单片机实验指导书

单片机原理及应用实验指导书前言实验课一般分为课前预习，进行实验和课后写实验报告三个阶段。为了保证试验课顺利进行，现将有关应该注意的问题说明如下1、课前预习为了做好实验，预习和准备是很重要的。单片机实验是一软硬件结合的实验。在做实验之前，应先仔细阅读实验指导书，根据实验要求，设计出软件程序和硬件电路，以供在实验中验证，求证，保证实验的顺利进行。2、进行实验实验能否顺利进行，关键在于掌握良好的工作方法和操作方法。在实验中，应做到以下几点对于单纯的软件实验，不需要辅助的实验设备，只需要一台计算机。在做此类实验的时候，首先要熟悉编程环境，掌握调试方法。同时，要注意把程序归规类，命名和存放。编程时注意区分字母和数字。实验过程中记录正确的实验程序及程序运行过程中出现的数据。对于软硬件结合的实验，具体的方法如下做硬件电路的连接时，需要几块实验板。拿到实验板后不要急于连线，而应先看一下实验板的线路是如何布局的，特别是在本次实验中要用到的部分，更应详细了解。在接线时，应安照“电源控制线输入输出口”这样的一个顺序连接，接线时不可带电操作；接线完毕，检查线路是否有问题。硬件电路的连接在保证无误的情况下，还应考虑线路布局的合理性和美观性。确保硬件电路无误的情况下，可开始编程。编程时应注意事先先建立一个以“HPJ”为扩展名的项目。编程完毕，调试程序。调试时要用到仿真器。要注意仿真器插头，电源的接法及与计算机的连接。在调试程序时应再次用软件来验证硬件线路是否有错。若出现错误，检验错在哪里，直至无错。记下无错误的硬件电路接线图。然后开始软件的调试。调试软件时要注意仿真头插拔时两边要用力均衡，以免损坏仿真器。程序无误，记下无误程序。对于实验中出现的问题，这里要特别说明一下试验中绝对不能出现短路的情况，所以在接通电源之前一定要老师帮忙检查线路问题，确保不短路。若出现其他线路问题，如断路或者导线接触不良，应先断掉电源，再检验线路的问题。如果在实验的过程中程序无法编译，则可能是在存储文件时忘记写文件的扩展名ASM。程序文件与项目文件的文件名应一致。软硬件结合的实验，在硬件接线完毕后，应该用软件测试硬件有无问题，如有问题，及时修改。实验完毕，整理实验板。拆卸线路，注意要将导线分类放置，最后将所有用到的实验仪器和器材交到指导老师手中。指导老师检查无误签字后，关闭计算机和电源，打扫好卫生方可离开。3、写实验报告实验报告是实验工作的全面总结，要用简明的形式将实验结果完整和真实的表达出来。报告要求文理通顺，简明扼要，字迹端正，图表清晰，结论正确，分析合理，讨论深入。特别是对实验当中出现的故障和错误的处理，要详细阐明。试验报告具体要求如下实验题目，实验器材要在实验报告中体现。实验内容和实验步骤要详细阐述。正确的实验结果（包括程序，流程图和硬件线路图）和实验中用以验证程序的数据都要有所体现。对实验中出现的故障处理要有详细的说明，并详细的回答思考题提出的问题。实验心得，实验中的收获。目录第一章HFWHMT51简介1第二章实验系统硬件图2第三章HFWHMT51实验系统说明3第四章KEILC51软件的使用第五章单片机实验5实验一单个发光二极管点亮实验二单个发光二极管闪烁实验三多彩流水灯实验实验四按键控制彩灯实验六数码管静态显示实验实验七数码管动态显示实验实验七外部中断的应用实验八定时器实验实验九单片机与PC机通信的设计实验十简易秒表的设计附录第一章HFWHMT51简介HFWHMT51实验系统集单片机学习，仿真，编程，在线下载于一体，集成了学习51单片机众多基本功能USB接口，图型、字符型液晶显示，红外接发，蜂鸣器，实时钟，温度采集，数码管，LED灯，键盘，串行EEPROM、看门狗，RS232，继电器，步进电机驱动等等。能满足学习51单片机基础知识及提高的需要，也可以作为AVR学习板使用。