При выполнении лабораторных работ рекомендуется прочитать методическое пособие к каждой лабораторной работе. После чего приступить к выполнению лабораторной работы. Рисунок 1 – вид стенда при подключении к компьютеру Алгоритм выполнения лабораторной работы: 1) Подключить кабель USB в соответствующий разъем 1 и нажать клавишу включения питания 2, при этом должны загореться два светодиода 3 (Рисунок 1) 2) Подключить все элементы необходимые для выполнения лабораторной работы с помощью гибких шлейфов. При подключении шлейфы не должны перекручиваться. 3) Написать текст программы в интегрированной среде разработки Keil. Для этого необходимо: 1. Создать папку на рабочем столе с названием лабораторной работы 2. ОткрытьпрограммуKeilµVision 5 3. На верхней панели нажатьProject ->New µVisionProject (Рисунок 2) Рисунок 2 – Создание нового проекта 4. Выбрать созданную ранее папку, написать имя файла, например, название лабораторной работы и нажать «Сохранить» (Рисунок 3). Рисунок 3 – Сохранение нового проекта 5.Выбрать микроконтроллер AT89C51 и нажать клавишу «ок» (Рисунок 4). Рисунок 4 – Выбор микроконтроллера 6. В появившемся окне следует нажать «Нет» (Рисунок 5). Рисунок 5 7. Создать новый текстовый документ нажав комбинацию клавиш Ctrl+Nили выбрать в верхнем левом углу на панели клавишу с изображением белого листа (Рисунок 6). Рисунок 6 – Создание нового текстового документа 8. Нажать левой кнопкой мыши File ->SaveAsи сохранить в ранее созданную папку. Имя файла должно быть обязательно с расширением «.с» для программы написанной на языке С и «.asm» для программы написанной на языке ассемблер (Рисунок 7). Рисунок 7 – Сохранение программы 9. Нажать левой кнопкой мыши на «+» рядом с «Target 1 » Рисунок 8 Рисунок 8 10. Нажать правой кнопкой мыши на «SourceGroup 1» и выбрать «Add Existing Files to Group ‘Source Group 1’» (Рисунок 9). Рисунок 9 11. В открывшемся окне необходимо выбрать ранее созданный файл с расширением .с или .asm (Рисунок10). Нажать клавишу «Add», а затем «Close». Рисунок 10 12. В папке Source Group 1 появляется документ с необходимым расширением, а на изображении белого листка появляется стрелка (Рисунок 11). Рисунок 11 13. Для того чтобы по окончании компиляции создался исполнительный файл необходимо на верхней панели нажать клавишу «Options for Target» (Рисунок 12). Рисунок 12 14. В открывшемся окне выбираем вкладку «Output» и отмечаем галочкой «Create HEX File» (Рисунок 13), затем нажать «ок» Рисунок 13 15. Написать программу на языке выбранного расширения (C, Asm) и нажать F7 или клавишу «Build» на верхней панели (Рисунок 14). Рисунок 14 16. После успешной компиляции в нижней части появится сообщение об отсутствии ошибок и создании исполнительного файла (Рисунок 15). Рисунок 15 4) Загрузить исполнительную программу в микроконтроллер. Для этого необходимо: Запустить программу-загрузчик PZ-ISP (Рисунок 16). Для изменения языка необходимо кликнуть «English/Chinese» (1). Выбрать тип контроллера «STC89Cxx (New)» (2). Выбрать номер COM-порта (3) и скорость загрузки (4). Выбрать созданный ранее исполнительный файл, нажав клавишу «Open File»(5) и нажать клавишу «Program Download»(6). Дождаться окончания загрузки. Процесс загрузки (7). По окончании на экране появится запись об успешном завершении (8) Рисунок 16 Лабораторная работа №1 Цель работы: изучить особенности системы прерываний микроконтроллера семейства MCS-51 и разработать программу-обработчик прерывания. Программа стартует по нажатию клавиши K2, при этом на светодиодной матрице поочередно включаются столбцы светодиодов. После нажатия клавиши, подключенной к линии порта P3.2 (K1), возникает внешнее прерывание по INT0, при этом выполнение основной программы прекращается, и запускается подпрограмма