实验2单片机输出接口与伺服电机控制
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号端子）； • P1.0~P1.7，P1 口 8 位准双向口线（在引脚的 1~8
号端子）； • P2.0~P2.7，P2 口 8 位准双向口线（在引脚的
21~28 号端子）； • P3wk.baidu.com0~P3.7，P3 口 8 位多用途（在引脚的10~17 号
端子）；
• P0 口有两个功能：当外部扩展存储器时，当做 低 8 位数据/地址总线（如图 2-6 中的D0~D7 为 数据总线接口） 来使用；不扩展时，可做 一般的 I/O 使用，但内部无上拉电阻，作为输入 或输出时应在外部接上拉电阻。
uart_Init();
//串口初始化
printf("Program Running!");
printf("Please input pulse number:\n");
scanf("%d",&PulseNumber);
printf("Please input pulse duration:\n");
scanf("%d",&PulseDuration);
for(Counter=1;Counter<=PulseNumber;Counter++) {
P1_1=1; delay_nus(PulseDuration); P1_1=0;
P1_0=1; delay_nus(PulseDuration); P1_0=0; delay_nms(20); } while(1); }
图2-3 P10口控制LED 电路图 图2-4 实物（接线）图
例程：HighLowLed.c
#include<BoeBot.h> #include<uart.h> int main(void) {
uart_Init();
//接通板上的电源 //输入、保存、下载并运行程序 //HighLowLed.c //观察与P1_0连接的LED是否 //每隔一秒发光、关闭一次
• P1 口只做 I/O 口使用：其内部有 上拉电阻。
• P2 口有两个功能：当扩展外部存储器使用时， 当作地址总线高 8 位使用；不扩展时，做一般 I /O 口使用，其内部有上拉电阻；
• P3 口有两个功能：除了作为 I/O 使用外（其内 部有上拉电阻），还有一些特殊功能，由特殊寄 存器来设置。
2.2.1 单个LED闪烁实验
2.3.3 在线调试转速
• 通过串口调整电机的控制参数，改变电机 的旋转速度。
例程：ControlServoWithComputer.c
#include<Boebot.h>
#include<uart.h>
int main(void)
{
int Counter;
int PulseNumber,PulseDuration;
性能完善提高阶段
1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单片机： 8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位 并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。 寻址范围64K，并有控制功能较强的布尔处理器 。
• 特点是：结构体系完善，性能已大大提高，面向 控制的特点进一步突出。现在，MCS-51已成为 公认的单片机经典机种 。
//初始化串口
printf("The LED connected to P1_0 is blinking!\n");
while(1)
{
P1_0=1;
// P1_0输出高电平
delay_nms(500); //延时500ms
P1_0=0;
// P1_0输出低电平
delay_nms(500); //延时500ms
图2-1 单片机功能框图
2.1.1 单片机的技术发展
单片机技术发展过程可分为三个主要阶段： 单芯片微机形成阶段
1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单 片机 。8位CPU、1K字节ROM、64字节 RAM、27根I/O线和1个8位定时/计数器。 特点是：存储器容量较小，寻址范围小（ 不大于4K），无串行接口，指令系统功能 不强。
微控制器化阶段
1982年，Intel推出MCS-96系列单片机。
芯片内集成：16位CPU、8K字节ROM、232字节 RAM、5个8位并口、1个全双工串行口、2个16位 定时/计数器。寻址范围64K。片上还有8路10位 ADC、1路PWM输出及高速I/O部件等。
特点是：片内面向测控系统外围电路增强，使单片 机可以方便灵活地用于复杂的自动测控系统及设 备。
}
}
图2-5 程序HighLowLed.c的时序图
2.2.2 多个LED实验
• 用其他的I/O口试一试呢？ • 顺序点亮两个或多个LED
呢？
图2-7 8LED流水灯
2.3 伺服电机
Parallax continuous rotation servo
图2-8 电机实物图
2.3.1 机器人伺服电机控制方法
电机转速为零的控制信号时序图
1.3 ms 的连续脉冲使电机顺时针全速旋转
1.7ms 的连续脉冲使电机逆时针全速旋转
参考下面的程序段
while(1) {
P1_0=1; delay_nus(1300); P1_0=0; delay_nms(20); }
用示波器观察波形
2.3.2 思考
• 同时控制两个电机的程序。 • 控制两个电机同向旋转3s，如何实现？
实验二 单片机输出接口 与伺服电机控制
2.1 单片机的概念与发展
¾将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路 和相应实时控制器件集成在一块芯片上， 称其为单片微型计算机，简称单片机。英 文名： Single Chip Microcomputer，又名微 控制器Microcontroller。
80C51的基本结构
“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
2.1.2 单片机的应用领域
• 家电 • 办公自动化 • 商业营销 • 工业自动化 • 智能仪表与集成智能传感器 • 汽车电子与航空航天电子系统
