单片机实验指导书汇编.doc

单单 片片 机机 原原 理理 实实 验验 指指 导导 书书 华中科技大学文华学院 信息学部自动化系 2010.03.23 实实 验验 须须 知知 1. 实验前必须阅读教科书的有关部分和本实验指导书，了解 实验目的、内容、步骤，做好实验前的准备工作，编写好实验中 要求自编或修改的程序；完成实验前要求完成的准备工作后方可 以上机实验，否则不得上机操作。 2. 各种电源的电压和极性不能接错，严禁带电接线和接插元 器件。通电前须经过指导教师检查认可后方能通电。 3. 不准随意拨弄各种与实验无关的旋钮和开关，凡与本次实 验无关的任何设备都禁止动用和摸弄，注意安全。 4. 严禁用手触摸实验系统印制电路板和元器件的引脚，防止 静电击穿芯片。 5. 实验中若损坏仪器或元器件，应及时向指导教师报告。 6. 在实验室内保持安静和卫生，不得随意走动和喧哗，集中 精力完成实验。 7. 实验完成后，关掉电源，及时整理实验台桌面，保持环境 整洁。 8. 按规定认真完成实验报告，在规定的时间内缴上实验报告。 9. 凡实验或实验报告未能按规定完成的学员，不能参加本课 程的考试或考查。 目 录 实验 1 实验板的介绍和使用 实验 2 Keil 软件安装和使用 实验 3 单片机控制 LED 实验 实验 4 单片机控制数码管 实验 实实验验 1 实实验验板板的的介介绍绍和和使使用用 一一、 了了解解完完整整的的实实验验板板 1)实验板一块 了解这个实验板时，我们首先要了解几个主要的部件： （1）51 单片机 （2）开关电源 （3）ISP 接口 （4）8 位 LED 灯 （5）8 位数码管 （6）4*4 矩阵键盘 （7）4 个独立按键 （8）8*8 高亮点阵 （9）USB 口 2）ISP 下载器 ISP 下载线 3）1602 液晶显示屏 4）步进电机 5）红外遥控器 6）USB2.0 供电线 7)USB 转串口线 8）杜邦线 9）跳帽 10）晶振 11）学习光盘 在光盘里面有实验程序、学习板使用教程、学习板芯片资料、 Keil C51 8.0 中文版等等资料。具体的内容大家可以自己查阅光盘。 二、实验板第一次使用的操作步骤二、实验板第一次使用的操作步骤 1、打开电脑； 2 将 ISP 线的一端与实验板相连，另一端接到电脑的USB 上，按下实验板上的电源。 3、下载器的红灯会亮，电脑会显示找到新硬件。安装 ISP 驱 动 接下来选择“从列表或指定位置安装（高级） ”，然后点击下一步。 ISP 驱动文件放在桌面上，且我们选择 libusb0.dll 这个文件。 然后点击“下一步”，就会完成驱动的安装。 完成安装后，在“我的电脑”设备管理器上会显示： 4、打开 ISP 烧写器。 直接点击桌面上的就可以打开 ISP 烧写器， 不需要安装。打开后的界面如下图所示： 编程器及接口：按如图选择芯片及其他默认值。 编程：芯片擦除、编程 FLASH、数据自动重载这三个被选中。 左下角的显示框：可以显示具体进行的操作。 调入 Flash 按钮：点击这个按钮可以调入 hex 文件。 自动按钮：点击这个按钮可以将程序自动的下载到实验板中。 5、按下实验板的 “PSW 电源开关”，指示灯由红色变为了橙 色，表示实验板处于工作状态。 三、实验板以后的使用 以后使用实验板时的步骤，不需要像第一次实验需要安装 ISP 驱动。其他的步骤都一样。 实验实验 2 Keil 软件安装和使用软件安装和使用 一、一、 Keil 软件软件 Keil C51 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。掌握这一软件的使用对于使用 51 系列单片 机的学习者来说是十分必要的。 二、二、Keil 软件的安装 1、在“HZ-C51 学习板使用教程Keil C51 8.0 中文版Keil C51 V8.A” 点击 点击 c51v805.exe 直接安装直到结束，安装路径最好选用默认的 c:keil。 