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幾個單片機常用實驗分享給大家學習 8255 LCD 鍵盤掃描及數碼管顯示 步進電機等

[復制鏈接]
ID:945685 發表于 2021-6-27 21:33 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
鍵盤掃描及顯示設計實驗
一、實驗目的
1.了解8255的工作方式及應用；
2.了解鍵盤掃描及數碼顯示的基本原理，熟悉8255的編程。
二、實驗設備
PC機一臺，TD-NMC+教學實驗系統、或“TD-PIT++教學實驗系統＋TD-51 系統平臺”、或“TD-PITE 教學實驗系統＋TD-51 系統平臺”
三、實驗內容
將 8255 單元與鍵盤及數碼管顯示單元連接，編寫實驗程序，掃描鍵盤輸入，并將掃描結果送數碼管顯示。鍵盤采用 4×4 鍵盤，每個數碼管顯示值可為 0～F 共 16 個數。實驗具體內容如下：將鍵盤進行編號，記作 0～F，當按下其中一個按鍵時，將該按鍵對應的編號在一個數碼管上顯示出來，當再按下一個按鍵時，便將這個按鍵的編號在下一個數碼管上顯示出來，數碼管上可以顯示最近 4 次按下的按鍵編號。
四、實驗電路連接圖
單片機源程序如下:
  1. #include "Absacc.h"
  2. #define C8255_A    XBYTE[0x7F00]   //              8255端口地址定義
  3. #define C8255_B    XBYTE[0x7f01]
  4. #define C8255_C    XBYTE[0x7f02]
  5. #define C8255_CON  XBYTE[0x7f03]
  6. unsigned char a[] = {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f, 0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07, 0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c, 0x39, 0x5e, 0x79, 0x71};
  7. unsigned char b[] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00};     //顯示緩沖

  9. unsigned char key_down;
  10. unsigned char key_value;
  11. unsigned char key_count;

  13. void delay(unsigned int time)
  14. {  
  15.     unsigned int i;
  16.     for(i=0; i<time; i++);
  17. }
  18. void keyscan()                               //按鍵掃描函數
  19. {
  20.     unsigned char cc;
  21.     C8255_A = 0x00;                        //X1~X4置0
  22.     cc=C8255_C;                           //得到Y1~Y2的值
  23.     key_down =(~cc)&0x0f;
  24. }
  25. void display()                                //顯示函數
  26. {
  27.    unsigned char i,j = 0xDF;
  28.    for(i=0; i<6; i++)
  29.    {
  30.       C8255_A = 0xFF;
  31.       C8255_B = a[b[i]];                      //查表輸出顯示
  32.       C8255_A = j;
  33.       delay(0x100);
  34.       j = (j>>1)|(j<<7);
  35.     }
  36. }
  37. void clear()                               //清屏
  38. {
  39.     C8255_B = 0x00;
  40. }
  41. void writebuffer()
  42. {
  43.    b[key_count] = key_value;
  44.    key_count--;
  45.    if(key_count == -1)
  46.          key_count = 5;
  47.    display();
  48.    clear();
  49.    keyscan();
  50.    while(key_down)                      //鍵盤消抖
  51.    {
  52.        display();
  53.        clear();
  54.        keyscan();
  55.     }
  56. }
  57. void getkey()                            //得到按鍵值
  58. {
  59.    unsigned char value;
  60.    unsigned char i,j = 0xFE;
  61.    for(i=0; i<4; i++)
  62. {  
  63.    C8255_A = j;
  64.    value = C8255_C;
  65.    if(!(value & 0x01))                          //行1
  66.    {
  67.        key_value = i + 0;
  68.        writebuffer();
  69.        return;
  70.    }
  71. if(!(value & 0x02))                              //行2
  72. {
  73.        key_value = i + 4;
  74.        writebuffer();
  75.        return;
  76.    }
  77. if(!(value & 0x04))                               //行3

  79.    {
  80.        key_value = i + 8;
  81.        writebuffer();
  82.        return;
  83.    }
  84. if(!(value & 0x08))                                //行4

  86.    {
  87.        key_value = i + 12;
  88.        writebuffer();
  89.        return;
  90.    }
  91.   j<<=1;
  92. }
  93. }
  94. void main()
  95. {
  96.      C8255_CON = 0x81;                    //8255初始化
  97.      key_count = 5;
  98.      while(1)
  99.      {
  100.         display();                           //顯示
  101.         clear();                            //清屏
  102.         keyscan();                         //按鍵掃描
  103.         if(key_down)                     //判斷是否有按鍵按下
  104.        {
  105.            display();
  106.            delay(0x80);
  107.            clear();
  108.            keyscan();
  109.            if(key_down)
  110.            {
  111.             getkey();                      //得到按鍵值
  112.      } } }}
復制代碼

