第一篇：機(jī)電控制裝置實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(補(bǔ)超聲波補(bǔ)倒車(chē)?yán)走_(dá))

《單片機(jī)技術(shù)與C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)技

術(shù)》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

廣州大學(xué)機(jī)械與電氣工程學(xué)院機(jī)電工程系

目

錄

實(shí)驗(yàn)一：簡(jiǎn)易LED跑馬燈...........................3 報(bào)告

一、簡(jiǎn)易LED跑馬燈實(shí)驗(yàn).......................6 實(shí)驗(yàn)二：蜂鳴器與數(shù)碼管的編程控制.................7 報(bào)告

二、蜂鳴器與數(shù)碼管的編程控制實(shí)驗(yàn)............11 實(shí)驗(yàn)

三、超聲波傳感器模塊控制實(shí)驗(yàn)................12 報(bào)告

三、超聲波傳感器模塊編程控制實(shí)驗(yàn)............14 實(shí)驗(yàn)

四、基于單片機(jī)控制的簡(jiǎn)易倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn) 報(bào)告

四、基于單片機(jī)控制的簡(jiǎn)易倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)一：簡(jiǎn)易LED跑馬燈

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、認(rèn)識(shí)單片機(jī)編程電路；

2、認(rèn)識(shí)ISP（In System Program）在線(xiàn)編程的原理；

3、了解編程插座如何與單片機(jī)的引腳對(duì)應(yīng)；

4、編寫(xiě)程序控制LED閃爍，初步熟悉單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的軟件和硬件。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)介

1.Tiny 13單片機(jī)(5V)2.電池盒（請(qǐng)確定Tiny13的供電電壓）3.10腳的ISP連接器 4.LED燈（若干）5.電阻（若干）6.面包板 7.電源

8.電線(xiàn)（面包板電線(xiàn)跳線(xiàn)）

三、實(shí)驗(yàn)原理

1、AVR的編程方式有（1）串行編程，ISP編程（2）高壓/并行編程（3）JTAG編程（4）IAP編程

一般情況，系統(tǒng)板都需要設(shè)計(jì)下載線(xiàn)路，對(duì)AVR進(jìn)行編程。

目前的AVR芯片基本上都具備ISP接口，可通過(guò)ISP接口進(jìn)行編程。

2、ISP ? In System Program,在線(xiàn)編程 ? 它一共使用了 ? 兩條電源線(xiàn)：VCC、GND;? 三條信號(hào)線(xiàn)：SCK、MOSI、MISO;? 以及復(fù)位線(xiàn)：RESET。由于僅僅使用了幾條數(shù)據(jù)線(xiàn)，所以我們亦常將其稱(chēng)為串行編程。

四、實(shí)驗(yàn)要求

1、實(shí)現(xiàn)程序下載電路 問(wèn)題：

（1）在線(xiàn)編程的時(shí)候是否要對(duì)單片機(jī)供電？（2）編程插座如何與單片機(jī)的引腳對(duì)應(yīng)？

2、編寫(xiě)程序控制LED閃爍 要求：

（1）決定LED的數(shù)量

（2）參考電路圖、查閱資料，編寫(xiě)控制程序 提示：

(1)對(duì)應(yīng)的引腳輸出1，LED亮 問(wèn)題：

設(shè)置引腳的輸入、出狀態(tài) 報(bào)告

一、簡(jiǎn)易LED跑馬燈實(shí)驗(yàn)

院、系

專(zhuān)業(yè)班級(jí)

姓名

同組人

實(shí)驗(yàn)日期

****年**月**日

一、實(shí)驗(yàn)原理

二、ISP連接器和單片機(jī)簡(jiǎn)介

三、系統(tǒng)硬件電路圖及實(shí)物照片

四、系統(tǒng)軟件程序流程圖及程序清單

五、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)

實(shí)驗(yàn)二：蜂鳴器與數(shù)碼管的編程控制

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、認(rèn)識(shí)蜂鳴器和數(shù)碼管的工作原理；

2、認(rèn)識(shí)蜂鳴器和數(shù)碼管控制的編程方法；

3、編寫(xiě)程序控制蜂鳴器響、數(shù)碼管亮，初步熟悉單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的軟件

