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1、MCS单片机应用技术实验装置实验指导目 录实验1 交通灯模拟控制2实验2 水塔水位模拟控制4实验3 水塔水位模拟控制6实验4 步进电机模拟控制9实验5 继电器模拟控制14实验6 皮带运输机模拟控制16实验7 抢答器应用系统19实验8 电子钟控制系统21实验9 A/D转换应用系统25实验10 D/A转换应用系统28实验11 串行口的应用30实验12 液晶显示屏控制32实验1 交通灯模拟控制一、实验目的1、掌握MCS51在交通灯控制的流程及方法；2、进一步运用软件延时来进行准确时间控制；3、熟悉各I/O口的输入输出控制。二、实验设备主机箱1台；仿真排线1条，USB通讯线1条；导线1套；交通灯模拟控
2、制模块1块。三、实验内容首先东西绿灯及南北红灯一起亮10S，东西绿灯闪动3S，此时南北红灯亮，接着所有黄灯亮2S后，然后东西红灯及南北绿灯一起亮10S，南北绿灯闪动3S，接着所有黄灯亮2S，重复以上的流程。 四、参考程序及框图五、实验步骤1、给实验主机箱接上交流220V电源，用USB通讯线成从主机箱仿真器通建端口与电脑COM口连接，用40芯仿真数据排成在主机箱的仿真头端口与交通灯控制模拟控制模块连接，用实验导线在主机箱电源输出+5V、GND与模块的+5V、0V接好。2、检查连接无误后，打开电源开关和+5V扭子开关，此时电源指示灯、电源指示灯、伟福H51/S电源指示灯处于工作指示状态。3、进入伟
3、福6000汇编软件，调出实验参考程序或自己编写的程序进行汇编，汇编成功后运行程序。按下面板的启动/停止键时，东西南北向信号灯开始运行指示，再按启动/停止键时信号灯停止指示。观察是否与实验内容相符合。六、原理及面板 实验2 水塔水位模拟控制一、实验目的1、掌握水塔水位控制原理；2、掌握水塔水位上、下限水位传感器原理及应用；3、掌握单片机控制交流电动机接口及应用。二、实验设备实验主机箱1台实验连接导线1套；40 芯数据仿真排线1条；USB通讯线1条；水塔水位模拟控制模块1块。三、实验内容用单片机控制水塔水位，要求：当水塔水位低于下限水位时启动水泵加水， 当水塔水位高于上限水位时关闭水泵，当单片机检
4、侧上、下限水位传感器误逻辑时应关闭水泵，输出故障指示。 四、参考程序及框图 五、实验步骤1、给实验主机箱接上交流220V电源，用USB通迅线从主机箱仿真器通建端口与电脑COM口连接，用40芯仿真数据排成在主机箱的仿真头端口与水塔水位模拟控制模块连接，用实验导线在主机箱电源输出+5V、GND与模块的+5V、0V接好。2、检查连接无误后，打开电源开关和+5V扭子开关，此时电源指示灯、电源指示灯、伟福H51/S电源指示灯处于工作指示状态。3、进入伟福6000汇编软件，调出实验参考程序或自己编写的程序进行汇编，汇编成功后运行程序。用A、B扭子开关代替水塔水位上、下水位传感器，操作A、B扭子开关时，观察
5、发出二极管的指示是否与实验内容相符合。六、原理及面板 实验3 水塔水位模拟控制一、实验目的1、掌握直流电动机工作原理2、掌握直流电动机脉宽调速及正、反转控制3、掌握8155与单片机接口控制直流电动机及应用二、实验设备实验主机箱1台；实验连接导线1套；40 芯数据仿真排线1条；USB通讯线1条；直流电动机模拟控制模块1块。三、实验内容用8155与单片机接口控制直流电动机。要求：能正/反转，速度可调控制。设电机全电压时其转速为最大Vmax，占空比D=t1/T 则电机的平均Vd=Vmax.D式中Vd-电机的平均速度，Vmax-电机全电压的速度(最大)，D=t1/T-占空比，由上可知：改变电机占空比，
6、可调节电机速度 四、参考程序及框图 五、实验步骤1、给实验主机箱接上交流220V电源，用USB线从主机箱仿真器通建端口与电脑COM口连接，用40芯仿真数据排成在主机箱的仿真头端口与水塔水位模拟控制模块连接，用实验导线在主机箱电源输出+5V、GND与模块的+5V、0V接好。2、检查连接无误后，打开电源开关和+5V扭子开关，此时电源指示灯、电源指示灯、伟福V5电源指示灯处于工作指示状态。3、进入伟福6000汇编软件，调出实验参考程序或自己编写的程序进行汇编，汇编成功后运行程序。4、用两只发光二极管模拟直流电动机的正/反转，发光二极管亮、灭周期的长短模拟直流电动机的旋转速度，发光二极管亮的时间越长时