обработки запросов прерываний, о чем сигнализирует включение реле на 5 секунд, подключенного к линии порта P3.0 при этом на семисегментном индикаторе высвечивается выполненное количество прерываний. После чего происходит возврат к выполнению основной программы. После 3 выполненных прерываний, устанавливается запрет всех прерываний. Вид стенда для выполнения лабораторной работы представлен на рисунке 17. Рисунок 17 - Схема лабораторного стенда для выполнения лабораторной работы №1. Выводы семисегментного индикатора(1) подключаются к порту микроконтроллера P1. Выводы дешифратора(2) подключаются к порту микроконтроллера P0. Выводы светодиодной матрицы подключается к порту микроконтроллера P2. При подключении выводов J20 (4) включается красная матрица светодиодов, при подключении выводов J19 (3) – зеленая. Вывод электромагнитного реле (5) подключается к линии порта P3.0. Клавиши K1 (6) и K2 (7) подключаются к линиям порта P3.2 иP3.3. При подключении соединительные шлейфы не должны перекручиваться. Лабораторная работа №2 Цель работы №2: разработать программу получения данных о текущей температуре с цифрового датчика температуры и вывода этих данных на жидкокристаллический дисплей в привычной форме. Вид стенда для выполнения лабораторной работы представлен на рисунке 18. Рисунок 18 - Схема лабораторного стенда для выполнения лабораторной работы №2. Выводы жидкокристаллического экрана и выводы датчика температуры необходимо подключить в соответствующие гнезда на стенде, так как это показано на рисунке 18. При включении микроконтроллера, происходит инициализация. После этого микроконтроллер выставляет на линии логический 0 и ждет ответа от датчика. После того как датчик сообщает о своей готовности, начинается побитная передача информации с помощью интерфейса 1-Wire. Цифровой датчик температуры подключен к линии P3.7. После получения байта, в котором записано текущее значение температуры, микроконтроллер переводит цифровое значение в аналоговое, с помощью следующих формул: для положительной температуры: t°C = (Цифровой код) · 0.0625; для отрицательной температуры: t°C = (- (Цифровой код) + 1) · 0.0625; После преобразования данных микроконтроллер ждет подтверждения о готовности начать обмен от жидкокристаллического дисплея, после подтверждения, микроконтроллер совершает обмен данными с помощью параллельного интерфейса ввода-вывода в четырехбитном режиме. В этом случае на выводах DB4 – DB7 индикатора сначала будут передаваться старшие четыре бита данных/команды, затем – младшие четыре бита. Выводы DB0 – DB3 останутся незадействованными. Выводы DB0 – DB7 подключены к линиям порта P0. Лабораторная работа №3 Цель работы: изучить особенности динамической индикации и разработать программу вывода данных о текущих температуре и времени на семисегментный индикатор. При включении микроконтроллера, он проходит инициализацию, после чего поочередно, с интервалом 5 секунд, отображает на семисегментом индикаторе время и температуру. Для вывода температуры используется интерфейс 1 – Wire. Температура измеряется с помощью цифрового датчика DS18B20, подключенного к линии порта P3.7. Для измерения времени используются часы реального времени DS1302, подключенные к линии порта P3.4. Для передачи данных времени используется последовательный порт ввода-вывода. Данные отображаются на четырехразрядном семисегментном индикаторе, подключенном к микроконтроллеру с помощью дешифратора. Вид лабораторного стенда для третьей лабораторной работы представлен на рисунке 19. Рисунок 19 Датчик температуры должен быть включен в соответствующий разъем. Перемычка (1) должна быть отключена. Выводы дешифратора (2) A,Bи С должны быть подключены к линиям порта микроконтроллера (3) P2.2, P2.3 и P2.4 соответственно. Выводы дешифратора (4) должны быть подключены к порту P0. Лабораторная работа №4 Цель работы: Научиться микроконтроллера.