中南大学微机应用系统设计与综合实验报告实验名称:微机应用系统设计与综合实验专业班级:自动化1004姓名:实验时间:2012.9.10—2012.9.14目录第一章实验目的及涉及点 (1)第二章实验环境 (2)（一）硬件环境 (3)（二）软件环境 (7)第三章实验电路图及实验内容 (9)一、实验电路图 (9)二、实验内容 (10)第四章实验步骤 (11)第五章实验思考及创新 (13)第一章实验目的及涉及点1、掌握GPIO 口基本寄存器的使用，掌握如何将GPIO 作为输出口。
2、掌握GPIO 口的读写操作。
3、进一步了解C 语言在飞思卡尔单片机中的编程规范及技巧。
4、掌握2803 的驱动原理。
5、了解矩阵键盘扫描原理。
6、掌握矩阵键盘编程方法。
第二章实验环境（一）硬件环境HF-ExBoard 扩展实验平台底板电路结构如图1.2 所示。
图1.2 HF-ExBoard 硬件结构图HF-ExBoard 扩展实验平台底板电路划分成A 区～T 区共20 个区域，一下简要说明每个区域的功能。
A区：核心板模块扩展区域。
A 区中提供了3 组插槽，可以扩展配套提供的核心板。
插槽兼容我公司研发的所有8 位、16 位和32 位核心板，并且每组插槽的所有引脚均可以引出用做基础或者扩展实验。
关于不同核心板和外部扩展接口之间的对应关系，详见附录。
B区：电源模块。
这里通过引入机箱内的9V 直流电源，为实验平台提供5V、6V 和3.3V 电源。
C区：RS485 通讯模块。
使用MAX485 扩展RS485 通讯总线，完成RS485通讯相关实验。
D区：8 位8 段数码管模块。
该区域提供动态扫描方式扩展的8 位8 段LED数码管，用于完成GPIO 相关实验。
E区：电源输出。
提供9V、6V、5V 和3.3V 电源输出。
F区：128x64 液晶模块扩展。
提供128x64 液晶模块的扩展接口，兼容带字库和不带字库的液晶。
接口同时兼容1602 液晶。
G区：继电器控制模块。
该区域提供了1 个继电器，用以完成GPIO 控制外设实验。
继电器提供了常开和常闭引出端口，并且可以通过一个LED 的点亮，检验继电器动作是否正确。
H区：CAN 总线通讯模块。
该区域提供了1 路CAN 总线通讯接口，可以用于完成CAN 总线通讯实验。
I区：PWM 模拟D/A 模块。
该区域用于完成PWM 模拟D/A的实验，输出连接1 个LED 灯，可以通过LED 灯的亮度变化，验证PWM 模拟D/A 实验的正确性。
J 区：扩展板区域1。
该区域用于接插本公司研发的实验系统配套扩展板。
用户也可以利用该区域，自行设计扩展相应模块板。
K区：0802 液晶模块扩展。
该区域扩展了一个0802 的液晶模块，可以利用GPIO 对其编程完成相关实验。
L区：测温模块。
该区域扩展DS18B20 温度传感器，可以完成温度测量实验。
M区：脉冲发生模块。
该区域提供一个按键，按下该按键即可产生一个脉冲，并可选择脉冲为高电平还是低电平。
该模块可以用于外部中断、输入捕捉和脉冲累加模块等实验。
N区：4x4 矩阵键盘模块。
该区域提供了4x4 的矩阵键盘，可以利用GPIO连接后实现矩阵键盘扩展。
O区：IIC 器件扩展模块。
该区域提供基于IIC 接口的I/O 扩展、EEPROM和实时时钟模块，用于完成IIC 模块实验。
P区：SPI 器件扩展模块。
该区域利用SPI 总线扩展串入并出I/O，实现LED灯的控制。
Q区：蜂鸣器控制模块。
该区域提供了1 个蜂鸣器，用以完成GPIO 控制外设实验。
R区：可调模拟电压输入模块。
该区域通过一个电位器，提供可变模拟电压输入，用于完成ATD 模块实验。
S 区：扩展板区域3。
该区域用于接插本公司研发的实验系统配套扩展板。
用户也可以利用该区域，自行设计扩展相应模块板。
T区：扩展板区域2。
该区域用于接插本公司研发的实验系统配套扩展板。
用户也可以利用该区域，自行设计扩展相应模块板。
（二）软件环境CodeWarrior包括构建平台和应用所必需的所有主要工具 - IDE、编译器、调试器、编辑器、链接器、汇编程序等。
另外，CodeWarrior IDE支持开发人员插入他们所喜爱的工具，使他们可以自由地以希望的方式工作。
CodeWarrior开发工作室将尖端的调试技术与健全开发环境的简易性结合在一起，将C/C++源级别调试和嵌入式应用开发带入新的水平。
开发工作室提供高度可视且自动化的框架，可以加速甚至是最复杂应用的开发，因此对于各种水平的开发人员来说，创建应用都是简单而便捷的。
它是一个单一的开发环境，在所有所支持的工作站和个人电脑之间保持一致。
在每个所支持的平台上，性能及使用均是相同的。
无需担心主机至主机的不兼容第三章实验电路图及实验内容一、实验电路图1.流水灯实验1流水灯图2. 动态数码管显示实验2动态数码管显示图3.矩阵键盘实验3矩阵键盘二、实验内容1. 流水灯利用PORTB 口的低4 位驱动4 位LED 灯，实现4 位LED 灯明灯流水操作2. 动态数码管显示系统上电后首先单8 左移显示，然后0-7 顺次左移显示，紧接着7-0 顺次右移显示，再 0-7 全部闪烁显示，并重复以上动作。
3.矩阵键盘编写键盘扫描程序，当矩阵键盘模块有按键按下时，读取键值，并利用数码管显示键值。
系统上电后8 位数码管以5-4-3-2-1 倒计数显示，待显示值为1后，数码管清除显示，此时按下矩阵键盘按键，数码管显示对应键值。
