的微处理器(CPU),随机存取数据存储器(RAM),只读程序存储器(ROM),输入输出电路(I/O口),还包括定时计数器,串行通信口(SCI),显示驱动电
9、路(LCD或LED驱动电路),脉宽调制电路(PWM),模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块单块芯片上,构成一个最小而完善的计算机系统。这些电路能在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。该系列单片机是采用高性能的静态80C51设计,由先进CMOS工艺制造并带有非易失性Flash程序存储器。P89C51X2包含128字节RAM、32条I/O口线、3个16位定时/计数器、6输入4优先级嵌套中断构造、1个串行I/O口可用于多机通信,I/O扩展或全双工UART以及片振荡器和时钟电路。由于器件采用了静态设计,可提供很宽的操作频率围频率可降至0,可实现两个由软件选择的节电模式空
10、闲模式和掉电模式。空闲模式冻结CPU,但RAM、定时器、串口和中断系统仍然工作。掉电模式保存RAM的容,但是冻结振荡器,导致所有其它的片功能停顿工作。由于设计是静态的,时钟可停顿而不会丧失用户数据,运行可从时钟停顿处恢复。8、A/D、D/A转换原理随着数字技术,特别是信息技术的飞速开展与普及,在现代控制、通信及检测等领域,为了提高系统的性能指标,对信号的处理广泛采用了数字计算机技术。由于系统的实际对象往往都是一些模拟量如温度、压力、位移、图像等,要使计算机或数字仪表能识别、处理这些信号,必须首先将这些模拟信号转换成数字信号;而经计算机分析、处理后输出的数字量也往往需要将其转换为相应模拟信号才能
11、为执行机构所承受。这样,就需要一种能在模拟信号与数字信号之间起桥梁作用的电路-模数和数模转换器。A/D转换即模拟/数字转换,意思是模拟信号转换为数字信号;D/A转换即数字/模拟转换,意思是数字信号转换为模拟信号;ADC表示模拟/数字转换器,DAC表示数字/模拟转换器。A/D转换器和D/A转换器已成为信息系统中不可缺少的重要组成局部,为确保系统处理结果的准确度,A/D转换器和D/A转换器必须具有足够的转换精度;如果要实现快速变化信号的实时控制与检测,A/D与D/A转换器还要求具有较高的转换速度。转换精度与转换速度是衡量A/D与D/A转换器的重要技术指标。A/D转换器A/D转换器按分辨率分为4位、
12、6位、8位、10位、14位、16位和bcd码的31/2位、51/2位等。按照转换速度可分为超高速转换时间330ns,次超高速3303.3s,高速转换时间3.3333s,低速转换时间330s等。A/D转换器按照转换原理可分为直接A/D转换器和间接A/D转换器。所谓直接A/D转换器,是把模拟信号直接转换成数字信号,如逐次逼近型,并联比拟型等。其中逐次逼近型A/D转换器,易于用集成工艺实现,且能到达较高的分辨率和速度,故目前集成化A/D芯片采用逐次逼近型者多;间接A/D转换器是先把模拟量转换成中间量,然后再转换成数字量,如电压/时间转换型积分型,电压/频率转换型,电压/脉宽转换型等。其中积分型A/D
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