北航单片机实验报告.docx
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北航单片机实验报告
目录
目录1
实验一、LED点亮实验2
1、实验目的2
2、实验设备2
3、实验内容2
4、实验原理2
5、程序流程图2
6、源代码2
实验二、跑马灯实验3
1、实验目的3
2、实验设备3
3、实验内容3
4、实验原理3
5、程序流程图3
6、源代码4
实验三、LCD液晶显示6
1、实验目的6
2、实验设备6
3、实验内容6
4、实验原理6
5、程序流程图7
6、源代码7
实验总结12
实验一、LED点亮实验
1、实验目的
通过简单的I/O口操作，熟练单片机在KeilC51编程环境下的操作步骤，为后续实验打下基础。
2、实验设备
单片机综合仿真实验仪一台，PC机一台。
3、实验内容
在KeilC51编程环境下，编写相应程序，点亮四盏LED灯。
4、实验原理
P1口作为准双向口，每一位均可独立完成定义输入输出，故而CPU对P1口的操作可以是字节操作，也可以是位操作。
通过对实验设备电路图分析可知，只需对P1口输出0X00，即可保证点亮P1口对应的八个发光二极管。
5、程序流程图
图2、LED点亮程序流程图
6、源代码
#include
voidmain（）
{
P1=0x00;
}
实验二、跑马灯实验
1、实验目的
1、学习单片机I/O口的简单操作；
2、学习单片机内部定时器的使用，以及相应延时子程序的编写和使用。
2、实验设备
单片机综合仿真实验仪一台，PC机一台。
3、实验内容
P1口做输出口，外接八个发光二极管，编写程序使发光二极管循环亮一秒、灭一秒，实现跑马灯效果。
4、实验原理
P1口为准双向口，P1口的每一位都能独立地定义为输入位或输出位。
作为输入位时，必须向锁存器相应位写入“1”，该位才能作为输入。
单片机中所有口锁存器在复位时均置为“1”，如果后来在口锁存器写过“0”，在需要时应写入一个“1”，使它成为一个输入。
再来看一下延时程序的实现。
现常用的有两种方法，一是用定时器中断来实现，一是用指令循环来实现。
在系统时间允许的情况下可以采用后一种方法。
在本次实验时，采用定时器中断实现。
实验要求定时需要达到一秒，但是由于单片机定时器的限制不可能达到这么长时间，本次实验采用多次中断的方式实现，每次中断20ms，则需要50次中断才能达到一秒。
5、程序流程图
图2、主程序流程图
如图1所示为此次实验的主程序流程图。
在程序开始设定用于点亮对于二极管的P1口的值，当计时1秒之后，灭掉所有二极管，再隔一秒之后使P1值更改以点亮另一个发光二极管，依次循环。
图3、定时子程序流程图
如图2所示为定时1秒子程序流程图。
程序开始对定时器进行初始化，置入相应的计数初值并且打开相应的定时器中断，接着程序就开始等待中断，当产生中断达到50次，即慢一秒时，开始更改P1口的值，实现定时循环。
6、源代码
#include
#include
#include
bitflag=1;/*定义标志位，初值为1*/
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
ints=0;/*s为循环次数控制变量*/
voidset（）/*定时器设定，选用定时器0*/
{
TH0=（65536-20000）/256;/*将计数初值高8位装入TH0中*/
TL0=（65536-20000）%256;/*将计数初值低8位装入TL0中*/
EA=1;/*开CPU中断*/
ET0=1;/*开定时中断*/
TR0=1;/*启动定时器*/
}
voidsettime（）
{
uinti=1;
while（i<=50）
{
set（）;
while（flag）;/*等待结束*/
flag=1;/*中断产生flag置1，i加1，再次进入循环执行set*/
i++;
}
}
voidtime0（void）interrupt1using1/*中断服务子程序*/
{
flag=0;/*标志位置0*/
}
voidmain（）
{
ucharstate[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7};/*控制四个灯点亮的P1值*/
TMOD=0x01;/*设定定时器0工作方式1*/
while
（1）
{
P1=state[s%4];/*循环点灯*/
settime（）;/*亮1秒*/
P1=0xff;/*灯灭*/
settime（）;/*灭1秒*/
s++;
}
}
实验三、LCD液晶显示
1、实验目的
1、学习液晶显示的编程方法，了解液晶显示模块的工作原理；
2、掌握液晶显示模块与单片机的接口方法；
3、了解I2C总线的特点，以及C51系统中对I2C期间的使用和编程方法；
4、掌握字符型液晶驱动芯片PCF8576的工作原理，掌握相应的编程方法以及显示原理与方法。
2、实验设备
单片机综合仿真实验仪一台，PC机一台。
3、实验内容
编程实现在液晶显示屏上显示英文字母“BENG”。
4、实验原理
单片机内部并没有集成I2C模块，则只能通过I/O口模拟I2C通讯，本次实验选择P1.7口作为SDA传输数据，P1.6口提供SCL负责时钟。
