《近代无线电实验》
实验指导书(1)
华东师范大学电子信息实验教学中心
2005 年 9 月
目录
第 1 章 实验仪功能简介 .............................................................................................6
1.1 电路外观 ............................................................................................................ 6
1.2 功能特点 ............................................................................................................ 7
1.3 实验项目 ............................................................................................................ 8
1.4 主要功能块......................................................................................................... 9
1.5 TKSMonitor51 仿真器说明 ................................................................................. 10
1.5.1 DP-51PROC 下载工作方式 (load)..............................................................................10
1.5.2 DP-51PROC 运行工作方式 (run)................................................................................10
第 2 章 DP-51PROC 快速入门...............................................................................12
2.1 Keil C51 简介..................................................................................................... 12
2.2 Keil C51 的安装 ................................................................................................. 13
2.2.1 系统要求 ..................................................................................................................................13
2.2.2 软件的安装 ..............................................................................................................................14
2.3 µVision2 集成开发环境....................................................................................... 16
2.3.1 µVision2 集成工具................................................................................................................16
2.3.2 菜单栏命令、工具栏和快捷方式 ..........................................................................................17
2.4 Keil C51 的使用 ................................................................................................. 23
2.4.1 创建第一个 Keil C51 应用程序............................................................................................23
2.4.2 程序文件的编译、链接 ..........................................................................................................30
2.5 调试仿真功能的使用......................................................................................... 34
2.5.1 如何进入调试状态 ..................................................................................................................34
2.5.2 调试状态的存贮器模型 ..........................................................................................................35
2.5.3 调试前的准备工作 ..................................................................................................................36
2.5.4 实战 ..........................................................................................................................................38
2.6 脱机运行之 Flash 运行....................................................................................... 43
2.6.1 如何进入运行状态 ..................................................................................................................44
2.6.2 运行状态的存贮器模型 ..........................................................................................................44
2.6.3 运行程序实例 ..........................................................................................................................44
2.7 脱机运行之 ISP 单片机运行............................................................................... 46
2.7.1 如何进入 ISP 下载状态..........................................................................................................46
2.7.2 运行状态的存贮器模型 ..........................................................................................................47
2.7.3 ZLGISP 软件简介...................................................................................................................47
2.7.4 ZLGISP 软件的安装方法.......................................................................................................47
2.7.5 ZLGISP 软件的使用方法.......................................................................................................49
2.8 各功能模块的功能介绍 ..................................................................................... 52
2.8.1 A1 区 ISP 下载电路...............................................................................................................52
2.8.2 A2 区 MCU 总线接口及 IO 口连接区..................................................................................53
2.8.3 A3 区 138 译码电路...............................................................................................................54
2.8.4 A4 区并转串实验电路............................................................................................................54
2.8.5 A5 区串转并实验电路............................................................................................................54
2.8.6 A6 和 A7 区 PARK 扩展 ......................................................................................................55
2.8.7 B1 区语音实验区....................................................................................................................55
2.8.8 B2 区非接触式 IC 卡实验区..................................................................................................56
2.8.9 B3 区 LCD 实验区..................................................................................................................56
2.8.10 B4 区数字温度采集实验区..................................................................................................57
2.8.11 B5 区蜂鸣器实验区..............................................................................................................58
2.8.12 B6 区 PWM 电压转换实验区..............................................................................................58
2.8.13 B7 区电压基准源..................................................................................................................58
2.8.14 B8 区串行模数转换实验区..................................................................................................59
2.8.15 B9 区串行数模转换实验区..................................................................................................59
