微机程序设计.pdf

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1、 近代无线电实验 实验指导书（2 ） 华东师范大学电子信息实验教学中心 2 0 0 5 年 9 月 目 录 1.1 量程自动控制的数字频率计 3 1.2 锁相环的研究和频率合成 6 1.3 单片微型机实时控制的简单动画制作 14 1.4 非线性磁性材料干扰脉冲检测电路和有源滤波器的设计与调 试 19 1.5 热释电红外传感控制器 24 1.6 无线电编、译码发射和接收遥控器 27 1.7 智能小车的直流电机控制 29 1.8 计算机与智能小车的串口通信 37 1.9 智能小车的自动寻迹实验 44 1.10 三自由度的机械爬虫的运动原理 49 1.11 附录 ICCAVR 简介 65 1.12

2、附录串口调试软件 68 1.1 量程自动控制的数字频率计 一、 实验目的： 1、数字系统的设计与调试 2、TTL 数字集成电路的使用 3、量程自动控制的逻辑设计 二、实验要求： 设计、制作、调试一个量程自动控制的数字频率计，其要求如下： 显示位数：四位，最大显示数 9999 闸门时间：10 ms,100 ms , 1 s, 根据被测频率大小，量程自动切换。 量程：、100HZ999.9KHZ, 闸门时间 10ms 、10HZ99.99KHZ，闸门时间 100ms 、1HZ0.999KHZ，闸门时间 1s 自动量程要求：计数器值大于 9999 时（溢出） ，量程自动升高一档（闸门时间缩短十分 之

3、一） ，当计数值小于 0800 时量程自动降低一档（闸门时间增大十倍） 。 输入被测电压：10HZ1MHZ 方波或正弦波，幅度为 3mv3v（有效值） 显示器件：TTL 电平的七段数码管（RS202 或 2BS111） 数字电路：TTL 数字集成电路，实验室能提供下述电路： 7 4 L S 2 0 四输入端双与非门 7 4 L S 2 7 P 三输入端三或非门 7 4 L S 0 0 双输入端四与非门 7 4 L S 2 4 8 BCD 七段译码器驱动器 7 4 L S 7 5 4 位双稳锁存器 7 4 L S 9 0 二、五混合进制，十进制计数器 7 4 L S 2 2 1 斯密特触发输入双

4、单稳多谐振荡器 7 4 L S 7 4 双 D 触发器 7 4 L S 7 6 双 JK 触发器 三、实验原理： 数字频率测量的原理图见图 2- 1，简单的数字频率计的方框图见图 2- 2。 放大整形电路将输入的被测交流电压 fx 放大，限幅，整形后变成方波或脉冲送主闸门， 晶体振荡器送出的标准频率经分频后得到时间不等的一组闸门信号， 经开关选择后也送主闸 门，主闸门在闸门信号控制下打开或关闭，主闸门在开放的那一段标准的闸门时间 T 内， 计数器对被测频率 fx 计数，待主闸门关闭后计数器已计至一定的脉冲数 N，显然，f x = N/T 在主闸门关闭后单稳电路先后送出两个脉冲作为锁存器的送数指

5、令及计数器的清零指令， 将 计数器的数字送锁存器寄存，然后将计数器清零，以备下一次的测量，不同的量程可以通过 切换闸门时间来改变。较高的量程对于较短的闸门时间。 显然，闸门时间应选择适当，闸门时间过短则因计数有效位数少而降低了测量精度，过 长则因计数器溢出也得不到正确的读数。 合适的闸门时间（正确的量程）可以用波段开关手动选择，但是从使用方便来考虑，闸 门时间应能自动选择在最佳点上，如被测频率 f x 较高，致使计数溢出，闸门时间自动缩短 （升量程） ；如被测频率 f x 较低，计数器计数值不足某预定值，闸门时间自动增长（降量 程） 。为了保证闸门时间能最终稳定，升量程与降量程的读数之比不应是

