微机接口技术实验指导书—李百明.doc

微机接口技术实验指导书微机接口技术实验指导书编者：李百明闽南理工学院 光电与机电工程学院2015 年 6月1日实 验 要 求1、实验前必须充分预习，完成指定的预习任务。预习要求如下： 1)认真阅读实验指导书，分析实验要求，熟悉实验任务。 2)完成各实验“预习要求”中指定的内容。 2、使用仪器和实验箱前必须了解其性能、操作方法及注意事项，在使用时应严格遵守。 3、实验时接线要认真，相互仔细检查，确定无误才能接通电源，初学或没有把握的，应经指导教师审查同意后再接通电源。4、实验时应注意观察，若发现有破坏性的异常现象(例如有元件冒烟、发烫或有异味)应立即关断电源，保持现场，报告指导教师。找出原因、排除故障，经指导教师同意后再继续实验。 5、实验过程中需要改接线时，应关断电源后才能拆、接线。 6、实验过程中应仔细观察实验现象，认真记录实验结果所记录的实验结果经指导教师审阅签字后再拆除实验线路。 7、实验后每个同学必须按要求独立完成实验报告。实验一 单片机及其开发系统认识一、实验目的1、了解MCS-51单片机开发常用工具。2、熟悉单片机的片内存储器结构。二、实验设备与器件1、MCS-51单片机实验系统和开发仿真器；2、安装有单片机开发软件的计算机。三、实验内容1、熟悉单片机实验系统的安装和连接，单片机开发软件的操作；2、编写程序, 将20H2FH的内容清零。根据上述实验内容要求，编写、编译、装载程序，以连续或单步方式运行程序，并检查相关存储单元内容的变化。具体实验步骤如下：1）、确认实验箱正常工作。2）、在PC联机状态下，点击“”，输入程序，并保存。3）、编译、连接、装载，用连续或单步运行程序。4）、运行结果检查：（1）在单步运行时每走一步可观察其运行结果。（2）在连续运行状态下，应按“暂停图标”或实验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出用户运行状态返回监控，然后再用相应的命令键观察与检查20H22H中内容的变化情况。5、记录观察到的结果及数据，回答思考题。6、参考程序：;将片内RAM的202F单元清零 ORG 0000H MOV R0, #00H ;R0作为操作计数器，送初值为0 MOV R1,#20H ;R1作为指针，指向20H单元LOOP: MOV R1,#00H ;将0送R1所指向的单元 INC R1 INC R0 ; R0作为操作计数器，加1 CJNE R0, #16, LOOP ; R0作为操作计数器，不到16，继续循环 SJMP $;操作任务完成，在该指令等待 END四、注意事项1、实验过程中禁止用手触摸芯片引脚或拨插，未经允许不得私自更换CPU。2、若有实验连线前应先关掉实验箱电源开关，待检查无误后方可通电。3、实验箱通电后再打开仿真开发软件，注意观察工具栏的联机图标，当联机图标无效时表示计算机和单片机实验系统尚未建立数据通信，应检查通信电缆线是否接好（或在软件界面更换串口及波特率）。4、若程序编译、连接、下载成功后，当前PC值未指定在第一条指令（即在第一条指令底色出现蓝色）将无法正常运行。此时，应当手动复位单片机，并重新下载程序。五、预习思考题如何修改程序，把片内RAM的20H2FH的内容改成0FFH？六、实验报告要求1、观察实验现象，认真记录实验观察到的结果及数据，总结调试过程中发现的问题和解决方法。2、记录汇编调试成功的程序并分析其设计思路，绘制程序设计流程图，并写出个人体会及收获。3、回答思考题。实验二 MCS-51指令系统及寻址方式实验一、实验目的1、掌握汇编语言程序的输入、编辑、运行、调试方法；2、理解MCS-51指令系统中常用指令功能和使用方法。二、实验设备与器件1、MCS-51单片机实验系统和开发仿真器；2、安装有单片机开发软件的计算机。三、实验内容1、将片内RAM的20H字节的内容拆开，高4位送21H，低4位送22H。2、将20H字节的低4位、21H字节的低4位分别送至22H的高4位和低4位。根据上述实验内容要求，编写、编译、装载程序，以连续或单步方式运行程序，并检查相关存储单元内容的变化。具体实验步骤如下：1）、确认实验箱正常工作。2）、在PC联机状态下，点击“”，输入程序，并保存。3）、编译、连接、装载，用连续或单步运行程序。