第一篇：c51單片機(jī)實習(xí)報告

基于單片機(jī)實現(xiàn)短距離無線通信設(shè)計 引言

短距離無線傳輸具有抗干擾性能強(qiáng)、可靠性高、安全性好、受地理條件限制少、安裝靈活等優(yōu)點(diǎn)，在許多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。低功耗、微型化是用戶對當(dāng)前無線通信產(chǎn)品尤其是便攜產(chǎn)品的實際需求，短距離無線通信逐漸引起廣泛關(guān)注。常見的短距離無線通信有基于802．11的無線局域網(wǎng)WLAN、藍(lán)牙(blueTooth)、HomeRF及歐洲的HiperLAN(高性能無線局域網(wǎng))，但其硬件設(shè)計、接口方式、通信協(xié)議及軟件堆棧復(fù)雜，需專門的開發(fā)系統(tǒng)，開發(fā)成本高、周期長，最終產(chǎn)品成本也高。因此這些技術(shù)在嵌入式系統(tǒng)中并未得到廣泛應(yīng)用。普通RF產(chǎn)品不存在這些問題，且短距離無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)成熟，功能簡單、攜帶方便，使其在嵌入式短程無線產(chǎn)品中得到了廣泛應(yīng)用。

PTR2000引腳簡介及設(shè)計

2．1 PTR2000器件引腳功能

PTR2000是基于nRF401器件的無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，采用低發(fā)射頻率、高靈敏度設(shè)計。該器件使用433 MHz頻段，是真正的單片UHF無線收發(fā)一體器件，其工作模式包括工作頻道的設(shè)置和發(fā)送、接收、待機(jī)狀態(tài)，由TXEN、CS、PWM 3個引腳共同決定，其工作模式設(shè)置如表1所示。

2．2 PrR2000模塊設(shè)計

該器件外圍的主要電路有以下兩個：

(1)與單片機(jī)的連接電路單片機(jī)AT89C52的RXD和TXD引腳與PTR2000模塊的DO和DI引腳直接相連。PTR2000的模式控制引腳與單片機(jī)的控制引腳相連。

(2)與PC機(jī)的連接電路采用MAX202器件對PTR2000模塊和計算機(jī)串口進(jìn)行RS-232和TTL電平轉(zhuǎn)換，將PTR2000與MAX202的輸入和輸出信號連接，轉(zhuǎn)換后的信號與計算機(jī)的串口連接。

硬件設(shè)計

在無法使用有線傳輸?shù)膱龊?，采用無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和單片機(jī)相結(jié)合進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸是較合理的方案。PTR2000利用串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而單片機(jī)和PC機(jī)均帶有串口，因此，可利用PTR2000作為單片機(jī)和PC機(jī)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)臒o線接口，其硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

該采集系統(tǒng)主要以AT89C52單片機(jī)為控制處理核心。由它完成對數(shù)據(jù)的采集處理以及控制數(shù)據(jù)的無線傳輸。AT89C52單片機(jī)具有快速8051內(nèi)核、8 KB Flash E2PROM、256字節(jié)RAM。為實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸，采用無限收發(fā)一體數(shù)據(jù)傳送MODEM模塊PTR2000器件，該器件內(nèi)部集成高頻接收、PLL合成、PSK調(diào)制／解調(diào)、參量放大、功率放大、頻道切換等功能，完全符合無線數(shù)據(jù)通信的硬件要求。為降低成本，在最小硬件設(shè)計的基礎(chǔ)上，利用C51高級C語言編程，系統(tǒng)的功能盡可能用軟件程序?qū)崿F(xiàn)。

3．1 單片機(jī)的時鐘電路和復(fù)位電路設(shè)計

單片機(jī)時鐘電路設(shè)計中，選擇晶振頻率11．059 2 MHz，約定PC機(jī)和單片機(jī)的通信速率為9 600 b／s，并選擇相應(yīng)電容與單片機(jī)的時鐘引腳相連構(gòu)成時鐘回路。在復(fù)位電路設(shè)計中，采用復(fù)位引腳和相應(yīng)的電容、電阻構(gòu)成復(fù)位電路。單片機(jī)與PTR2000接口原理電路如圖2所示。

