MCS51实验指导(wave6000).doc

Lab6000通用微控制器实验系统简介1一.WAVE6000软件界面2二.主菜单的主要功能2第一次实验 软件实验5软件实验一 数据区清零、建立数据区与数据块传送5软件实验二 二进制数转换为BCD数6软件实验三 二进制数转换为ASCII码7【选做】实验验证第三章、第四章作业程序7第二次实验 硬件实验8硬件实验一 P1口输入、输出实验8硬件实验十 计数器实验9硬件实验十一 外部中断实验10硬件实验十二 定时器实验10硬件实验十六 八段数码管显示实验11【选做】硬件实验十八 电子时钟(实验十二、十六的结合)15Lab6000通用微控制器实验系统简介硬件实验平台的组成注意：如果是8086/8051二合一实验板，右上角的开关应该拨到“8051”1、连接通讯电缆2、电源线及电源开关【使用方法：】1、实验台右上角EX51B仿真器用于MCS51实验。用串口通讯电缆将仿真器与计算机连接起来（注意：在仿真器与计算机连接串口电缆时，两台机器必须都关断电源。否则易损坏计算机和仿真器）。2、连接实验台220V电源，打开电源开关。仿真器初始化成功后，LED显示8051。3、打开计算机电源，运行wave6000集成调试软件。软件开发环境WAVE6000使用方法一. WAVE6000软件界面二. 主菜单的主要功能1. 文件(F)文件菜单中的大部分命令的使用同WINDOWS的其它软件类似命令使用相同。这里新增了项目文件的新建、打开、保存、关闭。其他仿真软件（如Keil，在“项目”主菜单下完成项目文件的新建、打开、保存、关闭）2. 编辑(E) 编辑菜单跟常用的WINDOWS其它软件使用方法相同。3. 搜索(S) 它可以进行符号、字符串查找，转到程序的指定行、指定地址/标号和当前PC所在行，给调试程序增加了方便。4. 项目(P)在项目菜单中可以编译当前窗口的程序、编译项目中所有的模块和包含文件。还可以直接装入在其它环境中编译好的调试信息，然后在伟福环境中调试。另外在这个菜单中还可以加入模块文件和包含文件。5. 执行(R)执行菜单主要包含了程序运行的一些方法。主要有：全速运行：运行程序跟踪：跟踪程序执行的每步，观察程序运行状态。单步：单步执行程序，与跟踪不同的是，跟踪可以跟踪到函数或过程的内部，而单步执行则不跟踪到程序的内部。执行到光标处：程序从当前PC位置，全速执行到光标所在的行。暂停：暂停正在全速执行的程序。复位：终止调试过程，程序将被复位。如果程序正在全速执行，则应先停止。设置PC：将程序指针PC，设置到光标所在行。程序将从光标所在行开始执行。编辑观察项：观察变量或表达式的值，可以将需要检查和修改的值或表达式放到观察窗口里以便检查和修改。设置/取消断点：将光标所在行设为断点，如果该行原来已为断点，则取消该断点。设置断点对于局部程序的调试、观察变量的值带来很大的方便。清除全部断点：清除程序中所有的断点，让程序全速执行。6. 窗口(W) 在这个菜单中包括项目窗口、信息窗口、观察窗口、CPU窗口、数据窗口、断点窗口、书签窗口、跟踪窗口、逻辑分析窗口、排列窗口等命令。通过它们可以观察项目文件，错误信息，程序用到的函数的各个变量、结构，特殊功能寄存器、位变量、常用寄存器的值，还可以观察和改变内部数据、外部数据等。7. 外设(L) 外设菜单可以定义或观察定时器/计数器0、定时器/计数器1、定时器/计数器2、串行口以及管理或观察中断源，也可以辅助生成中断初始化程序。8. 仿真器(O)仿真器设置：可以进行编译语言的设置、目标文件的设置、仿真器的设置和通信设置。如果设置不当，就可能出现程序找不到编译路径、仿真器无法正常通信等错误。“语言”设置：当程序用汇编语言进行编写时，如下图所示设置【选择“伟福汇编器”】。汇编语言实验“目标文件”设置：一般情况下地址选择为缺省方式。“仿真器”设置：选择仿真器为“Lab6000通用微控制器”，选择仿真头为“MCS51实验”。当使用伟福软件进行模拟时，选中使用伟福软件模拟器。如果使用硬件仿真器，不要选择使用伟福软件模拟器。去掉前面的“”为硬件仿真方式“通信设置”包括通信端口选择，速率选择，字间距选择，以及串口的测试功能。如果按下测试串行口按钮，出现收发次数相同，没有错误次数，则通信正常。