单片机实验报告1.docx

实验1 开发环境使用及常用指令功能一、实验目的1、掌握集成开发环境的使用；2、初步了解实验装置的使用方法；3、熟悉常用指令的功能；4、熟悉程序调试的方法；5、学习自己编写、调试计算程序。二、实验说明利用单片机及keil uvision4软件实现程序的编译、运行、调试，学会利用软件硬件的几次开发使用。三、实验内容1、自行编写一段计算程序，实现双字节二进制数除以单字节二进制数，将所编程序录入、编译加载并调试。分析运行过程2、用排线将单片机p2口与通用板上led指示灯连接，单步执行下列指令：setbp2.0clrp2.0cplp2.1cplp2.1mova，#55hmovp2，axrla，#0ffhmovp2，arlcamovp2，a观察指令执行后，指示灯的亮、熄现象，理解指令的功能。在实验报告中记录实验现象和分析。四、实验程序1、双字节二进制数除以单字节二进制数程序如下：org 0000hstart:ljmp clateorg 0030hclate: mov 34h,#10;被除数高位34h设为10mov 33h,#0 ;被除数低位33h设为0mov 35h,#10;除数35h设为10mov r3,34h;被除数高位移至r3mov r2,33h;被除数高位移至r2mov r4,35h;除数移至r4mov 32h,0;设置商存放在32hmov b,#8;设置循环次数loop:clr c;mov a,r3;被除数高位移至asubb a,r4;r3-r4mov 31h,a;余数暂存31hjnc loop1;若够减，则跳转loop1mov a,r2;若不够减，则r3r2整体左移rlc a;mov r2,a; mov a,r3;rlc a;mov r3,a; 至此r3r2整体左移ljmp loop2;loop1: inc 32h;够减商增1mov r3,31h;余数存回至除数高位loop2: mov a,32hrl amov 32h,adjnz b,loop;未做完除法，则转loop继续mov r6,32hend五、实验现象1、双字节二进制数除以单字节二进制数程序：运行结束后，r6为ox0a,即商为102、p2口与led指示灯亮暗实验：setbp2.0l1l2l3l4l5l6l7l8clrp2.0亮暗暗暗暗暗暗暗cplp2.1亮亮暗暗暗暗暗暗cplp2.1亮暗暗暗暗暗暗暗mova，#55hmovp2，axrla，#0ffh暗亮暗亮暗亮暗亮movp2，arlca亮暗亮暗亮暗亮暗movp2，aend亮亮暗亮暗亮暗亮六、思考题1、跨越式单步运行方式和进入式单步运行方式有什么区别？答：进入式单步：在调试状态下，点击图标，或执行快捷键f11，或者使用“debug”菜单栏“step into”选项，可以执行进入式单步操作。每进行一次操作，程序将运行一条指令。每执行一行指令，表征pc指针的图标都会向下移动一行，已执行过的语句呈现绿色。进入式单步当遇到子程序调用时，将会跟踪到子程序中执行。跨越式单步：点击图标，或者执行快捷键f10，或者使用“debug”菜单栏的“step over”选项，可以执行跨越式单步。跨越式单步当遇到子程序调用指令时，不跟进子程序中执行，直接把整个子程序一步执行完。对于其它指令来说，跨越式单步和进入式单步的作用相同。2、如何设置程序指针到光标所在程序行？答：（1）移动pc到光标所在行在光标所在程序行，点击鼠标右键，弹出一个菜单，选中“set program counter”选项，可以将程序指针pc 图标强行移到光标所在行。调试程序时，如果希望改变程序的起始运行地址，可以利用此功能移动程序指针pc指向需运行的程序位置。（2）执行到光标所在行点击图标，或者使用快捷键ctrl+f10,或者使用“debug”菜单栏中的 “run to cursor line”选项，可以使程序从当前图标所在行执行到光标所在行。3、如何修改内部ram存储单元的值？答： 通过打开数据存储器观察窗口，用户可以观察指定范围内的数据存储器内容。指定一个内部ram存储单元所包含的一个地址，将鼠标放到该地址数值上，在右键弹出的窗口中，可以人为强行修改相应地址单元的值。程序调试时，也可以采用指令给ram单元赋值，也可以人为强行修改ram中的值。