单片机实验
本文主要是关于51单片机的相关介绍,并着重对51单片机的原理及其应用进行了详尽的阐述。
51单片机是对所有兼容Intel 8031指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是Intel的8004单片机,后来随着Flash rom技术的发展,8004单片机取得了长足的进展,成为应用最广泛的8位单片机之一,其代表型号是ATMEL公司的AT89系列,它广泛应用于工业测控系统之中。很多公司都有51系列的兼容机型推出,今后很长的一段时间内将占有大量市场。51单片机是基础入门的一个单片机,还是应用最广泛的一种。需要注意的是51系列的单片机一般不具备自编程能力。
功能
·8位CPU·4kbytes程序存储器(ROM) (52为8K)
·128bytes的数据存储器(RAM) (52有256bytes的RAM)
·32条I/O口线·111条指令,大部分为单字节指令
·21个专用寄存器
·2个可编程定时/计数器·5个中断源,2个优先级(52有6个)
·一个全双工串行通信口
·外部数据存储器寻址空间为64kB
·外部程序存储器寻址空间为64kB
·逻辑操作位寻址功能·双列直插40PinDIP封装
·单一+5V电源供电
CPU:由运算和控制逻辑组成,同时还包括中断系统和部分外部特殊功能寄存器;
RAM:用以存放可以读写的数据,如运算的中间结果、最终结果以及欲显示的数据;
ROM:用以存放程序、一些原始数据和表格;
I/O口:四个8位并行I/O口,既可用作输入,也可用作输出
T/C:两个定时/记数器,既可以工作在定时模式,也可以工作在记数模式;
五个中断源的中断控制系统;
一个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行I/O口,用于实现单片机之间或单片机与微机之间的串行通信;
片内振荡器和时钟产生电路,石英晶体和微调电容需要外接。最佳振荡频率为6M—12M。
学习
作为一个初学者,如何单片机入门?
实际上,其实不需要多少东西,会简单的C语言,知道51单片机的基本结构就可以了。一般的大学毕业生都可以了,自学过这2门课程的高中生也够条件。设备上,一般是建议购买一个仿真器,例如,的“双功能下载线”就具有良好的稳定性和较快的下载速度,上位机可扩展,可以下载更多的单片机及嵌入式芯片。通过实验,这样才可以进行实际的,全面的学习。日后在工作上,仿真器也大有用处。还有,一般光有仿真器是不行,还得有一个实际的电路,即学习板,如图,即为,单片机最小系统。
学习板以强大的接口为主,单片机的学习分两方面,一方面是单片机的原理及内部结构,另一方面是单片机的接口技术。这些都是需要平时多积累,多动手,多思考,这样才能学好单片机技术。
注:“双功能下载线”在百度文库里有详细的使用说明,并且上位机会定期更新以支持更多的单片机。
单片机学习的4个阶段
一、整体了解
要知道 单片机是什么?单片机有何用?如何系统学习单片机?单片机系统设计的流程是怎样的,需要掌握哪些辅助软件?
了解这些之后,我们的学习就有了目标和方向。
二、揭秘 单片机很难学,是因为其内部结构、编程语言抽象,且实际应用中与其他电子技术和元器件知识相互关联,需结合起来一起设计开发产品。所以,第二阶段要了解单片机的内部结构是怎样的?单片机开发经常会用到哪些电子技术和元器件知识?如何将一条条编程指令组合成一段段有效的程序?
三、解密 之所以单片机能成为控制核心,设计出包罗万象的应用系统来,是因为开发者利用了单片机提供的种种功能及各种外设。所以,第三阶段我们要掌握单片机的各种功能,再加上诸如传感器、模数转换、扫描显示、串行、中断的应用思维,结合更多的元器件、电子电路知识,逐个学习、体会实际的单片机系统的秘密。
四、远航 通过以上三个阶段,读者基本就可掌握单片机的应用了。但要设计出丰富的单片机系统,解决复杂的实际问题,还需要了解更多的外设知识及其与单片机的联系(如电动机、各类
存储器、继电器、红外管等)。这些需要不断的学习和积累。有时候,接到一些开发任务,就需要你针对这个任务自觉地去搜集、学习相关知识,在实践中不断学习和提高。
有3种方案:
第一种,通过PWM脉宽调制输出方法控制转速,控制占空比的大小可以实现调速!
第二种,通过AD转换的方法控制直流电机的电压
第三种,用xtr115程控电流源来控制直流电机(类似第二种方法)
如果以上的驱动能力不够的话再加上一个电压跟随器!
