第一篇：機電控制裝置實驗指導書(補超聲波補倒車雷達)

《單片機技術與C語言程序設計技

術》實驗指導書

廣州大學機械與電氣工程學院機電工程系

目

錄

實驗一：簡易LED跑馬燈...........................3 報告

一、簡易LED跑馬燈實驗.......................6 實驗二：蜂鳴器與數(shù)碼管的編程控制.................7 報告

二、蜂鳴器與數(shù)碼管的編程控制實驗............11 實驗

三、超聲波傳感器模塊控制實驗................12 報告

三、超聲波傳感器模塊編程控制實驗............14 實驗

四、基于單片機控制的簡易倒車雷達系統(tǒng)的實驗 報告

四、基于單片機控制的簡易倒車雷達系統(tǒng)的實驗報告

實驗一：簡易LED跑馬燈

一、實驗目的

1、認識單片機編程電路；

2、認識ISP（In System Program）在線編程的原理；

3、了解編程插座如何與單片機的引腳對應；

4、編寫程序控制LED閃爍，初步熟悉單片機系統(tǒng)開發(fā)的軟件和硬件。

二、實驗設備簡介

1.Tiny 13單片機(5V)2.電池盒（請確定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（面包板電線跳線）

三、實驗原理

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)板都需要設計下載線路，對AVR進行編程。

目前的AVR芯片基本上都具備ISP接口，可通過ISP接口進行編程。

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

四、實驗要求

1、實現(xiàn)程序下載電路 問題：

（1）在線編程的時候是否要對單片機供電？（2）編程插座如何與單片機的引腳對應？

2、編寫程序控制LED閃爍 要求：

（1）決定LED的數(shù)量

（2）參考電路圖、查閱資料，編寫控制程序 提示：

(1)對應的引腳輸出1，LED亮 問題：

設置引腳的輸入、出狀態(tài) 報告

一、簡易LED跑馬燈實驗

院、系

專業(yè)班級

姓名

同組人

實驗日期

****年**月**日

一、實驗原理

二、ISP連接器和單片機簡介

三、系統(tǒng)硬件電路圖及實物照片

四、系統(tǒng)軟件程序流程圖及程序清單

五、實驗心得體會

實驗二：蜂鳴器與數(shù)碼管的編程控制

一、實驗目的

1、認識蜂鳴器和數(shù)碼管的工作原理；

2、認識蜂鳴器和數(shù)碼管控制的編程方法；

3、編寫程序控制蜂鳴器響、數(shù)碼管亮，初步熟悉單片機系統(tǒng)開發(fā)的軟件

和硬件。

二、實驗設備簡介

1.Tiny 13單片機(5V)2.電池盒（請確定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（面包板電線跳線）

三、實驗原理

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、實驗要求

1、蜂鳴器控制電路設計

2、蜂鳴器控制軟件設計

3、數(shù)碼管控制電路設計

4、數(shù)碼管控制軟件設計

5、熟悉開發(fā)工具和測試環(huán)境簡介 報告

二、蜂鳴器與數(shù)碼管的編程控制實驗

院、系

專業(yè)班級

姓名

同組人

實驗日期

****年**月**日

一、實驗原理

二、蜂鳴器、數(shù)碼管工作原理簡介

三、系統(tǒng)硬件電路圖及實物照片

四、系統(tǒng)軟件程序流程圖及程序清單

五、實驗心得體會 實驗

三、超聲波傳感器模塊編程控制實驗

一、實驗目的

1、掌握單片機的中斷功能；

2、掌握單片機定時/計數(shù)器編程；

3、理解超聲波傳感器模塊的工作原理；

4、體驗小系統(tǒng)集成制作的過程。

二、實驗設備簡介

1、Tiny13單片機；

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；

7、電源。

三、實驗原理

1、超聲波傳感器模塊引腳連線圖如下：

（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2個引腳，其中一個引腳用于激發(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數(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)設置連接超聲波傳感器模塊返回端的單片機引腳，使能該引腳電平變化中斷（上升沿）；(3)編寫中斷服務程序，發(fā)生引腳上升沿信號中斷時，打開定時/計數(shù)器；更改引腳電平變化中斷類型（下降沿）；在發(fā)生信號下降沿中斷時，關閉定時/計數(shù)器，讀取定時器數(shù)據(jù)；(4)換算測距結果，根據(jù)測距結果，點亮LED發(fā)光二極管，進行警示。

四、實驗要求

1、完成硬件回路設計；

2、根據(jù)編程原理，編寫控制程序；

3、燒寫程序，進行系統(tǒng)測試；

4、分析測距誤差；

5、撰寫實驗報告。報告

三、超聲波傳感器模塊編程控制實驗

院、系

專業(yè)班級

姓名

同組人

實驗日期

****年**月**日

一、實驗原理

二、超聲波傳感器模塊工作原理簡介

三、系統(tǒng)硬件電路圖及實物照片

四、系統(tǒng)軟件程序流程圖及程序清單

五、實驗心得體會

實驗四 基于單片機的控制的簡易倒車雷達系統(tǒng)一、實驗目的

1.強化單片機系統(tǒng)開發(fā)的軟件及硬件應用；

2.以簡易倒車雷達系統(tǒng)為核心項目，訓練掌握單片機系統(tǒng)開發(fā)的功能設計、硬件設計、軟件設計、程序調(diào)試等一系列步驟。

二 實驗設備簡介

1.2.3.4.5.6.7.8.9.面包板 跳線 1K電阻

LED發(fā)光二極管 ATtiny13單片機 電池盒

AVR ISP程序下載線 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)動電機及驅(qū)動芯片 16.自定義

三 實驗原理

1、簡易倒車雷達系統(tǒng)硬件電路設計

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

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

2、簡易倒車雷達系統(tǒng)軟件設計方法：

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

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

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個參數(shù)的傳遞 b.N個參數(shù)調(diào)用傳送 c.多個參數(shù)返回傳送 d.N個參數(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、定時器 c、A/D d、外部中斷 e、看門狗

f、從EEPROM讀設置參數(shù) g、設置開機參數(shù) 初始化程序一般處理內(nèi)容：

四、實驗要求

1、簡易倒車雷達系統(tǒng)硬件電路設計

每組（5人/組）設計一個監(jiān)控系統(tǒng)，設計包括：功能設計、硬件電路設計。

硬件設計說明書內(nèi)容： 功能包括：2個以上輸入檢測；

2個以上輸出控制；

按鍵；

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

4）原理圖（使用Protel畫）；

2、簡易倒車雷達系統(tǒng)軟件設計

每組根據(jù)簡易倒車雷達系統(tǒng)的電路設計相應的軟件。軟件件設計說明書內(nèi)容： 1)系統(tǒng)名稱； 2)功能詳細介紹;3)系統(tǒng)原理圖； 4)系統(tǒng)總體流程圖； 5)各模塊名稱及功能描述； 6)總體程序框架清單?；趩纹瑱C的控制的簡易倒車雷達系統(tǒng)實驗報告

院、系

專業(yè)班級

姓名

同組人

實驗日期

****年**月**日

一、實驗原理

二、功能詳細介紹;

三、單片機選型

四、系統(tǒng)原理圖及電路圖

五、系統(tǒng)總體流程圖

六、各模塊名稱及功能描述

七、總體程序清單

八、調(diào)試過程遇到的問題及實驗心得體會