N03050153智能仪器设计实验指导书.docx
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N03050153智能仪器设计实验指导书
智能仪器设计
实验报告
姓名：
邵聪
班级：
13050143
学号：
1305014340
实验一模数转换器实验
一、实验目的
1.熟悉实验平台的使用。
2.了解ADC数模转换器的配置方式和工作原理。
二、实验所需部件
硬件：
单片机测控系统平台、U-CE5仿真器、PC机
软件：
KeilC
三、实验要求
配置ADC寄存器，将模拟量通过ADC转换成数字量，通过串口输出到终端显示。
4、实验步骤
本实验通过配置C8051F020的片内ADC寄存器，读取不同通道的ADC输入，并将结果通过UART输出到PC端。
1.程序流程
（1）关闭C8051F020内部看门狗。
（2）初始化系统时钟。
（3）初始化交叉开关寄存器配置，使能UART0。
（4）初始化系统GPIO配置，配置UART0输出管脚的输出方式。
（5）初始化UART0寄存器配置
（6）初始化ADC0寄存器配置
（7）读取ADC0采样数据
（8）将ADC0采样数据经串口输出到PC端
（9）修改ADC0采样通道，重复进行（6）～（8）步操作。
2.关键代码示例
ADC0寄存器配置示例如下
读ADC0采样数据示例如下
3.硬件相关设置
（1）先将U-CE5仿真器的JTAG端口与核心板连接，然后将U-CE5仿真器的USB端口与PC机的USB端口连接。
（2）将单片机测控系统平台的串口与计算机串口相连。
（3）单片机测控系统平台插入电源，给系统上电。
4.操作步骤
（1）打开KeilC开发环境，点击Project->OpenProject打开“\unit-test\ADC”目录中的“adc.Uv2”文件。
（2）连接仿真器和PC，给开发板上电。
（3）点击Project->Buildtarget（或快捷键
），编译整个工程。
（4）点击Debug->Start/StopDebugSession，连接仿真器与单片机测控系统平台。
（5）打开串口终端，按照下图配置串口
点击Debug->Run（或快捷键
），运行测试程序。
可以在串口终端看到各通道AD采集结果。
5、实验结果
实验二键盘控制实验
一、实验目的
1.熟悉实验平台的使用。
2.属性C8051F020片上SMBus总线的使用
3.了解数码管驱动及键盘控制芯片CH452的特点和工作原理。
4.掌握CH452如何控制键盘。
二、实验所需部件
硬件：
单片机测控系统平台、U-CE5仿真器、PC机
软件：
KeilC
三、实验要求
了解控制芯片CH452的工作原理，通过读取按键信息，控制其对应在数码管的显示。
四、实验步骤
本实验通过C8051F020的SMBus总线控制底板的CH452，进一步控制底板上的LED数码管输出特定字符，达到控制数码管显示的目的。
1.程序流程
（1）关闭C8051F020内部看门狗。
（2）初始化系统时钟。
（3）初始化交叉开关配置，使能SMBus。
（4）初始化系统GPIO配置，配置SMBus管脚（P0.6、P0.7）的输出方式。
（5）初始化CH452的寄存器配置
（6）读CH452键盘输入寄存器
（7）将键盘输入的键值解码，并用CH452数码管显示
2.关键代码示例
参考数码管显示实验。
3.硬件相关设置
（1）先将U-CE5仿真器的JTAG端口与核心板连接，然后将U-CE5仿真器的USB端口与PC机的USB端口连接。
（2）单片机测控系统平台插入电源，给系统上电。
4.操作步骤
（1）打开KeilC开发环境，点击Project->OpenProject打开“\unit-test\ch452_key”目录中的“ch452.Uv2”文件。
（2）连接仿真器和PC，给开发板上电。
（3）点击Project->Buildtarget（或快捷键
），编译整个工程。
（4）点击Debug->Start/StopDebugSession，连接仿真器与单片机测控系统平台。
（5）点击Debug->Run（或快捷键
），运行测试程序。
（6）点击键盘，键盘的扫描码会显示在数码管上。
五、实验结果
实验三LCD液晶显示实验
一、实验目的
1.熟悉实验平台的使用。
2.了解LCD液晶的特点和工作原理。
3.掌握如何在LCD液晶上显示图形和文字。
二、实验所需部件
硬件：
单片机测控系统平台、U-CE5仿真器、PC机
软件：
KeilC
三、实验要求
了解LCD液晶的工作原理，通过配置其寄存器，掌握如何在LCD液晶上显示图像和文字。
四、实验步骤
本实验通过C8051F020的EMIF接口对LCD液晶模块进行操作，LCD液晶模块的数据、命令地址以及背光管脚的控制是经过CPLD进行分配的。
1.CPLD资源分配
（1）LCD控制/数据地址译码
名称
物理地址
说明
pLCD_DATA
0xc840
LCD的数据地址
pLCD_COMMD
0xc800
LCD的命令地址
（2）LCD复位/背光控制寄存器使用控制寄存器1
访问地址：
0xD0c0
BIT
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