第四章实验步骤（一）流水灯1、接线说明：本实验无需外部接线，只需要使用跳线帽短接核心板上JP_1 处标号为PB0～PB3 的跳线即可。
2、运行程序，观察LED 灯亮灭情况。
（二）拨码开关控LED 灯1.接线说明：本实验无需外部接线，只需要使用跳线帽短接核心板上JP_1 处标号为PB0～PB7 的跳线即可。
2、运行程序，改变拨码开关的状态，观察LED 灯的显示变化。
（三）动态数码管显示1、接线说明：实验系统底板的8 位8 段数码管模块的段码接线说明：J_SEG-1(A) ---- IO065 (PA0)J_SEG-2(B) ---- IO066 (PA1)J_SEG-3(C) ---- IO067 (PA2)J_SEG-4(D) ---- IO068 (PA3)J_SEG-5(E) ---- IO069 (PA4)J_SEG-6(F) ---- IO070 (PA5)J_SEG-7(G) ---- IO071 (PA6)J_SEG-8(DP)---- IO072 (PA7)8 位8 段数码管模块的位码接线说明：J_DIG-1(COM0) ---- IO046 (PH7)J_DIG-2(COM1) ---- IO045 (PH6)J_DIG-3(COM2) ---- IO048 (PH5)J_DIG-4(COM3) ---- IO047 (PH4)J_DIG-5(COM4) ---- IO050 (PH3)J_DIG-6(COM5) ---- IO049 (PH2)J_DIG-7(COM6) ---- IO052 (PH1)J_DIG-8(COM7) ---- IO051 (PH0)2、运行程序，观察数码管的显示。
第五章实验思考及创新一．流水灯思考题如何利用PORTB 口做出闪烁效果？Main(){….……DDRB=0x01; //B端口最低位方向寄存器设为输出For(;;){PORTB=0x01; //点亮最低为控制的LED灯Delay(); //延时PORTB=0x00; // 熄灭最低为控制的LED灯Delay(); //延时}… //以上循环，延时超过人的视觉停留时间0.2s，就可以达到闪烁效果…}二．动态数码管显示思考题1、如何修改程序显示“ABCDEF”。
0~9，A~Bconst unsigned char g_LED_Seg_Table[17] = {0x3F, 0x06, 0x5B, 0x4F, 0x66, 0x6D, 0x7D, 0x07,0x7F, 0x6F, 0x77, 0x7C, 0x39, 0x5E, 0x79, 0x71, 0x00};2、如何实现数据的闪动显示。
MAIN(){…….k = 2; //0-7闪烁显示do{for(j=0;j<25;j++){led_dig = 0x01; //先选中最右端数码管显示for(i=0;i<8;i++){SEG_NUM = g_LED_Seg_Table[i];DIG_NUM = led_dig;led_dig = led_dig<<1; //位选信号左移1位Delay(1);}}DIG_NUM = 0x00; //熄灭数码管Delay(100);}while(k--);,,,,,,,,,,}三．矩阵键盘思考题1.了解矩阵键盘的线反转法，试编程实现线反转法的具体操作步骤：(1)将行线作为输出线 列线作为输入线。
置输出线全部为0 此时列线中呈低电平0的为按键所在的列 如果全部都不是0 则没有键按下。
(2)将第一步反过来 将列线作为输出线 行线作为输入线。
置输出线全部为0 此时行线中呈低电平0的为按键所在的列。
至此 便确定了按键的位置 (x,y) 编程实现：MAIN(){,,,,,,for(;;){PTS = 0x0F; //H:列，L：行，0000 1111列全亮key_num = PTS;key_num &= 0x0F;if(key_num != 0x0F) //有列：按下：PTS！=0x0f{key_num = Get_num(); //读键值if(key_num != 255){SEG_NUM = g_LED_Seg_Table[key_num];} //end of if(key_num!=255)} //end of if(key_num!=0x0F),,,,,,}unsigned char Get_num(void){unsigned char data_in,data_out,i,j,num;data_out = 0xEF; //1110 1111 PTS!=0x0ffor(i=0;i<4;i++){ //H:列PTS=data_out; //1110 1111 0000 1011Delay(5);data_in = PTS; //1110 1011data_in &= 0x0F; //1011&1111if(data_in != 0x0F) //有键按下,eg:0000 1011{Delay(5);j = 0;num = data_in; // 0000 1011while(num&0x01) // 0000 1011!=0x01{num>>=1; // 0000 1011，1000 0101，1100 0010，0110 0001 ，1011 0000j++;} //end of while(num&0x01)return(3-i+j*4);} //end of if(data_in!=0x0F)data_out<<=1;} //end of for(i=0;i<4;i++)return(255);}。