4）、运行结果检查：（1）在单步运行时每走一步可观察其运行结果。（2）在连续运行状态下，应按“暂停图标”或实验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出用户运行状态返回监控，然后再用相应的命令键观察与检查20H22H中内容的变化情况。5、记录观察到的结果及数据，回答思考题。四、注意事项1、实验过程中禁止用手触摸集成芯片引脚或拨插芯片，未经允许不得私自更换CPU。2、若有实验连线前应先关掉实验箱电源开关，待检查无误后方可通电。3、实验箱通电后再打开仿真开发软件，注意观察工具栏的联机图标，当联机图标无效时表示计算机和单片机实验系统尚未建立数据通信，应检查通信电缆线是否接好（或在软件界面更换串口及波特率）。4、若程序编译、连接、下载成功后，当前PC值未指定在第一条指令（即在第一条指令底色出现蓝色）将无法正常运行。此时，应当手动复位单片机，并重新下载程序。五、预习思考题思考两种以上的编程思路，或使用其他类型的指令实现，例如SWAP指令，应如何编写程序？六、实验报告要求1、观察实验现象，认真记录实验观察到的结果及数据，总结调试过程中发现的问题和解决方法。2、记录汇编调试成功的程序并分析其设计思路，绘制程序设计流程图，并写出个人体会及收获。3、回答思考题。实验三 数据区传送子程序和数据排序实验一、实验目的1、熟悉MCS-51指令系统，掌握程序设计方法。 2、掌握循环指令的使用，利用冒泡法进行数据处理。二、实验内容1、把片内RAM的20H起始的16逐步形成单元传送到30H地址空间。 2、编写并调试一个排序子程序，其功能为用冒泡法将内容RAM中几个单元字节无符号的正整数，按从小到大的次序重新排列。三、实验原理1、数据区传送实验流程2、数据排序流程图3、实验程序（将程序补充完整并添加注释） （1）数据区传送子程序 ORG 0MOV R0， MOV R1， MOV R7， LOOP：MOV A，R0MOV ,A DJNZ R7,LOOPSJMP $END (2)数据排序实验 org 0 mov r3,#50h ;起始地址start: mov a,r3 ;指针送r0 mov r0,a mov r7,#10h ;长度送r7 clr 00h ;标志位为0 mov a,r0ql2: inc r0 mov r2,a clr c mov 22h,r0 cjne a,22h,ql3 ;相等吗? setb cql3: mov a,r2 jc ql1 ;大于交换位置 setb 00h xch a,r0 dec r0 xch a,r0 inc r0 ;大于交换位置ql1: mov a,r0 djnz r7,ql2 jb 00h,start ;一次循环中有交换继续 sjmp $ ;无交换退出 end四、实验设备1、Dais-MCS51仿真开发系统2、微型计算机3、8031CPU实验板五、实验步骤及报告1、在PC联机状态下，点击“”，输入程序，并保存。2、编译、连接、装载，用连续或单步运行程序。3、运行结果检查：1）在单步运行时每走一步可观察其运行结果。2）在连续运行状态下，应按“暂停图标”或实验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出用户运行状态返回监控，然后再用相应的命令键观察与检查片内505Ah中内容是否按从小到大排列。4、记录实验前及实验后的结果及数据并以表格的形式列出。5、记录汇编调试成功的程序并分析其设计思路，写出个人体会及收获。六、预习思考题修改程序把505Ah中内容按从小到大排列。七、实验注意事项1、实验过程中禁止用手触摸集成芯片引脚或拨插芯片，未经允许不得私自更换CPU。2、若有实验连线前应先关掉实验箱电源开关，待检查无误后方可通电。3、实验箱通电后打开计算机Dais-MCS51仿真开发系统并注意观察工具栏的联机图标，绿色图标代表无连接应检查通信电缆线是否接好（或在软件界面更换串口及波特率）。4、若程序汇编成功后，当前PC值未指定在第一条指令（即在第一条指令底色出现蓝色）将无法正常运行。实验四 P1口使用实验一、实验目的1、学习P1口的使用方法；2、学习C语言编程方法与调试技巧。二、实验设备与器件1、MCS-51单片机实验系统和开发仿真器；2、安装有单片机开发软件的计算机。