6、十比一，而应稍大 于十比一，本实验要求读数大于 9999 则升量程，小于 0800 则降量程。 如果选择在大于 9999 升量程，小于 999 降量程，则如被测频率正好为 1000.00KHZ 时， 由于频率计在测量频率时 1 个字的原理误差，量程将在（闸门时间为 10）与（闸门时 间为 100 变动而不能最终稳定。 实现自动量程首先要解决的问题是计数值的检测，即如何知道计数值已大于 9999 或小 于 0800，对于标准的四位 BCD（二十进制，8421 码）计数器来说，在计数过程中第四位计 数的 QD 出现过下降沿意味着计数器已溢出， （计数器值大于 9999） 。如果计数过程中第三 位计

7、数器的 Q 3 D 未出现过上升沿，则意味着计数器值小于 0800。因此，可以利用这两个 特征很方便地检测出计数值的溢出或不足。 其次要解决的一个问题是如何实现量程的升降， 移位寄存器， 可以左右移的移位寄存器， 加法计数器，可逆计数器等都可以实现量程的升降。图 2- 3 触发器构成的移位寄存器实现量 程升降的一个例子。工作过程是：降量程指令使 Q1、Q2、Q3置成 100 状态，于是量程选择 在档（闸门时间为 1） 。升降量程指令使状态右移，量程逐渐上升，直至适当的闸门时间 被选中。与用左右移位寄存器的量程控制电路相比，它比较简单，但当从量程降到量程 时，先要从降到，再从升到。 自动切换量程

8、的同时必须同时切换小数点，否则，读数因无量程信息在很大程度上失去 意义。 晶体振荡器：T T L电路很容易构成晶体振荡器，图 2- 4 是 100KHZ 的晶体振荡器电路。 本实验可利用晶体稳频的脉冲发生器（自制的） ，它输出有 1MHZ，100KHZ，10KHZ，以 及有单脉冲输出。对调试电路很有用处。 输入放大器：它的好坏是决定频率计优劣的重要因素之一，本实验要求输入放大器在 10HZ1MHZ 频率范围内，对 3mv3v（有效值）的方波或正弦波输入电压提供足够的增 益，经整形后可靠地触发 TTL 电路. 本实验可分两步做，首先做好一个四位的常规数字频率计。然后，再做自动量程控制 部分。 1

9、.2 锁相环的研究和频率合成 一、实验目的： 1. 振荡器(VCO)的 Vf 特性的研究 2. 对称波锁相环基本特性的研究 3. 利用锁相环实现频率合成 二、锁相环原理： 锁相环（Phase Lock Loop ）是一个自动相位控制系统，框图 3- 1 描述了一个基本锁 相系统的主要组成部分，其中包括相位比较器（Phase Detector） 、 电压控制振荡器（V oltage Controlled Osillator） 、低通滤波器（Low Past Filter ） 。 这个系统的传递函数 H（S）可以用下列方程描述： SSKoKdF SSKoKdF SQi SQ SH / )(1 /

10、)( )( )(0 )( + = 其中 K0压控振荡器的转换增益 Kd相位比较器的转换增益 F(S)低通滤波器的传递函数 设 S SKoKdF SG )( )(= 则 )(1 )( )( SG SG SH + = 所以，框图 3- 1 表示的系统是一个典型的全反馈系统， G(S)为系统的开环传递函数，它由 Ko、Kd、F(S)来确定。 1、 控振荡器（VCO） 本实验中用一片 74LS221 双单稳态电路组成 VCO 振荡器，原理如图 3- 2，改变 A 点电 压就能改变振荡频率，一般 A 点电压位 1.1 伏以上就开始振荡，输出频率还与 R1、R2、R3 以及 C1、C2值有关。通过实验测出