如果发的次数同错误次数相同则要重新选择端口。如果只是偶尔几个错误，则可以修改一下波特率和字符间隔，使通信流畅。选择了“使用伟福软件模拟器”，则不需要设置通信端口。跟踪器/逻辑分析仪设置计时器：在程序下面的状态栏可以看到程序执行的时间。跟踪器：通过跟踪器，可以方便地看到程序实际执行的过程，在跟踪器窗口中可以观察到程序执行时间，执行过的机器码，反汇编程序，源程序，源程序所在文件。跟踪程序动态执行过程，找出程序中一些不可预见的错误。逻辑分析仪：通过逻辑分析仪，可以看硬件工作时，各点的状态，直观地用波形表达，更易检查出硬件、软件设计中的错误。波形发生器：可以定义想要的波形，输出到指定点，观察输出点是否正确。相当于一个可以定制的数字信号发生器，为硬件调试提供了方便、快捷的手段。【Lab6000不支持以下功能：】逻辑笔：通过逻辑笔可以方便地检测到电路的高低电平，脉冲频率和数量。影子存储器：在程序执行过程中，可以动态地看到存储器的变化，XDATA窗口和观察窗口约每2秒刷新一次，这样就可以看到存储器当前值。为程序动态调试提供了更有效的手段。程序时效分析：分析程序中，各过程、函数执行的时间，执行的次数，了解程序执行效率，可以优化程序，进一步改善程序性能。数据时效分析：分析程序中，各变量、数据被访问的次数，访问频率，从而改善程序的结构，开发出更有效，更稳定的程序。静态测试对于只能工作于总线方式的仿真头（例如：POD-51），可以用静态测试来静态地设置地址总线、数据总线、读写控制线、ALE控制线、PSEN控制线等状态，配合逻辑笔或电压表，可以很快地查出各种硬件连线及逻辑错误。设置文本编辑器在设置文本编辑器的对话框中，可以设置自己喜爱的文本编辑环境。设置汇编预定义符号在伟福开发环境中，可以自己定义或添加寄存器名称，按“添加”键来添加新的寄存器。在用途栏中，“预定义符号”是表示此符号用于伟福汇编器，“SFR窗口显示”是表示在开发环境中的SFR窗口中，可以观察到此寄存器的值。9. 帮助(H)在这个菜单中可以选择中文或英文的显示方式，以适应不同操作系统的需要；可以帮助用户安装Mincrochip的汇编器。将伟福BIN文件夹下的MPASM复制到指定的文件夹里。伟福开发环境的项目文件包括仿真器设置，模块文件和包含文件。在调试程序时，可以将以前单文件格式仿真转为WINDOWS下的项目方式进行仿真，步骤如下：主菜单 文件|新建项目，在新建项目时，前一个项目自动关闭；加入模块文件时，选择要调试的程序文件名，将文件加入项目；将项目存盘；编译，运行，调试项目。注意：当用项目仿真时，系统要求项目文件，模块文件和包含文件在同一个目录下。第一次实验 软件实验软件实验一 数据区清零、建立数据区与数据块传送一、实验目的1.熟悉WAVE6000调试软件，掌握汇编语言的调试方法。2.理解并掌握数据区清零、建立数据区与数据块传送程序。3.熟悉并学会DJNZ指令的功能与应用、循环程序的安排与设计。二、实验器材（1）Lab6000通用微控制器实验系统 1台（2）计算机 1台三、实验内容1.将数据区8000H-80FFH的内容清零；(将外扩RAM的片选端连接到右上角的/CS0)2.把数据00H-FFH依次送入数据区8100H-81FFH中；3.在上面基础上，把数据区8100H-81FFH的内容依次传送到8200H-82FFH中。程序如下： ORG 0000H MOV DPTR,#8000H MOV R2, #0 CLR ALOOP:MOVX DPTR,A INC DPTRDJNZ R2, LOOP MOV DPTR,#8100H MOV R2, #0 CLR ALOOP1:MOVX DPTR,A INC DPTR INC A DJNZ R2, LOOP1 MOV DPTR,#8100H MOV R2, #0 MOV R1, #82H MOV R0, #00HLOOP2:MOVX A, DPTR PUSH DPL PUSH DPH MOV DPL, R0 MOV DPH, R1 MOVX DPTR,A POP DPH POP DPL INC DPTR INC R0 DJNZ R2, LOOP2LOOP3:AJMP LOOP3四、实验步骤1、建立源程序文件：用鼠标单击【文件新建文件】菜单命令（或新建文件快捷按钮），进入编辑窗口，在该窗口中输入源程序，单击【文件保存文件】菜单命令（或保存文件快捷按钮）保存文件。