c51单片机实验温度采集控制报告.docVIP

电子科技大学 电子工程 学院 实 验 报 告 实验名称 现代电子技术综合实验 姓名：赵源 学号：2902301022 评分： 教师签字 电子科技大学教务处制 电 子 科 技 大 学 实 验 报 告 学生姓名：李康为 学号：2902108014 指导教师：唐续 实验地点： 科A331 实验时间：第九周 实验室名称： 电子技术综合实验室 实验项目名称：温度采集控制设计与实现 实验学时： 32 实验目的与任务： 熟悉系统设计与实现原理 掌握KEIL C51的基本使用方法 熟悉SMART SOPC实验箱的应用 连接电路，编程调试，实现各部分的功能 完成系统软件的编写与调试 实验器材 PC机一台 示波器、SMART SOPC实验箱一套 实验原理、步骤及内容 （一）试验要求 1、在数码管的第一、二个显示当前环境温度，第三、六个数码管熄灭，第四、五个数码管显示设定温度，第七、八个数码管显示电机转速；设定温度初值25，利用“+”“-”两个按键可以加减该温度数值，范围在16~30之间，按键按下蜂鸣器响0.2s。 2、根据设定温度和实际环境温度的温差驱动直流电机。设定温度等于环境温度，直流电机停转；设定温度和环境温度温差的绝对值越大，直流电机转速越快（要求最大转速控制在100以内）。 3、增加一个按键，当其按下，数码管显示学号（后8位）10秒，然后恢复的温度和转速的显示。（附加内容，酌情给与附加分） 4、（选做）设定温度、环境温度、电机转速、学号分成四行在液晶上显示，其他要求不变。 （二）实验内容 数码管动态扫描原理 七段式LED数码管是常见的电子设备显示器件，能够显示数字0~9以及字 母a ~f，外加一个小数点，作为第八段。 数码管有静态和动态之分，每一类又有共阳和共阴之分。静态数码管驱动方法简单、亮度高，但是连线比较多，而动态数码管常常以多位联体的形式提供，连线较少，但是要用动态扫描的方法驱动，为了获得足够的亮度，限流电阻取值常常比较小。 动态数码管扫描的具体过程如下，先把第1个数码管的显示数据送到abcdefg和dp，同时选通com1，而其它数码管的com信号禁止；延时一段时间（通常不超过10ms），再把第2个数码管的显示数据送到abcdefg和dp，同时选通com2，而其它数码管的comd信号禁止；延时一段时间，再显示下一个。当扫描整个数码管的频率应当保证在50Hz以上时，就不会看到明显的闪烁，肉眼 观察，看上去是一起亮的。原理图如下： 图 1 数码管的动态扫描原理图 蜂鸣器工作原理 蜂鸣器发声原理是电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声的，因此需要一定的电流才能驱动它，单片机IO引脚输出的电流较小，单片机输出的TTL电平基本上驱动不了蜂鸣器，因此需要增加一个电流放大的电路。原理图见图： 图 2 蜂鸣器的原理图 如图2所示，蜂鸣器的负极经电阻R3接地，蜂鸣器的正极接到三极管的集电极C，三极管的基级B经过限流电阻R2后由单片机的P1.3引脚控制，当P1.3输出高电平时，三极管Q1截止，没有电流流过线圈，蜂鸣器不发声；当P1.3输出低电平时，三极管导通，这样蜂鸣器的电流形成回路，发出声音。因此，我们可以通过程序控制P1.3脚的电平来使蜂鸣器发出声音和关闭。程序中改变单片机P1.3引脚输出波形的频率，就可以调整控制蜂鸣器音调，产生各种不同音色、音调的声音。另外，改变P1.3输出电平的高低电平占空比，则可以控制蜂鸣器的声音大小。 I2C工作原理 1）I2C总线概述 I2C总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线，是具备多主机系统所需 的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高性能串行总线。 2）I2C信号线 I2C总线只有两根双向信号线。一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。I2C总线通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两根线均为高电平。连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总线的信号变低，即各器件的SDA及SCL都是线“与”关系。 图 3 I2C总线框图 3）I2C总线的数据传送 a)数据位的有效性规定 I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。 图 4 SDA与SCL的工作时序图 b) 起始和终止信号 SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号 SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。起始和终止信号都是由主机发出的，在起始信号产生后，总线就处于被占用的状态；在终止信号产生后，总线就处于空闲状态。