集成USB转232接口（CP2102）128X64点阵液晶显示模块，内置汉字库集成16X2,液晶显示模块集成红外模块，红外接收，可实现红外摇控解码功能集成一路继电器集成DS1302时钟功能，结合液晶，数码管显示可做时间显示实验集成DS18B20温度测量芯片，结合液晶，数码管显示可做温度计实验集成32个P口LED灯，可清楚观察IO口输出状态，可做流水灯实验集成I2总线串行E2PROM24C02（4KBITE2PROM）集成串行E2PROM93C46集成高达8位的数码管具有扩展接口，对外扩展所有P口集成4个独立键盘集成4X4矩阵键盘集成1个复位按键集成RS232串行通讯接口集成电脑键盘接口集成步进电机驱动蜂鸣器，可实现简单电子琴功能第二章实验系统硬件图1编程系统插座。2编程系统监控芯片。3实验仿真系统插座。4PC键盘接口。5实验系统晶振140M可选。6AVR芯片复位按键。7独立按键。8红外接收头。9温度传感器DS18B20。1051芯片复位按键。1144键盘。12外接ISP下载线接口。13对外仿真2051接口。14单片机40P完整外扩。15继电器。16蜂鸣器。17DS1302实时钟芯片。1893C46存储器。19ULN2003步进电机驱动。2024C02存储器。2132P口LED。2212864液晶接口。23八位数码管。241602液晶接口。25USB接口。26DC5V电源接口。27232串行接口。28USBC通信模块。29MAX232通信模块。第三章HFWHMT51实验系统说明一跳线，接口1电源切换按钮，按下去实验系统供电，弹上来编程系统供电。2USB通信切换按钮，按下去USB跟实验系统通信，弹上来USB跟编程系统通信。3串行通信切换按钮，按下去串口跟实验系统通信，弹上来串口跟编程系统通信。4数码管液晶切换按钮，按下去液晶供电，弹上来数码管供电。5烧写20P2051和40P芯片的切换。6液晶背光的开关。7实验系统IO口连接到PC键盘的开关。8实验系统IO口连接到温度传感器18B20的开关。9实验系统IO口连接到，93C46或24C02的切换跳线。1032P口LED电源的开关，实验系统IO口连接到继电器，蜂鸣器，红外接收头的开关。11实验系统IO口连接到，DS1302实时钟或UL2003步进电机驱动的切换。二编程系统实验板上集成了一个编程器，可用USB接口和232串口，可以直接烧写AT89C51，AT89C52，AT89S51，AT89S52，AT89C2051，AT89C4051，AT24C02，AT93C46等三ISP下载用实验板上的232串口可以直接对STC，NXP，华邦公司等，带有串口ISP下载的芯片直接进行下载，也可以配合我公司的ISP下载线对AT公司的S51和AVR芯片进行下载四仿真系统配合SST89E58，SST89E564仿真模块可以对板上实验硬件资源进行仿真，也可以对外部资源进行仿真（具体使用请看文件仿真器的使用方法）五实验系统实验板上集成了十几种实验硬件（具体说明请看第四章），也可以外扩实验第四章KEILC51软件的使用KEILC51软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一，它集编辑，编译，仿真于一体，支持汇编，PLM语言和C语言的程序设计，界面友好，易学易用。本次实验主要学习KEILC51软件的使用方法。进入KEILC51后，屏幕如下图所示，几秒钟后出现编辑界。启动KEILC51时的屏幕进入KEILC51后的编辑界面简单程序的调试1建立一个新工程单击PROJECT菜单，在弹出的下拉菜单中选中NEWPROJECT选项2然后选择你要保存的路径，输入工程文件的名字，比如保存到C51目录里，工程文件的名字为C51，如下图所示，然后点击保存。3这时会弹出一个对话框，要求你选择单片机的型号，你可以根据你使用的单片机来选择，KEILC51几乎支持所有的51核的单片机，我这里还是以大家用的比较多的ATMEL89C51来说明，如下图所示，选择89C51之后，右边栏是对这个单片机的基本的说明，然后点击确定。4完成上一步骤后，屏幕如下图所示5在下图中单击“FILE”菜单，再在下拉菜单中单击“NEW”选项新建文件后屏幕如下图所示此时光标在编辑窗口里闪烁，这时可以键入用户的应用程序了，但笔者建议首先保存该空白的文件，单击菜单上的“FILE”，在下拉菜单中选中“SAVEAS”选项单击，屏幕如下图所示，在“文件名”栏右侧的编辑框中，键入欲使用的文件名，同时，必须键入正确的扩展名。