和硬件。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)介

1.Tiny 13單片機(jī)(5V)2.電池盒（請(qǐng)確定Tiny13的供電電壓）3.10腳的ISP連接器 4.蜂鳴器、數(shù)碼管（若干）5.電阻（若干）6.面包板 7.電源

8.電線(xiàn)（面包板電線(xiàn)跳線(xiàn)）

三、實(shí)驗(yàn)原理

1、I/O操作： 蜂鳴器。按鍵控制蜂鳴器響。

2、I/O操作： 數(shù)碼LED 數(shù)碼LED顯示。

四、實(shí)驗(yàn)要求

1、蜂鳴器控制電路設(shè)計(jì)

2、蜂鳴器控制軟件設(shè)計(jì)

3、數(shù)碼管控制電路設(shè)計(jì)

4、數(shù)碼管控制軟件設(shè)計(jì)

5、熟悉開(kāi)發(fā)工具和測(cè)試環(huán)境簡(jiǎn)介 報(bào)告

二、蜂鳴器與數(shù)碼管的編程控制實(shí)驗(yàn)

院、系

專(zhuān)業(yè)班級(jí)

姓名

同組人

實(shí)驗(yàn)日期

****年**月**日

一、實(shí)驗(yàn)原理

二、蜂鳴器、數(shù)碼管工作原理簡(jiǎn)介

三、系統(tǒng)硬件電路圖及實(shí)物照片

四、系統(tǒng)軟件程序流程圖及程序清單

五、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì) 實(shí)驗(yàn)

三、超聲波傳感器模塊編程控制實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1、掌握單片機(jī)的中斷功能；

2、掌握單片機(jī)定時(shí)/計(jì)數(shù)器編程；

3、理解超聲波傳感器模塊的工作原理；

4、體驗(yàn)小系統(tǒng)集成制作的過(guò)程。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)介

1、Tiny13單片機(jī)；

2、HC-SR04型超聲波傳感器模塊；

3、LED發(fā)光二極管；

4、電阻；

5、面包板；

6、飛線(xiàn)；

7、電源。

三、實(shí)驗(yàn)原理

1、超聲波傳感器模塊引腳連線(xiàn)圖如下：

（1）.PB1連接超聲波激活端;（2）.PB0連接超聲波返回端.注意：超聲波傳感器模塊需要占用單片機(jī)2個(gè)引腳，其中一個(gè)引腳用于激發(fā)傳感器模塊使其工作，另外的引腳接受傳感器模塊的返回?cái)?shù)據(jù)。具體引腳的使用，可自行決定。

2.編程原理:(1)向連接超聲波傳感器模塊的引腳置高電平，并保持至少20us,激發(fā)超聲波模塊；

(2)設(shè)置連接超聲波傳感器模塊返回端的單片機(jī)引腳，使能該引腳電平變化中斷（上升沿）；(3)編寫(xiě)中斷服務(wù)程序，發(fā)生引腳上升沿信號(hào)中斷時(shí)，打開(kāi)定時(shí)/計(jì)數(shù)器；更改引腳電平變化中斷類(lèi)型（下降沿）；在發(fā)生信號(hào)下降沿中斷時(shí)，關(guān)閉定時(shí)/計(jì)數(shù)器，讀取定時(shí)器數(shù)據(jù)；(4)換算測(cè)距結(jié)果，根據(jù)測(cè)距結(jié)果，點(diǎn)亮LED發(fā)光二極管，進(jìn)行警示。

四、實(shí)驗(yàn)要求

1、完成硬件回路設(shè)計(jì)；

2、根據(jù)編程原理，編寫(xiě)控制程序；

3、燒寫(xiě)程序，進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試；

4、分析測(cè)距誤差；

5、撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告。報(bào)告

三、超聲波傳感器模塊編程控制實(shí)驗(yàn)

院、系

專(zhuān)業(yè)班級(jí)

姓名

同組人

實(shí)驗(yàn)日期

****年**月**日

一、實(shí)驗(yàn)原理

二、超聲波傳感器模塊工作原理簡(jiǎn)介

三、系統(tǒng)硬件電路圖及實(shí)物照片

四、系統(tǒng)軟件程序流程圖及程序清單

五、實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)