注意文件名后缀为.ASM。2、建立项目文件：用鼠标单击【文件新建项目】菜单命令，在弹出的“加入模块文件”窗口中选择源程序文件名，单击“打开”（即把源程序加入到项目），在弹出的“加入包含文件”窗口中单击“取消”（因为本实验没有包含文件），在弹出的“保存项目”窗口中输入项目文件名（可以与源程序文件名相同），单击“保存”。汇编语言实验可以省略该步骤。3、编译程序：用鼠标单击【项目全部编译】菜单命令，对当前窗口的源文件进行编译。如果编译有错，信息窗口将自动弹出来，并表明出错的状态和位置，用鼠标双击信息窗口信息条，则自动定位源文件中出错的地方，可修改并保存后再编译，直到编译通过为止。4、调试程序：起始地址从0000H开始，调试时分别在程序的LOOP、LOOP1、LOOP2、LOOP3处设置断点，每次运行到断点处时，分别检查外扩RAM 8000H-80FFH、8100H-81FFH和8200H-82FFH中的内容，并记录下来。具体运行过程如下：（1）用鼠标单击【执行复位】菜单命令（或复位快捷按钮），使指针PC指向起始地址。（2）将光标移到LOOP的位置(用鼠标点击LOOP所在行)，用鼠标单击【执行设置/取消断点】菜单命令设置断点。也可以将光标移到源程序窗口的左边灰色区，光标变成“手指圈”，单击左键“设置断点”，还可以用弹出菜单的“设置/取消断点”功能或用Ctrl+F8组合键设置断点。如果断点有效图标为“红圆绿勾”，无效断点的图标为“红圆黄叉”。（3）用鼠标单击【执行全速执行】菜单命令（或相应的快捷按钮）运行程序，光标将停在断点处，此时检查8000H-80FFH和8100H-81FFH的内容，并记录结果。（4）按照上述同样的方法分别在LOOP1、LOOP2、LOOP3处设置断点，继续全速执行程序。当光标每停在一个断点处，检查8100H-81FFH和8200H-82FFH的内容，并记录运行结果。 软件实验二 二进制数转换为BCD数实验要求、实验目的、实验说明、程序框图见LAB6000.pdf文件p.32实验步骤参考软件实验一，并学习单步执行程序、执行到光标处的程序调试方法。注意观察执行子程序调用和返回指令时PC以及SP的变化。实验程序：; 将累加器 A 拆为三个 BCD 码, 并存入 Result 开始的三个单元 Result equ 20h org 0 ljmp Start BinToBCD: mov b, #100 div ab mov Result, a ; 除以 100, 得百位数 mov a, b mov b, #10 div ab mov Result+1, a ; 余数除以 10, 得十位数 mov Result+2, b ; 余数为个位数 ret Start: mov sp, #40h mov a, #123 call BinToBCD ljmp $ end软件实验三 二进制数转换为ASCII码实验要求、实验目的、实验说明、程序框图见LAB6000.pdf文件p.33实验步骤参考软件实验一，并学习单步执行程序、执行到光标处的程序调试方法。注意观察执行子程序调用和返回指令时PC以及SP的变化。实验程序：; 将 A 拆为二个 ASCII 码, 并存入 Result 开始的二个单元 Result equ 20h org 0 ljmp Start ASCIITab:db 0123456789ABCDEF ; 定义字符09、AF对应的 ASCII表 BinToHex: mov dptr, #ASCIITab mov b, a ; 暂存 A swap a anl a, #0fh ; 取高四位 movc a, a+dptr ; 查 ASCII表 mov Result, a mov a, b ; 恢复 A anl a, #0fh ; 取低四位 movc a, a+dptr ; 查 ASCII表 mov Result+1, a retStart: mov sp, #40h mov a, #1ah call BinToHex ljmp $ end【选做】实验验证第三章、第四章作业程序第二次实验 硬件实验硬件实验一 