一下以L298电机驱动电路为例。
L298是SGS公司的产品,L298N为15个管角的单块集成电路,高电压,高电流,四通道驱动,设计用L298N来接收DTL或者TTL逻辑电平,驱动感性负载(比如继电器,直流和步进马达)和开关电源晶体管。内部包含4通道逻辑驱动电路,其额定工作电流为 1 A,最大可达 1.5 A,Vss 电压最小 4.5 V,最大可达 36 V;Vs 电压最大值也是 36 V。L298N可直接对电机进行控制,无须隔离电路,可以驱动双电机。
当使能端为高电平时,输入端IN1为PWM信号,IN2为低电平信号时,电机正转;输入端IN1为低电平信号,IN2为PWM信号时,电机反转;;IN1与IN2相 同时,电机快速停止。当使能端为低电平时,电动机停止转动。
在对直流电动机电压的控制和驱动中,半导体功率器件(L298)在使用上可以分为两种方式:线性放大驱动方式和开关驱动方式在线性放大驱动方式。
半导体功率器件工作在线性区优点是控制原理简单,输出波动小,线性好,对邻近电路干扰小,缺点为功率器件工作在线性区,功率低和散热问题严重。开关驱动方式是使半导体功率器件工作在开关状态,通过脉调制(PWM)来控制电动机的电压,从而实现电动机转速的控制。
#include
#include
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit MOTOR_A_1=P3^6;
sbit MOTOR_A_2=P3^7;
sbit k1=P1^0; //定义k1为p1.0口
sbit k2=P1^1; //定义k2为p1.1口
sbit k3=P1^2; //定义k3为p1.2口
sbit k4=P1^3; //定义k4为p1.3口
uchar T=0; //定时标记
uchar W=0; //脉宽值 0~100
uchar A=0; //方向标记 0,1
uchar k=0; //按键标记
uchar i=0; //计数变量
uchar code table1[]={
0x3f,0x06,0x5b,0x4f,
0x66,0x6d,0x7d,0x07,
0x7f,0x6f,0x77,0x7c,
0x39,0x5e,0x79,0x71};
uchar code table2[]={0xfe,0xfb,0xfd,0xf7};
void delayms(uint t);
void disp(void)
{
P2=table2[3];
P0=table1[W]; //显示占空比个位
delayms(1); //延时1ms
P2=0xff; //P0清1
P2=table2[2];
P0=table1[W/100]; //显示占空比百位
delayms(1); //延时1ms
P2=0xff; //P0清1
P2=table2[1];
P0=table1[W/10]; //显示占空比十位
delayms(1); //延时1ms
P2=0xff; //P0清1
P2=table2[0];
P0=table1[A]; //显示方向
delayms(1); //延时1ms
P2=0xff; //P0清1
}
void init(void)
{
//启动中断
TMOD=0x01;
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
//设置定时时间
TH0=0xff;
TL0=0xf6;
}
void timer0() interrupt 1
{
//重置定时器时间
TH0=0xff;
TL0=0xf6;
T++; //定时标记加1
disp(); //数码管显示
if(k==0)
{
if(T》W)
MOTOR_A_1 =0;
else
MOTOR_A_1 =1;
}
else
{
if(T》W)
MOTOR_A_2 =0;
else
MOTOR_A_2 =1;
}
if(T==100)
T=0;
}
void delayms(uint t)
{
uchar j;
while(t--)
{
for(j=0;j《250;j++) //循环250次
{
_nop_(); //系统延时
_nop_(); //系统延时
_nop_(); //系统延时
_nop_(); //系统延时
}
}
}
void key(void) //按键判断程序
{
if(k1==0) //按键1按下
{
while(k1==0); //按键1抬起
if(W==100) //如果脉宽为100
W=0; //脉宽置0
else
W+=1; //否则加1
}
else if(k2==0) //按键2按下
{
while(k2==0); //按键2抬起
if(W==0) //如果脉宽为0
W=100; //脉宽设置成100
else
W-=1; //否则减1
}
else if(k3==0) //按键3按下
{
while(k3==0); //按键3抬起
A=!A; //方向标记取反
k=!k; //按键标记取反
}
else if(k4==0) //按键4按下
{
while(k4==0); //按键4抬起
W=0; //脉宽清0
}
}
void main(void)
{
init(); /////////系统初始化
while(1)
{
if(k==0)
MOTOR_A_2=0;
else
MOTOR_A_1=0;
key(); ////////查询按键
}
}
关于51单片机的相关介绍就到这了,如有不足之处欢迎指正。
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