AVR单片机C语言程序设计实验指导书.docx
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AVR单片机C语言程序设计实验指导书.docx
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AVR单片机C语言程序设计实验指导书
实验一发光二极管的移动控制
一、实验目的
1.熟悉并行接口的设置与应用;
2.进一步熟悉编译软件和下载软件的使用;
3.熟悉C语言中移位、延时、数组等指令的应用;
4.增强学习单片机的兴趣。
二、实验内容
1.参考课本P128“发光二极管的移动控制”实验程序,实现发光二极管循环点亮的按键控制。
2.设计一个完整程序(另建一个文档),实现8个led灯的自动顺序(加法)点亮和逆序(减法)点亮。
见参考程序,并在程序中添加必要的解释文字。
三、实验步骤
1.以班级和姓名为文件夹名称在D盘根目录下新建一个子目录文件夹,用来保存每次实验的项目和程序。
(注意:
每次实验的位置固定,即下次实验的计算机还是上次的计算机。
)
2.再在这个子目录下以实验题目为名新建一个文件夹。
打开ICCAVR开发编程软件,新建一个工程文件项目,参照程序清单或根据实验要求自己重新修改设置并输入程序。
3.保存程序,并将程序源文件添加到项目里。
见下图1。
图1
4.设置项目属性,选择目标芯片等,见下图2,3。
图2图3
5.编译程序。
将所输入的程序进行编译(菜单Project→Make命令),或者在工具栏单击
按钮),若编译时下方出现错误提示,说明程序有语法错误,此时必须根据编译器所列出的错误消息,逐条查改,重新编译,直到错误消除并生成*.hex文件。
6.功能仿真。
利用proteus或AVRstudio的仿真功能对程序进行功能性仿真,验证程序功能是否正确。
7.打开下载软件(progisp或AVRStudio里的JTAGICE),将刚刚生成的相应*.hex文件写入单片机(在此之前,须将单片机实验板按要求与PC机连接正确,并接通电源)。
8.验证硬件实现的结果是否与功能要求一致。
四、参考程序(实现8个led灯的自动顺序(加法)和逆序(减法)点亮的部分程序)
/***********************
系统外接8M晶振
************************/
unsignedchari;
while
(1){
for(i=0;i<8;i++){
PORTB=~(1<
delay_ms(200);
}
for(i=8;i>0;i--){
PORTB=~(1< delay_ms(200); } } 实验二0~99数字的加减控制 一、实验目的 1.熟悉并行接口的设置与应用; 2.进一步熟悉编译软件和下载软件的使用; 3.熟悉十进制数各个位在数码管上显示的编程方法; 二、实验内容 1.参照课本P131“0~99数字的加减控制”的程序,实现按键对数字的加减控制功能(因实验板上数码管与PC口的连接方式和书本中的连接不一致,须修改源程序,具体见实验电路分析部分)。 2.假如需要控制0~999数字的加减控制,请重新设计一个程序实现该功能。 三、实验电路 本实验的电路连接如下图所示1。 注意: 本图中高位数码管连接低位PC口,低位数码管连接高位PC口,即图中第1位(最左边)数码管连接PC0,第2位数码管连接PC1,…,第8位(最右边)数码管。 与课本的实验电路连接方式不一致,故在程序设计中需要修改数码管的位选端。 高位 数码管 低位 数码管 图1键控计数电路 四、实验步骤 参照实验一的实验步骤过程。 1.参照课本P131,通过ICCAVR编译后生成*.HEX文件,并利用proteusISIS仿真程序实现的功能。 2.在不修改数码管位选端的情况下,观察程序执行结果。 3.分别修改数码管的个位和十位位选端,使数码管上显示的结果正常。 4.如要使数字的显示从数码管的最低位开始显示,重新设计数码管的个位和十位位选端编码。 5.若要控制0~999数字的加减控制,设计数码管的BCD转换。 五、部分参考程序 1.实验板上各个数码管的位选端数组为: ACT[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}//数码管从高位到低位显示//的排列编码 2.数码管BCD转换: PORTA=SEG7[counter%10];//显示counter变量的个位 PORTC=ACT[0];//选通个位数码管 delay_ms (1); PORTA=SEG7[counter/10%10];//显示counter变量的十位 PORTC=ACT[1];//选通十位数码管 delay_ms (1); PORTA=SEG7[counter/100];//显示counter变量的百位 PORTC=ACT[2];//选通百位数码管 delay_ms (1); 实验三脉宽调制(PWM)实验 一、实验目的 1.进一步了解脉宽调制的意义,熟悉脉宽调制的原理; 2.掌握脉宽调制的设置与应用; 3.能解读程序。 二、实验内容 1.参照课本P234“PWM测试实验”的程序,实现按键S1、S2对PWM的输出控制。 (1)编译通过后,进行软件仿真。 在ProteusISIS里利用LCD1602观察显示内容是否正确,并用虚拟示波器(OSCILLOSCOPE)观察OC2引脚(PD7)输出的PWM信号是否正常。 见下图。 注意: 开始仿真后,必须按下S1才有PWM波输出。 (2)用数字万用表检测OC2脚(PD7),观测输出电压是否与LCD指示的相符,并填入下表。 OCR2值 LCD显示的电压值( ) 数字万用表显示的电压值(V) 2.修改源程序(P234~P236),使输出脉宽是自动变化的。 