3．2 單片機(jī)與PTR2000接口電路的設(shè)計

在圖2中，AT89C52單片機(jī)主要完成數(shù)據(jù)的采集和處理，向PTR2000模塊發(fā)送數(shù)據(jù)，并接收由PC機(jī)通過PTR2000傳送的數(shù)據(jù)。和單片機(jī)相連的PTR2000模塊主要將單片機(jī)的待傳數(shù)據(jù)調(diào)制成射頻信號，再發(fā)送到PC機(jī)端的PTR2000模塊，同時接收PC機(jī)端的PTR2000模塊傳送的射頻信號，并調(diào)制成單片機(jī)可識別的TTL信號送至單片機(jī)。單片機(jī)的RXD和TXD引腳分別和PTR2000的DO和DI引腳連接，實現(xiàn)串行數(shù)據(jù)傳輸；決定PTR2000模塊工作模式的TXEN、CS、PWR 3個引腳分別和單片機(jī)I／O控制口的P2．0～P2．2相連，PTR2000工作時，由單片機(jī)中的運(yùn)行控制程序?qū)崟r控制其工作模式。

3．3 PC機(jī)與PTR2000接口電路的設(shè)計

該接口電路設(shè)計首先需進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。PC機(jī)的串口支持RS-232標(biāo)準(zhǔn)，而PTR2000模塊支持TTL電平，選擇MAX232器件進(jìn)行兩者間的電平轉(zhuǎn)換，接口電路如圖3所示。PTR2000模塊進(jìn)行串行輸入、輸出，引腳DI、DO通過電平轉(zhuǎn)換器件和PC機(jī)串口相連；PTR2000的低功耗控制引腳。PWR接高電平VCC，即PTR2000固定工作在正常工作狀態(tài)；頻道選擇引腳CS接GND低電平，即采用固定通信頻道1，固定工作在433．92 MHz；PC機(jī)串口的RTS信號控制TXEN引腳，以決定PTR2000模塊何時為接收和發(fā)射狀態(tài)。PC機(jī)和串口的傳輸速率設(shè)定為9 600 b／s，和單片機(jī)保持一致。軟件設(shè)計

無線通信系統(tǒng)的軟件設(shè)計包括單片機(jī)端和PC機(jī)端兩部分，兩部分軟件相互配合，設(shè)置各自的PTR2000模塊的工作狀態(tài)。

4．1 PTR2000模塊程序設(shè)計

單片機(jī)和PC機(jī)端軟件配合設(shè)置PTR2000的狀態(tài)(發(fā)射或接收)，選擇固定的通信頻道1(CS=0)，并讓PTR2000模塊一直處于正常工作狀態(tài)(PWM=1)。無線通信實現(xiàn)過程如下：

(1)發(fā)送在發(fā)送數(shù)據(jù)之前，應(yīng)將PTR2000模塊置于發(fā)射模式，即TXEN=1。然后等待至少5 ms后(接收到發(fā)射的切換時間)才可發(fā)射數(shù)據(jù)。發(fā)送結(jié)束后，應(yīng)將模塊置于接收狀態(tài)，即TXEN=0。

(2)接收應(yīng)將PTR2000置于接收模式，即TXEN=0。單片機(jī)不發(fā)送的絕大部分時間都處于接收狀態(tài)。當(dāng)單片機(jī)端發(fā)送時，PC機(jī)端應(yīng)為接收；當(dāng)PC機(jī)端發(fā)送時，單片機(jī)端應(yīng)為接收。

4．2 串行無線通信協(xié)議設(shè)計

無線通信中，由于外部環(huán)境的干擾，通常誤碼率較高，因此通信協(xié)議的設(shè)計對保證通信的可靠性十分重要。協(xié)議的設(shè)計主要是幀結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在該無線通信系統(tǒng)中，存在指令幀和數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀的內(nèi)容包括起始字節(jié)、數(shù)據(jù)長度字節(jié)、數(shù)據(jù)字節(jié)、結(jié)束字節(jié)和校驗和字節(jié)，如表2所示。