實驗結果


  • 實驗心得
通過本次實驗，使自己對8255單元的功能與應用有了一定的了解，通過自己接線也更直觀的了解到了矩陣鍵盤的工作原理，通過編寫程序也使得自己對單片機和c語言的邏輯關系有了進一步的認識。
實驗二、字符型LCD顯示設計實驗
一、實驗目的
    了解字符型液晶的控制方法及程序設計方法。
二、實驗設備
     PC機一臺，TD-NMC+實驗裝置一套。
三、實驗內容
編寫實驗程序，在液晶第一行上顯示字符串。在液晶第二行上顯示字符串。并循環動態顯示。
四、LCD液晶顯示單元和實驗接線圖
  1. #include<reg51.h>
  2. #include<intrins.h>                    //引腳定義
  3. sbit RSPIN = P1^5;
  4. sbit RWPIN = P1^6;
  5. sbit EPIN = P1^7;
  6. unsigned char XPOS,YPOS;
  7. unsigned char DisTab1[] = "Love you";
  8. unsigned char DisTab2[] = "My girl hrm";
  9. void delay(unsigned int t)
  10. { unsigned int i,j;
  11. for(i=0;i<t;i++)
  12. for(j=0;j<10;j++);
  13. }
  14. void lcdwaitidle(void)                 //忙狀態判別
  15. { P0=0xff; RSPIN=0; RWPIN=1; EPIN=1;
  16. while((P0&0x80)==0x80);       //讀取忙標志BF, 判為1否, 為1等待
  17. EPIN=0;
  18. }
  19. void lcdwcn(unsigned char c)                  //寫指令c
  20. {
  21. RSPIN=0; RWPIN=0; P0=c; EPIN=1;
  22. _nop_(); EPIN=0;

  24. void lcdwc(unsigned char c)       //查詢忙標志, 然后寫指令c
  25. {
  26. lcdwaitidle();
  27. lcdwcn(c);
  28. }
  29. void lcdwd(unsigned char d)        //查詢忙標志, 然后寫數據d
  30. { lcdwaitidle();
  31. RSPIN=1; RWPIN=0; P0=d; EPIN=1;
  32. _nop_(); EPIN=0;
  33. }
  34. void lcdpos(void)
  35. {
  36. XPOS&=0x3f; YPOS&=0x03;
  37. if(YPOS==0x00)
  38. lcdwc(XPOS|0x80);               //DDRAM 地址設置(第 1 行)
  39. else if(YPOS==0x01)
  40. lcdwc((XPOS+0x40)|0x80);        //DDRAM 地址設置(第 2 行)
  41. }
  42. void lcdinit(void)               //LCD 初始化
  43. { delay(150); lcdwcn(0x38);     //總線8位,兩行顯示,5*7點陣字符體
  44. delay(50); lcdwcn(0x38);
  45. delay(50); lcdwcn(0x38);
  46. lcdwc(0x38);
  47. lcdwc(0x08);                //關閉顯示, 光標消失, 閃爍禁止
  48. lcdwc(0x01);                //清屏
  49. lcdwc(0x06);               //AC加1計數,禁止滾動
  50. lcdwc(0x0e);               //開顯示
  51. }
  52. void Display(void)          // 顯示子程序
  53. {
  54. for(XPOS=0; XPOS<16; XPOS++)
  55. {
  56. YPOS=0; lcdpos(); lcdwd(DisTab1[XPOS]);
  57. YPOS=1; lcdpos(); lcdwd(DisTab2[XPOS]);
  58. delay(2000);
  59. }
  60. for(XPOS=16; XPOS<30; XPOS++)
  61. {
  62. lcdwc(0x18);                 // 滾屏
  63. YPOS=0; lcdpos(); lcdwd(DisTab1[XPOS]);
  64. YPOS=1; lcdpos(); lcdwd(DisTab2[XPOS]);
  65. delay(2000);
  66. }
  67. }
復制代碼

  • 實驗結果
七、實驗心得
本次實驗讓我了解到LCD液晶顯示的工作原理，以及LCD液晶顯示串口的各向功能，加深了對單片機與c語言的實踐能力。但也從中意識到自己的理論水平還是比較有限，對于編寫程序的能力有待提高，我看到了自己許多不足之處。首先，對于儀器的認識具體模塊的構成依然非常生疏。再次，對于理論知識的掌握也不夠系統，LCD液晶顯示實驗，對這方面的理論知識沒有一層清楚的概念。所以，本次實驗對于我來說還是要花足功夫的。一開始，我就從網上和圖書館搜集了很多資料，針對液晶顯示方面的知識有個系統性的認識，然后又找了本次實訓相關的代碼進行嘗試，由于對實驗設備的操作不夠了解，所以在這方面詢問老師比較多，在老師和同學的幫助下，也逐漸對操作有了進一步的熟悉。