注意，如果用语言编写程序，则扩展名为C；如果用汇编语言编写程序，则扩展名必须为ASM。然后，单击“保存”按钮。6回到编辑界面后，单击“TARGET1”前面的“”号，然后在“SOURCEGROUP1”上单击右键，弹出如下菜单然后单击“ADDFILETOGROUPSOURCEGROUP1”屏幕如下图所示选中TESTC，然后单击“ADD”屏幕好下图所示注意到“SOURCEGROUP1”文件夹中多了一个子项“TEXT1C”了吗子项的多少与所增加的源程序的多少相同7现在，请输入如下的C语言源程序INCLUDE/包含文件INCLUDEVOIDMAINVOID/主函数P00X00P10XFFP20XF0P30X0FWHILE1在输入上述程序时，读者已经看到了事先保存待编辑的文件的好处了吧，即KEILC51会自动识别关键字，并以不同的颜色提示用户加以注意，这样会使用户少犯错误，有利于提高编程效率。程序输入完毕后，如下图所示第五章单片机实验实验一单个发光二极管点亮一、实验目的1、熟悉KEILC软件；2、熟悉HFWHMT51实验板；3、了解I/O口输出的工作状态；4、掌握顺序程序设计方法。二、实验内容1、熟记汇编指令；2、通过P1口的P16口控制1个LED灯点亮；3、掌握电路工作原理图图1I/0接口电路4、编写实验程序三、实验器材电脑一台，单片机实验板四、实验步骤1、编写程序保存文件到E盘，扩展名为ASM或者为C。2、编译，检察语法错误，修改程序至无错误为止。3、把实验板上的控制I/0跳线跳到32P口LED电源的开关的位置,电源接通；4、将编译的可执行文件（后缀HEX）下载到开发板，观察实验现象。五、实验中应主意的问题1、文件的扩展名必须为ASM或者为C，文件名不可为汉字。2、必须在编译完程序后才可执行程序。六、参考程序ORG0000HMAINMOVP1,0FEHAJMPMAINEND七、思考题1、请想出几种实现以上功能的编程方法。八、实验报告要求1、实验目的2、实验器材3、实验内容（实验得到正确程序及实验中出现的验证数据）4、实验中遇到的问题及解决办法，思考题。5、实验心得实验二单个发光二极管闪烁一、实验目的1、了解I/O口输出的工作状态；2、掌握软件延时的设计及调试方法。3、掌握循环程序设计方法；二、实验内容1、熟记汇编指令；2、通过P1口的P16口控制1个LED灯1秒钟闪烁一次；3、掌握电路工作原理图；见实验一图1。4、编写实验程序三、实验器材电脑一台，单片机实验板四、实验步骤1、编写程序保存文件到E盘，扩展名为ASM或者为C；2、编译，检察语法错误，修改程序至无错误为止；3、把实验板上I/O跳线跳到32P口LED电源的开关LED的位置,电源接通；4、将编译的可执行文件（后缀HEX）下载到开发板，观察实验现象。五、实验中应主意的问题1、文件的扩展名必须为ASM或者为C，文件名不可为汉字。2、必须在编译完程序后才可执行程序。六、参考程序ORG0000HMAINCLRP10LCALLDELAYSETBP10LCALLDELAYAJMPMAINDELAYMOVR7,100L1MOVR6,50L2MOVR5,20DJNZR5,DJNZR6,L2DJNZR7,L1RETEND七、思考题1、请想出几种实现以上功能的编程方法。2、请思考下，使P1口8个灯同时闪烁程序如何改动八、实验报告要求1、实验目的2、实验器材3、实验内容（实验得到正确程序及实验中出现的验证数据）4、实验中遇到的问题及解决办法，思考题。5、实验心得实验三多彩流水灯实验一、实验目的1、了解I/O口输出的工作状态；2、熟悉逻辑运算指令及移位指令；2、掌握查表程序设计方法。二、实验内容1、熟记汇编指令；2、分别利用循环左移指令和查表法，使P0口8个LED轮流点亮，每个LED灯点亮时间为05秒。3、掌握电路工作原理图；见实验一图1。4、编写实验程序三、实验器材电脑一台，单片机实验板四、实验步骤1、编写程序保存文件到E盘，扩展名为ASM或者为C；2、编译，检察语法错误，修改程序至无错误为止；3、把实验板上I/O跳线跳到32P口LED电源的开关LED的位置,电源接通；4、将编译的可执行文件（后缀HEX）下载到开发板，观察实验现象。