STC单片机实验板实验指导书过程概要.docx
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STC单片机实验板实验指导书过程概要.docx
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STC单片机实验板实验指导书过程概要
嵌入式系统基础【STC单片机】
实验指导书
电子通信工程系·电子工程实验中心
实验一实验板的装配和使用
实验二KEIL软件的使用
实验三流水灯实验
实验四音频输出实验
实验五按键的查询编程实验
实验六按键的中断编程实验
实验七数码管显示实验
实验八矩阵键盘编程实验
实验九定时器编程实验
实验十电子时钟编程实验
实验十一时钟芯片DS1302编程实验
实验十二A/D转换1电压测量实验
实验十三A/D转换2温度测量实验
实验十四A/D转换3光强测量实验
实验十五液晶显示屏LCD1602的编程实验
实验十六液晶显示屏LCD12864的编程实验
实验十七超声波测距实验
实验十八DS18B20数字温度传感器实验
实验十九红外遥控接收解码实验
实验二十红外发射编码方式实验
实验二十一接近式自动感应开关
实验二十二多功能数字计算器
实验二十三液晶显示万年历
实验二十四基于PWM亮度控制的智能台灯
实验二十五智力竞赛16路抢答器
实验二十六16键电子琴
实验二十七校园打铃智能控制器
实验二十八球赛计时及比分显示系统
实验二十九电子密码锁
实验三十智能家居多参数测控系统
实验一实验板的装配和使用
一、实验板电路原理图
二、实验板插装和焊接的注意事项
1、本套件是一块STC12C5AxxS2系列单片机的实验板,并且带有一个USB接口的程序烧写器。
该实验板与MCS-51系列单片机兼容,也可以直接运行AT89S51等单片机;
2、套件主要包括一袋元器件【共计51个元件】,一块电路板(贴片元器件已经焊接在电路板上了),一根USB连接线和一块单片机芯片(USB连接线和单片机等到焊接完毕检查无误后再发);
3、电路板上的贴片元件已经焊接完毕,袋中的其它直插元件由学生自己动手焊接(练习焊接工艺并熟悉元器件和实验板的构成);
4、请焊接前逐一了解各个元件的名称、在电路中的作用、在电路板上的插装位置、引脚极性【往电路板上插装时的方向------特别重要】等知识点(参见“元件清单”),防止出现焊接错误;
5、焊接时请遵循先低后高的原则(可以按照“元件清单”的先后顺序来插装和焊接),元件一般是插一个焊一个,向下插装到位再焊接,每个焊点的焊接时间最好不要超过3-5秒,焊后及时剪去元件引脚;
6、为保证电路板上元件的整齐、美观,建议插装和焊接时注意一定的技巧(例如:
焊发光二极管或按键等元件时,先将元件按正确方向紧贴电路板插装,然后每个元件只焊一个脚,再回顶层扶正歪斜的元件,最后将剩下的引脚全部焊接完毕);
7、电路板上有一部分元器件(或焊盘)是为今后进行功能扩展预留的,不需要焊接(标有X1~X15的位置都不必焊,需要焊的元件可以参见“电路板照片”);
8、焊接过程中要养成良好的习惯,例如工具摆放位置要顺手,元件及剪下的引脚不乱丢弃,注意用电安全,工作完毕后及时清理桌面卫生等;
9、焊接完毕通电前,要用万用表的电阻档测量电源接口的阻抗值(一般会大于1kΩ),若太小,则可能是电路板上有短路现象,为了防止烧坏计算机的USB接口,一定要检查并处理后再与计算机的USB口连接;
10、首次连接USB线给电路板通电时,因为单片机中还没有程序,所以电路板上的发光二极管和数码管的显示都是随机的,不代表任何意义,不能由此判别实验板是否存在故障;
11、接下来我们就可以往这个实验板中烧写程序了,具体的使用方法,请参见下文“五、实验板的使用方法”部分。
三、元件清单
名称
数量
说明
袋中元件
12MHz晶体
2
没极性
32.768KHz晶体
1
没极性(卧倒插装焊接)
DIP40集成块座
1
注意方向
DS1302
1
注意方向(重点)
IN4148
3
注意方向
热敏电阻
1
没极性
光敏电阻
1
没极性
LED
9
注意方向
数码管
6
【极性问题是重点】注意方向
按键
22
注意方向
USB座
1
六个脚都要焊接
蜂鸣器
1
注意方向
六脚自锁开关
1
注意方向
多圈精密电位器
1
注意方向
板上贴片
74HC164
6
10
1
CH430
1
1K
14
8550
1
10K
6
10UF
2
20K
1
103
4
RG==1K?