起始字節(jié)定義為“$”字符，其數(shù)值為0x24；結(jié)束字節(jié)定義為“*”字符，其數(shù)值為0x2A。

采用校驗和的方法進(jìn)行幀的校驗，將所有字節(jié)相加，然后將結(jié)果截短到所需的位長。發(fā)送端對待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗和計算，將校驗和值放在數(shù)據(jù)后一起發(fā)送；在接收端，對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗和計算，然后與收到的校驗和字節(jié)比較，進(jìn)行誤碼判斷。

對于單片機(jī)，指令幀主要有3種：PC機(jī)發(fā)送給單片機(jī)的請求發(fā)送指令、錯誤／超時重發(fā)指令、單片機(jī)發(fā)給PC機(jī)的發(fā)送完畢指令。在該系統(tǒng)設(shè)計中指令幀采用數(shù)據(jù)幀的格式，將其中的。數(shù)據(jù)字節(jié)固定為一個字節(jié)，根據(jù)定義的字節(jié)判斷數(shù)據(jù)狀態(tài)。

4．3 程序流程

單片機(jī)開始需將無線數(shù)據(jù)傳輸模塊PTR2000設(shè)置處于接收狀態(tài)，通過串口中斷識別由PC機(jī)通過無線信道傳輸來的指令，根據(jù)接收指令的內(nèi)容采集數(shù)據(jù)并啟動發(fā)送。發(fā)送前需將PTR2000模塊設(shè)置為發(fā)射狀態(tài)，且等待5 ms才可發(fā)送，發(fā)送完畢后，向PC機(jī)端發(fā)送“發(fā)送結(jié)束指令”，并將PTR2000模塊重設(shè)為接收狀態(tài)。圖4為系統(tǒng)軟件設(shè)計流程圖。結(jié)束語

單片機(jī)無線通信系統(tǒng)設(shè)計基于PTR2000無線數(shù)據(jù)傳輸解決方案，可實現(xiàn)小于300 m的短距離通信，通過實驗驗證該無線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)運(yùn)行良好，單片機(jī)控制得相當(dāng)準(zhǔn)確。在應(yīng)用時將系統(tǒng)作為一個模塊可方便地移植，以便構(gòu)建更為復(fù)雜的無線通信網(wǎng)絡(luò)，可應(yīng)用于小型無線網(wǎng)絡(luò)、無線抄表、小區(qū)傳呼、工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、安全防火系統(tǒng)等領(lǐng)域，具有一定實用價值。

第二篇：單片機(jī)實習(xí)報告

1602液晶顯示設(shè)計

一、實驗簡介：

通過學(xué)習(xí)本門課程，能夠掌握利用51單片機(jī)完成簡單項目的應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試，掌握單片機(jī)應(yīng)用程序的編寫和調(diào)試過程。本次實習(xí)，我的題目是用51單片機(jī)控制1602液晶顯示指定字符的設(shè)計，需要分別設(shè)計系統(tǒng)的硬件電路及調(diào)試軟件程序，并能夠正確演示調(diào)試結(jié)果。

二、實驗要求：

1、查找資料學(xué)習(xí)單片機(jī)的LCD點(diǎn)陣顯示原理；

2、理解KST-51的LCD點(diǎn)陣顯示電路圖；

3、編制程序在點(diǎn)陣LCD上實現(xiàn)字母：我愛單片機(jī)繪制原理圖；

4、完成實驗報告的撰寫。

三、硬件電路：

（一）89C52系列單片機(jī)