實(shí)驗(yàn)四 基于單片機(jī)的控制的簡(jiǎn)易倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.強(qiáng)化單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的軟件及硬件應(yīng)用；

2.以簡(jiǎn)易倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)為核心項(xiàng)目，訓(xùn)練掌握單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的功能設(shè)計(jì)、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、程序調(diào)試等一系列步驟。

二 實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)介

1.2.3.4.5.6.7.8.9.面包板 跳線(xiàn) 1K電阻

LED發(fā)光二極管 ATtiny13單片機(jī) 電池盒

AVR ISP程序下載線(xiàn) IO腳ISP連接器 HC-SR04型超聲波傳感

10.8段數(shù)碼管 11.蜂鳴器 12.三極管

13.7805穩(wěn)壓管 14.74LS164 15.驅(qū)動(dòng)電機(jī)及驅(qū)動(dòng)芯片 16.自定義

三 實(shí)驗(yàn)原理

1、簡(jiǎn)易倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

需要完成檢測(cè)后方障礙物距離，距離顯示，距離過(guò)近的蜂鳴器燈光報(bào)警提醒，可以選擇加入避障功能或自動(dòng)停車(chē)功能。1)從非技術(shù)角度考慮系統(tǒng)功能；

2)確定系統(tǒng)的輸入檢測(cè)功能及所需檢測(cè)模塊； 3)確定系統(tǒng)的輸出檢測(cè)功能及所需控制模塊； 4)確定系統(tǒng)的控制方式； 5)輸入檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)； 6)輸出控制電路的設(shè)計(jì)；

2、簡(jiǎn)易倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方法：

3）中斷處理； 中斷處理內(nèi)容： a.模塊中斷設(shè)置 b.全局中斷設(shè)置 c.中斷處理函數(shù)

4）定時(shí)控制； 定時(shí)控制內(nèi)容： a.初始化 b.中斷處理函數(shù) c.定時(shí)使用

5）各模塊程序的調(diào)用和參數(shù)傳遞。函數(shù)調(diào)用和參數(shù)傳遞： a.1個(gè)參數(shù)的傳遞 b.N個(gè)參數(shù)調(diào)用傳送 c.多個(gè)參數(shù)返回傳送 d.N個(gè)參數(shù)返回傳送 e.全局變量 f.靜態(tài)變量 1）主控程序； 2）初始化； a I/O口 b、定時(shí)器 c、A/D d、外部中斷 e、看門(mén)狗

f、從EEPROM讀設(shè)置參數(shù) g、設(shè)置開(kāi)機(jī)參數(shù) 初始化程序一般處理內(nèi)容：

四、實(shí)驗(yàn)要求

1、簡(jiǎn)易倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

每組（5人/組）設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)，設(shè)計(jì)包括：功能設(shè)計(jì)、硬件電路設(shè)計(jì)。

硬件設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容： 功能包括：2個(gè)以上輸入檢測(cè)；

2個(gè)以上輸出控制；

按鍵；

數(shù)碼LED顯示。1）系統(tǒng)名稱(chēng)； 2）功能詳細(xì)介紹;3）單片機(jī)選型

4）原理圖（使用Protel畫(huà)）；

2、簡(jiǎn)易倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

每組根據(jù)簡(jiǎn)易倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)相應(yīng)的軟件。軟件件設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)內(nèi)容： 1)系統(tǒng)名稱(chēng)； 2)功能詳細(xì)介紹;3)系統(tǒng)原理圖； 4)系統(tǒng)總體流程圖； 5)各模塊名稱(chēng)及功能描述； 6)總體程序框架清單。基于單片機(jī)的控制的簡(jiǎn)易倒車(chē)?yán)走_(dá)系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

院、系

專(zhuān)業(yè)班級(jí)

姓名

同組人

實(shí)驗(yàn)日期

****年**月**日

一、實(shí)驗(yàn)原理

二、功能詳細(xì)介紹;

三、單片機(jī)選型

四、系統(tǒng)原理圖及電路圖

五、系統(tǒng)總體流程圖

六、各模塊名稱(chēng)及功能描述

七、總體程序清單

八、調(diào)試過(guò)程遇到的問(wèn)題及實(shí)驗(yàn)心得體會(huì)