2.8.16 B10 区直流电机实验区.......................................................................................................60
2.8.17 C1 区电压接口区..................................................................................................................61
2.8.18 C2 区逻辑笔..........................................................................................................................61
2.8.19 C3 区 LED 点阵实验模块....................................................................................................61
2.8.20 C4 区运算放大器电路实验区..............................................................................................62
2.8.21 C5 电阻接口区......................................................................................................................62
2.8.22 C6 区 555 电路实验区........................................................................................................62
2.8.23 C7 区继电器及其驱动电路..................................................................................................63
2.8.24 C8 区步进电机实验区..........................................................................................................63
2.8.25 D1 区独立控制的 LED、拨动开关、键盘实验区 ............................................................64
2.8.26 D2 区电位器实验区.............................................................................................................64
2.8.27 D3 区红外收发实验区.........................................................................................................65
2.8.28 D4 区 RS-485 实验区........................................................................................................65
2.8.29 D5 区 I2C 实验区.................................................................................................................66
2.8.30 D6 区接触式 IC 卡实验区...................................................................................................66
第 3 章 DP-51PROC 单片机实验...........................................................................67
实验一 Keil C51 集成开发环境的使用练习 ............................................................ 67
实验二 基于 Keil C51 集成开发环境的仿真与调试 ................................................. 69
实验三 单片机 I/O 口控制实验.............................................................................. 71
实验四 蜂鸣器驱动实验........................................................................................ 74
实验五 电子琴实验............................................................................................... 77
实验六 定时器输出 PWM 实验.............................................................................. 80
实验七 串转并的 I/O 口实验.................................................................................. 83
实验八 并转串的 I/O 口实验.................................................................................. 86
实验九 74HC138 译码器实验................................................................................. 89
实验十 16×16 LED 扫描输出实验 .......................................................................... 91
实验十一 555 电路实验......................................................................................... 98
实验十二 运算放大器实验....................................................................................100
实验十三 继电器控制实验....................................................................................104
实验十四 RS232 串口通信实验.............................................................................107
实验十五 RS485 差分串行通信实验......................................................................110
实验十六 I2C 总线实验(实时时钟、EEPROM 和 ZLG7290 的实验) ...................113
实验十七 万年历时钟实验....................................................................................118
实验十八 接触式 IC 卡读写实验...........................................................................121
实验十九 数字温度传感器实验.............................................................................128
实验二十 单总线和 I2C 总线结合实现数字温度计实验..........................................134
实验二十一 结合 555 电路实验和单片机定时器频率计实验...................................141
实验二十二 直流电机实验....................................................................................144
实验二十三 步进电机控制实验.............................................................................146
实验二十四 红外收发实验....................................................................................148
实验二十五 字符型液晶显示实验.........................................................................151
实验二十六 图形液晶显示实验.............................................................................155
实验二十七 串行模数转换实验.............................................................................161
实验二十八 串行数模转换实验.............................................................................164
实验二十九 IC 卡身份识别开关实验.....................................................................167
实验三十 USB1.1 接口控制演示实验.................................................................170
实验三十一 CAN-bus 接口控制实验 .....................................................................172
实验三十二 USB2.0 接口控制演示实验.................................................................178
实验三十三 基于以太网接口的 TCP/IP 实验 .........................................................180
实验三十四 ISD1420 语音模块实验......................................................................183
实验三十五 非接触式 IC 卡读卡模块实验.............................................................184
实验三十六 并行模数转换实验.............................................................................187
实验三十七 并行数模转换实验.............................................................................190
实验三十八 8155 并口扩展实验............................................................................192
实验三十九 8255 并口扩展实验............................................................................195
第 4 章 Small RTOS51 的应用 ...........................................................................198
4.1 编写 Small RTOS51 的驱动程序 ......................................................................198
4.1.1 函数的可重入 ........................................................................................................................198
4.1.2 驱动程序的编写方法 ............................................................................................................198
