北航单片机实验报告.docx

【单片机基础与实验】 单片机是微电子技术中的一个重要组成部分，它集成了中央处理器、内存、输入/输出接口等多种功能单元在一个芯片上，广泛应用于自动化、家电、通信等领域。了解单片机的原理意味着理解其工作方式，包括CPU的运算、存储器的组织结构、输入/输出(I/O)的管理等。单片机的资源通常包括RAM、ROM、定时器、计数器、中断系统等。学习单片机通常涉及汇编语言或C语言编程，以控制单片机执行特定任务。 实验中提到的单片机最小系统设计是指搭建一个包含电源、时钟、复位电路以及单片机本身的基础电路，以确保单片机能正常运行。掌握这一设计对于实际应用至关重要。 【I²C总线】 I²C（Inter-Integrated Circuit）总线是由飞利浦公司（现恩智浦半导体）开发的一种简单、高效、二线制的串行通信协议，常用于微控制器与各种外围设备之间的通信。它仅需两根线（SDA和SCL）即可实现双向数据传输。I²C总线传输的数据每个字节为8位，且传输顺序为高位在前。通信过程中涉及起始信号、寻址字节、数据传输、应答位和停止信号等步骤。 在实验中，使用了PCF8576作为I²C总线驱动的字符液晶控制器。PCF8576是一个I²C接口的8位并行输出/输入扩展器，具有地址选择引脚SA0，当接高电平时，其地址为0x72。实验中，通过设置控制字和数据指针，向PCF8576发送特定的字符数据，实现字符在液晶屏上的显示。 【定时器与中断】 在单片机中，定时器是用于产生周期性脉冲的硬件模块，可用于计时、产生中断等。例如，定时器0(Timer0)和定时器1(Timer1)在8051系列单片机中常见。TF0和TF1是溢出标志位，当定时器计数溢出时，它们会被置1，触发中断。TR0和TR1控制定时器的开启和关闭，TR1=1表示启动定时器1，TR0=1启动定时器0。中断服务程序通常由硬件自动执行，但在查询方式下，需要通过软件清0中断标志位。 【实验步骤与编程】 实验中，单片机的P1.0-P1.3口连接LED灯，通过改变这些端口的状态控制灯的亮灭。程序设计中涉及到初始化、定时器设置、中断允许以及I²C总线通信子程序（Start()、SendByte()、Stop()）的编写。在模拟I²C总线时，P1.7模拟数据线SDA，P1.6模拟时钟线SCL，以实现与PCF8576的通信。 这个北航的单片机实验旨在让学生掌握单片机的基本原理、编程方法，以及I²C总线通信的实践应用。通过设计和实施这样的实验，学生能够更好地理解并应用单片机技术解决实际问题。