2、第一次运行请先进入 file-License Management 弹出窗口下输入 注册码，需要 keil 注册。点击相同目录下的 会弹出界面: MCU type 选择 51，点击 Generate 后，出现界面： 51 单片机注册: 注册码由 Keil_lic_v3.exe 生成，运行 Keil_lic_v3.exe，选择 51 与选择 V2 选项，其他选项默认。选中 External CID 复制 License Management 对应出的代码到这里; 生成 51ID，生成后复制 LIC0 内容到 keil 弹出窗口的 New License ID Code 中然后点击 Add LIC。 3 安装好后，在桌面上会产生快捷图标，如下图： 三、三、Keil 软件的说明软件的说明 在已安装 Keil 的计算机上，可以直接双击桌面上的“Keil uVision2”图标，进入 keil 软件的开发环境。启动 Keil C51 时的屏 幕如下图所示。 Keil 软件的界面如下图所示。 Keil 开发环境主要由标题栏、菜单栏、工具栏、项目工作区、输 出区等组成。 左边的 project workspace 为项目工作区；右边灰色的部分为 编辑区，我们编写项目就在这个区域；最下面的区域为编译调试 区，我们的程序编译的结果都会在这个区域显示，如果出现错误 会提示错误。 第一个按钮 translate current file 是编译当前文件，第二个按钮 build target 是创建目标，可以理解为连接。第三个按钮 rebuild all target files 是重建所有目标文件， 编译所有文件并创建目标。前两 个按钮加起来的功能等于第三个按钮的功能。当我们编写好了程序， 需要运行时，可以直接点击第三个按钮。 第六个按钮 Options for Target 为目标选项，是用来设置这个项 目中的各种参数和要求。 四、四、keil 软件的操作软件的操作 Keil 软件的具体操作，我们将在下一个实验中结合“流水灯”的 例子为大家详细的讲解。 实验实验 3 单单片片机机控控制制 LED 实实验验 我们将通过一些实例来学习 Keil 软件的使用，在这一部份我们 将学习如何输入源程序，建立工程、对工程进行详细的设置，以及 如何将源程序变为目标代码。 一、实验目的一、实验目的 1.学习Keil的使用，熟悉汇编语言编程； 2.学习P1口的使用方法 二、实验说明二、实验说明 P1口是准双向口,它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同。 由准双向口结构可知当P1口用作输入口时，必须先对口的锁存器写 “1”，若不先对它写“1”，读入的数据是不正确的。 三、实验内容及步骤三、实验内容及步骤 实验步骤说明：实验步骤说明： 本实验需要用到单片机最小应用系统和十六位逻辑电平显示模 块。 用 P1 口做输出口，接十六位逻辑电平显示，程序功能使发光二 极管点亮。 1.使用单片机最小应用系统。用扁平数据线连接单片机 P1 口与 LED 灯相连。 （在实验板上已经连好了。 ） 2.用 ISP 数据线连接计算机与实验板，把仿真器插到模块的锁 紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。 3.打开 Keil uVision2 仿真软件，首先建立本实验的项目文件， 输入源程序，进行编译，直到编译无误。生成 hex 文件。 5.打开实验板总电源，将 hex 文件下载到实验板内，观察发光 二极管显示情况。 实验内容实验内容： 流水灯：从 D0-D7 依次点亮 注：在做完实验时记得养成一个好习惯：把相应单元的短路帽注：在做完实验时记得养成一个好习惯：把相应单元的短路帽 和电源开关还原到原来的位置！以下将不再重述。和电源开关还原到原来的位置！以下将不再重述。 四、原理图四、原理图 五、流程图及参考程序五、流程图及参考程序 1流程图 是 否 开始 设置初始值 设移位次数 数据输出 左一位 延时 移位次数完成？ 