89C52是INTEL公司MCS-51系列單片機(jī)中基本的產(chǎn)品，它內(nèi)置8位中央處理單元、512字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器RAM、8k片內(nèi)程序存儲器（ROM）32個雙向輸入/輸出(I/O)口、3個16位定時/計數(shù)器和5個兩級中斷結(jié)構(gòu)，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)時鐘振蕩電路。此外，89C52還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結(jié)CPU而RAM定時器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存RAM數(shù)據(jù)，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內(nèi)其它功能。89C52有PDIP(40pin)和PLCC(44pin)兩種封裝形式。

1、單片機(jī)最小系統(tǒng)

KST-51單片機(jī)開發(fā)板

最小系統(tǒng)是指單片機(jī)正常工作的最基本的外圍配置，主要包括時鐘電路、復(fù)位電路等。

51單片機(jī)最小系統(tǒng)是利用XTAL1和XTAL2兩個引腳外接晶體振蕩器的內(nèi)部時鐘方式，C1和C2的作用是穩(wěn)定頻率和快速起振，典型值為30pf，晶體振蕩器的振蕩頻率典型值為6 MHZ、12 MHZ或者11.0592 MHZ，系統(tǒng)與PC通信時常采用11.0592MHZ。

復(fù)位電路設(shè)計形式包括：上電復(fù)位、按鍵復(fù)位、和利用專業(yè)的復(fù)位芯片進(jìn)行管理，本次設(shè)計采用按鍵復(fù)位方式。

51單片機(jī)最小系統(tǒng)

2、單片機(jī)引腳功能

51系列單片機(jī)有40個引腳，包括2個 電源引腳，2個外界晶振引腳，4個控制或 其他電源復(fù)用引腳，32個I/O引腳。1）主電源引腳（2根）VCC(Pin40)：電源輸入，接＋5V電源 GND(Pin20)：接地線 2）外接晶振引腳（2根）

XTAL1(Pin19)、XTAL2(Pin18)主要用來構(gòu)成單片機(jī)的時鐘電路。時鐘電路用來產(chǎn)生單片機(jī)工作所需的時鐘信號。時鐘信號分為內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。3）控制引腳（4根）

RST/VPP(Pin9)：復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位。

ALE/PROG(Pin30)：地址鎖存允許信號 PSEN(Pin29)：外部存儲器讀選通信號

EA/VPP(Pin31)：程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高電平則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。4）輸入/輸出引腳（32根）

P0口是一個雙功能的8位并行口，可以用做地址/數(shù)據(jù)總線，另外P0口還可以作為通用I/O口使用，此時為準(zhǔn)雙向口，且內(nèi)部無上拉電阻。

P1口是單功能的I/O口，只能作為通用的I/O口使用，為準(zhǔn)雙向口，但內(nèi)部有上拉電阻。

P2口是一個雙功能口，為準(zhǔn)雙向口，但內(nèi)部有上拉電阻，P2口功能主要有一下兩個方面：一是作為高8位地址輸出線使用時，P2口可以輸出外部存儲器的高8位地址，與P0口輸出的低8位地址一起構(gòu)成16位地址，可以尋址64位的地址空間；二是作為通用I/O口使用時，與P1口使用方法一樣。

P3口作為通用I/O口時使用方法與P1一樣。另外，P3口主要作為第二功能使用。

（二）1602字符液晶

P3口第二功能表

字符型液晶顯示模塊是一種專門用于顯示字母、數(shù)字、符號等點(diǎn)陣式LCD，1602是指顯示的內(nèi)容為16*2,即可以顯示兩行，每行16個字符。字符液晶絕大多數(shù)是基于HD44780液晶芯片的。

1602實物圖 1、1602LCD的特性

? +5V電壓，對比度可調(diào) ? 內(nèi)含復(fù)位電路

? 提供各種控制命令,如：清屏、字符閃爍、光標(biāo)閃爍、顯示移位等多種功能

? 有80字節(jié)顯示數(shù)據(jù)存儲器DDRAM ? 內(nèi)建有160個5X7點(diǎn)陣的字型的字符發(fā)生器CGROM ? 8個可由用戶自定義的5X7的字符發(fā)生器CGRAM