11、 fVc 关系曲线如图 3- 2 所示，并可看出f / V 在不同 控制电平下，并不全部一样，在低电平处f / V 值比较大。而高电平处却比较小，这就决 定了最佳控制点的选择（线性部分） 。 2 、相位比较器（P D ） 相位比较器又称为相位检波器， 对于占空系数为 5 0 % 的对称方波可以用一个异或门来构 成，如图 3 - 4 所示。 PD VCO Qi（S） V e（S） Vd（S） Qo（S） 低通滤波器 （Fi（S） ） 相 位 比 较 器（Ko） 压 控 振 荡 器（Kd） 图 3- 1 由异或门真值表可以看出，当异或门的两个输入端 A 、B上加入两个占空比为 5 0 % 的方 波

12、时，三个输入波之间的相位在 0 1 8 0 之间变化时输出波形 f的占空比也随着变化， 如果取出波形的平均值，其值也将随着 A 、B 端输入波形的相位而变化，如果用 R , C 构成低 通滤波器，则其传递函数为： STSCR SC SF + = + = 1 1 /1 /1 )( 式中 T 为时间常数，滤波器的参数决定着捕捉范围的大小。T =RC 3、实验电路：以下为实验电路，供参考（图 3- 5） 。静态工作点的 A 点电压约在 4 伏左 右。 4、 沿控制比较器 它是一种适合不对称波形的相对检波器，其结构如图 3- 6，它是由 R- S 触发器和控制门 构成。工作原理可分三个方面来分析：首先

13、(9)、(10)门不可能同时为“1” ，因为(9)、(10)门 同时为 1，必须(1)、(2)、(5)、(6)、(7)输出为“0” ，而要求(7)输出为“0” ，则(1)、(2)、(5)、 (6)中必须有一个或一个以上为“1” ，显然同前面提出要求(9)、(10)输出“1”的条件矛盾， 所以(9)、(10)不可能同时为“1” 。 第二为 fco 和 fin 两者同时上跳和同时下跳时的状态，假定(8)、(9)输出为“0” 。此时， f i n 和 f c o同时上跳，则门( 1 ) 和门( 6 ) 输出为“0 ” ，所以由( 2 ) 、( 3 ) 以及(4)、(5)组成的二 只 R- S 触发器

14、的状态保持不变， 亦即门(7)的输出状态也不变， 所以(8)、 (9)的输出还是为 “0” 。 如果 fin 和 fco 同时下跳，则门(1)和门(6)的输出为“1” ，导致两个 R- S 触发器反转，使门(2) 和(5)输出为“0” ，但这并不影响门(7)的输出状态，所以(8)、(9)的输出还是为“0” 。 第三为 fin 和 fco 相位不同。假定 fin 和 fco 相位提前，此时门(6)的输出为“1” ，所以 (4)、(5)触发器反转，使门(5)输出为“0” ，所以此时门(1)、(3)、(7)均为“0” ，使门(8)输出 为“1” 。经过一段时间后，fco 亦上跳，使门(6)输出由“1

15、”变为“0” ，门(7)的全部输入为 “0” ，所以输出为“1” ，这就使二只 R- S 触发器复位，并将门(8)的输出从“1”反转为“0” 。 同样可以分析当 fin 相位滞后于 fco 时，将在 fco 上跳时使(9)为“1”直到 fin 上跳到 来时才使(9)为“1” 。 总之，当 fin 超前 fco 时，(8)出现一串脉冲，(9)为“0” ，当 fin 滞后于 fco 时，(9)出 现一串脉冲，(8)为“0” 。 图 3- 7 为一比例加法器，它是利用运算放大器构成，其输入端分别接到(8)、(9)，在输 出端即可合成一条比较理想的鉴相曲线。 5、寻找同步范围 锁相环的工作范围可用捕捉

16、带和保持带来表示。捕捉带和保持带的示意图如图 3- 8 所 示。 通常保持带宽会大于捕捉带宽，用双踪示波器观察输入、输出是否同步。按图 3- 8 分别 记录锁相环的捕捉带和保持带。 三、锁相环的典型应用频率合成 CC4046 的引脚图如图 3- 9 所示。 锁相环的重要用途之一就是用作频率合成。所谓频率合成是指将任一给定的频率 f0 （通 常是由石英晶体振荡器产生的高稳定度的频率）变换成一系列新的频率 f 01、 f 02 f 0n。 这些新的频率的稳定度与基准频率相当。例如，f 0 的稳定度为 10 （即百万分之一） ，则 一系列新频率的稳定度也达到 10 。 本实验利用 CC4046 锁相