三、实验内容P1作为输出口，接八只发光二极管，编写程序，使发光二极管循环点亮。P1.0P1.7用插针连至L1L8，运行程序后，观察发光二极管闪亮移位情况。编程流程图如图1所示，实验电路如图2所示：图1 图2四、注意事项（1）P1口为准双向口，每一位都可独立地定义对应的引脚为输出或输入。 （2）本实验中延时子程序可采用指令循环来实现，延时时间的计算可以根据（机器周期）乘以（指令所需机器周期数）乘以（循环次数）获得，在单片机处理程序任务较少的情况下可以采用此方法。1、实验过程中禁止用手触摸集成芯片引脚或拨插芯片，未经允许不得私自更换CPU。2、若有实验连线前应先关掉实验箱电源开关，待检查无误后方可通电。3、实验箱通电后再打开仿真开发软件，注意观察工具栏的联机图标，当联机图标无效时表示计算机和单片机实验系统尚未建立数据通信，应检查通信电缆线是否接好（或在软件界面更换串口及波特率）。4、若程序编译、连接、下载成功后，当前PC值未指定在第一条指令（即在第一条指令底色出现蓝色）将无法正常运行。此时，应当手动复位单片机，并重新下载程序。五、预习思考题（1）改变延时常数，使发光二极管闪亮时间改变。（2）修改程序，使发光二极管闪亮移位方向改变。六、实验报告要求1、观察实验现象，认真记录实验观察到的结果及数据，总结调试过程中发现的问题和解决方法。2、记录汇编调试成功的程序并分析其设计思路，绘制程序设计流程图，并写出个人体会及收获。3、回答思考题。实验五 定时器中断实验一、实验目的1、理解MCS-51的定时器和中断的使用；2、理解中断入口地址，掌握中断初始化、中断服务程序结构及编写方法。二、实验设备与器件1、MCS-51单片机实验系统和开发仿真器；2、安装有单片机开发软件的计算机。三、实验内容1、通过初始化定时器T0定时及其中断，使定时器T0每隔1s产生中断，执行中断服务子程序，改变8个发光二极管的亮灭状态，使发光二极管循环点亮。P1作为输出口，P1.0P1.7用导线分别连接到上述的8个只发光二极管L1L8。实验电路如图1所示：图1图1四、注意事项（1）P1口为准双向口，每一位都可独立地定义对应的引脚为输出或输入。 （2）本实验中延时子程序可采用指令循环来实现，延时时间的计算可以根据（机器周期）乘以（指令所需机器周期数）乘以（循环次数）获得，在单片机处理程序任务较少的情况下可以采用此方法。1、实验过程中禁止用手触摸集成芯片引脚或拨插芯片，未经允许不得私自更换CPU。2、若有实验连线前应先关掉实验箱电源开关，待检查无误后方可通电。3、实验箱通电后再打开仿真开发软件，注意观察工具栏的联机图标，当联机图标无效时表示计算机和单片机实验系统尚未建立数据通信，应检查通信电缆线是否接好（或在软件界面更换串口及波特率）。4、若程序编译、连接、下载成功后，当前PC值未指定在第一条指令（即在第一条指令底色出现蓝色）将无法正常运行。此时，应当手动复位单片机，并重新下载程序。五、预习思考题采用单片机定时器中断的方法来实现定时1s，和采用程序指令循环实现延时1s的方法，两者有什么不同，各有什么优缺点？（2）修改程序，使发光二极管闪亮移位方向改变。六、实验报告要求1、观察实验现象，认真记录实验观察到的结果及数据，总结调试过程中发现的问题和解决方法。2、记录汇编调试成功的程序并分析其设计思路，绘制程序设计流程图，并写出个人体会及收获。3、回答思考题。实验六 数码管显示实验一、实验目的1、了解数码管动态显示的原理2、了解用总线方式控制数码管显示。二、实验内容熟利用实验系统提供的显示设备，动态显示一行数据。本实验系统提供了6位八段码LED显示电路，学生只要按地址输出相应数据，就可以实现对显示器的控制。三、实验原理1、程序流程2、实验程序（将程序补充完整并添加注释）;*;八段数码管显示程序;*cs8255 equ 0ffffh ;8255命令控制口outseg equ 0fffch ;字形控制口outbit equ 0fffdh ;字位/键扫控制口LEDBuf equ 60h ;显示缓冲Num equ 70h ;显示的数据DelayT equ 75h ;延迟参数 org 0Start: mov sp,#40h mov Num,#0 mov dptr,#CS8255 mov a,#88h ;命令字：A,B口输出 movx dptr,a ;8255初始化MLoop: 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+8,FillBuf mov DelayT,#100DispAgain: call DisplayLED ;显示 djnz DelayT,DispAgain ljmp MLoopDelay: ;延时子程序 mov r7,#0DelayLoop: djnz r7,DelayLoop djnz r6,DelayLoop retDisplayLED: mov r0,#LEDBuf mov r1,#8 ;共8个LED八段管 mov r2,#10000000b;从左边开始显示Loop: mov dptr,#OUTBIT clr a 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 clr a movx dptr,a ;关所有八段管 retLedMap: ;八段管显示码 db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,099h,092h,082h,0f8h db 080h,090h,088h,083h,0c6h,0a1h,086h,08eh end四、实验设备1、Dais-MCS51仿真开发系统2、微型计算机3、8031CPU实验板五、实验步骤及报告1、在联机状态下，编译、连接、下载并用连续方式运行，利用实验系统的显示设备动态显示数据。2、按“暂停图标”，系统无条件退出该程序运行返回监控状态。3、分析数码显示原理，写出个人收获与体会。六、预习思考题画出实验电路原理图。七、实验注意事项1、实验过程中禁止用手触摸集成芯片引脚或拨插芯片，未经允许不得私自更换CPU。2、本实验只能用连续运行方式观察结果。3、实验箱通电后打开计算机Dais-MCS51仿真开发系统并注意观察工具栏的联机图标，绿色图标代表无连接应检查通信电缆线是否接好（或在软件界面更换串口及波特率）。4、若程序汇编成功后，当前PC值未指定在第一条指令（即在第一条指令底色出现蓝色）将无法正常运行。实验七 A/D转换实验一、实验目的1.掌握A/D转换与单片机的接口方法。2.了解A/D芯片0809转换性能及编程方法。 3.通过实验了解单片机如何进行数据采集。二、实验内容利用实验仪上的0809做A/D转换实验，实验仪上的W1电位器提供模拟量输入。编制程序，将模拟量转换成数字量，通过发光二极管L1L8显示。 A/D转换器大致分有三类：一是双积分A/D转换器，优点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但速度慢；二是逐次逼近式A/D转换器，精度、速度、价格适中；三是并行A/D转换器，速度快，价格也昂贵。实验用ADC0809属第二类，是8位A/D转换器。每采集一次一般需100s。由于ADC0809 A/D转换器转换结束后会自动产生EOC信号（高电平有效），取反后将其与8031的INT0相连，可以用中断方式读取A/D转换结果。三、实验原理1、实验流程2、实验电路4、实验程序;A/D转换实验cs8255 equ 0ffffh ;8255命令控制口outseg equ 0fffch ;字形控制口outbit equ 0fffdh ;字位/键扫控制口LedBuf equ 7eh ;显示缓冲; = 端口地址分配 =; 自动检测方式：CSADIN0=8E28h、CSADIN1=8E29h、CSADIN2=8E2Ah; 手动连线方式：CSADIN0=8000h、CSADIN1=8001h、CSADIN2=8002h; 本软件提供的源程序的端口地址均为“手动连线方式”; 若是“自动检测方式”下实验请自行修改端口地址CSADIN0 EQU 8000H ;通道0控制口CSADIN1 EQU 8001H ;通道1控制口CSADIN2 EQU 8002H ;通道2控制口 org 0start: mov dptr,#CS8255 mov a,#80h ;命令字：A,B口输出 movx dptr,a ;8255初始化 MOV LedBuf-0,#0 MOV LedBuf-1,#8 MOV LedBuf-2,#0 MOV LedBuf-3,#9 MOV