2、字符型LCD1602接口 引腳2、1為1602的電源和地，引腳15、16 為背光電源，引腳4、5、6為控制端口，引腳7-14為 數(shù)據(jù)端口，以下為各個端口的詳細(xì)介紹。3、1602存儲器

HD44780內(nèi)置了DDRAM（顯示數(shù)據(jù)存儲RAM）、CGROM（字符存儲ROM）和CGRAM（用戶自定義RAM）。

DDRAM就是顯示數(shù)據(jù)RAM，用來寄存待顯示的字符代碼。共80個字節(jié)，其地址和屏幕的對應(yīng)關(guān)系如下表：

在DDRAM的00H地址處顯示數(shù)據(jù)，則必須將00H加上80H，即0X80+0x00，若要在DDRAM的01H處顯示數(shù)據(jù)，則必須將01H加上80H即 0X80+0x01。以此類推。

字符發(fā)生存儲器（CGROM)已經(jīng)存儲了160個不同的點(diǎn)陣字符圖形，如下表所示，這些字符有：阿拉伯?dāng)?shù)字、英文字母的大小寫、常 用的符號、和日文假名等，每一個字符都有一個固定的代碼。4、1602指令表

對DDRAM的內(nèi)容和地址操作，HD44780的指令集及其設(shè)置說明，共有11條指令： 1）清屏指令

功能：<1> 清除液晶顯示器，即將DDRAM的內(nèi)容全部填入“空白”的字符碼20H;<2> 光標(biāo)歸位，即將光標(biāo)撤回液晶顯示屏的左上方;<3> 將地址計數(shù)器(AC)的值設(shè)為0。

2）光標(biāo)歸位指令

功能：<1> 把光標(biāo)撤回到顯示器的左上方;<2> 把地址計數(shù)器(AC)的值設(shè)置為0;<3> 保持DDRAM的內(nèi)容不變 3）輸入模式設(shè)置指令

功能：設(shè)定每次寫入1位數(shù)據(jù)后光標(biāo)的移位方向，并且設(shè)定每次寫入的一個字符是否移動。參數(shù)設(shè)定的情況如下所示： 位名 設(shè)置

I/D 0=寫入新數(shù)據(jù)后光標(biāo)左移 1=寫入新數(shù)據(jù)后光標(biāo)右移

S 0=寫入新數(shù)據(jù)后顯示屏不移動 1=寫入新數(shù)據(jù)后顯示屏整體右移1個字 4）顯示開關(guān)控制指令

功能：控制顯示器開/關(guān)、光標(biāo)顯示/關(guān)閉以及光標(biāo)是否閃爍。參數(shù)設(shè)定的情況如下：

位名 設(shè)置 D 0=顯示功能關(guān) 1=顯示功能開 C 0=無光標(biāo) 1=有光標(biāo) B 0=光標(biāo)不閃爍 1=光標(biāo)閃爍 5）設(shè)定顯示屏或光標(biāo)移動方向指令

功能：使光標(biāo)移位或使整個顯示屏幕移位。參數(shù)設(shè)定的情況如下： S/C R/L 設(shè)定情況

0 0 光標(biāo)左移1格，且AC值減1 0 1 光標(biāo)右移1格，且AC值加1 1 0 顯示器上字符全部左移一格，但光標(biāo)不動 1 1 顯示器上字符全部右移一格，但光標(biāo)不動 6）功能設(shè)定指令

功能：設(shè)定數(shù)據(jù)總線位數(shù)、顯示的行數(shù)及字型。參數(shù)設(shè)定的情況如下： 位名 設(shè)置

DL 0=數(shù)據(jù)總線為4位 1=數(shù)據(jù)總線為8位 N 0=顯示1行 1=顯示2行 F 0=5×7點(diǎn)陣/每字符 1=5×10點(diǎn)陣/每字符 7）設(shè)定CGRAM地址指令