2实验参考程序 ORG0000H LJMPMAIN MAIN: MOVP1,#0FEH; 初始点亮LED1 MOVR7,#0FEH; 保存P1 MAIN_LP: LCALL DELAY; 延时 MOVA,R7; RL A; 循环移位 MOVR7,A; 保存到R7 MOVP1,A; 点亮下一个LED JMPMAIN_LP; 不停循环 ;= DELAY:; 延时子程序 MOVR0,#0FFH MOVR1,#0FFH DLY_LP: NOP NOP DJNZR0,DLY_LP MOVR0,#0FFH DJNZR1,DLY_LP RET P1 口循环点灯程序框图 END 六、详细的操作步骤六、详细的操作步骤 1、通过 ISP 数据线把单片机和电脑的 USB 连接在一起。按下实验 板上的电源。 指示灯的颜色为红色。 2、打开 keil 软件。大家注意到我们使用的 Keil 的版本是一个中 文版本的。有时候大家按照的是keil 软件的英文版本，大家操作 的时候也是与中文版本一样的 ，只是对应的名称的叫法是英文 。 3、我们先新建一个工程文件，点击“P 工程-N 新建工程”菜单， 如下图： 点击“N 新建工程”后，会出现如下图所示的界面： 4、选择工程文件要存放的路径，本实验中存放在“C:Documents and SettingsAdministrator桌面实验 1实验 1” （大家可以根据自己的 情况来选择存放的路径，本例子中，我都是按照这个路径来存放的。 ） ，接下来输入工程文件名 LED，最后单击“保存” 。如下图所示： 点击“保存”以后，弹出的对话框中选择 CPU 厂商及型号。 5、选择好 Atmel 公司的 AT89S52 后 , 单击确定。 在项目开发中，并不是仅有一个源程序就行了，还要为这个项目 选择 CPU（Keil 支持数 百种 CPU，而这些 CPU 的特性并不完全 相同） ，确定编译、汇编、连接的参数，指定调试 的方式，有一些 项目还会有多个文件组成等，为管理和使用方便，Keil 使用工程 （Project） 这一概念，将这些参数设置和所需的所有文件都加在一 个工程中，只能对工程而不能对单一的源程序进行编译（汇编）和 连接等操作，下面我们就一步一步地来建立工程。 在接着出现的对话框中选择“是”。 6、新建一个 C51 文件 , 单击左上角的 New File 如下图所示 : 接着要保存新建的文件，单击保持按钮，保存按钮如下图： 点击保存按钮以后，出现如下图所示的对话框，默认的保存路径就 是之前项目的路径， “C:Documents and SettingsAdministrator桌面 实验 1实验 1” 。 在出现的对话框中输入保存文件名 LED.asm（注意后缀名必须为. asm） ，再单击“保存”，如下图： 7、保存好后把此文件加入到工程中方法如下 : 用鼠标在 Source Group1 上单击右键 , 然后再单击 Add Files to Group Source Group 1 如下图： 选择要加入的文件 , 找到 LED.asm 后 , 单击 Add, 然后单击 Close . 8、在编辑区里输入如下代码 : 9、到此我们完成了工程项目的建立、文件加入工程以及程序的编写 , 接着我们单击第三个按钮“重建”，然后观察输出区的情况：0 Error(s)，0 Warning(s) ，表示编译通过已建立连接 。 10、生成 .hex 烧写文件 先单击 Options for Target 按钮，即目标选项,如图： 在下图中,单击 Output, 选中 Create HEX F。再单击“确定”。 再次单击第三个按钮“重建” ，然后观察输出区的情况：不仅提 示了 0 Error(s)，0 Warning(s) ，还出现了一句“creating hex file from “LED”,表示创建了 hex 文件 。 打开文件夹实验 1，查看是否生成了 hex 文件。如果没有生成， 再执行一遍步骤 10，直到生成 hex 文件。