Разработать управлять программу внешней для ПЗУ взаимодействия микроконтроллера с внешней памятью. Вид лабораторного стенда для четвертой лабораторной работы представлен на рисунке 20. После включения микроконтроллера семисегментном индикаторе отображаются семисегментного индикатора подключены на четыре с четырехразрядном нуля. помощью Выводы дешифратора. Выводымикроконтроллера P2.2-P2.4 (5) подключены ко входу дешифратора (2), А,В,С. Выводы другого дешифратора (1) подключены к порту микроконтроллера Р0 (6). Этот дешифратор отвечает за число, отображаемое на индикаторе. Первый дешифратор отвечает за используемые разряды семисегментного индикатора. С помощью клавиши К3 (4), подключенной к линии порта P3.2, отображаемое число можно инкрементировать, с помощью клавиши K4 (4), подключенной к линии порта P3.3, обнулить значение. С помощью клавиши К2 (4), подключенной к линии порта P3.1, выводимое число записывается во внешнюю память EEPROM 24C02, а при нажатии клавиши К1 (4), подключенной к линии порта P3.0, ранее записанное число, во внешнюю память выводится на индикаторе. Рисунок 20 Лабораторная работа №5 Цель работы: изучить принцип управления скоростью вращения вала электродвигателя. Разработать программу для взаимодействия микроконтроллера с электродвигателем постоянного тока. Электродвигатель (6) подключается к выводам микросхемы драйвера ULN2003AG4 (5) с помощью гибких шлейфов. Вывод линии порта микроконтроллера Р1.0 (1) подключается к выводу микросхемы драйвера электродвигателя (4). От микроконтроллера на драйвер передается дискретный сигнал. На оси вала электродвигателя размещен дисковый индикатор, позволяющий визуально оценить скорость вращения. Для регулирования скорости вращения вала электродвигателя используется широтно-импульсная модуляция. При подаче импульсов со скважностью 2, скорость вращения ротора равна половине от номинально. К линиям порта микроконтроллера P3.0 – P3.2 (3) подключены клавиши К3 – К5 (2) с помощью гибких шлейфов. При нажатии клавиши К3, электродвигатель работает на половину от своей номинальной мощности, при нажатии кнопки К4, электродвигатель работает на полную мощность. При нажатии на клавишу К5 работа двигателя прекращается. Вид лабораторного стенда для пятой лабораторной работы представлен на рисунке 21. Рисунок 21 Лабораторная работа 6 Цель работы: разработать микропроцессорную систему, осуществляющую управление шаговым двигателем. Контроллер шагового двигателя, реализуемый на базе микроконтроллера семейства МCS51, представляет собой устройство, позволяющее управлять двигателем в шаговом режиме. При включении питания системы, начинается опрос клавиш клавиатуры S3, S4, (8) подключенных к выводам микроконтроллера Р2.2, Р2.3 (7). К линиям порта Р1.0-Р1.4 (4) подключены линии IN1-IN4 вывода (3) микросхемы драйвера шагового двигателя ТС1117 с помощью четырехпроводного шлейфа. Шаговый двигатель (1) подключается к выводам микросхемы OUT1-OUT4 (2) драйвера. Выводы семисегментного индикатора (5) подключены к порту Р0 микроконтроллера (6). От микроконтроллера на драйвер передаются управляющие сигналы. Микросхема драйвера регулирует скорость и направление вращения ротора. При подаче напряжения, уровня логической единицы, на выводы А, С двигатель вращается в одну сторону, B, D – в другую. С помощью клавиши К1 вводится числовое значение. После ввода числа, необходимо нажать клавишу К2 для подтверждения выбранного числа, после подтверждения система выводит введенное число на индикатор и отрабатывает заданное число шагов путем выдачи последовательности импульсов двигателя. Рисунок 22 на драйвер шагового