1
100PF
4
RT==1K?
1
22PF
4
R电源==10K?
1
6PF
2
其它
STC12C5A08S2
1
USB线
1
PCB
1
其他扩展元件
……
四、实验板照片
五、实验板的使用方法
注意:
【下面的说明乍看起来很长很麻烦,其实前四大步操作只需要在第一次使用时设置一遍。
今后正常使用,只需点击步骤5中的两个按键就OK了!
】
1、焊接工作完成后,将本实验板首次连接计算机时,需要安装驱动(每台电脑只在第一次使用实验板前执行一次即可,如同新买的U盘第一次连接计算机时要求安装驱动的情况相似)。
2、驱动文件在“STC单片机实验板资源汇总【学生】”文件夹的“windows端驱动”文件夹中;
3、驱动文件的安装方法:
运行CH341SER.EXE文件,弹出如下图所示的界面,然后点击“安装”按钮即可。
4、安装完毕后,将实验板连接到计算机的USB口上,并打开实验板的电源开关【此时,因为单片机中还没有写入程序,所以实验板上的显示是混乱的,此时不用管,只要接通电源即可】,在计算机桌面的“我的电脑”的右键菜单中选择“属性”,再在“硬件”标签中点击“设备管理器”按钮,在“端口(COM和LPT)”中查看多出的一个通讯端口的编号【例如:
下图中的
,表示实验板与这台计算机将通过COM5端口通讯,这个“COM5”将在下一步中用到。
不同计算机端口编号可能不同。
】
5、STC-ISP下载烧录软件的使用:
在“STC单片机实验板资源汇总【学生】”文件夹的“STC-ISP下载烧录软件”中双击图标
打开软件,如下图所示:
我们要先将STC实验板连接到计算机的USB接口上,然后按照以下的步骤操作就可以了:
步骤1:
选择单片机型号:
STC12C5A08S2;
步骤2:
点击按钮“打开程序文件”,选择你要往单片机中烧录的*.HEX文件;
步骤3:
选择与之通信的串行口的端口号【参见“实验板使用方法”的第4条】
步骤4:
【如果不是特殊需要,这部分不要随意改动,否则会带来不必要的麻烦!
】
步骤5:
点击“Download/下载”按钮,下面的信息显示框中会出现“正在尝试与MCU/单片机握手连接...”的提示。
此时,在关闭实验板上的电源开关的前提下,重新打开实验板的电源开关给实验板通电,程序会从计算机自动烧录到实验板的单片机中。
【此时,可以在实验板上观察程序执行结果了。
】
如果想往单片机中烧录另一个程序,可以再次执行上面的“步骤2”和“步骤5”两步,简单吧!
