2019年 12月 09日 星期一
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单片机实验报告与体会

来源:未知     作者:威廉希尔     发布时间:2019-12-07 07:35         

  高校实验室是培养高层次人才和开展科学研究的重要。在发达国家,学校对培养学生的动手能力是十分重视的,这一问题近年来也越来越受到我国教育界人士的广泛重视。为了提高学生的动手能力,让学生做相关实训并完成

  ,在实验的形式上注重培养学生的实验技能和动手能力。从单片机实验中学生就可以总结出大量的经验以适应当代社会的发展。

  学习单片机这门课程(教学中选用 inter公司的mcs-51),要掌握单片机指令系统中汇编语言各种基本语句的意义及汇编语言程序设计的基本知识和方法,以及单片机与其他设备相连接的输入输出中断等接术。使学生从硬件软件的结合上理论联系实际,提高动手能力,从而全面掌握单片机的应用。

  实验教学的全过程包括认识、基础、综合3个阶段。以往的单片机实验是进行软件的编制和调试,与实际应用中的硬件电相脱节。使学生缺乏硬件设计及调试分析能力,对单片机如何构成一个单片机最小应用系统,缺乏认识。单片机论坛发布的单片机实验板,通过计算机连接仿真器在实验板上把硬件和软件结合起来一起调试,

  软件的修改也非常方便,软件和硬件调试都通过后,把程序固化在 eprom当中,插上8051单片机构成一个完整的单片机应用系统。

  单片机实验板,它由 8031、8155,eprom2764,max232键盘及显示器组成。其中8155 片内有256个ram单元,接6个7段码显示器和8个按键作输入。串行口连接max232串行口转换芯片,p1口留出作为一些控制量的输入输出用以扩展使用。在实验板上可编写键盘扫描程序、显示程序、时间的设定及计时程序、从键盘上输入两个加数或减数显示结果程序、位变量的逻辑运算程序及串行口和上位机通讯程序等,还可和其它课程相结合,进行实验。同时可参考单片机网上的比较生动的单片机学习教程,学习和试验一起进行.例如,《电子测量》课程中各种频率的测量,可通过8031单片机 p1口输入被测量,由单片机来进行检测和显示,把几门课程结合在一起学习,使课程有延续性,也提高了学生学习的积极性。由于p1口通过插座引出,也可外部扩展a/dd/a等其他接口芯片,以构成新的应用系统。

  此单片机实验报告中的实验板是一个单片机应用系统的硬件电。有键盘输入和显示输出,在这个基础电上通过p1口对不同检测或控制对象还可衍生出各种应用来。例如:时间的设置及显示、温度的检测及控制等,在此实验板上,编写相应的软件即可,否则,只在计算机上模拟调试软件,则无法了解单片机接口中各种控制信号的使用。还可帮助学生学会分析问题和解决问题的能力。这在单片机实验报告中都要体现出来。例如:如何检查程序存储器和外部数据存储器及i/o接口,执行访问外部程序存储器eprom2764的0000h 单元的指令,只能读取该单元的内容,不能改写,当dptr=0000h 时,执行 movca @dptr指令,这时候74ls373应锁存地址信号低8位,可用示波器测量74ls373的Q0-Q7 ,检验是否锁存了零信号,同样用示波器检测P2口是否输出了地址信号的高8位,用示波器检测P0口和 ALE控制信号。若和原理分析有偏差,很快就可判断出哪个管脚有问题,可顺藤摸瓜,找出问题所在。同理,执行单条指令访问外部接口8155的PA PB PC 口,软件执行时序信号和管脚测量结果相比较,看是否一致,以便检查硬件线是否正确。访问外部RAM数据存储器(8155片内)时,用示波器测WR及 RD控制信号,如:读RAM时,应测到读控制信号脉冲,而写RAM时,应测得写控制信号脉冲。测得的信号一定是数字信号(0或1,0.7V左右或 3.8V左右),2.5V左右的数字信号肯定有问题。在仿真器上调试软件时,通过察看单片机网的相关专栏得知,可采用仿真器上的晶振,通过后,改用用户板上的晶振,看结果是否一致,若有问题,说明用户板上的晶振有问题,再次通过后,把程序固化在EPROM2764中,拔掉仿线芯片,看是否通过,此时有问题,说明用户板上的复位信号有问题。逐步学会硬件电的调试。外部可连接温度传感器,经A/D转换,检测温度信号,并根据键盘输入的设定值范围,进行报警,切换继电器工作;还可通过模拟开关对多点温度进行轮检,构成一台多点温度测试系统。作为测量设备,要考虑精度,在硬件电上要考虑模拟开关的选择,因为其导通电阻的大小对模拟输入量有影响,应选择导通电阻小,带过压的模拟开关,同样A/D转换芯片应根据精度要求,选择8位、 12位等转换器,或满足精度要求的压频转换器。也可对外部多种传感器进行检测,如:温度、烟雾、水警、门警、红外等,构成电,被测量中既有模拟量,又有数字量,特别要加强抗干扰性,在线板设计时,每块芯片电源引脚的滤波电容排放时尽量靠近芯片,模拟地和数字地先分别共地,最后,再把模拟地和数字地共地,模拟地和数字地只能出现一个共地点,最好电源和地单独布层,走线合理,提高线板的抗干扰性,为了提高抗干扰能力,软件设计时,可连续测量几次,去掉最大值和最小值,剩下的量取平均值,以滤去一些突变信号,提高整个系统的抗干扰能力。

  由于单片机体积小、成本低、使用方便,所以被广泛地应用于仪器仪表、现场数据的采集和控制,但单片机存储量有限,数据处理能力差,不利于数据信息的保存和处理,在这里利用单片机的串行口和上位PC机串口通讯,实验板上的MAX233串行转换芯片实现TTL信号和RS232 信号之间的转换,和 PC机通讯,从而实现远距离的及信息的存储、处理和打印清单,单片机完成现场数据的采集及各种信号的控制,构成一套单元。

  在电子技术应用领域中,单片机的应用愈来愈多地应用到各行各业。如:工业控制、仪器仪表、电讯技术、办公自动化和计算机外部设备、汽车与节能、商用产品、家用电器等。目前,单片机正朝着大容量片上存储器、多功能i/o接口、宽范围工作电源和低功耗方向发展。要开发单片机的应用,不但要掌握单片机硬件和软件方面的知识,而且还要深入了解各应用系统的专业知识,只有将这两方面的知识融会贯通和有机结合,才能设计出优良的应用系统。一个好的工程设计师不仅要掌握单片机的工作原理,而且还要不断了解各公司最新芯片的结构和应用,在实际应用中找到最好的性能价格比。所以还要注意培养学生接受新知识的自学能力,掌握芯片发展动态。

      威廉希尔