17、环实现 1KHZ999KHZ 频率 合成。 锁相环用于频率合成的原理方框图如图 3- 10 所示。我们已经知道，把分频器（N） 插在锁相环压控振荡器 vco 的输出端与相位比较器的输入端之间， 锁相环即可对输入频率进 行准确的 N 倍频。图 3- 10 中，设晶体振荡器频率为 f0，经过固定式分频电路（M）得到 基准频率 f1，再送至锁相环 CC4046 的相位比较器的信号输入端。若由压控振荡器 vco 产 生的频率信号为 f2，经过一个可预置数的分频器，可得到 f 2=f 2/ N（N 为预先设定的分频 系数） ，然后再送到相位比较器的比较信号输入端。当 CC4046 相位锁定时，有关系式

18、f 2 =f 1， 即 f 2/ N= f 1， 则 f 2=N f 1。此时，锁相环输出信号的频率是输入信号频率 f 1的 N 倍。 f0 f1 f0 输出 f2=f2/ N CC4046 晶体 振荡器 分频器 M 相 位 比 较器 分频器 N 压控 振荡器 低通滤 波器 如果分频系数 N 是可变的，N=N1、N2 Nn，例如能从 1 连续变化到 999，这时即 可得到 999 个不同的 f 2输出，从而实现了频率合成。 频率合成的一种实用电路如图 3- 11 所示。本电路可输出 1KHZ999KHZ 范围内，间隔 为 1KHZ 的 999 种标准频率。图 3- 11 电路看起来比较复杂，但

19、与图 3- 10 对照来看，就可明 显的看出它由基准频率产生，锁相环及分频器N 三部分组成。 基准频率产生部分采用 JA9 型 100KHZ 金属壳石英谐振器与六反相器 CC4049 （只用了 其中三个反相器）组成晶振和放大整形电路，得到 100KHZ 的矩形脉冲。再经过双二 十进制同步计数器 CC4518 完成 100 分频，以获得KHZ 的基准频率 f 1。f 1经 CC4046 的 第 14 脚送至相位比较器。然后从 vco 输出信号 f 2。 我们已经知道，在 vco 的输出端 4 与相位比较器的输入端 3 之间插入一个分频器(N)， 就能起到倍频作用，使 vco 的输出信号频率 f

20、2=N f 1。若设 N=175，则 f 2=1751KHZ 175KHZ。 图中用三块 CC14522 可编程 1/ N 计数器和三只 8，4，2，1 编码的拨盘开关组成。有 关拨盘开关的原理，可参看无线电 1986 年第 89 期的有关文章。 如果分频系数 N 是个三位数，则可表示成 N=100N3+10N2+N1，这里的 N1、N2、N3 分别代表个位、十位、百位上的数字，也就是拨盘开关 KA1、KA2、KA3 上分别设定的数 值。因此使用三只拨盘开关，即可组成 001 到 999 范围内的任何数。例如，按图2 所示，将 KA3 拨至数字 1，数字 1 对应的 BCD 码位 0001，所

21、以前三个开关断开，最后一个开关闭合。 同理，将 KA2 拨至 7(0111)，KA拨至 5(0101)，各开关即如图 3- 11 所示状态，就可得到分 频系数 N100110715175。当然 N 也可以设定 001999 中的其他值。由于每 设定一次，就相当于给/ N 计数器编一次运算程序，因此称它为可编程/ N 计数器。 图 3- 10 该计数器的个位、十位、百位分别是 CC14522、CC14522、CC14522。电路采用 正逻辑，即“1”为高电平(VDD)， “0”为低电平(VSS)。在介绍其工作过程之前，先对各端 子做一些简单的说明。 CC14522 型计数器的 CP 端和 E N

