《单片机接口技术与实验》课程总结
姓名：史慧学号：年级：
专业：电气工程及其自动化
1226409016 2009级
2011年秋季学期
实验一
1.功能要求
本实验要求向芯片中写入 10 个字节，然后再读出显示。
2.硬件设计思路
P2引脚连接8LED灯，显示读出的数据。
3.软件程序流程
其中CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效。这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。 接下来就负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCLK时钟线存在的原因，由SCK提供时钟脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过 SDO线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输，输入也使用同样原理。这样，在至少8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次），就可以完成8位数据的传输。
3.实验体会
SPI接口在内部硬件实际上是两个简单的移位寄存器,传输的数据为8位,在主器件产生的从器件使能信号和移位脉冲下,按位传输,高位在前,低位在后。在SCLK的下降沿上数据改变,同时一位数据被存入移位寄存器。 要注意的是，SCLK信号线只由主设备控制，从设备不能控制信号线。同样，在一个基于SPI的设备中，至少有一个主控设备。这样传输的特点：这样的传输方式有一个优点，与普通的串行通讯不同，普通的串行通讯一次连续传送至少8位数据，而SPI允许数据一位一位的传送，甚至允许暂停，因为SCLK时钟线由主控设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。也就是说，主设备通过对SCLK时钟线的控制可以完成对通讯的控制。SPI还是一个数据交换协议：因为SPI的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。
实验二
1功能要求
本实验要求向芯片中写入 10 个字节，然后再读出显示。 2.硬件设计思路
P2引脚连接8LED灯，显示读出的数据，P1.0和P1.1分别作为24C02的SCL和SDA端，WP接地。
3.软件程序流程
单片机作为发送端时，当它发送完一字节的数据后，需要执行的语句是：SDA=1;SCL=1;SCL=0 ，即将SDA拉高，等待接收端发送ACK信号 ，当单片机作为接收端时，如果接收多个数据，那么，在每接收完一字节的数据后，都要执行以下语句：SDA=0,ACL=1;SCL=0,向等待ACK的2402发送ACK信号，如果只接受一个字节的数据，那么就不发送ACK，这个时候，就要把SDA置高，即执行语句：SDA=1 4.实验体会
SDA和SCL都是双向I/O线，通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，2根线都是高电平。连接总线器件的输出级必须是开漏或集电极开路，以具有线“与”功能。I2C总线上数据传诵的最高速率为100Kb/s，连到总线上器件数量仅受总线电容400pF的限制。送到SDA线上的每个字节必须为8位，每次传送的字节数不限，每个字节后面必须跟1个响应位。数据传送时，先传最高位。如果接收器件不能接收下一个字节（例如正在处理一个内部中断，在这个中断处理完前就不能接收I2C总线上的数据字节），可以使时钟保持低电平，迫使主器件处于等待状态。当从机准备好接收下一个数据字节释放SCL线后继续传送。
数据传送过程中，确认数据是必须的。认可位对应于主器件的一个时钟，在此时钟内发送器件释放SDA线，而接收器件必须将SDA线拉成低电平，使SDA在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。
通常被寻址的接收器件必须在收到每个字节后作出响应，若从器件正在处理一个实时事件不能接收而不对地址认可时，从器件必须使SDA保持高电平，此时主器件产生一个结束信号使传送异常结束。
实验三
1功能要求
本实验要求测量温度并将温度显示。
2硬件设计思路
P2引脚连接数码管位选端，显示读出的数据。P1作为段选输出，18B20的DQ接P3.2.
