目 录
第一章 实验任务书 .......................................................................................... 1
1.1 实验目的 ......................................................................................................... - 1 -
1.2 实验设备 ............................................................................................................. 1
1.3 实验内容 ............................................................................................................. 1
1.4 实验扩展 ............................................................................................................. 2
1.5 实验要求 ............................................................................................................. 2
第二章 设计构思 .............................................................................................. 2
2.1 整体设计思路 ..................................................................................................... 2
2.2 程序各部分的设计 ............................................................................................. 3
2.2.1 键盘程序的设计 ........................................................................................ 3
2.2.2 显示程序的设计 ........................................................................................ 5
2.2.3 定时器中断子程序的设计 ........................................................................ 6
2.2.4 外部中断0程序的设计 ............................................................................ 7
2.2.5 扩展功能的实现 ........................................................................................ 8
第三章 实验感想 .............................................................................................. 9
3.1 实验感想 ............................................................................................................. 9
附 录——总电路图
接口技术综合实验
第一章 实验任务书
1.1 实验目的
1、通过实验，学生得到接口技术实际应用系统开发的综合训练。
2、提高学生单片机综合系统的开发的能力。
1.2 实验设备
接口技术实验箱一套、一台计算机。
1.3 实验内容
利用接口技术实验箱，进行温度单片机控制系统设计。单片机控制系统控制系统结构如方块图所示：
系统中对象的被控变量——温度值由温度变送器转换为0~5V信号（由外部提供的0~5V信号源）作为ADC0809的模拟输入量，要求单片机控制系统定时1S进行A/D转换，转换结果——测量值（16进制数表示）在数码管右两位中显示。
数字控制器的设定值（16进制数表示）从键盘输入，在数码管左两位中显示设定值；数字控制器采用比例控制，输出为Y=K*(设定值-温度测量值) ， 假设K=1，︱设定值-温度测量值︱≦7FH，数字控制器输出是有符号数。
- 1 -
接口技术综合实验
数字控制器输出送入DAC0832进行D/A转换，得到0~5V 的模拟信号控制执行器——加热棒对对象加热，输出0~2.49 V使加热棒逐渐加大加热量，输出2.5~5 V使加热棒逐渐减少加热量。