步進電機實驗
  • 實驗目的
    了解單片機控制步進電機的方法。
    二、實驗設備
        PC機一臺，TD-NMC+教學實驗系統、或“TD-PIT++教學實驗系統+TD-51 系統平臺”、或“TD-PITE 教學實驗系統+TD-51 系統平臺”
    三、實驗原理
       使用開環控制方式能對步進電機的轉到方向、速度和角度進行調節。所謂步進，就是指每給步進電機一個遞進脈沖，步進電機各繞組的通電順序就改變一次，即電機轉動一次。根據步進電機控制繞組的多少可以將電機分為三相、四相和五相。實驗中所使用的步進電機為四相八拍電機，電壓為DC5V。
  • 實驗內容
       編寫實驗程序，通過單片機的 PO 口控制步進電機運轉。參考接線圖如圖 5-1-2 所示。
  • 實驗程序
#include<reg51.h>
unsigned char L_value[8]={0x0E,0x0C,0x0D,0x09,0x0B,0x03,0x07,0x06};
void  delay()
{
unsigned  int i;
for(i=0;i<30000;i++);
}
void main()
{
unsigned char m;
P0=0x0;
while(1)
{
for(m=0;m<7;m++)
{
P0=L_value[m];
delay();
}
}
}
  • 實驗結果
七、心得
    通過這次實驗，掌握了單片機步進電機的工作原理和他的幾種不同的工作方式，并且對他的不同工作方式的差異有了自己的想法。即：通過改變for(i=0;i<30000;i++)里的30000可以改變步進電機的運轉速度。當for(m=0;m<7;m++)時，電機順時針轉動；當for(m=7;m>0;m--)時電機逆時針轉動。

實驗四、直流電機PWM調速實驗
一、實驗目的
了解單片機控制直流電機的方法，并掌握脈寬調制直流調速的方法。
二、實驗設備
PC機一臺，TD-NMC+教學實驗系統、或“TD-PIT++教學實驗系統+TD-51 系統平臺”、或“TD-PITE 教學實驗系統+TD-51 系統平臺”
三、實驗原理
直流電機單元由DC12V、1.1W 的直流電機，小磁鋼，霍爾元件及輸出電路構成。PWM的示意圖如圖 5-2-1 所示。通過調節 T1 的脈沖寬度，可以改變 T1 的占空比，從而改變輸出，達到改變直流電機轉速的目的。
  • 實驗內容
    實驗接線圖如圖 5-2-2 所示，通過單片機的P1.7口來模擬PWM輸出，經過驅動電路來驅動直流電機，實現脈寬調速。在TD-NMC+實驗平臺中將P1.7直接與驅動電路的A端連接，驅動單元的輸出 A'連接直流電機單元的 2 端。
  • 圖5-2-2直流電機實驗接線
  • 實驗程序
#include <reg51.h>
#define T_value(unsigned  char)0x80         //T周期值
#defineT1_value(unsigned  char)0x20        //T周期中高電平周期T1值
#defineTH0_value(unsigned char)0xFE        //定時器T0計數值（高）
#defineTL0_value(unsigned char)0x00        //定時器T0計數值（低）
sbit DRV=P1^7;
unsigned  char T_Count;                   //延時次數
void init_tim0()                         //定時器0初始化，定時基數
{
TMOD=0x01;
TH0=TH0_value;
TL0=TL0_value;
TR0=1;
ET0=1;
EA=1;
}
void int_tim0() interrupt 1
{
TH0=TH0_value;
TL0=TL0_value;
T_Count--;
}
void main()
{
unsigned char Tx ;
DRV=0;
init_tim0();
T_Count=T1_value;
Tx=T1_value;
while(1)
{
if(T_Count==0)
{
DRV=~DRV;
Tx=T_value-Tx;
T_Count=Tx;
}}}
  • 實驗結果
八、實驗心得
通過軟件得設計及運行，實驗達到了預期得結果,實現了電機得正轉、反轉,加速與減速設計。設計過程中遇到了很多得問題，但就是我們沒有半途而廢，加深了對知識得理解，一點一點得分析.總而言之,這次設計讓我受益匪淺。在摸索該如何設計電路使之實現所需功能得過程中，培養了我得設計思維，增加了實際操作能力，也讓深深地體會到了自己學習知識得不足之處,對于知識得理解程度不夠深,自己以為明白得實際上不明白.在以后得學習過程中,我會重視這些問題，逐漸改變自己得學習習慣，不斷得進步!

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