22、 端均为输入脉冲端。电路规定：当 E N 端接“0 ”电平 时，输入脉冲应加至 C P 端，且用脉冲的上升沿触发；当 C P 接“1 ”电平时，输入脉冲应加 至 E N 端，此时用脉冲的下降沿触发。在图 3 - 1 1 中，选定从 C P 端输入脉冲，所以 E N 端固 定接地为“0 ”电平，从 v c o 输出的信号作为输入脉冲加到 C C 1 4 5 2 2 的 C P 端。 每块 1 4 5 2 2的 D1D4端是预置数输入端，P E是预置允许端。以个位 1 4 5 2 2 为例，当 P E 时，不管原来的计数状态如何，可立刻将拨盘开关 K A 1 设定的 5 ( 0 1 0 1 ) 从

23、 D1D4端置 入计数器。 C C 1 4 5 2 2 的 C r 端是复零端。当 C r 1 时，能强迫计数器复零，计数电路停止工作。图 3 - 1 1 中的 C r 端固定接“0 ”电平，可使电路循环工作下去。 计数器的 Oc 端是全“0”信号输出端，仅当计数器状态为“0000” ，且 CF 为“1”时， Oc 才输出“1” 。CF 是级连反馈端，它们分别与前一级的 Oc 端相连。这样当前级计数器为 “0000”状态时，其 Oc“1”的信号就反馈到下一级的 CF 端，使 CF 为高电平。 三级计数器的 PE 端与个位计数器的 Oc 端相连。这样，当个位计数器状态从 5 一直减 到 0(相当

24、于完成一次5 运算)时，CC14522为“0 0 0 0 ”状态。由于个位计数器的级连反馈 端 C F 与十位计数器的 O c 端接通，若假定十位计数器也是“0 0 0 0 ”状态 O c 1 ，此信号就送 到各位计数器的 C F 端，使之也为高电平。对个位计数器而言，由于 C F 1 ，并且计到“0 0 0 0 ” 状态，因此从 O c 端输出高电平信号，这个高电平信号，一方面作为第二次置数信号( P E 1 ) ， 另一方面作为 f 2的输出端。 应当说明，上面讲的除法运算，实际上是通过连续做减法来实现的。例如，假定 N 1 7 5 ， 即 N 1 5 ，N 2 7 ，N 3 1 。分频器

25、的工作过程是：首先是把 D1D4端的预置数 1 7 5 分别置入 个位、十位和百位计数器。由图 3 - 1 1 可见，三个拨盘开关的 A 1 、A 2 、A 3 是接 V D D的，个位 开关 K A 1 中 4 刀和 1 刀接通，且接至 C C 1 4 5 2 2 的 D3、D1端，因而 D3、D1端为高电平“1 ” 。 而 D2、D4端未接通 V D D ，故为低电平“0 ” 。这样 8 4 2 1码的 0 1 0 1 ( 数字 5 ) 就送入了 D1D4端。 同理，8 4 2 1码 0 1 1 1 ( 数字 7 ) 送入 C C 1 4 5 2 2 的 D3、D2、D1端。8 4 2 1

26、码的 0 0 0 1 ( 数字 1 ) 送入 C C 1 4 5 2 2 的 D1端。 计数器完成预置后，从个位计数器开始做减法运算。V C O的输出信号是一串脉冲，C P 端每输入一个脉冲， C C 1 4 5 2 2 就自动( 这是由集成电路内部控制的) 减 1 ，这时预置数5 减 1 变为 4 。输入 5 个脉冲( 减 5 次) 后，即为 0 0 0 0 。 当第六个脉冲到来时，C C 1 4 5 2 2 从 Q4端向十进制计数器 C C 1 4 5 2 2 的 C P 端借 1 ，这个 1 对于个位来说相当于 1 0 ，这时 C C 1 4 5 2 2 可从 0 0 0 0直接变成 1