1.4 实验扩展
1、前两位数码管以十进制方式显示设定的温度值。
2、输入设定温度值的时候只能输入0~9这10个十进制数，按其他按键单片机不响应。
1.5 实验要求
1、根据实验内容，设计硬件电路原理图，并给出详细接线图（包括8051芯片、晶振电路、复位电路，电源、ADC0809、DAC0832、8255、键盘与数码管显示电路等）。
2、利用PROTEL软件绘制出上述电路原理图（即.SCH文件）（选作）
3、利用PROTEL软件设计出印刷电路板图（即.PCB文件）。（选作）
4、画出程序流程图。
5、给出源程序清单。
6、调试（约定的实验室时间），调试结束后要请老师进行检查，答辩。
利用接口实验箱进行调试。
第二章 设计构思
2.1 整体设计思路
根据实验要求，我将键盘程序作为主程序，键盘程序中加入反复调用显示程序的子程序，这样实现了键盘和显示程序的“同时”运行。然后用定时器程序产生1S的中断，将启动A/D转换的语句放在定时器中断程序里面，这样就实现了1S采样一次的功能。然后用A/D芯片控制外部中断0，这样A/D转换完毕之后会执行INT0子程序。外部中断0子程序里放读取A/D转换结果的程序和启动D/A的程
- 2 -
接口技术综合实验
序。这样，实验要求的全部功能就实现了，具体各个模块的设计和扩展功能的实现在后面会讲到。下面是程序框图。
2.2 电路各部分的设计
2.2.1 键盘程序的设计
键盘程序作为主程序无限循环运行，程序不停的扫描是否有按键按下，如果有则再判断键号，然后将键号存入内存缓冲单元中，供显示程序和温度比较程序使用。具体源程序如下：
/*30H,31H,32H,33H从左到右分别存放4个数码管要显示的数据*/
KL:
KP:
MOV JNZ AJMP R5,#02H LK1 KP ;消抖,调用显示程序来延迟12MS ;循环存数计数器 ;判断是否有按键按下 ;如果有按键按下,则进入消抖环节LK1 LCALL KS1 LCALL DIR LCALL DIR LCALL DIR LCALL DIR LCALL KS1 JNZ AJMP
MOV LK2 KP R3,#0FEH ;R3存列选码
;确实有按键按下则进入判断键号环节LK2 LCALL DIR LK1: LK2:
- 3 -
接口技术综合实验
MOV MOV MOV MOV R4,#00H A,R3 DPTR,#0FF7EH ;从C口读入状态,然后进入下面的判断键号的程序 ;0行首键号 ;R4为列号计数器 LK4: DPTR,#0FF7CH ;往A口赋列选码 MOVX @DPTR,A MOVX A,@DPTR LCALL DIR MOV AJMP MOV AJMP MOV AJMP MOV AJMP MOV JNB RL MOV LJMP
ADD
CLR Acc.0,LONE A,#00H LKP Acc.1,LTWO A,#04 LKP Acc.2,LTHR A,#08 LKP Acc.3,NEXTL A,#12 LKP R4 A,R3 A ;列计数器加一,如果按键不在此列,判断下一列 ;如果到最后一列,则重新开始整个程序 ;将列选码指向下一列 ;开始判断下一列 ;跳到LKP则表明已经找到按键,将此时的A和R4相加则得到;按键号
;如果键值大于等于10则不将键值存入内存单元,实现了扩展;功能 ;3行首键号 ;2行首键号 ;1行首键号 LZERO: JB LONE: JB LTWO: JB LTHR: JB NEXTL: INC Acc.3,KP R3,A LK4 A,R4 C LKP: CJNE
XU:
XU1:
LK3:
JC PUSH LJMP A,#10,XU XU1 KL Acc ;A入栈,暂时存起来 ;判断按键是否松开,松开后再执行存数 LCALL DIR LCALL KS1 JNZ LK3
- 4 -
接口技术综合实验
LCALL DIR LCALL DIR LCALL DIR LCALL KS1 JNZ DJNZ POP LJMP
LJMP
MOV
MOV
MOV
CPL
ANL
RET LK3 R5,NEXT2 31H KL 30H KP ;循环执行键盘程序 ;控制循环存数 ;若R5减1不为0则用POP指令将前面入栈的键值存入;30H中 ;否则存入31H中 LCALL DIR ;消抖,调用显示程序来延迟12MS NEXT2: POP KND: KS1:
/*判断是否有按键按下的子程序*/ DPTR,#0FF7CH A,#00H ;将A口全置零,然后读取C口的状态 MOVX @DPTR,A DPTR,#0FF7EH ;读取C口的状态 A ;A取反,这样如果有按键按下则A不为零,否则为零 ;屏蔽掉无用的高4位 MOVX A,@DPTR A,#0FH
2.2.2 显示程序的设计
显示子程序即键盘程序中所调用的DIR，每调用一次显示子程序，程序就动态轮流显示四个内存缓冲单元的值各一次，具体源程序如下：
/*显示子程序,从左至右4个数码管轮流显示一次,执行时间大约为4MS*/ DIR:
LD0:
LD1:
PUSH CLR SETB MOV MOV MOV MOV MOVX MOV Acc RS1 ;更换工作寄存器区,达到现场保护的目的 RS0 R0,#30H ;内存显示单元指针 R3,#0FEH ;位选码 A,R3 DPTR,#0FF7CH @DPTR,A A,@R0 - 5 -
接口技术综合实验