部分参考程序如下: while (1){ unsignedchari; i=255; while(i){ OCR2=i; Delay_nms(50); i--; } i=1; while(i){ OCR2=i; Delay_nms(50); i++; } } 三、附LCD1602驱动参考程序 (注: 本驱动是在课本P182~185基础上进行修改的,目的是删除驱动程序中的检测LCD忙信号函数及与其相关语句,使仿真和显示正常。 ) /*******LCD1602液晶驱动程序***************/ #include #include #definextal8 #definePB00 #definePB11 #definePB22 //---------------------------- #defineucharunsignedchar #defineuintunsignedint #defineSET_BIT(x,y)(x|=(1< #defineCLR_BIT(x,y)(x&=~(1< #defineGET_BIT(x,y)(x&=(1< //-------端口电平的宏定义------------ #defineLCM_RS_1SET_BIT(PORTB,PB0) #defineLCM_RS_0CLR_BIT(PORTB,PB0) #defineLCM_RW_1SET_BIT(PORTB,PB1) #defineLCM_RW_0CLR_BIT(PORTB,PB1) #defineLCM_EN_1SET_BIT(PORTB,PB2) #defineLCM_EN_0CLR_BIT(PORTB,PB2) //------------------------------ #defineDataPortPORTA #defineBusy0x80 //**********函数声明******************** voidDelay_1ms(void); voidDelay_nms(uintn); voidLcdWriteData(ucharW); voidLcdWriteCommand(ucharCMD); voidInitLcd(void); voidDisplayLine2(uchardd); voidDisplayOneChar(ucharx,uchary,ucharWdata); voidePutstr(ucharx,uchary,ucharconst*ptr); /***********显示指定坐标的一串字符子函数************/ voidePutstr(ucharx,uchary,ucharconst*ptr) { uchari,l=0; while(ptr[l]>31){l++;} for(i=0;i DisplayOneChar(x++,y,ptr[i]); if(x==16){ x=0;y^=1; } } } //**********演示第二行移动字符串子函数************ voidDisplayLine2(uchardd) { uchari; for(i=0;i<16;i++){ DisplayOneChar(i,1,dd++); dd&=0x7f; if(dd<32)dd=32; } } //***********显示光标定位子函数****************** voidLocateXY(charposx,charposy) { uchartemp=0; temp&=0x7f; temp=posx&0x0f; posy&=0x01; if(posy)temp|=0x40; temp|=0x80; LcdWriteCommand(temp); } //**********显示光标定位的一个字符子函数*********** voidDisplayOneChar(ucharx,uchary,ucharWdata) { LocateXY(x,y); LcdWriteData(Wdata); } //***********LCD初始化子函数****************** voidInitLcd(void) { LcdWriteCommand(0x38);//显示模式设置(固定),8位数据接口 Delay_nms(5); LcdWriteCommand(0x01);//清屏 Delay_nms(5); LcdWriteCommand(0x0c);//开显示,不显示光标 Delay_nms(5); } //************写命令到LCM子函数************ voidLcdWriteCommand(ucharCMD) { LCM_RS_0;LCM_RW_0; DataPort=CMD; LCM_EN_1;Delay_nms (1);LCM_EN_0; } //************写数据到LCM子函数************* voidLcdWriteData(uchardataW) { LCM_RS_1;LCM_RW_0; DataPort=dataW; LCM_EN_1;Delay_nms (1);LCM_EN_0; } //***********1ms延时子函数******************* voidDelay_1ms(void) {uinti; for(i=1;i<(uint)(xtal*143-2);i++) ; } //=============n*1ms延时子函数================ voidDelay_nms(uintn) { uinti=0; while(i {Delay_1ms(); i++; } } 实验四0~5V数字式直流电压表 一、实验目的 1.掌握A/D转换程序的设计; 2.掌握数据采集与显示的应用; 3.掌握数据处理的方法; 二、实验内容 1.参照课本P383页“0~5V数字式直流电压表实验”程序,并编译、仿真,见下图所示。 注意: 由于用proteusISIS仿真时,数码管模型显示的闪烁现象和缓存现象,需要对其进行短延时和清屏,否则,显示将出现乱码现象。 