功能：設(shè)定下一個要存入數(shù)據(jù)的CGRAM的地址。8）設(shè)定DDRAM地址指令

功能：設(shè)定下一個要存入數(shù)據(jù)的CGRAM的地址。9）讀取忙信號或AC地址指令

功能：<1> 讀取忙碌信號BF的內(nèi)容，BF=1表示液晶顯示器忙，暫時無法接收單片機(jī)送來的數(shù)據(jù)或指令;當(dāng)BF=0時，液晶顯示器可以接收單片機(jī)送來的數(shù)據(jù)或指令;<2> 讀取地址計數(shù)器(AC)的內(nèi)容。10）數(shù)據(jù)寫入DDRAM或CGRAM指令

功能：<1> 將字符碼寫入DDRAM，以使液晶顯示屏顯示出相對應(yīng)的字符;<2> 將用戶自己設(shè)計的圖形存入CGRAM。11）從CGRAM或DDRAM讀出數(shù)據(jù)的指令

功能：讀取DDRAM或CGRAM中的內(nèi)容。

5、時序圖

（1）讀狀態(tài) 輸入：RS=0，RW=1，E=1 讀數(shù)據(jù) 輸入：RS=1，RW=1，E=1（2）寫指令 輸入：RS=0，RW=0，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=指令碼 寫數(shù)據(jù) 輸入：RS=1，RW=0，E=下降沿脈沖，DB0～DB7=數(shù)據(jù)

四、實習(xí)結(jié)果與討論：

通過程序的編輯在1602型LCD上實現(xiàn)了顯示英文字符，通過本次實驗的學(xué)習(xí)進(jìn)一步熟悉了1602型LCD，對其操作有了更多的心得體會，在本次實驗中獲益匪淺。

五、實驗程序： #include #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int

sbit LCD_RS = P2^0;sbit LCD_RW = P2^1;sbit LCD_EN = P2^2;

uchar code dis1[] = {“woai danpianji”};uchar code dis2[] = {“huizhi yuanlitu”};uchar code dis3[] = {“chen jian”};uchar code dis4[] = {“ dianzihua 1101 ”};

void delay(int ms){ int i;while(ms--){ for(i = 0;i< 250;i++){ _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();} } }

bit lcd_busy(){ bit result;LCD_RS = 0;LCD_RW = 1;LCD_EN = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();result =(bit)(P0&0x80);LCD_EN = 0;return result;} void lcd_wcmd(uchar cmd){ while(lcd_busy());LCD_RS = 0;LCD_RW = 0;LCD_EN = 0;_nop_();_nop_();P0 = cmd;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();LCD_EN = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();LCD_EN = 0;}

void lcd_wdat(uchar dat){ while(lcd_busy());LCD_RS = 1;LCD_RW = 0;LCD_EN = 0;P0 = dat;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();LCD_EN = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();LCD_EN = 0;}

void lcd_pos(uchar pos){ lcd_wcmd(pos|0x80);//數(shù)據(jù)指針=80+地址變量 }

void lcd_init(){ lcd_wcmd(0x38);//16*2顯示，5*7點(diǎn)陣，8位數(shù)據(jù) delay(5);lcd_wcmd(0x38);delay(5);lcd_wcmd(0x38);delay(5);lcd_wcmd(0x0c);//顯示開，關(guān)光標(biāo) delay(5);lcd_wcmd(0x06);//移動光標(biāo) delay(5);lcd_wcmd(0x01);//清除LCD的顯示內(nèi)容 delay(5);}

void flash(){ delay(600);//控制停留時間 lcd_wcmd(0x08);//關(guān)閉顯示 delay(200);//延時 lcd_wcmd(0x0c);//開顯示 delay(200);//延時 lcd_wcmd(0x08);//關(guān)閉顯示 delay(200);//延時 lcd_wcmd(0x0c);//開顯示 delay(200);} main(){ uchar i;delay(10);lcd_init();// 初始化LCD

while(1){ lcd_wcmd(0x06);//向右移動光標(biāo)

lcd_pos(0);//設(shè)置顯示位置為第一行的第1個字符 i = 0;while(dis1[i]!= '