27、 0 0 1 ( 数字 9 ) 。而 C C 1 4 5 2 2 因送出一个高电平借位信号，而从预置数 7中减去 1变成 6 。这样继续下去，连续减 7 5 次以后，十进制计数器也变成了 0 0 0 0 。当第 7 6 个脉冲来到时，百位计数器减 1 变成 0 ，它 的O c 端变成高电平， 与它相连的C F 端也变成高电平。 直至十进制计数器也减成0 时， C C 1 4 5 2 2 的 O c端和 C C 1 4 5 2 2 的 C F端也均为高电平。再等个位计数器也减为 0 ( 这时共减了 1 7 5 次) 时，个位计数器的 O c 端才变成高电平，输出一个脉冲。由于每输入 1 7 5

28、个脉冲，个位计 数器的 O c 端才输出一个脉冲( 即前面所说的 f2信号) ，O c 端就是分频器的输出端，故也就 完成了 1 7 5 分频。因此，f2f2/ 1 7 5 。f2接至 C C 4 0 4 6 的第 3 脚，相位比较器经过对 f1 和 f2进行相位比较，产生误差电压 U X ，滤波后得到控制电压 U d ，去控制 V C O 的输出频率。 当相位锁定时，对于上面的例子，V C O 输出的是高稳定度的 1 7 5 K H Z 的基准频率。 为便于读者阅读，图 3 - 1 1 中标明了锁相环中各信号的去向。电路中拨盘开关选用 型按键式开关，利用按键代替手拨转轮，操作非常方便。 除此

29、以外，锁相环还可用作电压频率( V / f ) 转换器（单独使用锁相环中的压控振荡 器，即可构成 V / f 转换器） 。利用锁相环还可以对调频信号进行解调，从中取出音频信号。 目前，国外已把锁相技术应用到彩色电视机的电路中，例如，法国汤姆逊 T F E 5 1 1 4 D K型 2 0 英寸彩电。 1.3 单片微型机实时控制的简单动画制作 一、 实验目的 1. 掌握 Intel MCS- 51 系列单片机的内部构造， 接口技术， 扩展技术及其汇编语言特点； 2. 初步掌握应用仿真器来调试开发单片机用户程序的技术； 3. 通过实验提高综合调试各种仪器的能力，培养发现、分析、解决问题的能力。 二

30、、具体要求 1. 设计一个以单片机（ 8031）为核心、应用动态扫描原理、实现一幅静态画面的显示； 2. 以上面显示为基础实现简单的画面移动（左移，右移，上移，下移） ； 3. *设计一个画面旋转的显示，如一条直线绕一固定点做旋转的动画； 4. *综合运用查询及中断功能实现即时控制的动画显示。 三、实验器材 1. PC 机一台； 2. 仿真器（DSICEII）开发系统装置一套； 3. 稳压电源一台； 4. 示波器一台； 5. 万用表一只 四、实验原理 1、单片微型计算机 单片微型计算机（简称单片机：Single- chip Microcomputer ） ，就是把中央处理器 CPU(Centr

31、al Processing Unit)，随机存取存取器 RAM（Random Access Memory） ，只读存储 器 ROM (Read Only Memory ) ，定时器/计数器以及 IO(Input /Output)接口电路等主要计算机 部件集成在一块集成芯片上的微型计算机。从其组成和功能上看，已是具备了计算机系统的 含义，其典型结构如图 6- 1 所示： 2、 动态扫描显示 实验电路中是由一个 1632 的 LED 点阵构成， 以这些 LED 作为显示画面的象素显示一 幅分辨率为 1632 的图象。如果显示的是汉字，则可显示二个 1616 的汉字。由于 8031 的 DataBu

32、s 只有 8bits，因此无法一次显示一幅 1632 的图象或 1616 的汉字；但是单片机的工 作频率较高（实验中采用 6MHz 晶振） ，利用人眼的视觉暂留效应，只要不断地向点阵送数 据，就可实现整幅画面的显示。 T0 T1 时钟 电路 ROM RAM 定时/计数 并行接口 串行接口 中断系统 CPU P0 P1 P2 P3 TXD RXD INT0 INT1 图 6- 1 典型单片机结构框图 3、 * Bresenham 算法 Bresenham 算法解决了显示一条直线的问题。实验中要求有直线的旋转画面，因此要用 到显示屏上的画线技术。设直线从（x, y）画至(x+x, y+y), 定义