MOV
MOVC
MOV
MOVX
LCALL
MOV
JNB
INC
RL
MOV
AJMP
OUT1: CLR
CLR
POP
RET
DEL1MS:PUSH
SETB
CLR
MOV
DL1: MOV
DL2: DJNZ
DJNZ
CLR
SETB
POP
RET
DPTR,#1000H ;1000H为段码表首地址 A,@A+DPTR ;查表找到相应的段码 DPTR,#0FF7DH @DPTR,A DEL1MS ;延迟1MS保证余辉足够 A,R3 Acc.3,OUT1 ;如果显示到最后一位就退出显示 R0 A ;如果没有,则显示下一位 R3,A LD1 RS1 ;退出子程序之前须将工作寄存器区还原 RS0 Acc Acc RS1 ;更换工作寄存器区,达到现场保护的目的 RS0 R6,#4 R5,#125 R5,DL2 R6,DL1 RS1 ;退出子程序之前须将工作寄存器区还原 RS0 Acc
2.2.3 定时器中断子程序的设计
为了产生1S的中断，我将定时器设置为100MS中断一次，10次中断之后则为1S，然后再执行子程序内容，即启动A/D转换。具体源程序如下：
IT0P:
PUSH PUSH PUSH CLR CLR MOV MOV DPH DPL PSW RS1 RS0 TL0,0B0H TH0,#3CH ;保护状态字,即保护寄存器区 ;计数器赋初值
- 6 -
接口技术综合实验
OUT2:
DJNZ MOV MOVX MOV POP POP POP RETI R2,OUT2 DPTR,#7FF8H @DPTR,A R2,#10 PSW DPL DPH ;1S之后才执行语句 ;启动A/D转换 ;恢复寄存器区
2.2.4 外部中断0程序的设计
这当A/D转换完毕后，会产生INT0中断，中断子程序里放读取A/D转换结果、比较温度、和D/A输出的程序，具体源程序如下：
INT0P: PUSH
PUSH
PUSH
PUSH
MOV
MOVX
MOV
ANL
MOV
MOV
SWAP
ANL
MOV
MOV
MOV
MUL
ADD
CLR
SUBB
JC
SJMP
RESC: CPL
ADD
OUT3: MOV
MOVX DPH ;待A/D转换完毕后触发此中断程序,然后执行 ;读A/D结果和D/A的功能 DPL Acc PSW DPTR,#7FF8H A,@DPTR 40H,A A,#0FH 33H,A A,40H A A,#0FH 32H,A A,30H B,#10 AB A,31H C A,40H RESC OUT3 A A,#81H DPTR,#0FFBFH @DPTR,A ;保护寄存器区 ;读取A/D转换结果 ;将转换结果暂时存入40H中,以备后面调用 ;低4位存入33H ;高4位存入32H ;将键盘输入的值组合起来才能进行运算 ;将输入的10进制数转换为16进制数，然后进行后面的;运算 ;高位乘以10加上低位，存入内存后即为16进制数 ;将进位清零,以免影响判断结果 ;设定值-温度测量值 ;如果为正则直接输出,如果为负,则运算后再输出 ;A取反加1后得到差值的绝对值 ;A再加80H即让D/A从2.5V开始输出 ;A6口连接D/A的片选端 ;D/A输出
- 7 -
接口技术综合实验
POP POP POP POP RETI PSW Acc DPL DPH
2.2.5 扩展功能的实现
上面各个模块的程序已经包含了扩展功能，这里再单独拿出来解释一下。
扩展功能1：前两位数码管以十进制方式显示设定的温度值。
这个功能很容易实现，因为显示程序只显示输入的数据，输入的是10进制书显示的自然也就是10进制数，但是因为温度比较的时候都是以16进制数比较的，所以在温度比较的时候要将输入的10进制数转换成16进制数后再进行比较，具体程序如下：
MOV
MOV
MUL
ADD
A,30H B,#10 AB A,31H ;将高位存入A中 ;高位乘以10加上低位，存入内存后即为16进制数 ;加上低位
扩展功能2：输入设定温度值的时候只能输入0~9这10个十进制数，按其他按键单片机不响应。
要实现这个功能需要在键盘程序中修改程序，我的方法是用一个比较语句，在每次计算出键号后判断键号是否大于9，如果大于9则不将键号存入内存单元中，否则才存入内存中。具体程序如下：
LKP:
ADD CLR JC PUSH A,R4 C ;这句表明计算出键号了，且存入了A中 ;进位C清零 ;如果A小于10，则C置1 ;若C为1，即A小于10，则存储键号 ;否则直接重新执行键盘程序，即不存键号 ;A入栈,暂时存起来 CJNE LJMP A,#10,XU XU1 KL Acc XU: XU1:
- 8 -
接口技术综合实验
第三章 实验感想
3.1 实验感想
本次实验让我学到了很多东西，从最初的设计构思到各个模块程序的设计，然后再将各个模块连接起来，每个环节都让我学到了很多知识，让我对这学期学过的单片机有了更深层次的了解，并且锻炼了我的查阅资料的能力，这对以后的学习和研究都是有很大帮助的。这次的综合试验对我有很大的锻炼价值，让我知道了理论与实际是由一定距离的，这次的各个模块的程序虽然在以前的单片机实验中都做过，但是拼一起之后会出现好多问题，有些问题是在编程的时候很难意识到的，只有在实际调试的时候才会碰到，所以在今后的学习中一定要脚踏实地，不能只有理论，更应该有实践，这样才能学到更多更有实际作用的知识。
- 9 -