五、实验中应主意的问题1、文件的扩展名必须为ASM或者为C，文件名不可为汉字。2、必须在编译完程序后才可执行程序。六、参考程序ORG0000HLJMPMAINORG0030HMAINMOVA,0FEH置发光二极管初始状态控制代码LOOPMOVP0,ARLALCALLDELAYSJMPLOOPDELAYMOVR7,5DE2MOVR6,200DE1MOVR5,248DJNZR5,DJNZR6,DE1DJNZR7,DE2RETEND七、思考题1、如何实现8个LED灯复杂点亮2、请思考下，如何实现8个LED灯循环右移八、实验报告要求1、实验目的2、实验器材3、实验内容（实验得到正确程序及实验中出现的验证数据）4、实验中遇到的问题及解决办法，思考题。5、实验心得实验四键控彩灯实验一、实验目的1、理解独立按键的构成和工作原理，设计接口电路；2、利用独立按键控制LED灯；3、掌握软件去抖动的方法二、实验内容1、熟记汇编指令（跳转指令和查表指令、位操作类指令）；2、按键K01输入，P00口LED交替亮灭；按键K02输入，P01口LED灯交替亮灭；按键K03输入，P02口LED灯交替亮灭；3、电路工作原理图4、编写实验程序1汇编程序ORG0000H开始JMPMAINORG0080HMAINMOVSP,60HMOVP0,00HCALLDELAYMOVP0,0FFHCALLDELAYCALLKEYJMPMAINFUN0MOVP0,0F8HCALLDELAYMOVP0,0FFHCALLDELAYCALLKEYJMPFUN0FUN1MOVP0,0C7HCALLDELAYMOVP0,0FFHCALLDELAYCALLKEYJMPFUN1FUN2MOVP0,3FHCALLDELAYMOVP0,0FFHCALLDELAYCALLKEYJMPFUN2FUN3MOVP0,0F1HCALLDELAYMOVP0,0FFHCALLDELAYCALLKEYJMPFUN3KEYCALLJPJZRETURNCALLDELAY10MSKEY0JNBACC4,KEY1KSF0CALLDELAY10MSCALLJPJNZKSF0CALLFUN0JMPRETURNKEY1JNBACC5,KEY2KSF1CALLDELAY10MSCALLJPJNZKSF1CALLFUN1JMPRETURNKEY2JNBACC6,KEY3KSF2CALLDELAY10MSCALLJPJNZKSF2CALLFUN2JMPRETURNKEY3JNBACC7,RETURNKSF3CALLDELAY10MSCALLJPJNZKSF3CALLFUN3RETURNRETJPMOVP1,0FFHMOVA,P1CPLAANLA,0F0HRETDELAY10MSNOPNOPNOPMOVR6,50D3MOVR5,50DJNZR5,DJNZR6,D3RETDELAYMOVR7,30DL1MOVR6,50DL2MOVR5,50DJNZR5,DJNZR6,DL2DJNZR7,DL1RETEND三、实验器材电脑一台，单片机实验板四、实验步骤1、在单片机实验板上找到K01，K02，K03分别对应的位置；2、把实验板上把实验板上I/O跳线跳到32P口LED电源的开关LED的位置,电源接通；3、保存文件到E盘，扩展名为ASM或者为C。4、编译，检察语法错误，修改程序至无错误为止。5、将编译的可执行文件（后缀HEX）下载到开发板，观察实验现象。五、实验中应主意的问题1、文件的扩展名必须为ASM，文件名不可为汉字。2、必须在编译完程序后才可执行程序。六、参考程序INCLUDE“REG52H“/延时函数VOIDDELAYVOIDUNSIGNEDCHARI,J,KFORI0IDEFINEUCHARUNSIGNEDCHARDEFINEUINTUNSIGNEDINTUCHARIDATATRDATA10M,C,S,5,1,0X0D,0X0A,0X00MAINUCHARIUINTJTMOD0X20/设置波特率为9600的定时器1方式和初始值TL10XFDTH10XFDSCON0XD8/定义方式3PCON0X00TR11WHILE1I0WHILETRDATAI0X00/发送字符串SBUFTRDATAIWHILETI0TI0I