33、误差项 d，置其初值为零， 且直线的斜率的绝对值小于 1,即|y/x| 左转一圈 右转一圈 前进一段 后退一段 停下 /ICC-AVR application builder : 2005-5-19 19:12:13 / Target : M8515 / Crystal: 4.0000Mhz #include #include unsigned int time; unsigned int yan; void port_init(void) PORTA = 0x00; DDRA = 0xFF; PORTB = 0x00; DDRB = 0x00; PORTC = 0x00; DDRC = 0x

34、00; PORTD = 0x00; DDRD = 0xFF; PORTE = 0x00; DDRE = 0xFF; /call this routine to initialize all peripherals void init_devices(void) /stop errant interrupts until set up CLI(); /disable all interrupts port_init(); MCUCR = 0x00; EMCUCR =0x00; GICR = 0x00; TIMSK = 0x00; SEI(); /re-enable interrupts /all

35、 peripherals are now initialized void delay(unsigned int yan) while(yan0) yan-; void runforth(void) while(time #include unsigned char a; unsigned char p; unsigned char m; unsigned char n; void port_init(void) PORTA = 0x00; DDRA = 0x00; PORTB = 0x00; DDRB = 0x00; PORTC = 0x00; DDRC = 0x00; PORTD = 0x

36、00; DDRD = 0x70; PORTE = 0x00; DDRE = 0x04; /TIMER0 initialize - prescale:64 / WGM: Normal / desired value: 40Hz / actual value: Out of range void timer0_init(void) TCCR0 = 0x00; /stop timer TCNT0 = 0xfa /*INVALID SETTING*/; /set count value TCCR0 = 0x03; /start timer #pragma interrupt_handler timer

37、0_ovf_isr:8 void timer0_ovf_isr(void) TCNT0 = 0xfa /*INVALID SETTING*/; /reload counter value if(m=a) PORTD=0x70; TCCR1B=0x03; TCCR0=0x00; n=1; elsem+; /TIMER1 initialize - prescale:64 / WGM: 0) Normal, TOP=0xFFFF / desired value: 40Hz / actual value: 40.013Hz (0.0%) void timer1_init(void) TCCR1B =

38、0x00; /stop TCNT1H = 0xff; /setup TCNT1L = 0xfa; OCR1AH = 0x06; OCR1AL = 0x1A; OCR1BH = 0x06; OCR1BL = 0x1A; TCCR1A = 0x00; TCCR1B = 0x00; #pragma interrupt_handler timer1_ovf_isr:7 void timer1_ovf_isr(void) TCNT1H = 0xff; /reload counter high value TCNT1L = 0xfa; /reload counter low value if(n=250-

39、a) PORTD=0x20; TCCR0=0x03; TCCR1B=0x00; m=1; if(p=0)if(a=125)p=1; elsea+; elseif(a=1)p=0; elsea-; elsen+; /call this routine to initialize all peripherals void init_devices(void) /stop errant interrupts until set up CLI(); /disable all interrupts port_init(); timer0_init(); timer1_init(); MCUCR = 0x

40、00; EMCUCR = 0x00; GICR = 0x00; TIMSK = 0x82; SEI(); /re-enable interrupts /all peripherals are now initialized void main(void) a=0; p=0; m=1; n=1; init_devices(); while(1) PORTE=0x04; 1.8 计算机与智能小车的串口通信 【实验目的】 学会使用串口调试软件 熟悉 ICCAVR 编译环境 进一步熟悉单片机的原理及应用 能够编写程序实现计算机与单片机之间的串口通信 【实验器材】 小车一辆 数据线一根 下载线一根 【实