3.软件程序流程
程序1.1 总线复位
uchar Reset(void)
{
uchar tdq;
DQ=0; //主机拉低总线
delay480μs(); //等待480μs
DQ=1; //主机释放总线
delay60μs(); //等待60μs
tdq=DQ; //主机对总线采样
delay480μs(); //等待复位结束
return tdq; //返回采样值
}
1-Wire总线的写操作
由于只有一条I/O线，主机1-Wire总线的写操作只能逐位进行，连续写8次即可写入总线一个字节。如程序1.2所示，当MCS-51单片机的时钟频率为12MHz时，程序中的语句_nop_();可以产生 1μs的延时，调用此函数时需包含头文件“intrins.h”。向1-Wire总线写1bit至少需要60μs，同时还要保证两次连续的写操作有1μs 以上的间隔。若待写位wbit为0则主机拉低总线60μs然后释放，写0操作完成。若待写位wbit为1，则主机拉低总线并在1～15μs内释放，然后等待60μs，写1操作完成。
程序1.2 向总线写1bit
void Writebit(uchar wbit)
{
_nop_();
//保证两次写操作间隔1μs以上
DQ=0;
_nop_();
//保证主机拉低总线1μs以上
if(wbit)
{
//向总线写1
DQ=1;
delay60μs();
}
else
{
//向总线写0
delay60μs();
DQ=0;
}
}
1-Wire总线的读操作
与写操作类似，主机对1-Wire总线的读操作也只能逐位进行，连续读8次，即可读入主机一个字节。从1-Wire总线读取1bit同样至少需要60μs，同时也要保证两次连续的读操作间隔1μs以上。如程序 1.3所示，从总线读数据时，主机首先拉低总线1μs以上然后释放，在释放总线后的1～15μs内主机对总线的采样值即为读取到的数据。
程序1.3 从总线读1bit
uchar Readbit()
{
uchar tdq;
_nop_();
//保证两次连续写操作间隔1μs以上
DQ=0;
_nop_();
//保证拉低总线的时间不少于1μs
DQ=1;
_nop_();
tdq=DQ;
//主机对总线采样
delay60μs();
//等待读操作结束
return tdq;
//返回读取到的数据
} 4.实验体会
作为一种单主机多从机的总线系统，在一条1-Wire总线上可挂接的从器件数量几乎不受限制。为了不引起逻辑上的冲突，所有从器件的1-Wire总线接口都是漏极开路的，因此在使用时必须对总线外加上拉电阻（一般取5kΩ 左右）。主机对1-Wire总线的基本操作分为复位、读和写三种，其中所有的读写操作均为低位在前高位在后。
实验四
1功能要求
本实验要求编写程序，利用 7279 及键盘显示接口电路，编程实现按键的读取，并将按键值显示在数码管上。 2硬件设计思路
(1).HD7279A应连接共阴式数码管。 (2).应用中，无需用到的键盘和数码管可以不连接。
(3).应用中，串入DP及SA—SG连接的8只电阻为200欧。
(4).应用中, 8只下拉电阻和8只键盘连接位选线DIG0－DIG7的电阻，应遵从一定的比例关系，典型值为10倍,下拉电阻的取值 范围是10K—100K，位选电阻的取值围是1K—10K。
（5).HD7279A需要一外接的RC振荡电路以供系统工 作，其典型值分别为R＝1.5KΩ，C＝15pF。
3.软件程序流程
检测到有键按下时边显示键码边执行相应的功能，如译码/不译码及消隐和闪烁属性，（循环）左移/（循环）右移，段点亮和段关闭。
4实验体会
编写功能函数方便调用，注意按键之间的实时性处理。
实验五
1功能要求
本实验要求利用实验箱产生0-5V 的模拟电压。编写程序，采集该模拟电压并将转换的结果用数码管显示。。
2硬件设计思路
P2.7和RD经过或非门连接到0809的OE端，P2.7和WR经过或非门连接到0809的ALE和START端,CLK 为时钟输入信号线。因ADC0809 的内部没有时钟电路，所需时钟信号必须由外界提供，通常使用频率为500KHZ，VREF（＋），VREF（－）为参考电压输入。
3.软件程序流程
ST 为转换启动信号。当ST 上跳沿时，所有内部寄存器清零；下跳沿时，开始进行A/D 转换；在转换期间，ST 应保持低电平。EOC 为转换结束信号。当EOC 为高电平时，表明转换结束；否则，表明正在进行A/D 转换。OE 为输出允许信号，用于控制三条输出锁存器向单片机输出转换得到的数据。OE＝1，输出转换得到的数据；OE＝0，输出数据线呈高阻状态。D7－D0 为数字量输出线。
4实验体会
使用总线模式，硬件电路比较复杂，还要注中断的处理和数据的处理。分析总线和IO模式的区别。
（1）． ADC0809 内部带有输出锁存器，可以与AT89S51 单片机直接相连。 （2）． 初始化时，使ST 和OE 信号全为低电平。 （3）． 送要转换的哪一通道的地址到A，B，C 端口上。 （4）． 在ST 端给出一个至少有100ns 宽的正脉冲信号。 （5）． 是否转换完毕，我们根据EOC 信号来判断。
（6）． 当EOC 变为高电平时，这时给OE 为高电平，转换的数据就输出给单片机了。
实验六
1功能要求
本实验要求软件编程使DAC0832 转换模块循环输出三角波。
2硬件设计思路
WR接0832的WR1和WR2，ILE接5V电源，P0-P7接到D0-D7.
3.软件程序流程
unsigned char dat; dat=0x00; while(1) { for(dat=0;dat0;dat--) { DAC0832=dat; } } 以此来实现三角波。
4实验体会
DAC0832输出的是电流，一般要求输出是电压，所以还必须经过一个外接的运算放大器转换成电压。数字量的值是由每一位的数字权叠加而得的。D/A转换器品种繁多，有权电阻DAC、变形权电阻DAC、T型电阻DAC、电容型DAC和权电流DAC等。为了掌握数/模转换原理，必须先了解运算放大器和电阻译码网络的工作原理和特点。
总的实验总结
接口实验很重要的就是时序问题，每一个外围器件都有其特定的工作时序，多数情况下必须严格按照时序进行程序的编写，否则就没有结果。每个器件发送和接受数据的顺序也不一样，在编程时要注意低位在前还是高位在前，硬件电路的分配也很重要，又是程序是好使的，但电路不好用，就会浪费我们很多时间。
