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1、 计算机控制技术 实验指导书 电气工程与信息工程学院 专业实验室 2010.9 1 目目 录录 前前 言言.1 实验一实验一 开发环境的基本练习开发环境的基本练习.3 实验二实验二 定时与外部中断控制实验定时与外部中断控制实验.5 实验三实验三 单片机程序烧写单片机程序烧写.7 实验四实验四 A/D 转换转换.10 实验五实验五 D/A 转换转换.14 实验六实验六 冷加工自动线中单台钻孔动力头的控制冷加工自动线中单台钻孔动力头的控制.17 实验七实验七 综合性实验综合性实验十字路口交通灯的通行指示控制十字路口交通灯的通行指示控制.18 实验八实验八 综合性实验生产线货物自动计数设备综合性实验
2、生产线货物自动计数设备.18 实验九实验九 综合性实验全自动洗衣机控制器综合性实验全自动洗衣机控制器.19 实验十实验十 综合性实验彩灯的循环闪烁控制综合性实验彩灯的循环闪烁控制.19 附录附录 1：51Tracer 仿真器的使用及仿真器的使用及 Keil uVision2 快速入门快速入门 .21 附录附录 2：Keil uVision2 仿真调试高级技巧仿真调试高级技巧.26 1 前前 言言 1、 计算机控制技术课程实验的任务、 计算机控制技术课程实验的任务 通过本课程的实验环节， 学生应进一步巩固和加深对计算机控制技术这门课 程基本知识的理解，提高综合运用所学知识，独立编程和设计电路的能
3、力，为今 后设计各类微机控制系统打下基础。 实验要求学生在了解微机控制系统的结构、组成以及具有数据采集系统，顺 序控制系统，数字控制系统的相关理论知识后，通过在实验室中经历由 W a v e软 件环境练习，简单程序编写、软件仿真及调试，到将软硬件仿真相结合进一步掌 握单片机接口及相关输入输出通道、顺序控制等概念，最后完成一个小型控制器 的设计过程，学生应具备一定的将理论与实践相结合，应用所学知识解决实际问 题的能力。 2、实验设备、实验设备 安装有中文版Keil uVision2的计算机、学林51TRACER仿真器以及配合相关 实验的实验板、实验工具，其中实验板配有按键、二极管、数码管显示电路
4、、 AD和DA模块等。 KEIL uVISION2 由美国 Keil Software 公司出品， 是众多单片机应用开发软件 中的优秀软件之一。提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，生成的 目标代码效率较高，多数语句生成的汇编代码较紧凑，容易理解。软件仿真方面 也具有较强的功能，其兼容 51 系列单片机 C 语言软件开发系统，使用接近于传 统 C 语言的语法来开发。与汇编相比，C 语言在功能上、结构性、可读性、可维 护性上有明显的优势，因而易学易用, 而且可以提高了工作效率和项目开发周 期。KEIL uVISION2 支持汇编语言，并且支持在 C 语言中嵌入汇编，使程序达 到接近于汇编
5、的工作效率。 51tracer(追踪者)独立仿真器兼容 KEILC51 UV2 调试环境，支持单步、断点 调试，随时可查看寄存器、变量、IO、内存内容。可仿真各种 51 指令兼容单片 机，包括 ATMEL、WINBOND、INTEL、SST、ST 等等。51tracer 下载仿真通讯 速度为 115200BPS，是目前 KEIL 支持的最高速度。 3、对参加实验学生的要求对参加实验学生的要求 (1) 实验时应有严谨的实验态度和良好的爱护实验仪器的习惯 (2) 仔细阅读实验指导书，复习与实验有关的理论知识，明确每次实验的目 的， 了解实验内容和方法， 认真写好预习报告方可进入实验室参与实验认真写
6、好预习报告方可进入实验室参与实验。 (3) 了解和掌握单片机开发系统的使用方法 (4) 按实验指导书要求进行接线和操作，经检查和指导同意后方能通电，实 验中禁止热插拔实 验中禁止热插拔 (5) 在实验中注意观察，记录有关中间过程和结果 (6) 要培养按图接线，查线，排除故障的能力 2 4、实验安排实验安排 序 号 实验项目名称 学时数 实验类 别 必做 选做 实 验 内 容 简 述 1 开发环境的基本 练习 4 验证 在 K e i l环境下简单程序的 编写与软硬件仿真调试的 方法 2 定时与外部中断 控制实验 0 . 6 验证 编写单片机按键控制闪灯 点亮的程序， 要求调用中断 功能及定时器