P1口输入、输出实验实验要求、实验目的、实验电路及连线、实验说明、实验框图见LAB6000.pdf文件p.37实验程序：; P1口输出实验P1口控制指示灯（P1.0-P1.7接指示灯L0-L7） Loop: mov a, #01h mov r2, #8Output: mov P1, a rl a call Delay djnz r2, Output ljmp LoopDelay: mov r6, #0 mov r7, #0DelayLoop: djnz r6, DelayLoop djnz r7, DelayLoop ret end; P1口输出实验调试成功后做P1口输入实验; P1口输入实验P1.0和P1.1接开关S0和S1，P1.2和P1.3接指示灯 KeyLeft equ P1.0 KeyRight equ P1.1 LedLeft equ P1.2 LedRight equ P1.3 SETB KeyLeft SETB KeyRightLoop: MOV C,KeyLeft MOV LedLeft,C MOV C,KeyRight MOV Ledright,C LJMP Loop END 对于学生团购的实验板，8个LED接在了P2口，而且是共阳接法，即引脚输出低电平时LED点亮。6个按钮作为输入分别接在引脚P3.7P3.2。则上面的程序分别改成如下：; P2口输出实验P2口控制8个LED，使其循环点亮 MOV A, #11111110BLOOP: MOV P2, A CALL DELAY RL A SJMP LOOPDELAY: MOV R7,#0CDHDL1: MOV R6,#74HDL0: MOV R5,#09H DJNZ R5,$ DJNZ R6,DL0 DJNZ R7,DL1 RETend上述源程序在WAVE6000软件中编译调试成功后通过下载线将生成的hex文件下载到实验板的单片机芯片中，观察8个LED的点亮情况是否与所设计的程序一致。; P2口输出实验调试成功后做P3口输入实验; P3口输入实验P3.7和P3.6分别接了按钮1和2，通过P2.7和P2.6接的LED来分别指示按钮1和2的接通状态请参考前面的输入实验程序来修改，编译后再下载到单片机中，并测试其运行情况。硬件实验十 计数器实验实验要求、实验目的、实验电路及连线、实验说明、实验框图见LAB6000.pdf文件p.49实验程序：;单脉冲输出接T0，P1口接指示灯（至少接P1.0-P1.3） mov TMOD, #00000101b ; T0方式1,计数器 mov TH0, #0 mov TL0, #0 setb TR0 ; 开始计数Loop: mov P1, TL0 ; 将计数结果送P1口 ljmp Loop end对于团购的实验板，LED指示灯以共阳的方式接在了P2口，计数脉冲通过按钮4（已接P3.4）给出。程序改为如下： mov TMOD, #00000101b ; T0方式1,计数器 mov TH0, #0 mov TL0, #0 setb TR0 ; 开始计数Loop: mov A, TL0 ; 将计数结果送累加器A CPL A ; 取反 mov P2, A ;送P2口以二进制形式直接显示 ljmp Loop end将上述源程序编译后，通过下载线将程序代码下载到实验板的单片机芯片中，并多次按下按钮4来观察8个LED的点亮情况是否与所设计的程序一致。硬件实验十一 外部中断实验实验要求、实验目的、实验电路及连线、实验说明、实验框图见LAB6000.pdf文件p.50实验程序：;单脉冲输出接INT0，P1.0接LED灯，以查看信号反转 LED equ P1.0 LEDBuf equ 0 ljmp Start org 3 ; INT0中断入口地址 Interrupt0: push PSW ; 保护现场 cpl LEDBuf ; 取反 LED mov c, LEDBuf mov LED, c pop PSW ; 恢复现场 reti Start: clr LEDBuf clr LED mov TCON, #01h ; 外部中断 0 下降沿触发 mov IE, #81h ; 打开外部中断允许位(EX0)及总中断允许位(EA) ljmp $ end对于团购的实验板，LED灯接在了P2.0，脉冲通过按钮6（已接P3.2）给出。