从下图可以看到，已经生 产了 hex 文件。 11、直接点击桌面上的就可以打开 ISP 烧写器，不 需要安装。打开后的界面如下图所示： 12、点击“调入 Flash”按钮，如下图所示 点击“调入 Flash”按钮后，出现如下图所示的对话框，默认的保存 路径就是之前项目的路径， “C:Documents and SettingsAdministrator 桌面实验 1实验 1” 。选中“LED.hex”,然后点击“打开” 。 13、将 hex 文件下载到单片机中。 点击“自动”按钮，完成了“Erase，Write，Successfully done” ， 表示擦除、写入、同时下载成功。 14、观察现象 观察实验板上是否出现了“流水灯”的现象。 实验实验 4 单片机控制数码管实验单片机控制数码管实验 一、实验目的一、实验目的 1. 掌握数码管是如何显示出字符 2. 掌握数码管动态显示原理 3. 学习延时子程序的编写和使用 二、实验原理二、实验原理 1.数码管两种接法数码管两种接法 2. 共阴极数码管编码共阴极数码管编码 0 x3f , 0 x06 , 0 x5b , 0 x4f , 0 x66 , 0 x6d , 0 1 2 3 4 5 0 x7d , 0 x07 , 0 x7f , 0 x6f , 0 x77 , 0 x7c , 6 7 8 9 A B 0 x39 , 0 x5e , 0 x79 , 0 x71 , 0 x00 C D E F 无显示 3.动态显示原理动态显示原理 动态显示的特点是将所有位数码管的段选线并联在一起，由位选 线控制是哪一位数码管有效。选亮数码管采用动态扫描显示。所谓 动态扫描显示即轮流向各位数码管送出字形码和相应的位选，利用 发光管的余辉和人眼视觉暂留作用，使人的感觉好像各位数码管同 时都在显示。动态显示的亮度比静态显示要差一些，所以在选择限 流电阻时应略小于静态显示电路中的。 三、实验内容实验内容 用数码管动态显示，实现 00-99 计数器。 分析： P2.0 :作为个位的数码管的片选 ab cde g GND f dp GND a b c e f g d dp a b c d e f g dp dp g f e d c b a 5V （a）（b） P2.1 :作为个位的数码管的片选 段选：接 P0 口 四、原理图四、原理图 五、参考程序及注释五、参考程序及注释 A_BIT EQU 20H ;个位数存放处 B_BIT EQU 21H ;十位数存放处 TEMP EQU 22H ;计数器寄存处 STAR: MOV TEMP,#0 ;初始化计数器 STLOP: ACALL DISPLAY ;调用显示子程序 INC TEMP ;自动加 1 MOV A,TEMP ;将 TEMP 的内容传递给 A CJNE A,#100,NEXT ;等于 100 重来 MOV TEMP,#0 ;将 TEMP 置 0 NEXT: LJMP STLOP ;跳转到 STLOP ;显示子程序 DISPLAY: MOV A,TEMP ;将 TEMP 的内容传递给 A MOV B,#10 ;讲 10 传递给 B DIV AB ;A 的内容除以 B 的内容，然后将商放在累加器 A 中， 余数放在寄存器 B 中 MOV B_BIT,A ;将 A 的内容传递给 B_BIT，即商保存在 B_BIT MOV A_BIT,B ; 将 B 的内容传递给 A_BIT，即余数保存在 A_BIT MOV DPTR,#NUMTAB ; MOV R0,#4 ;将 4 传递给 R0 DPL1: MOV R1,#5 ; 将 5 传递给 R1 DPLOP: MOV A,A_BIT ;将 A_BIT 的内容传递给 A MOVC A,A+DPTR ;基址加变址寄存器间接寻址，将 A 和 DPTR 的内容 相加，然后再传递给 A MOV P0,A ;将 A 的内容传递给 P0 CLR P2.0 ;将 P2.0 清 0，即选中与 P2.0 连接的数码管 ACALL