传奇ＳＣＰ－１型单片机实验仪的研制及应用 |
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文章来源:第一九传奇网 发布时间:2012-01-22 00:46 |
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| 本文作者： 傅中君， 周根元， FU Zhong-jun， ZHOU Gen-yuan 第7卷第2期2001年6月常州技术师范学院学报JOURNALOFCHANGZ／-IOUTEACHERSCOLLEGEOFTECHNOLOGYv01．7．No．2Jun．。2001SCP．1型单片机实验仪的研制及应用傅中君，周根元(常州技术师范学院计算机科学与技术系，江苏常州213001)摘要：介绍自制的单片机实验仪的原理与结构，并给出了该实验仪在实验教学和课程设计中的应用。关键词：模块结构单片机实验应用课程设计中国分类号：C．434文献标识码：A0引言《单片机原理及应用》是一门实践性很强的课程，十分强调对学生动手能力的培养。 在早期的单片机实验中，一般采用自带仿该网游这一点强悍了真功能的的单片机实验仪系统，但在实际的教学过程中，发现存在以下问题：1．单片机实验仪仿真功能不足，与实际科研开发严重脱节2．单片机实验仪硬件电路给定，学生在实验和课程设计过程中接触不到实际的硬件电路设计，也无法充分发挥学生的想象力和创造力。而在教学过程中只采用单片机仿真系统也存在一定的问题，主要表现在单片机仿真系统并不附带实验中常用的一些外部器件如小键盘、数码管等，学生在进行实验的过程中往往只能用面包板来搭建，这样会使每个实验耗时增加，不能保证按时完成教学任务，而且可靠性也较差。针对这些在单片机实验中遇到的问题，结合实际教学需要，我们开发了SCP-1型单片机实验仪。1原理与结构本单片机实验仪提供了与MCS一51单片机仿真系统的接121，与单片机仿真系统结合来就可顺利完成单片机软硬件实验。 本单片机实验仪采用模块化的结构，每个模块之间相互独立，每个模块的内部连线由电路板布线实现，而输入／输出接口均用接插线的方式给出，学生根据实验需要自行连接。这样，既能让学生掌握硬件电路设计的一般方法，又节省实验时间，保证教学任务的顺利完成。 我们在SCP-1型单片机实验仪中设计了八个功能模块(见图1)，它们分别是MCS-51基本系统、移位寄存器、数码管显示、4x4小键盘、UART接口、按键及LED接121、RS-232C接口、电源功能模块。1．1MCS-51基本系统MCS-51基本系统模块包含复位电路、晶振电路、程序存储器选择电路、数据／地址／控制总线及I／0接口电路四大部分。上电自动复位电路晶振频率为11．0592MHz程序存储器选择电路为一跳线选择电收稿日期：2001-02-21修回日期：2001．04-15作者简介：傅中君(1973～)，男，常州技术师范学院计算机科学系网游助理工程师周根元(1965一)，男，常州技术师范学院计算机科学系讲师．01范州技术师常学院学报7卷第方数据万第．2期傅中君周根元：sCP．1型单片机实验仪的研制及应用11路，改变／EA引脚的电平用于选择仿真内部含有程序存储器单片机或内部不含有程序存储器的单片机MCS一51单片机的数据／地址总线(P0、P2口)、控制总线(P3口、眦、／PSEN)和I／O接口(P1口)以接插口的形式给出，用于与外部电路连接。另外实验仪中8051是一个40芯的集成电路插座，插上MCS一51仿真插头就可进行在线仿真，用于与外部电路连接。I．2移位寄存器模块移位寄存器模块采用一片CD4094(移位寄存器)和一片74LS245(总线三态收发器)来实现。 1．3数码管显示模块数码管显示模块中，数码管采用TBA4012双位数码管，用三极管进行位驱动，可实现一位静态显示和多位动态显示。七段码输入有串行和并行两种方法。 串行接VI中使用移位寄存器模块，74LS245段驱动，并行接口可以直接与MCS一51的P1口线相接信息。1．44x4小键盘模块4×4小键盘模块主要用于进行人机接口实验编程，它由4根行线和4根列线组成一个16键的键盘矩阵。4根行线与数码管位选信号共用一根口线。 1．5Um订接口本实验板提供一个UART接口，用于单片机与单片机之间使用TIL电平进行串行通信，可应用在串行通信实验传奇文章和多机通信实验中。1．6按键及LED接口按键及LED接口主要用于应用系统状态指示和人工干预，也可用于中断实验。其中LED低电平点亮。 1．