41、验原理】 所谓“串行通信”就是指外设和计算机间使用一根数据信号线( 另外需要地线, 可能还需 要控制线) , 数据在一根数据信号线上一位一位地进行传输， 每一位数据都占据一个固定的时 间长度。 计算机上的串行接口一般是 D B 9 ，它可以分为公口（针型）和母口（孔型），图 1 给出 了公口（针型）和母口（孔型）的图示，由图可知母口的 2 ，3 脚刚好与公口相反，2 脚为 发送 T X D 。单片机则是通过 U A R T （即 U n i v e r s a l A s y n c h r o n o u s R e c e i v e r T r a n s m i t t e r 通 用

42、异步收发器）来收发数据的, 它允许在串行链路上进行全双工的通信。U A R T 主要有由数 据总线接口、控制逻辑、波特率发生器、发送部分和接收部分等组成。 包括微处理器接口， 发送缓冲器（T X B ）、发送移位寄存器（T S R ）、帧产生、奇偶校验、并转串、数据接收缓冲 器（R X B ）、接收移位寄存器（R S R ）、帧产生、奇偶校验、串转并。 图 2 是 U A R T 的典型应 用，本实验所用的芯片是 A t m e g a 8 5 1 5 ，有兴趣的同学可以查阅一下它的 d a t a s h e e t 。 图 1 图 2 【实验步骤】 （1） 连接好电路，把数据线，下载线连接

43、好，打开电源 （2） 进入 ICCAVR 编译环境，调试程序直至没有错误，编译环境简介请参见附录一 （3） 下载，烧录进单片机，在串口调试软件上观看实验结果，关于串口调试软件参 见附录二 （4） 反复修改调试程序，逐渐增强其功能 （5） 写好实验报告，实验心得体会 实验电路： 【程序示例】 （1 ）功能：计算机发送一个字节到单片机，单片机把接收到的字节的 A S C I I 码加一后 再发送给计算机。程序运行结果如图 2 - 7 所示，输入“a b c d e f g ”时，输出为“b c d e f g h ”. 1 用查询方法实现 #include #include void port_i

44、nit(void) PORTA = 0x00; DDRA = 0x00; PORTB = 0x00; DDRB = 0x00; PORTC = 0x00; DDRC = 0x00; PORTD = 0x00; DDRD = 0x02; PORTE = 0x00; DDRE = 0x00; /UART0 初始化/ 波特率: 9600 void uart0_init(void) UCSRB = 0x00; UCSRA = 0x00; UCSRC = BIT(URSEL) | 0x06; UBRRL = 0x19; UBRRH = 0x00; UCSRB = 0xD8; #pragma interr

45、upt_handler uart0_rx_isr:10 void uart0_rx_isr(void) /uart has received a character in UDR #pragma interrupt_handler uart0_tx_isr:12 void uart0_tx_isr(void) /character has been transmitted /call this routine to initialize all peripherals void init_devices(void) CLI(); /全局中断关 port_init(); uart0_init()

46、; MCUCR = 0x00; EMCUCR = 0x00; GICR = 0x00; TIMSK = 0x00; SEI(); /使能中断 /初始化完成 /*发送子程序 * void Transmit(unsigned char da) while ( !( UCSRA unsigned char pos; unsigned char str1=“Please input A,B,C or D : n n If you input A,it will tell you you have input a A ; n n If you input B,The led will display 1

47、111 ; n n If you input C,it will run forword ; n n If you input D,it will run backword .n n“; unsigned char str2=“You have input a An“; void port_init(void) PORTA = 0x00; DDRA = 0xFF; PORTB = 0x00; DDRB = 0x00; PORTC = 0x00; DDRC = 0xFF; PORTD = 0x00; DDRD = 0xFF; PORTE = 0x00; DDRE = 0xFF; void uart0_init(void) UCSRB = 0x00; UCSRA = 0x00; UCSRC = BIT(URSEL) | 0x06; UBRRL = 0x19; UBRRH = 0x00; UCSRB = 0xD8; /*刹车子程序* void black(void) PORTE=0x00; PORTD=0x00; /-延时子程序-