实验二KEIL软件的使用
一、Keil软件使用前的准备工作-----向KeilC中增加STC单片机型号的方法:
目前我们常用的keil软件有keiluV2版本和keiluV3版本等,现在以向keiluV2版本中添加STC单片机型号为例,常用的方法有两种:
【建议大家采用方法2】
方法1:
数据库替换法
打开文件夹“STC单片机实验板资源汇总【学生】”\“向KeilC中增加STC型号”\“方法1”\“UV2”,复制UV2.cdb文件,粘贴到C:
\Keil\UV2中,替换其中的UV2.cdb文件。
【这样,在keil软件中,可选的单片机就全是STC公司的型号了】
方法2:
新数据库添加法
打开文件夹“STC单片机实验板资源汇总【学生】”\“向KeilC中增加STC型号”\“方法2”,将其中UV2文件夹中的STC.CDB文件粘贴到C:
\Keil\UV2文件夹中;再将TOOLS.INI文件粘贴到C:
\Keil文件夹中,替换原来的TOOLS.INI文件。
【这样,在keil软件中,即保留了原keil软件中自带的单片机型号,又新增加了STC公司的型号】
二、Keil软件的使用简介
下面是KeiluVision2软件的简单使用步骤,详细的使用说明见“STC单片机实验板资源汇总【学生】”文件夹中的“附录:
Keil_uVision2软件的使用说明.doc”。
1、点击桌面上的图标
打开软件。
2、选择菜单中的【Project】/【NewProject】新建项目,在弹出的对话框中选择保存路径和填写项目名称,如下图所示,然后点击“保存”按钮。
如果是采用了“方法2:
新数据库添加法”向keiluV2中添加STC单片机型号的话,会弹出一个“SelectaCPUBaseFile”对话框,要在其中选择“STC单片机”,再在弹出的对话框中选择“STC12C5A16S2”系列中的“STC12C5A08S2”单片机,然后点击“确定”按钮,如下图所示:
3、接下来要新建一个源程序文件。
选择【File】/【New】选项,在弹出的程序文本框中输入程序,并选择【File】/【Save】选项,或者单击工具栏
按钮,保存源程序,(注意C文件后缀为*.c)然后点击“保存”按钮,如下图所示。
如果已经有源程序文件,可以忽略这一步。
4、单击Target1前面的+号,展开里面的内容SourceGroup1,用右键单击SourceGroup1,在弹出的快捷菜单中选择AddFiletoGroup‘SourceGroup1’选项,如下图所示:
5、选择刚才的文件“流水灯.c”,单击“Add”按钮,添加完毕后单击“Close”按钮,关闭该窗口,如下图所示:
6、鼠标右键单击Target1,在弹出的快捷菜单中选择OptionsforTarget‘Target1’选项,如下图所示:
7、在弹出的OptionsforTarget‘Target1’对话框中有10个选项卡,选中其中的第三个选项卡“Output”,中间的“CreateHEXFile:
”【生成HEX文件】选项一定要选中,如果编译之后没有生成HEX文件,就是因为这个选项没有被选中。
默认是不选中的。
最后点击“确定”按钮,如下图所示:
8、编译程序。
选择菜单【Project】/【Rebuildalltargetfiles】选项,或者单击工具栏中的
按钮,如下图所示,开始编译程序。
9、如果编译成功,开发环境下面会显示编译成功的信息,如下图所示。
10、如果有错误,回到源程序文本框中,修改程序,并且重新编译,直到编译成功为止。
至此编程工作顺利结束,可以将生成的*.Hex文件烧录进单片机,看看执行的结果了。
实验三流水灯实验
1、8个LED灯分别连接在单片机P2口上,具体见原理图;
2、因为是阴极通过电阻连接到单片机的I/O口上,所以当I/O口为“0”时LED灯亮,当I/O口为“1”时LED灯灭;
3、熟悉延时子程序的结构和编写方法;
4、编写主程序,实现LED灯的延时闪烁,闪烁频率在0.3~1.5秒之间可以任意设置;;
5、具体可以参见“参考程序”。
实验四音频输出实验
1、本实验板的P0.3口上连接了1个蜂鸣器,具体见原理图;
2、因为蜂鸣器是通过PNP型三极管8550来驱动的,所以当I/O口P0.3为“0”时蜂鸣器响,当I/O口P0.3为“1”时蜂鸣器不响;
3、熟悉单片机编程控制蜂鸣器发声的工作原理;
4、掌握单片机编程控制蜂鸣器发出不同频率声音的方法;
