单片机仿真编程器教学与使用经验

2023-03-01

单片机仿真器编程器价格低廉、结构简单, 在科研与教学中很适合初学者使用, 但使用中会出现一些问题。现以本人使用这类产品的经历, 谈谈使用和教学中的经验。

笔者手头有一台启东计算机厂生产的N I C E-8 7 5 1仿真器和多台南京伟福公司生产的LAB2000编程器。过去在486DX66计算机的D O S 6.2 2环境下工作正常。通过换一台新计算机 (赛扬633, 128M内存, 80G硬盘) , 用WINDOWS 98启动盘启动后对硬盘分区格式化, 安装W I N D O W S 9 8 S E软件及其他需要的软件。在W I N D O W S 9 8环境下上述仿真器和编程器均无法运行, 表现为通讯失灵。向厂方询问, 告知要在W I N D O W S 9 8的M S-D O S下方可运行, 经试用仍无法运行。由于硬盘是按F A T 3 2格式分区, D O S 6.2 2软件装不上 (只能在软盘上安装) , 原来这类早期开发的产品是适用于纯D O S界面, 不支持W I N D O W S平台, 于是采取在开机自检、出现各硬件配置界面时, 按住F 8键, 当出现多种启动模式时选择命令提示的方法进入D O S界面, 则软件可正常运行。

用仿真器仿89C2051 (或89C51) 单片机, 在单步运行时出现P1、P3口逻辑电平不对, 比如P 1.3输出为低电平时 (执行指令C L R P1.3) , 该口通过一只150Ω电阻串联一只发光管至5 V电源, 发光管亮, 而仿真器显示却为高电平。查阅说明书, 该口是用80C451再造8751各端口仿真。89C451为CMOS型, 带负载能力弱。将89C451拔去, 插入8032, 则无上述问题。尽管P 1.3的流入电流已达2 0 M A, 由于采用动态扫描显示, 其平均电流不大, 长期运行不会损坏。笔者在仿真器输出至应用板之间插入附图所示电路, 解决了问题。三极管最好使用中间脚为集电极的PNP型, 如2SA1015, 布线更方便。

在教学过程中, 按照知识“够用”, “会用”的原则和教学思路, 辟如逻辑运算, 温度传感器, 气压传感器, 重点掌握其外部特性, 注重理论联系实际, 深入浅出。

下面结合在给学生上单片机硬件实验课的过程中, 怎样提高学生的动手能力, 激发他们的学习兴趣和积极性, 提高分析问提和解决问提的能力, 谈谈体会。

继电器控制实验。实验要求是用单片机的端口, 输出电平控制继电器的吸合和断开, 实现对外部装置的控制。实验目的是, 学习I/O端口的使用方法, 掌握继电器的控制的基本方法。了解用弱电控制强电的方法。

实验电路连接如图1:

实验说明:现代自动控制设备中, 都存在一个电子电路与电气电路的互相连接问题, 一方面要使电子电路的控制信号能够控制电气电路的执行元件 (电动机, 电磁铁, 电灯等) , 另一方面又要为电子线路的电气电路提供良好的电气隔离, 以保护电子电路和人身的安全。继电器便能完成这一桥梁作用。

本实验采用的继电器其控制电压是5 V。

继电器电路中一般都要在继电器的线圈两头加一个二极管以吸收继电器线圈断电时产生的反电势, 防止干扰。

本电路的控制端为高电平时, 继电器工作常开触点吸合, 连触点的L E D灯被点亮。当控制端为低电平时, 继电器不工作。当程序执行时, 对应的L E D将随继电器的开关而亮灭。

实验框图 (图2) :

音频控制硬件实验

实验要求:“用端口输出不同频率的脉冲, 控制喇叭发出不同音调。

实验目的:学习输入/输出端口控制方法。了解音频发声原理。

实验线路及连线 (图3) :

实验说明:端口输出的方波经放大滤过后, 驱动扬声器发声。声音的频率由端口输出时延时控制, 本实验只给出发出单频率的声音的序, 请同学们思考如何修改程序, 可以让扬声器发出不同频率不同长短的声音。注意80C196的P1.0位信号输出的方法。

在这两个实验中, 首先让学生读懂实验程序, 动手联线电路, 输入并运行实验程序, 来体会实验结果, 通过修改程序参数和时间常数, 观查实验变化, 从而激发了学生的学习兴趣, 在上理论课时更认真, 在以后做更难更复杂的实验中, 更会主动思考和提问, 强化了理论联系实际的基本学习方法。

在讲授汇编语言程序设计这章时, 有这样一个问题:

设在内部R A M的B L O C K单元内有一无符号数据块的长度, 无符号数据块起始地址是B L O C K+1。试编程求无符号数据块中数据的累加和 (不考虑进位的加法之和) , 并把它存如S U M单元。程序编好后请人工汇编成相应目标代码。

程序应能对数据块长度作出判断:若它不为零, 则求和;若它为零, 则不必进行加法。相应程序为:

这段程序是计算内存一个数据块累加合的问题, 在给学生介绍清楚后, 结合自己给吉林铁通公司搞过的项目:《铁路通信设备监测与管理系统》, 在这里下位机监测子系统向上位机主系统传送数据时就用到这一方法。在网络数据传送与网络通信过程中, 必需要进行数据校验, 以保证数据传送的正确性。比较常用的方法是奇偶校验法, 这种方法是常规方法, 即是每一桢数据均校验, 这样效率底, 数椐传输网络速度慢。在实际应用中就是将奇偶校验位去掉, 采代码和计算的方法。比如有4 0个数椐 (无符号数) , 在下位机进行累加, 其累加和存储在4 1 H单元, 并和数据块一起发送到上位机, 再将接收的40个数据累加计算, 其和与41H中的内容比较, 相等说明数据传输准确, 否则重发。

通过类似方式让学生认识到书本的理论知识在实际中的运用, 有地放失, 激发了学生的学习兴趣和主动性, 做出了很好的课程设计和毕业设计。

摘要：随着电子信息, 自控技术的发展, 我国工业水平已迈向了自动化。但能综合掌握电子, 单片机, 可编程控制器等技术的应用型人才十分短缺。职业教育就是要注重对新知识, 新技术, 新工艺, 新方法实践性特点, 根据信息产业部指定的“CEAC电气智能技术应用工程师“认证标准来培养人才。本文是结合科研和教学中的几个问提谈一谈体会。

关键词：单片机,仿真器,编程器