通过实验材料可以查到PCF8576的芯片地址为0x72，查资料PCF8576得到内部控制字如图所示，选择驱动方式1:
4多级，1/3偏压。
注：
M1M0为驱动方式选择；B为LCD偏置选择；E为显示状态控制；LP为工作方式选择。
图2、方式选择指令
注：
P0~P5为六位二进制数值，反映了0~30数值。
该立即数传送到数据指针中，用以确定40个显示RAM地址中的一个。
图3、数据指示器装载指令
A2、A1、A0为三位二进制值（0~7），该三位（A2、A1、A0）立即数传送给子地址计数器以确认8个硬件子地址。
图4、器件选择指令
图2所示为1:
4多级驱动方式下的显示RAM原理图。
字符BENG的字符编码为0xEF,0x8F,0xEC,0xCD。
图2、1:
4多级驱动方式下的显示RAM原理图
5、程序流程图
图3LCD显示程序流程图
6、源代码
#include
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
externvoiddelay（uintx）;
externvoidsta（）;
externvoidstop（）;
externvoidmack（）;
externvoidcack（）;
externvoidwrbyt（ucharshu）;
externvoidwrbyt0（）;
externvoidwrbyt1（）;
externvoidwrnbyt（ucharslaw,ucharnumber,ucharff[]）;
externvoidwrnbyta（ucharslaw,uchargg[],ucharn）;
voidrdnbyt（number,slar,qq）;
sbitSDA=P1^7;/*P1.7作为数据线SDA*/
sbitSCL=P1^5;/*P1.5作为时钟线SCL*/
sbitRST=P1^0;
voidsta（）/*启动I2C总线*/
{
SDA=1;
SCL=1;
while（SCL==0）{;}
_nop_（）;
SDA=0;
_nop_（）;
_nop_（）;
SCL=0;
}
voidstop（）/*停止I2C总线*/
{
SDA=0;
SCL=1;
while（SCL==0）{;}
_nop_（）;
SDA=1;
_nop_（）;/*代表运行一个机器周期*/
_nop_（）;
SCL=0;
}
voidmack（）/*发送应答位*/
{
SDA=0;
SCL=1;
_nop_（）;
_nop_（）;
SCL=0;
SDA=1;
}
voidcack（）/*应答位检查*/
{
SDA=1;
SCL=1;
F0=0;
if（SDA==0）
{
SCL=0;
_nop_（）;
_nop_（）;
}
else
{
F0=1;
SCL=0;
_nop_（）;
_nop_（）;
}
}
voidwrbyt（ucharshu）/*发送一个字节数据*/
{
uchari;
if（（shu&0x80）>0）
{SDA=1;}
else
{SDA=0;}
SCL=1;
while（SCL==0）{;}
_nop_（）;
SCL=0;
SDA=0;
shu=_crol_（shu,1）;
for（i=1;i<8;i++）
{
if（（shu&0x80）>0）
{wrbyt1（）;}
else
{wrbyt0（）;}
shu=_crol_（shu,1）;
}
}
voidwrbyt0（）/*写0子函数*/
{
SDA=0;
SCL=1;
_nop_（）;
_nop_（）;
SCL=0;
}
voidwrbyt1（）/*写1子函数*/
{
SDA=1;
SCL=1;
_nop_（）;
_nop_（）;
SCL=0;
SDA=0;
}
voidwrnbyta（ucharslaw,uchargg[],ucharn）/*写第N个字节*/
{
do{
sta（）;
wrbyt（slaw）;
cack（）;
}while（F0==1）;
wrbyt（gg[n]）;
cack（）;
}
voidwrnbyt（ucharslaw,ucharnumber,ucharff[]）/*发送N个字节数据*/
{
ucharidatak;
do{
sta（）;
wrbyt（slaw）;
cack（）;
}while（F0==1）;
for（k=0;k{
wrbyt（ff[k]）;
cack（）;
while（F0==1）
{wrnbyta（slaw,ff,k）;}
}
stop（）;
}
voidmain（）
{
uchara3[]={0xC8,0xE0,0x00,0xef,0x8F,0xec,0xcd};//后4个元素为"BENG"的编码
wrnbyt（0x72,7,a3）;
}
实验总结
通过三次的单片机实验，将本科所学单片机相关知识在实际中再一次得到应用，加深了对单片机的内部结构和工作原理的理解，同时掌握了在KeilC51环境下对单片机系统的开发流程和方法，对以后的科研和学习奠定了相应的基础。
本次实验设计到LCD显示实验。
在LCD显示试验中，了解了I2C总线的特点，以及C51系统中对I2C期间的使用和编程方法；同时掌握字符型液晶驱动芯片PCF8576的工作原理，以及相应的编程方法以及显示原理与方法。
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