4.2 16×2 LCD 模块的驱动 ....................................................................................199
4.2.1 点阵字符型 LCD-TC1602A................................................................................................199
4.3 I2C 总线驱动程序的实现.................................................................................209
4.3.1 I2C 驱动程序的简介.............................................................................................................209
4.3.2 驱动程序的使用 ....................................................................................................................209
4.3.3 基本 I2C 总线信号的产生....................................................................................................210
4.3.4 I2C 总线初始化.....................................................................................................................212
4.3.5 发送和接收一个字节 ............................................................................................................212
4.3.6 对 I2C 进行读操作................................................................................................................215
4.3.7 对 I2C 进行写操作................................................................................................................218
4.4 Small RTOS51 应用实例和分析 .......................................................................220
4.4.1 实例简介 ................................................................................................................................220
4.4.2 系统配置文件 Os_cfg.h:..................................................................................................220
4.4.3 CPU 配置文件 Os_cpu.h:...............................................................................................222
4.4.4 ZLG7290 应用函数程序 zlg7290.c.................................................................................225
4.4.5 主程序 EXT1.c......................................................................................................................228
第 5 章 Small RTOS51 实验 ..................................................................................234
实验一 LED 和键盘扫描驱动程序演示实验 ..........................................................234
实验二 PCF8563 驱动程序演示实验 .....................................................................238
实验三 图形液晶显示驱动实验.............................................................................242
实验四 软定时器实验...........................................................................................246
实验五 串口驱动程序实验....................................................................................256
实验六 CAT24WC02 驱动程序演示实验 ...............................................................263
实验七 PDIUSBD12 USB 驱动程序演示实验.........................................................269
实验八 SJA1000_CAN 驱动程序演示实验.............................................................276
附录............................................................................................................................282
附录一 Small RTOS51 使用许可协议 ......................................................................282
附录二 ARM 系列教学实验开发平台 .....................................................................283
EasyARM2131 开发套件 ..................................................................................283
EasyARM2200 开发套件 ..................................................................................284
SmartARM2200 教学实验开发平台 ..................................................................285
MagicARM2200-S 教学实验开发平台...............................................................287
MagicARM2200 教学实验开发平台..................................................................289
附录三 技术支持与问题联系..................................................................................292
第 1 章 实验仪功能简介
本章介绍 DP-51PROC 单片机综合仿真实验仪的硬件信息,让您对它的功能有一个大
概的了解,对后面的系统电路实验具有必不可少的帮助。
1.1 电路外观
DP-51PROC 单片机综合仿真实验仪的电路布局如图 1.1 所示。
图 1.1 DP-51PROC 单片机综合仿真实验仪
由图 1.1 可以看出,它分为很多个功能块,各个功能块之间是相对独立的,每个功能块
都有一个编号分别是竖数 A~D,横数 1~10。我们可以从编号,快速的找到功能块所在的
位置。如 C3 功能块,就是第 3 行的第 3 个功能块,这样用户就可以比较方便的找到对应
的位置。
1.2 功能特点
DP-51PROC 单片机综合仿真实验仪集成有强大的硬件资源,并且为用户提供了多种
选择,使用用户可以进行各种相关的实验。
1. 自带 5V、12V、-12V 电源,其中 5V 电源可提供 1A 电流,12V 可提供 500mA,
-12V 可提供 500mA,含瞬时短路保护和过流保护;
2. 基于 KEIL MONITER 51 的仿真调试功能(使用 TKSMonitor51 仿真器);
3. TKSMonitor51 仿真器内部带有 32KB 的 FLASH 用于用户的程序下载;
4. 能够实现 PHILIPS 单片机的 64KB FLASH 的 ISP 下载编程功能;
5. 灵活简单的 138 译码和 573 锁存电路,方便用户随意设置;
6. 集成 1 路完全功能的 CAN-bus 现场总线接口(可供用户选配);
7. 集成 1 路 USB1.1 接口;
8. 集成 1 路 USB2.0 接口(可供用户选配);
9. 集成 1 路 TCP/IP 以太网接口(可供用户选配);
10. 支持 CPLD 实验,可选择使用 XILINX 公司的 XC95108 系列的 CPLD 或者 ALTERA
公司的 EPM7128S 系列的 CPLD(可供用户任意选择,需要或不需要);
11. 带有 128*64 的点阵液晶模块及接口,和一个 16*2 字符型液晶模块的接口(可供用
户任意选择);
12. 16×16LED 点阵模块;
13. 步进电机、直流电机实验;
14. TLC549 串行 AD、TLC5620 串行 DA 实验;
15. 555 实验电路;
16. 由键盘显示芯片 ZLG7290 控制的 8 个 8 段数码管和 16 个按键;
17. 8 个拨码开关、8 个 LED、8 个独立的按键;
18. 接触式 IC 卡实验;
19. 非接触式 IC 卡读卡模块实验(可供用户选配);
20. LM324 四运放,可以搭建各种运放电路,做运放实验;
21. 继电器驱动及控制电路,可做各种继电器控制实验;
22. I2C 接口的 EEPROM 和 RTC 实时时钟电路;
23. RS232 和 RS485 接口电路;
24. 交流蜂鸣器驱动控制电路;
25. PWM 脉宽调制输出接口;
26. 电位器电压调节电路;
27. 提供仿真器电源输出供给电压;
28. 74LS164 串转并、74LS165 并转串实验;
29. 红外收发数据实验;
30. 18B20 单总线数字式温度传感器实验;
31. ISD1420 语音模块实验;
32. 含有一个逻辑笔,可用于检查 TTL 电平的高低;
33. 包含有一个 8 路输出的时钟源。
1.3 实验项目
DP-51PROC 单片机综合仿真实验仪可以进行各种单片机实验,具体包括:
1. 单片机 I/O 口控制实验,如拨码开关信号输入,LED 发光二极管控制,按键输入等实
验;
2. 定时器输出 PWM 实验;
3. 蜂鸣器驱动实验;
4. 结合单片机 I/O 口控制实验和蜂鸣器驱动实验的电子琴实验;
5. 串转并的 I/O 口实验;
6. 并转串的 I/O 口实验;
7. 74HC138 译码器实验;
8. 16×16LED 扫描输出实验;
9. 555 电路实验(如脉冲输出,频率调整等实验);
10. 运算放大器实验(加减法,微积分等电路的实验);
11. 继电器控制实验;
12. RS232 串口通信实验;
13. RS485 差分串行通信实验;
14. I2C 总线实验(实时时钟、EEPROM 和 ZLG7290 的实验);
15. 结合 I2C 总线实验而扩展的万年历时钟实验;
16. 接触式 IC 卡读写实验;
17. 18B20 的单总线实验;
18. 结合 18B20 的单总线实验和 I2C 总线实验的温度计实验;
19. 结合 555 电路实验和单片机定时器频率计实验;
20. 直流电机实验;
21. 步进电机实验;
22. 红外收发实验;
23. LCD 16*2 字符型液晶显示实验;
24. LCD 128*64 点阵液晶显示实验;
25. 串行的模数转换实验;
26. 串行的数模转换实验;
27. 结合 I2C 总线实验、接触式 IC 卡读写实验、继电器控制实验的 IC 卡身份识别开关实
验;
28. USB1.1 接口控制实验;
29. CAN-bus 接口控制实验(CAN PARK 可供用户选配);
30. USB2.0 接口控制实验(USB2.0 PARK 可供用户选配);
31. 基于以太网接口的 TCP/IP 实验(RTL8019AS PARK 可供用户选配);
32. ISD1420 语音模块实验(ISD1420 语音模块可供用户选配);
33. 非接触式 IC 卡读卡模块实验(ZLG500A 读卡模块及天线可供用户选配);
34. 一系列 CPLD 综合实验(CPLD PARK 可供用户选配);
35. 基于 Keil C51 源码公开的 Small RTOS 嵌入式操作系统的实验、驱动开发与实战例程。