5、了解一段简短音乐乐谱的构成,及其单片机程序实现的基本方法;
6、编写主程序,通过编程实现单片机驱动蜂鸣器自动演奏一段音乐;
7、具体可以参见“参考程序”。
实验五按键的查询编程实验
1、本实验板上有一个按键连接在单片机的中断1(INT1)接口上,具体见原理图;
2、8个LED灯分别连接在单片机P0口上,具体见原理图;因为是阴极通过电阻连接到单片机的I/O口上,所以当I/O口为“0”时LED灯亮,当I/O口为“1”时LED灯灭;
3、熟悉中断子程序的编写方法;
4、编写主程序,实现LED灯的延时闪烁,闪烁频率在0.3~1.5秒之间可选;
5、具体可以参见“参考程序”。
实验六按键的中断编程实验
1、本实验板上有一个按键连接在单片机的中断1(INT1)接口上,具体见原理图;
2、8个LED灯分别连接在单片机P0口上,具体见原理图;因为是阴极通过电阻连接到单片机的I/O口上,所以当I/O口为“0”时LED灯亮,当I/O口为“1”时LED灯灭;
3、熟悉中断子程序的编写方法;
4、编写主程序,实现LED灯的延时闪烁,闪烁频率在0.3~1.5秒之间可选;
5、具体可以参见“参考程序”。
实验七数码管显示实验
1、本实验板的串行口上通过74HC164连接了六个数码管,具体见原理图;
2、因为本实验板上的数码管是共阳数码管,所以当74HC164的端口为“0”时数码管对应的段LED亮,当74HC164的端口为“1”时数码管对应的段LED灭;
3、了解数码管显示0~9等数字的原理和“字模”的构成方式;
4、掌握单片机通过串行口上连接的74HC164实现数码管显示数字的方法;
5、熟悉显示子程序的编写方法;
6、编写主程序,实现通过数码管显示自己学号后六位的方法;
7、编写主程序,实现通过数码管循环显示自己全部学号数字的方法;
8、具体可以参见“参考程序”。
实验八矩阵键盘编程实验
1、本实验板的P1口上连接了16个按键,具体见原理图;
2、本实验板的串行口上通过74HC164连接了六个数码管,具体见原理图;
3、了解行列翻转法进行矩阵键盘解码的工作原理;
4、掌握行列翻转法矩阵键盘解码的编程方法;
5、编写主程序,实现任意按下某键,其对应的键值能够在数码管上显示出来;
6、具体可以参见“参考程序”。
实验九定时器编程实验
1、8个LED灯分别连接在单片机P0口上,具体见原理图;
2、因为是阴极通过电阻连接到单片机的I/O口上,所以当I/O口为“0”时LED灯亮,当I/O口为“1”时LED灯灭;
3、了解单片机中定时器的结构和工作原理;
4、掌握定时器初值的计算方法;
5、熟悉定时器子程序的编写方法;
6、编写主程序,实现LED灯的定时闪烁,闪烁频率在0.3~1.5秒之间可以任意设置;
7、具体可以参见“参考程序”。
实验十电子时钟编程实验
1、本实验板的串行口上通过74HC164连接了六个数码管,具体见原理图;
2、因为本实验板上的数码管是共阳数码管,所以当74HC164的端口为“0”时数码管对应的段LED亮,当74HC164的端口为“1”时数码管对应的段LED灭;
3、复习数码管显示0~9等数字的原理和单片机通过串行口上连接的74HC164实现数码管显示数字的方法,以及显示子程序的编写方法;
4、复习定时子程序的编写方法;
5、编写主程序,实现单位时间长度的定时,从而定时1秒钟;并且编程实现60进制和24进制计数器,最终实现24时制时钟;
6、在主程序中编写按键程序,实现时钟当前时间的校时调整功能;
7、具体可以参见“参考程序”。
实验十一时钟芯片DS1302编程实验
1、DS1302时钟芯片通过P3.5、P3.6、P3.7三个I/O口连接到单片机上,具体见原理图;
2、复习数码管显示0~9等数字的原理和单片机通过串行口上连接的74HC164实现数码管显示数字的方法,以及显示子程序的编写方法;
3、通过阅读DS1302时钟芯片的数据手册,了解其结构和工作原理;
4、掌握DS1302时钟芯片初始化的程序编写方法;
5、编写程序,实现DS1302时钟芯片中时钟数据的读出,并且通过数码管显示;
6、实现通过按键向DS1302时钟芯片中写入新的时钟数据的具体编程方法;
7、具体可以参见“参考程序”。
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- STC 单片机 实验 板实 指导书 过程 概要