7黔232C接口本系统采用MAXIM公司的MAX232RS一232电平转换器，它既能将EIA电平转换成’ITIL电平，又能将吼电平转换成EIA电平，并且只需要单+5、，电源。 1．8电源模块电源模块包含7805稳压电源和电源指示两部分，用于提供实验仪工作电压。本实验仪的工作电压可以由两种方式提供：一种是直接用+5v电压给实验仪供电，这时只要把+5v电源直接接到电源模块的输出端就可另一种方式是用其他方便的918V直流电源供电，经电源模块稳压后可输出稳定的+w电压给实验仪供电，同时还可给其他外部设备提供+5v电压。2实验应用本实验仪能开展多项单片机硬件实验，现开出定时／计数器实验、外中断实验、移位寄存器实验、数码静态显示实验、数码动态显示实验(串行发送)、数码动态显示实验(并行发送)、小键盘实验、数码显示与小键盘综合实验、串行通信实验、多机通信实验、单片机与PC机通信实验等多个实验项目。这些实验涵盖了《单片机原理与应用》课程的主要知识点，对8051单片机的八大硬件资源都有涉及，并且在书本知识的基础上有了更进一步的提高和拓展，提供了一个把专用计算机系统与现有的通用型计算机系统相结合的机会。通过这些实验的训练，学生很快就掌握了单片机的主要知识点，并且能很好地把理论和实际联系起来，真正做到融会贯通，应用知识的能力有了很大的提高。3课程设计我系《单片机原理与应用》课程设计也同样采用本单片机实验仪来完成。在课程设计过程中，我们要12常州技术师范学院学报第7卷求学生根据课程设计任务书所提出的设计要求和设计指标，利用本实验仪提供的硬件资源，完成设计任务。在教学过程中，我们开出了以下几个设计项目：3．1世界钟设计一套能显示不同时区的世界钟系统，在一台主机的协调下，多台实验仪连成网络，分别显示不同时区的时间和日期主机上修改时间和13期后，从机自动调整。 3．2分布式数据采集和控制系统设计一套多采集点、多控制点的控制系统。 每个实验仪完成一个功能，新开传奇或采集一点温度，或控制一个阀门，多台实验仪连成一个网络，在一台主机的协调下，构成一个完整的数据采集和控制系统。3．3锅炉控制系统设计一套锅炉控制系统，数据采集板与本实验仪相连接，实时采集锅炉炉膛温度和水温并显示出来，同时根据采集的数据控制水流阀门，保持锅炉的最佳运行状态。在异常情况下，要及时报警、记录异常和停止锅炉工作，保证锅炉的安全。 3．4自行车测速系统设计一个实时的自行车速度测量系统。速度传感器与本实验仪相连接，实时采集自行车当前的转速和里程并显示出来，同时给出评价分。 这些课程设计项目具有较强的真实性，通过这些课程设计的训练，学生基本经历了单片机应用系统开发的全过程，进一步训练了科学研究的基本技能，培养了应用所学知识解决具体问题的能力。4结束语经过几年的教学实践，我们觉得本实验仪简单实用，完全符合教学需要，达到了当初的设计目的和取得了预期的效果。 并且在学生毕业设计中也有一定的应用价值，具有较高的推广价值。参考文献：【1】张友德，赵志英，涂时亮．单片微型机原理、应用与实验【M】．上海：复旦大学出版社，1992．【2】何立民．单片机应用系统设计【M】．北京：北京航空航天大学出版社，1996．[3】刘乐善，叶济忠，叶永坚．微型计算机接口技术原理机应用【M】．武汉：华中理工大学出版社，1996TheSCP一1MicrocontrollerExperimentApparatusof：ItsDevelopmentandApplicationFUZhong-junI,ZHOUGen-yuan2(DepartmentofComputerScienceandTechnology，ChangzhouTeacherscoZ姆ofTechnology，Changzhou213001，China)Abstract：ThepaperdescribestheprineipiumandstIuctureoftheSCP-1IllicIDconnoⅡerexperimentap-paratus，anddiscussesitsdevelopmentandapplicationinexperimentandcoupedesign。Keywords"modules咖cmmmicrocontrollersexperimentteachingcoursedesign责任编辑屠跃玲。 新开传奇 本文《ＳＣＰ－１型单片机实验仪的研制及应用》 --- 作者： 傅中君， 周根元， FU Zhong-jun， ZHOU Gen-yuan |
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