单片机C语言实验指导书.docx
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单片机C语言实验指导书
实验一码制转换程序的调试
一、实验目的：
1、掌握单片机C语言程序设计的基本技能；
2、掌握各种不同进制的数之间的转换方法；
3、进一步掌握μversion2软件调试程序的方法。
、实验内容：
编写下列程序并调试：
1、从串行调试窗口输入五位以下的数字型字符以回车键结束,编制一个程序,把该串字符转换成十进制unsignedint型数据，并以“i=XXXXX“的形式显示在调试窗口中
2、在程序1的基础上，将unsignedint型数据转换成二进制数据形式“1/0…1/0”显示在调试窗口中。
三、实验步骤：
①新建一个文件夹
②启动μversion2
③新建项目
④输入源程序，并加入到项目中
⑤编译并调试，将调试结果填入表1中
四、实验程序框图（根据所编程序绘制）
程序1流程图程序2流程图
五、源程序清单
六、实验结果
表1：
实验调试结果
输入字符串
转换结果
（十进制）
转换结果
（二进制）
转换结果
（十六进制）
七、考虑程序的完善性的实现，例如输入非数字字符的处理方法，数据超出范围的处理等。
八、在完成上述要求的情况下，考虑转换成十六进制数的情况，并把结果添加到表格中。
实验二：
1位按钮计数显示器
一、实验目的：
1、掌握单片机C语言程序设计的基本技能；
2、掌握数码显示的工作原理；
3、掌握按键软件去抖动的编程技巧。
、实验内容：
1．绘制1位按钮计数显示器的硬件原理图
2．编写并调试1位按钮计数显示器的程序
三、实验步骤：
①新建一个文件夹
②绘制硬件原理图
③编写并调试1位按钮计数显示器的程序
四、实验程序框图（根据所编程序绘制）
主程序流程图按钮扫描程序流程图
五、源程序清单
六、在完成上述要求的情况下，考虑二位计按钮计数器的情况。
给出硬件原理图和源程序。
实验三：
温度检测与显示
一、实验目的：
1.了解温度传感器的的工作原理
2.掌握桥式调理电路的设计方法
3.掌握AD转换电路的硬件接口与软件编程技术
、实验内容：
1．绘制温度传感转换的硬件原理图
2．编写并调试温度检测并显示的源程序
三、①新建一个文件夹
②绘制硬件原理图
③编写并调试温度检测并显示的程序
四、温度传感及调理
采用PT100热敏电阻检测温度，通过电阻桥式电路输出差分信号，由于该差分信号是毫伏级的小信号，因此采用了集成运放μA741进行了放大。
设Ui是差分信号，其值在温度升高时随热敏电阻的阻值变大而增加，Uo为放大器输出电压。
放大倍数计算公式如下：
电路中Rv1为调零电阻，调节Rv1的值，使得在温度为40℃时，Uo=0V。
电路中Rv2为放大倍数调节电阻，调节Rv2的值，使得在温度为90℃时，Uo的值最大。
五、AD转换电路
采用AD0809作为AD转换电路，放大器输出电压Uo从通道IN0输入进行模数转换。
六、由于热敏电阻的电阻/温度曲线是非线性，敏电阻与温度的准确关系为
，式中R0为温度为T0时的电阻值，T0为基准温度（298.15K即25℃）,β为材料系数。
因此放大器输出电压Uo，AD转换后的数字量N与温度T之间的关系也是非线性。
为简化公式推导和程序设计，通过构建一张温度T与AD转换值N的关系表TABLE，采用查表的方法测量显示温度。
表格如下所示：
温度（℃）
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
数字量（N）
0
6
9
13
17
21
24
28
33
37
七、根据以上描述，采用查表法测量某一个区间的温度。
（如80℃~90℃），给出源程序。
八、给出数字量与温度的对照表。
实验四：
温度控制
一、实验目的：
1.了解温度控制的的常用方法
2．掌握水温精确自动控制的技术
、实验内容：
1.绘制水温控制的硬件电路图
2．绘制水温控制的流程图
3．编写并调试温度控制程序
三、实验步骤
①新建一个文件夹
②绘制硬件原理图
③编写并调试温度检测并显示的程序
四、PWM控制原理
由于采用简单的控制算法出现温度超调现象，达不到要求的温度精度，因此考虑采用PWM控制流程，首先加热器的电源的通断通过由单片机P3.5引脚输出PWM脉冲波来控制,如图3.11所示,PWM脉冲的周期为2秒钟,在脉冲的低电平期间,加热器的电源的导通,进行加热;在脉冲的高电平期间,加热器的电源的断开,停止加热;通过调节高低电平的宽度比（即占控比）来控制加热功率的大小,从而控制温度的高低。
注：
TL为低电平时间,TH为高电平时间,定义占空比PD=TL/TH。
不加热
加热
TH
TL
T=2秒
图3.11PWM脉宽调制波形
五、温控硬件电路图
六、流程图
七、源程序
八、控制精度
相标温度（℃）
40
50
60
70
80
90
误差（±℃）
实验五电子时钟
一、实验目的：
1.了解单片机定时器的的工作原理
2．掌握采用定时器进行计时的软件编程技术
二、实验内容：
1.绘制电子钟的硬件电路图
2．绘制定时中断程序的流程图
3．编写并调试电子钟程序
三、实验步骤
①新建一个文件夹
②绘制硬件原理图
③编写并调试电子钟程序
四、电子钟计时工作原理
单片机的时钟频率为6MHz，让定时器T0的工作在定时方式1，设置定时时间为0.1秒。
每次0.1定时时间到，进行加1计数，加满10次为1秒，再对秒计数单元加1，加满60次为1分钟，采样类似方法可进行分、时的计数。
电子钟采用24小时制，加满24小时后清零重新进行计时。
五、定时中断程序流程图
六、源程序清单
七、调试结论
实验六电机测速
一、实验目的：
1.进一步了解单片机定时器的定时计数功能
2．掌握直流电机测调速的软硬件接口编程技术
二、实验内容：
1.绘制电机控制的硬件电路图
2．绘制电机测速程序的流程图
3．编写并调试电机测速程序
三、实验步骤
①新建一个文件夹
②绘制硬件原理图
③编写并调试电子钟程序
四、电机测速原理
光电编码器，是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。
这是目前应用最多的传感器，光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。
光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。
由于光电码盘与电动机同轴，电动机旋转时，光栅盘与电动机同速旋转，经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号，其原理示意图如图1所示：
当光电编码器顺时针旋转时，通道A输出波形超前通道B输出波形90°，当光电编码器逆时针旋转时，通道A输出波形比通道B输出波形延迟90°。
波形如图2所示：
由于AB通道测出的信号频率相同，只是相位差90°，因此测量电机转速时采用测量A通道在1秒时间内的脉冲数，然后可根据下式计算转速：
其中N为转速，单位：
转/分钟；P为1秒钟内的脉冲数；Q为电机每转输出的脉冲数。
五、硬件电路
单片机控制电机的硬件电路如图3所示：
六、测速程序流程图
七、测速源程序清单
八、调试结论
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