功能
LCD_RSTn
CH376_RST
X
UART_RST
IrDA_SD
EN_485
LCD_Backlight
BEEPn
LCD_RSTn：
LCD复位，低有效
LCD_Backlight：
LCD背光控制，高电平，开背光；低电平，关背光
2.程序流程
（1）关闭C8051F020内部看门狗。
（2）初始化系统时钟。
（3）初始化系统GPIO配置，配置EMIF管脚输出方式。
（4）初始化EMIF寄存器配置
（5）选通CPLD并设置CPLD默认状态
（6）点亮LCD背光并初始化LCD模块
（7）在LCD上显示字符
3.关键代码示例
字符显示示例如下
其中dictionary_char是保存英文字符的字模数据。
4.硬件相关设置
（1）先将U-CE5仿真器的JTAG端口与核心板连接，然后将U-CE5仿真器的USB端口与PC机的USB端口连接。
（2）单片机测控系统平台插入电源，给系统上电。
5.操作步骤
（1）打开KeilC开发环境，点击Project->OpenProject打开“\unit-test\lcd”目录中的“lcd_test.Uv2”文件。
（2）连接仿真器和PC，给开发板上电。
（3）点击Project->Buildtarget（或快捷键
），编译整个工程。
（4）点击Debug->Start/StopDebugSession，连接仿真器与单片机测控系统平台。
（5）点击Debug->Run（或快捷键
），运行测试程序。
可以看到LCD显示“LCDTEST”字样。
五、实验结果
实验四扩展RS232总线实验
一、实验目的
1.熟悉实验平台的使用。
2.了解串行端口RS232的特点和工作原理。
3.掌握各串行端口如何进行的通信。
二、实验所需部件
硬件：
2台单片机测控系统平台、U-CE5仿真器、PC机
软件：
KeilC
三、实验要求
了解tl16c554-RS232扩展串口单元各自的特点和工作原理，通过配置其寄存器，掌握如何进行扩展串口通信。
四、实验步骤
本实验通过C8051F020的EMIF外部总线控制TL16C554扩展串口芯片，使用TL16C554扩展的RS232串口进行通信，并通过片上UART0接到PC端进行显示。
1.CPLD资源分配
TL16C554的扩展串口CS使能是由CPLD译码实现的，各扩展串口使能地址如下
名称
物理地址
说明
pUART_CSAn
0xc000
UART的CSA使能地址
pUART_CSBn
0xc040
UART的CSB使能地址
pUART_CSCn
0xc080
UART的CSC使能地址
pUART_CSDn
0xc0c0
UART的CSD使能地址
本系统扩展RS232串口对应TL16C554的UARTC端，对扩展RS232串口的操作寄存器基地址为0xc080。
TL16C554的复位通过控制寄存器1控制。
控制寄存器1的寄存器说明如下
控制寄存器1（只写）
访问地址：
0xD0c0
BIT
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
功能
LCD_RSTn
CH376_RST
X
UART_RST
IrDA_SD
EN_485
LCD_Backlight
BEEPn
UART_RST：
UART复位，高有效
2.程序流程
（1）关闭C8051F020内部看门狗。
（2）初始化系统时钟。
（3）初始化交叉开关配置，使能UART0。
（4）初始化系统GPIO配置，配置EMIF管脚输出状态，配置UART0管脚输出状态。
（5）初始化EMIF配置。
（6）初始化UART0配置。
（7）选通CPLD并设置CPLD默认状态。
（8）复位并初始化TL16C554的通道C寄存器配置。
（9）从PC串口终端读键盘输入并将其经过发送平台的扩展RS232发送出去，在接收平台的RS232扩展串口接收到数据之后，将该数据经片上UART0发送到PC，并在PC终端显示。
3.关键代码示例
串口收发逻辑示例如下
4.硬件相关设置
（1）先将U-CE5仿真器的JTAG端口与核心板连接，然后将U-CE5仿真器的USB端口与PC机的USB端口连接。
（2）连接2台单片机测控系统平台tl16c554扩展的rs232串口。
（3）连接每台单片机测控系统平台的串口端与计算机的串口端。
（4）单片机测控系统平台插入5V电源，给系统上电。
5.操作步骤
（1）打开KeilC开发环境，点击Project->OpenProject打开“\unit-test\tl16c554\232”目录中的“tl16c554.Uv2”文件。
（2）连接仿真器和PC，给开发板上电。
（3）点击Project->Buildtarget（或快捷键
），编译整个工程。
（4）点击Debug->Start/StopDebugSession，连接仿真器与单片机测控系统平台。
（5）打开串口终端，按照下图配置串口
（6）点击Debug->Run（或快捷键
），运行测试程序。
在两台平台的任意一台片上串口输入数据，在另外一台串口会显示接收到的字符，因为是全双工的，所以两台平台同时收发不受影响。
（7）
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