单片机的I/O引脚
P1 P0
P3 P2
图2-2 AT89S52单片机引脚定义图
2.1.3 I/O口介绍
上图是 51 标准的 40 引脚双列直插式集成电路芯片： • P0.0~P0.7，P0 口 8 位双向口线（在引脚的 39~32
号端子）； • P2.0~P2.7，P2 口 8 位准双向口线（在引脚的
21~28 号端子）； • P3wk.baidu.com0~P3.7，P3 口 8 位多用途（在引脚的10~17 号
端子）；
• P0 口有两个功能：当外部扩展存储器时，当做 低 8 位数据/地址总线（如图 2-6 中的D0~D7 为 数据总线接口） 来使用；不扩展时，可做 一般的 I/O 使用，但内部无上拉电阻，作为输入 或输出时应在外部接上拉电阻。
uart_Init();
//串口初始化
printf("Program Running!");
printf("Please input pulse number:\n");
scanf("%d",&PulseNumber);
printf("Please input pulse duration:\n");
scanf("%d",&PulseDuration);
for(Counter=1;Counter<=PulseNumber;Counter++) {
P1_1=1; delay_nus(PulseDuration); P1_1=0;
P1_0=1; delay_nus(PulseDuration); P1_0=0; delay_nms(20); } while(1); }
图2-3 P10口控制LED 电路图 图2-4 实物（接线）图
例程：HighLowLed.c
#include<BoeBot.h> #include<uart.h> int main(void) {
uart_Init();
//接通板上的电源 //输入、保存、下载并运行程序 //HighLowLed.c //观察与P1_0连接的LED是否 //每隔一秒发光、关闭一次
• P1 口只做 I/O 口使用：其内部有 上拉电阻。
• P2 口有两个功能：当扩展外部存储器使用时， 当作地址总线高 8 位使用；不扩展时，做一般 I /O 口使用，其内部有上拉电阻；
• P3 口有两个功能：除了作为 I/O 使用外（其内 部有上拉电阻），还有一些特殊功能，由特殊寄 存器来设置。
2.2.1 单个LED闪烁实验
2.3.3 在线调试转速
• 通过串口调整电机的控制参数，改变电机 的旋转速度。
例程：ControlServoWithComputer.c
#include<Boebot.h>
#include<uart.h>
int main(void)
{
int Counter;
int PulseNumber,PulseDuration;
性能完善提高阶段
1980年，Intel公司推出了MCS-51系列单片机： 8位CPU、4K字节ROM、128字节RAM、4个8位 并口、1个全双工串行口、2个16位定时/计数器。 寻址范围64K，并有控制功能较强的布尔处理器 。
• 特点是：结构体系完善，性能已大大提高，面向 控制的特点进一步突出。现在，MCS-51已成为 公认的单片机经典机种 。
//初始化串口
printf("The LED connected to P1_0 is blinking!\n");
while(1)
{
P1_0=1;
// P1_0输出高电平
delay_nms(500); //延时500ms
P1_0=0;
// P1_0输出低电平
delay_nms(500); //延时500ms
图2-1 单片机功能框图
2.1.1 单片机的技术发展
单片机技术发展过程可分为三个主要阶段： 单芯片微机形成阶段
1976年，Intel公司推出了MCS-48系列单 片机 。8位CPU、1K字节ROM、64字节 RAM、27根I/O线和1个8位定时/计数器。 特点是：存储器容量较小，寻址范围小（ 不大于4K），无串行接口，指令系统功能 不强。
微控制器化阶段
1982年，Intel推出MCS-96系列单片机。
芯片内集成：16位CPU、8K字节ROM、232字节 RAM、5个8位并口、1个全双工串行口、2个16位 定时/计数器。寻址范围64K。片上还有8路10位 ADC、1路PWM输出及高速I/O部件等。
特点是：片内面向测控系统外围电路增强，使单片 机可以方便灵活地用于复杂的自动测控系统及设 备。
}
}
图2-5 程序HighLowLed.c的时序图
2.2.2 多个LED实验
• 用其他的I/O口试一试呢？ • 顺序点亮两个或多个LED
呢？
图2-7 8LED流水灯
2.3 伺服电机
Parallax continuous rotation servo
图2-8 电机实物图
2.3.1 机器人伺服电机控制方法
电机转速为零的控制信号时序图
1.3 ms 的连续脉冲使电机顺时针全速旋转
1.7ms 的连续脉冲使电机逆时针全速旋转
参考下面的程序段
while(1) {
P1_0=1; delay_nus(1300); P1_0=0; delay_nms(20); }
用示波器观察波形
2.3.2 思考
• 同时控制两个电机的程序。 • 控制两个电机同向旋转3s，如何实现？
实验二 单片机输出接口 与伺服电机控制
2.1 单片机的概念与发展
¾将微处理器(CPU)、存储器、I/O接口电路 和相应实时控制器件集成在一块芯片上， 称其为单片微型计算机，简称单片机。英 文名： Single Chip Microcomputer，又名微 控制器Microcontroller。
80C51的基本结构
“微控制器”的称谓更能反应单片机的本质。
2.1.2 单片机的应用领域
• 家电 • 办公自动化 • 商业营销 • 工业自动化 • 智能仪表与集成智能传感器 • 汽车电子与航空航天电子系统
单片机的I/O引脚
P1 P0
P3 P2
图2-2 AT89S52单片机引脚定义图
2.1.3 I/O口介绍
上图是 51 标准的 40 引脚双列直插式集成电路芯片： • P0.0~P0.7，P0 口 8 位双向口线（在引脚的 39~32