实验2 “跑马灯”实验一、实验目的1、 了解发光二极管的使用方法；2、 熟悉串行、并行输出扩展接口的方法；3、 学习常用指令用法和简单程序编写技巧。二、实验说明利用单片机的p1口低4位，通过一片74hc595控制8位发光二极管，方法是在实验箱通用板上将p1口的低4位与74hc595的输入信号相连，将74hc595的输出分别与发光二极管相连，由此构成的实验电路原理如图3.1.1所示。图3.1.1 发光二极管串行控制电路在图3.1.1中，74hc595的si（串行数据输入端）、sclk（串行移位时钟输入端）、rclk（输出寄存器锁存时钟端）、/oe（输出引脚使能端）分别与单片机的p1.0、p1.1、p1.2、p1.3引脚相连。74hc595输出低电平时点亮发光二极管。图3.1.1中595的输出使能引脚（/oe）已直接连接到“地”，使输出总是使能。三、实验内容1、 按图3.1.1连接电路，调试参考程序，单步执行部分指令，观察有关寄存器中值的变化，理解指令的功能和执行效果；2、 自行对实验箱核心板上的发光二极管电路进行编程，采用并行接口控制的方法，实现“跑马灯”的功能，画出实验电路，记录实验程序。四、实验程序利用图3.1.1电路实现“跑马灯”功能的参考程序如下：lightequ62h；定义指示灯数据存放地址单元 org0000hajmpstartorg0030hstart：movsp，#30h；初始化堆栈指针clrp1.0clrp1.1clrp1.2clrp1.3；初始化有关i/o口；p1.3始终为0，输出使能恒有效movlight，#01h；初始化指示灯数据nopmain：lcallfly_led；调用指示灯循环点亮子程序lcalldelay；延时子程序同参考例程一ajmpmain；循环执行主程序；*；通过595循环点亮指示灯子程序；*flyled：mova，lightclrcrlca；累加器a中最高位移到ccplc；因低电平点亮，故取反movp1.0，c；light中数据最高位送到ser输入端setbp1.1nopclrp1.1；产生一个输入锁存脉冲setbp1.2nopclrp1.2；产生一个寄存器锁存脉冲cjnea，#0，flycon；a中不为0则继续mova，#01h；a中为0，循环完一轮；重新赋初值flycon：movlight ，aret；延时子程序delay：movr7，#20；将r7赋值20delay1：movr6，#0；将r6赋值0，相当于赋值256delay2：djnzr6，$；r6中的值减1不为0则循环执行当前行djnzr7，delay1；r7中的值减1不为0则循环ret五、实验现象led灯从l1到l8依次循环点亮，实现了“跑马灯”的功能六、思考题1、什么是led？led的工作电流一般为多大？为什么在led电路上要串联一个电阻？串联电阻的取值应为多少？答： led（light emitting diode）是发光二极管的英文缩写。单个led在各种仪器、仪表中常用作各种指示灯，根据外形直径的大小，常用的有3、5（mm）等型号，每一种直径下，还有普通亮度、高亮度、超高亮度等种类。普通亮度发光二极管工作电流一般为十几个毫安，高亮和超亮发光二极管在同样工作电流下，亮度更高。在led电路上要串联一个电阻，称为限流电阻，起到了限流的作用，其阻值约为500欧，实际使用中，选择330到510欧的限流电阻，都是可行的。2、串行接口器件和并行接口器件各有什么优缺点？答：串行接口需要的cpu口线要少一些，但是占用cpu的时间要长一些；并行接口需要的cpu口线要多一些，但是占用cpu的时间要少一些。3、单片机的晶振为12mhz，参考程序中的延时子程序的延时时间约为多少？如何修改延时时间？答：机器周期=12fosc=1s,如下列出了延时子程序中各条指令的机器周期数：延时子程序delay：movr7，#20 ；1 delay1：movr6，#0；1 delay2：djnzr6，$；2djnzr7，delay1；2ret ；2整个程序执行所用的机器周期数为：1+（1+2256+2）20+2=10303因此延时时间约为10.3ms可以通过修改r6或r7的值来改变程序循环次数，从而修改延时时间。