可在main()主函数里加入两条语句: Delay (1); PORTA=0; (1)修改错误。 比较程序第25行“ADMUX=0XC7”以及程序第71行“x=(5000*(long)i)/1023”所指参考电压不一致,导致输入模拟电压值与数码管显示电压值不一致,有哪几种修改方案。 如把ADMUX=0XC7改为0X07。 (2)调节电位器(POT-LOG),观察数码管显示的电压值与虚拟直流电压表显示的电压是否一致。 2.将编译通过后的程序烧写到单片机里,调节AD电位器,观看开发板上数码管的显示情况。 注意数码管的位选端排列顺序,实验板与课本电路图中数码管排序不同,故需要调整位选端。 3.如果想观察ADC转换后的数字结果,则需将数码管显示改为: PORTA=SEG7[adc_val%10]; ……… 依次类推。 三、拓展实验 把数码管显示改为LCD1602液晶显示。 (可参考P240“0~5V数字电压调整器”lcd部分程序内容) 注意: 因使用PA7为输入端口,而PA口为原电路中LCD1602的数据端口,故把数据端口改为PC口,注意要把lcd1602液晶的驱动程序“lcd1602_8bit.c”中的语句“#defineDataPortPORTA”改为“#defineDataPortPORTC”。 ProteusISIS仿真图如下图。 四、附使用LCD1602显示ADC参考程序 #include #include"lcd1602_8bit.c" ucharconsttitle[]={"0-5vD_voltager"}; #defineucharunsignedchar #defineuintunsignedint uintadc_val,dis_val; uchari,cnt; /************************************************/ voidport_init(void) { PORTA=0x7F; DDRA=0x7F; PORTB=0xFF; DDRB=0xFF; PORTC=0xFF; DDRC=0xFF; PORTD=0xFF; DDRD=0xFF; } /************************************************/ voidadc_init(void){ ADCSRA=0xE3; ADMUX=0x47;} //*************************** voidtimer0_init(void){ TCNT0=0x83; TCCR0=0x03; TIMSK=0x01; } /*********************************************/ voidinit_devices(void) { port_init(); timer0_init(); adc_init(); SREG=0x80; } //*************************** #pragmainterrupt_handlertimer0_ovf_isr: 10 voidtimer0_ovf_isr(void) { TCNT0=0x83; cnt++; } //========================= uintADC_Convert(void) {uinttemp1,temp2; adc_init(); temp1=(uint)ADCL; temp2=(uint)ADCH; temp2=(temp2<<8)+temp1; return(temp2); } /**************************/ uintconv(uinti) { longx; uinty; x=(5000*(long)i)/1023; y=(uint)x; returny; } voiddelay(uintk) { uinti,j; for(i=0;i { for(j=0;j<1141;j++); } } /***********************/ voidmain(void) { init_devices(); Delay_nms(400); DDRA=0X7F;PORTA=0X7F; DDRC=0XFF;PORTC=0X00; DDRB=0XFF;PORTB=0X00; InitLcd(); ePutstr(1,0,title); DisplayOneChar(0,1,'A'); DisplayOneChar(1,1,'D'); DisplayOneChar(2,1,'C'); DisplayOneChar(3,1,'7'); DisplayOneChar(4,1,': '); DisplayOneChar(11,1,'.'); DisplayOneChar(15,1,'V'); while (1) { if(cnt>100) { adc_val=ADC_Convert(); dis_val=conv(adc_val); cnt=0; } delay(10); DisplayOneChar(5,1,(adc_val/1000)+0x30); DisplayOneChar(6,1,(adc_val/100)%10+0x30); DisplayOneChar(7,1,(adc_val/10)%10+0x30); DisplayOneChar(8,1,(adc_val%10)+0x30); DisplayOneChar(10,1,(dis_val/1000)+0x30); DisplayOneChar(12,1,(dis_val/100)%10+0x30); DisplayOneChar(13,1,(dis_val/10)%10+0x30); DisplayOneChar(14,1,(dis_val%10)+0x30); } }
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- AVR 单片机 语言程序设计 实验 指导书