7、的功能（需要 经历软硬件仿真） 3 单片机程序烧写 0 . 4 验证 掌握利用单片机程序烧写 器进行程序烧写 4 A/D 转换 1 验证 掌握单片机与A D C 0 8 0 9 的工 作关系 5 D/A 转换 1 验证 掌握单片机与D A C 0 8 3 2 的工 作关系 6 冷加工自动线中 单台钻孔动力头 的控制 1 验证 了解和掌握顺序控制的相 关概念 7 综合性试验（四 选一） （1 ）十字 路口交通灯的通 行指示控制设计 （2 ） 生产线货物 自动计数设备的 设计（3 ）全自动 洗衣机控制器的 设计（4 ）彩灯的 循环闪烁控制 2 综合 根据控制要求，完成实 验电路设计、 软件控制流程
8、 图的设计， 进而完成程序的 编写及软件仿真调试、 连接 实验电路、硬件仿真，直至 芯片烧制， 单片机系统投入 运行的全过程。 必须设计时 间显示电路 （学生也可以根 据实验设备的具体情况， 自 己查找切合实验要求的题 目） 必须设计时 间显示电路 （学生也可以根 据实验设备的具体情况， 自 己查找切合实验要求的题 目） 5、实验报告的要求实验报告的要求 按照实验室资料入库的标准化要求，认真完成 6 个实验报告（实验 2 和 3 写 一个实验报告）,每个同学的报告按照实验顺序排列，最后在左侧钉上钉书针， 作为一份完整的实验报告上交。 实验报告中实验名应当与实验项目名称一致，实 验分析必须填写，
9、综合性实验要有流程图和程序清单及详细注释实验报告中实验名应当与实验项目名称一致，实 验分析必须填写，综合性实验要有流程图和程序清单及详细注释。 实验一实验一 开发环境的基本练习开发环境的基本练习 1. 实验目的： （1）了解 Keil uVision2 环境的基本使用方法 （2）了解实验板的资源分布及各个资源之间的工作关系 （3）了解 51TRACER 仿真器的基本原理及使用方法 （4）练习基本的单片机指令,掌握简单程序的软件仿真方法 （5）掌握在 Keil uVision2 环境下实现实验板上流水灯的控制 2. 实验器材： 安装有中文版 Keil uVision2 的计算机、51TRACER
10、 仿真器、实验板、杜邦插 线若干 注意：51TRACER 仿真器通过 USB 给实验板供电，实验板不需要单独通过 变压器供电（除了 DA 实验） 3. 实验内容： （1）双击桌面上的Uv2.exe快捷图标，打开KEIL uVISION2开发环境。点击桌面上的“实验一软件环境的基本练习.exe” ，与视频教程同步学习KEIL uVISION2开发环境的基本使用方法。 学会使用播放程序控制面板上的暂停功能， 学会使用 “alt+tab” 组合键实现视频教程和KEIL uVISION2开发环境之间的切换。 (视频教程中提到的单片机选型ATMEL89S51可以用ATMEL89C51代替；视频教 程里提
11、到的项目在我们的软件里是指“工程”)除了视频教程，也可以参考阅读 附录1中的“51Tracer仿真器的使用及Keil uVision2快速入门”中的“Keil快速入 门”一节) 视频中使用的参考程序：视频中使用的参考程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 080H MAIN: MOV P0,#00H MOV P1 ,#00H MOV P2 ,#00H MOV P3 ,#00H ACALL DEL MOV P0 ,#0FFH MOV P1 ,#0FFH MOV P2 ,#0FFH MOV P3 ,#0FFH ACALL DEL AJMP MAIN ORG 0200H DEL: M
12、OV R5,#04H F3: MOV R6,#0FFH F2: MOV R7,#0FFH F1: DJNZ R7,F1 DJNZ R6,F2 DJNZ R5,F3 RET END 注意：尝试使用KEIL uVISION2菜单栏外围设备中的软仿真工具“51实验仿 制板”及“键盘LED”仿制板 4 （2）阅读附录1中的“51Tracer仿真器的使用及Keil uVision2快速入门” ，之 后自己分别设计流水灯的汇编和C控制程序，正确连接51Tracer仿真器及实验板, 观察实验结果。 汇编流水灯参考程序： ORG 0000H MOV P1,#0FFH MOV A,#0FEH LOOP: MOV P1,A ACALL DELAY RL A SJMP LOOP DELAY: MOV R0,#0FFH DL0: NOP MOV R1,#0FFH DL1: NOP DJNZ R1,DL1 DJNZ R0,DL0 RET