实验3 数码管显示功能的实现一、实验目的1、 了解数码管显示器的特性和使用方法；2、 进一步熟悉常用指令和编程技巧；3、 熟悉单片机i/o口的使用方法。二、实验说明1、数码管电路结构内部8个led处于不同的位置，每个led显示一个笔画，称为一段；通过外接电路控制点亮不同的led组合，显示一位相应的数字（符号）。对于单个数码管来说，一般有十个引脚。8个发光二极管的阳极连接在一起称为共阳极数码管显示器。实验箱上通用版上的数码管即为共阳极的。若将所有发光二级管的极性调换一下，所有的阴极连接到一起则称为共阴极数码管。2、数码管显示器的动态控制电路实验箱的核心板上，有6个共阴极数码管显示器，被设计成既可为并行接口动态控制，又可为串行接口动态控制。三、实验内容1、 读懂串行接口和并行接口的led显示参考示例程序；2、 分别运行并验证参考示例程序3、 要让次低位led数码管显示中总是带有小数点，即显示的6位数值中包括一位小数，修改参考程序实现；四、实验程序1、并行接口led显示d_dat0 equ 6ahd_dat1 equ 6bhd_dat2 equ 6chd_dat3 equ 6dhd_dat4 equ 6ehd_dat5 equ 6fh ;定义显示数据单元 org 0000hajmp startorg 0030hstart: mov sp, #30h ;初始化堆栈指针mov d_dat0, #0mov d_dat1, #1mov d_dat2, #2mov d_dat3, #3mov d_dat4, #4mov d_dat5, #5 ;初始化显示数据mov p0, #0 ;clr p1.1 ;初始化有关i/o口clr p1.2mov r0, # d_dat0 ;初始化显示数据指针寄存器r0 ;指向第一位需显示数字mov r1, #01h ;初始化需点亮数码管位置代码nopmain: lcall disp ;调用数码管循环点亮子程序lcall delay ;延时子程序同前，应修改延时时间ajmp main ;循环执行主程序;*;通过574显示6位数字子程序;*disp: mov a, r1 ;取位代码mov p0, a ;位代码送p0抠（用于产生位选信号）setb p1.2nopclr p1.2mov a, r0 ;取需显示的数字值mov dptr, #dispd ;装载笔画编码表首地址movc a, a+dptr ;取需显示数字笔画代码mov p0, a ;笔画代码送到p0口（勇于产生段选信号）setb p1.1nopclr p1.1 ;产生一个锁存脉冲，锁存输出笔画代码inc r0 ;r0增1指向下一个需显示数字mov a, r1clr crlc amov r1, a ;r1中的值左移一位，指向下一位数码管cjne r1, #40h, disp1 ; r1中不为40h（未显示完6位）继续mov r0, #d_dat0 ;r1中为40h，循环完一轮 ;重新赋初值mov r1, #1 ;位置代码初值disp1: nop ret ;数字笔画代码表; 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 熄dispd: db 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07h, 7fh, 6fh, 0；延时子程序delay：movr7，#20；将r7赋值20delay1：movr6，#0；将r6赋值0，相当于赋值256delay2：djnzr6，$；r6中的值减1不为0则循环执行当前行djnzr7，delay1；r7中的值减1不为0则循环ret2、串行led显示程序d_dat0 equ 6ahd_dat1 equ 6bhd_dat2 equ 6chd_dat3 equ 6dhd_dat4 equ 6ehd_dat5 equ 6fh ;定义显示数据单元 org 0000hajmp startorg 0030hstart: mov sp, #30h ;初始化堆栈指针mov d_dat0, #0mov d_dat1, #1mov d_dat2, #2mov d_dat3, #3mov d_dat4, #4mov d_dat5, #5 ;初始化显示数据mov p0, #0 ;clr p1.1 ;初始化有关i/o口;以上内容与前面相同clr p1.3clr p1.1clr p1.2 ; 初始化有关i/o口mov r0, #d_dat0 ; 初始化数据指针 ; r0指向第一位显示数字mov r1, #01h ;初始化需点亮数码管位置代码nopmain: lcall disp ;调用数码管循环点亮子程序lcall delay ;延时子程序同前ajmp main ;死循环;*;通过595显示4位数字子程序;*disp: mov a, r1 ;取位代码数据mov r2, #8 ;r2中为循环次数disp1: clr crlc amov p1.3, c ;一个位选信号送到ser的输入端setb p1.1nopclr p1.1 ;产生一个串行移位时钟脉冲djnz r2, disp1 ;一次将8个位选信号移入 ;实际只有6位有用mov a,r0 ;取需显示的数字mov dptr,#dispd ;笔画编码表同前movc a,a+dptr ;去需显示数字笔画代码（段选信号）mov r2,#8disp2: clr crlc amov p1.3, c ;段选信号送到si引脚setb p1.1nopclr p1.1 ;产生一个移位时钟脉冲djnz r2, disp2 ;依次将8个笔画信号（段选信号）移入setb p1.2nopclr p1.2 ;产生一个输出锁存脉冲inc r0 ;r0中不为40h则继续mov a,r1clr crlc amov r1, a ;r1中的值左移1位，指向下一位数码管cjne r1, #40, disp3 ;r1中不为40h则继续mov r0, #d_dat0 ;r1中为40h，循环完一轮 ;重新赋初值mov r1, #01h ;位选数据重新赋初值disp3: ret；延时子程序delay：movr7，#20；将r7赋值20delay1：movr6，#0；将r6赋值0，相当于赋值256delay2：djnzr6，$；r6中的值减1不为0则循环执行当前行djnzr7，delay1；r7中的值减1不为0则循环ret3、带小数点led显示：将代码表中4对应的66h改为0e6h即可。五、实验现象1、并行led显示程序实验：六个数码管依次显示0 1 2 3 4 52、串行led显示程序实验：六个数码管依次显示0 1 2 3 4 53、带小数点led显示实验：六个数码管依次显示0 1 2 3 4. 5六、思考题1、要让led数码管显示a、b、c、d、e、f六个字母，请列写笔画代码表。;数字笔画代码表; abcdefdispd: db 77h7ch39h5eh79h71h2、led数码管动态显示和静态显示各有什么优缺点？动态：需要器件数量少，功率低，印刷电路面积少，但占用cpu时间多静态：需要器件数量多，功率大，印刷电路面积多，但占用cpu时间少实验5 按键功能的实现一、实验目的1、 理解按键电路的作用；2、 学习按键功能的编程方法；3、 熟悉单片机i/o口连接独立式按键的编程应用方法。二、实验说明实验箱核心板上有4个按键，其一端全部与地线相连，另一端顺次与p1.4p1.7相连，本实验需要用到核心板上的3个按键，3个指示灯和6个数码管，所用到的实验电路原理如图所示。 本实验中3个按键设计的功能，是一个使用的简单温度控制系统的按键功能，要求通过按键设定一个温度上限值和一个温度下限值。本实验只涉及按键和显示功能，在今后的试验中，将进一步增加硬件和软件功能，利用单片机实现实际的温度控制系统，是温度维持在上、下限值之间。 “功能”键：在内存数据区定义一个名称为“krm”的字节，存放功能编号，共有3种功能，分别对应编号为0，1，2。每按一次“功能”键，“krm”中的值在这三个数字中循环改变一次。与三种功能对应，设计三个led（发光二极管）指示灯，有单片机p3口控制，当处于某种功能状态时，相应的指示灯亮。本实验的内容，实际上是后面进一步做温度测量控制系统的一部分。三种功能的含义如下： 功能号0：显示测量的温度值； 功能号1：对温度上限值进行修改； 功能号2：对温度下限值进行修改。 “”键：每按一次“”键，内存数据区中指定变量单元的值增1，持续按住则连续增1。 “”键：与“”键对应，每按一次“”，内存数据区中指定变量单元的值减1，持续按住则连续减1。 功能号为0时，数码管显示被测温度值，此时按另外两个按键不起作用。功能号为1时，数码管显示设定温度的上限值，按两外两个按键可以修改温度上限值，功能号为2时，数码管显示设定温度的下限值，此时按另外连个按键可以修改温度上限值。 三、实验任务1、 理解单片机i/o口与按键，指示灯和led数码管的综合使用方法；2、 理解如图所示电路，读懂参考程序；3、 自行设计按键显示功能（比如将6位数码管分成三组，分别显示上限、下限、测量值），并编程实现所设计的功能。四、实验程序实现按键和显示参考程序如下：d_dat0equ60hd_dat1equd_dat0+1d_dat2equd_dat1+1d_dat3equd_dat2+1d_dat4equd_dat3+1d_dat5equd_dat4+1;定义显示数据单元lightequd_dat5+1h_dat0equlight+1h_dat1equh_dat0+1kbmequh_dat1+1;定义按键功能号存放单元d_maxequkbm+1;定义上限值存放单元d_minequd_max+1;定义下限值存放单元t_dat0equd_min+1t_dat1equt_dat0+1;定义测量值存放单元org0000hajmpstartorg0030hstart:movsp,#30h;初始化堆栈指针movd_dat0, #0movd_dat1, #0movd_dat2, #0movd_dat3, #0mov d_dat4, #0mov d_dat5,#0;初始化显示数据movlight, #80hclrp1.0clrp1.1clrp1.2clrp1.3;初始化有关i/o口movr0,#d_dat0;初始化数据指针,r0指向第一位显示数字movr1,#01h;初始化需点亮数码管位置代码movkbm,#0;初始化功能号movd_max, #80movd_min, #70;初始化上、下限值movt_dat0, #66movt_dat1,#0;目前人为赋给测量值一个值,将来有实际测量值就存放在此 movh_dat0, t_dat0movh_dat1, t_dat1lcallhtd;将测量值二进制数转换为十进制数main:lcalldisp;刷新显示lcalldelay;显示、延时子程序同前;*;按键处理程序;*jbp1.7,key1;查询k0,若k0未按下则跳转lcalldisplcalldelay;延时去抖动,顺便刷新显示jbp1.7,key1;若k0未真正按下则跳转inckbm;k0真正按下,功能号增1mova,kbmcjnea,#3,key01movkbm,#0;若功能号为3,则清0 key01:nopajmpkend;跳转至按键结束处理程序key1:jbp1.6,key2;查询k1lcalldisplcalldelayjbp1.6,key2mova,kbmcjnea,#1,key11;功能号不为1则跳转incd_max;功能号1,上限值加1ajmpkendkey11:cjnea,#2,key12;功能号不为2则跳转incd_min;功能号2,下限值加1key12:ajmpkend;跳转至按键结束处理程序key2:jbp1.5,kend;查询k2lcalldisplcalldelayjbp1.5,kendmova,kbmcjnea,#1,key21decd_max;功能号1,上限值减1ajmpkendkey21:cjnea,#2,kenddecd_min;功能号2,下限值减1kend:nop;以下程序根据功能号显示不同内容mova, kbmcjnea, #0, kend1movh_dat0, t_dat0movh_dat1,t_dat1;功能号0,准备显示测量数据movlight,#0bfh;点亮相应指示灯ajmpkend3;跳转到刷新显示处kend1:nopcjnea, #1, kend2movh_dat0, d_maxmovh_dat1,#0;功能号1,准备显示上限值movlight,#7fh;点亮相应指示灯ajmpkend3;跳转到刷新显示处kend2:nopcjnea, #2,kend3movh_dat0, d_minmovh_dat1,#0;功能号2,准备显示下限值movlight,#0dfh;点亮相应指示灯kend3:movp0, lightsetbp1.0nopclrp1.0;产生一个指示灯输出锁存脉冲lcallhtd;将需显示数据转换成4个十进制数movr4, #80hkend4:lcalldisplcalldelay;刷新显示,延时djnzr4,kend4;此处循环延时是为了避免按键多次重入ljmpmain;跳转到主程序开始处循环执行;*;通过595显示4位数字子程序;*disp:mova,r1;取位代码数据movr2,#8disp1:clrcrlcamovp1.3,c; 位代码送到ser的输入端setbp1.1nopclrp1.1;产生一个输入锁存脉冲djnzr2,disp1;依次将8位位代码移入,实际只有6位有用mova,r0;取需显示的数字movdptr,#dispd;笔画编码表同前movca,a+dptr;取需显示数字笔画代码movr2, #8disp2:clrcrlcamovp1.3,c;笔画代码送到ser的输入端setbp1.1nopclrp1.1;产生一个输入锁存脉冲djnzr2,disp2;依次将8位笔画代码（段代码）移入incr0;r0增1指向下一个需显示数字mova,r1rlamovr1,a;r1中的值左移1位,指向下一位数码管cjner1,#40h,disp3;r0中不为70h则继续movr0, #d_dat0movr1,#01h;r0中为70h,循环完一轮;重新赋初值disp3:setbp1.2clrp1.2ret;数字笔画代码表; 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 熄dispd: db 3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h,7fh,6fh,0;*;延时子程序;*delay:movr7,#2dely1:movr6,#0ffhdely2:djnzr6,$;$代表当前行(与djnz r6,dely2相同)djnzr7, dely1ret;二进制转换十进制子程序htd:movd_dat5,#00h;将结果千位清0movd_dat4, #00hmovd_dat3, #00hmovd_dat2, #00hh1000:clrc;进位位c清0mova,h_dat0;源数据低位装载到累加器a中movr6,a;备份源数值低位到寄存器r6中subba,#0e8h;源数值低位减去1000的低位0e8hmovh_dat0,a;余数存回到源数值低位存储单元mova,h_dat1;源数值高位装载到累加器a中movr7,a;备份源数值高位到寄存器r7中subba,#03h;源数值高位带借位减1000的高位03hmovh_dat1,a;余数存回到源数值低位存储单元incd_dat2;千位增1jnch1000;如果没有借位则利用余数循环再减;有借位表明为最后一次无效减;程序顺序执行,应还原最后一次修改值movh_dat0,r6movh_dat1,r7;用备份值作为新的源数值（余数）decd_dat2;千位数减1,去掉最后一次无效减的影响h100:mova,h_dat0;源数值低位装载到累加器a中movr6,a;备份源数值低位到寄存器r6中clrc;清0进位位csubba,#100;减去100movh_dat0,a;存回余数低位mova,h_dat1;取源数值高位subba,#00h;减100的高位0,实际上是减去借位位movh_dat1,a;存回余数高位jch10;有借位则跳到下一步继续运算incd_dat3;没有借位,百位增1ajmph100;没有借位继续减;注意本轮循环中最后一次减时百位未增1;所以不存在还原的问题;进入下一轮时,源数值（余数）都在r6中h10:clrcmova,r6;源数值（低位）装载到累加器a中;到此源数值高位已经为0,不用再参加计算movd_dat5,a;存回源数值低位;如果是最后一次减,则此值即为个位subba,#10;减去10movr6,a;保存余数jch1;有借位,运算结束incd_dat4;没有借位,十位增1ljmph