故将上述源程序中的P1.0改为P2.0即可，编译后通过下载线将程序代码下载到实验板的单片机芯片中，并多次按下按钮6来观察元件编号为D20的LED（已接P2.0）的点亮情况是否与所设计的程序一致。硬件实验十二 定时器实验实验要求、实验目的、实验电路及连线、实验说明、实验框图见LAB6000.pdf文件p.52实验程序：; P1.0接指示灯L0 Tick equ 10000 ; 10000 x 100us = 1s T100us equ 256-50 ; 100us时间常数(6M) C100us equ 30h ; 100us记数单元 LEDBuf equ 0 LED equ P1.0 ljmp Start org 000bhT0Int: push PSW mov a, C100us+1 jnz Goon dec C100usGoon: dec C100us+1 mov a, C100us orl a, C100us+1 jnz Exit ; 100us 记数器不为0, 返回 mov C100us, #high(Tick) ; 100us 记数器为0, 重置记数器 mov C100us+1, #low(Tick) cpl LEDBuf ; 取反LEDExit: pop PSW retiStart: mov TMOD, #02h ; T0方式2, 定时器 mov TH0, #t100us mov TL0, #t100us mov IE, #10000010b ; EA=1, ET0 = 1 setb TR0 ; 开始定时 clr LEDBuf clr LED mov C100us, #high(Tick) mov C100us+1, #low(Tick)Loop: mov c, LEDBuf mov LED, c ljmp Loop end对于团购的实验板，LED灯接在了P2.0。故将上述源程序中的P1.0改为P2.0即可，晶振用12MHz的话，定时器初值由256-50改为256-100即可。编译后将程序代码下载到实验板的单片机芯片中，观察元件编号为D20的LED（已接P2.0）是否每秒钟亮或灭一次（周期2s）。硬件实验十六 八段数码管显示实验实验要求、实验目的、实验电路及连线、实验说明、实验框图见LAB6000.pdf文件p.60实验程序：; 键盘/显示选择信号KEY/LED_CS接译码器输出信号CS0OUTBIT equ 08002h ; 位控制口OUTSEG equ 08004h ; 段控制口IN equ 08001h ; 键盘读入口LEDBuf equ 60h ; 显示缓冲Num equ 70h ; 显示的数据DelayT equ 75h ; ljmp StartLEDMAP: ; 八段管显示码 db 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07h db 7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71hDelay: ; 延时子程序 mov r7, #0DelayLoop: djnz r7, DelayLoop djnz r6, DelayLoop retDisplayLED: mov r0, #LEDBuf mov r1, #6 ; 共6个八段管 mov r2, #00100000b ; 从左边开始显示Loop: mov dptr, #OUTBIT mov a, #0 movx dptr, a ; 关所有八段管 mov a, r0 mov dptr, #OUTSEG movx dptr,a mov dptr, #OUTBIT mov a, r2 movx dptr, a ; 显示一位八段管 mov r6, #01 call Delay mov a, r2 ; 显示下一位 rr a mov r2, a inc r0 djnz r1, Loop mov dptr, #OUTBIT mov a, #0 movx dptr, a ; 关所有八段管 retStart: mov sp, #40h mov Num, #0MLoop: inc Num mov a, Num mov b, a mov r0, #LEDBufFillBuf: mov a, b anl a, #0fh mov dptr, #LEDMap movc a, a+dptr ; 数字转换成显示码 mov r0,a ; 显示在码填入显示缓冲 inc r0 inc b cjne r0, #LEDBuf+6, FillBuf mov DelayT,#30DispAgain: call DisplayLED ; 显示 djnz DelayT,DispAgain ljmp MLoop end对于团购的实验板，4个八段数码管直接由单片机引脚驱动，如下图所示。