LedBuf-4,#10h MOV LedBuf-5,#10h MOV DPTR,#CSADIN1 MOV A,#1ADC: MOVX DPTR,A ;0809的通道1采样 MOVX A,DPTR ;取出采样值 mov b,a ;拆送显示缓冲区 swap a anl a,#0fh anl b,#0fh MOV LedBuf-6,a MOV LedBuf-7,b call disp SJMP ADC ;循环;显示子程序disp: push dpl push dph setb rs1 mov r0,#ledbuf mov r2,#80h mov dptr,#ledmapdisp2: mov a,r0 movc a,a+dptr push dpl push dph mov dptr,#outseg movx dptr,a mov a,r2 mov dptr,#outbit movx dptr,a pop dph pop dpl mov r3,#0 djnz r3,$ ;闪动延迟 clr c rrc a ;右移显示 mov r2,a dec r0 jnz disp2 clr rs1 pop dph pop dpl ret;字形表ledmap: db 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h db 80h,90h,88h,83h,0c6h,0a1h,86h,8eh,0ffh END四、实验设备1、Dais-MCS51仿真开发系统2、微型计算机3、8031CPU实验板、D/A0832五、实验步骤及报告1、实验连线连接138译码输入端A.B.C，其中A连A2，B连A3，C连A4，138使能控制输入端G与总线单元上方的GS相连。74LS02门电路的脚接模数转换单元的SC/ALE，02门电路、脚接译码单元的Y0，02门电路的脚系统单元的IOW，02门电路的脚接模数转换单元的OE，02门电路的接系统单元的IOR。用8芯扁平电缆将I/O OUT区的数据总线插座与数据总线单元任一插座相连。模数转换单元的的CLK插孔与系统单元的ALE相连。把模数转换单元的模拟量调节输出端与模数转换单元的IN0相连。2、LED环境在“P.”状态下按“0EV/UN”，装载实验所需的代码程序。在“P.”状态下键入O5A0，然后按“EXEC”进入实验项目的运行。3、PC环境在与PC联机状态下，编译、连接、下载PH51he09.asm，用连续方式运行程序。4、观察运行结果以连续方式运行程序，一旦进入A/D程序的运行，显示器显示“0809XX”，旋动模拟电压电位器，改变IN0的模拟量“XX”显示缓冲区，应随之变化。5、终止运行按“暂停图标”或实验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出该程序的运行返回监控状态。六、预习思考题按A/D实验连线图，增加当前A/D转换结果送L1L8显示的程序。七、实验注意事项1、实验过程中禁止用手触摸集成芯片引脚或拨插芯片，未经允许不得私自更换CPU。2、实验连线前应先关掉实验箱电源开关，待检查无误后方可通电。3、实验箱通电后打开计算机Dais-MCS51仿真开发系统并注意观察工具栏的联机图标，绿色图标代表无连接应检查通信电缆线是否接好（或在软件界面更换串口及波特率）。4、若程序汇编成功后，当前PC值未指定在第一条指令（即在第一条指令底色出现蓝色）将无法正常运行。本中断实验易出现死机，可复位后再运行。实验八 D/A转换实验一、实验目的1、了解D/A转换与单片机的接口方法。2、了解D/A转换芯片0832的性能及编程方法。3.、了解单片机系统中扩展D/A转换芯片的基本方法。二、实验内容利用0832 D/A数模转换输出一个方波。三、实验原理1、程序流程2、实验电路3、实验程序;D/A输出方波;进行本实验前，请先装载运行D/A 0V输出（调基准电压）程序pg51da_2v5.asm;使D/A输出端“AOUT”输出+2.5V电压，再进行本实验。;在运行本程序前请将“直流电机控制单元”的按钮处“弹出”状态。cs0832 equ 8c00hDA_0V EQU 080HDA_2V5 EQU 0C0HDA_5V EQU 0FFH org 0000h mov sp,#53h mov dptr,#cs0