7、，表示直流电动机的旋转速度越慢，反之为越快，操作面上的启动/停止、正/反、速度功能开关，观察发出二极管的指示是否与实验内容相符合。六、原理及面板 实验4 步进电机模拟控制一、实验目的1、掌握步进电机工作原理；2、掌握步进电机与单片机的接口及应用；3、掌握步进电机的正/反转及调速控制。二、实验设备实验主机箱1台；实验连接导线1套；40 芯数据仿真排线1条；USB通讯线1条；步进电机模拟控制模块1块。三、实验内容用单片机控制三相步进电机，要求：启动/停止、正/反转控制，模式选择及调速控制:(1)步进电机脉冲序列的生成，用软件实现冲波的方法是输出一高电平，然后用软件延时一段时间，而后输出低电平，再延
8、时。延时时间的长短由步进电机的工作频率决定。 (2)方向控制，常用的步进电机有二相、三相、四相、五相、六相，其旋转方向与内部绕组的通电顺序有关。下以三相进电机为例进行讲述。三相步进电机有三工作方式：三拍，通电顺序为：ABC；双三拍，通电顺序为：ABBCCA；三相六拍，通电顺序为：AABBBCCCA。如按上述三种通电方式和通电顺序进行通电，则步进电机正向转动。反之，如果通电方式向与上述相反，则步进电机为反向转动。例如在单三拍的通电顺序为ACBA，其它两种方式此类推。步进电机的方向控制方法是：1、用单片机输出接口的每一位控制绕组，例如，用8位单片机控制三相步进电机时，可用P1.0、P1.1、P1.
9、2分别接步进电机的A、B、C三相绕组2、根据所选定的步进电机及控制方式，写出相应控制方式的模型，如上面讲的三种控制方式的数学模型分别为：a) 三相单三拍步序 控制位 工作状态 控制模型 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 A 01H2 0 0 0 0 0 0 1 0 B 02H3 0 0 0 0 0 1 0 0 C 04Hb) 三相双三拍步序 控制位 工作状态 控制模型 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 AB 03H2 0 0 0 0
10、 0 1 1 0 BC 06H3 0 0 0 0 0 1 0 1 CA 05Hc) 三相六拍步序 控制位 工作状态 控制模型 P1.7 P1.6 P1.5 P1.4 P1.3 P1.2 P1.1 P1.0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 A 01H2 0 0 0 0 0 0 1 1 AB 03H3 0 0 0 0 0 0 1 0 B 02H4 0 0 0 0 0 1 1 0 BC 06H5 0 0 0 0 0 1 0 0 C 04H6 0 0 0 0 0 1 0 1 CA 05H 以上为步进电机正转时的控制顺序及数学模型,如果按上述逆顺序进行控制,则步进电机将向反方向转动。由此可知，所谓步
11、进电机的方向控制，实际上就是按照某一控制方式所规定的顺序送脉冲序，即可达到控制步进电方向的目的。3、步进电机的调速控制 简单的讲改变输出脉冲宽度周期可实现步进电机的调速控制四、参考程序及框图五、实验步骤1、给实验主机箱接上交流220V电源，用USB线从主机箱仿真器通建端口与电脑COM口连接，用40芯仿真数据排成在主机箱的仿真头端口与步进电机模拟控制模块连接，用实验导线在主机箱电源输出+5V、GND与模块的+5V、0V接好。2、检查连接无误后，打开电源开关和+5V扭子开关，此时电源指示灯、电源指示灯、伟福H51/S电源指示灯处于工作指示状态。3、进入伟福6000汇编软件，调出实验参考程序或自己编
12、写的程序进行汇编，汇编成功后运行程序。4、用三个发光二极管代替三相步进电机的通电绕组A、B、C，发光二极亮时该绕通电，反之为断电，发光二极亮、灭周期的长短模拟步进电机的旋转速度，发光二极亮的时间越长时，表示步进电机的旋转速度越慢，反之为越快，面板上的模式1为三相单三拍，模式2为三相双三拍，模式3为三相六拍，操作面上的启动/停止按扭，模式、速度功能开关，观察发出二极管的指示是否与实验内容相符合。 六、原理及面板 实验5 继电器模拟控制一、实验目的1、掌握继电器的构成和工作原理；2、掌握单片机控制继电器输出接口及应用。二、实验设备实验主机箱1台实验连接导线1套；40 芯数据仿真排线1条；USB通讯线1条；继电器模拟控制模块1块。三