P1.0P1.3为位选信号（低有效），P0口为段码输出（共阳），晶振12MHz，程序修改如下： LEDBuf equ 60h ; 显示缓冲Num equ 70h ; 显示的数据DelayT equ 75h ; ljmp StartLEDMAP: ; 八段管显示段码（共阴） db 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07h db 7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71hDelay: ; 延时子程序 mov r7, #0DelayLoop: djnz r7, DelayLoop djnz r6, DelayLoop retDisplayLED: mov r0, #LEDBuf mov r1, #4 ; 共4个八段管 mov r2, #11111110b ; 从左边(P1.0)开始显示Loop: mov a, #0FFH mov P1, a ; 关所有八段管 mov a, r0 mov P0,a mov a, r2 mov P1, a ; 显示一位八段管 mov r6, #05 call Delay mov a, r2 ; 显示下一位 RL a mov r2, a inc r0 djnz r1, Loop mov a, #0FFH mov P1, a ; 关所有八段管 retStart: mov sp, #40h mov Num, #0MLoop: inc Num mov a, Num mov b, a mov r0, #LEDBufFillBuf: mov a, b anl a, #0fh mov dptr, #LEDMap movc a, a+dptr ; 数字转换成显示码 CPL A ; 共阴段码取反，用于共阳数码管显示 mov r0,a ; 显示段码填入显示缓冲 inc r0 inc b cjne r0, #LEDBuf+4, FillBuf mov DelayT,#60DispAgain: call DisplayLED ; 显示 djnz DelayT,DispAgain ljmp MLoop end编译后将程序代码下载到实验板的单片机芯片中，观察4个数码管的显示情况。【选做】硬件实验十八 电子时钟(实验十二、十六的结合)实验要求、实验目的、实验电路及连线、实验说明、实验框图见LAB6000.pdf文件p.64实验程序：; 键盘/显示选择信号KEY/LED_CS接译码器输出信号CS0OUTBIT equ 08002h ; 位控制口OUTSEG equ 08004h ; 段控制口IN equ 08001h ; 键盘读入口LEDBuf equ 60h ; 显示缓冲Hour equ 40hMinute equ 41hSecond equ 42hC100us equ 43hTick equ 10000T100us equ 256-50 ljmp Start org 000bhT0Int: push PSW push ACC mov a, C100us+1 jnz Goon dec C100usGoon: dec C100us+1 mov a, C100us orl a, C100us+1 jnz Exit mov C100us, #high(Tick) mov C100us+1, #low(Tick) inc Second mov a, Second cjne a, #60, Exit mov Second, #0 inc Minute mov a, Minute cjn