单片机原理与应用实验指导书.doc

单片机原理及应用实验指导书机电工程系2009.9.10目 录一项目设计的目的3三、程序电路4四、单片机实验系统制版图4五、软件实验仿真演示4六、硬件实物展示5七、硬件功能实现演示5八、功能实现程序代码5九、实验总结26十参考文献27一项目设计的目的1 进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。2 掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。3 通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表关电路参数的计算方法。4 通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。5 通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应工作打下基础。二项目设计具体要求a) 原理图设计。1 原理图设计要符合项目的工作原理，连线要正确。2 图中所使用的元器件要合理选用，电阻，电容等器件的参数要正确标明。3 原理图要完整，CPU，外围器件，扩器接口，输入/输出装置要一应俱全。b) 程序设计1 根据要求，将总体项能分解成若干个子功能模块，每个功能模块完成一个特定的功能。2 根据总体要求及分解的功能模块，确定各功能模块之间的关系，设直出完整的程序流程图。c) 程序调试将设计完的程序输入，汇编，排除语法错误，生成.hex文件。1 按所设计的原理图，在实验平台上连线，检查无误。2 将汇编后生成的.hex文件传送到实验装置的，执行该程序，检查该程序、是否达到设计要求，若未达到，修改程序，直到达到要求为止.d) 设计说明书1 原理图设计说明简要说明设计目的，原理图中所使用的元器件功能及在图中的作用，各器件的工作过程及顺序。2 程序设计说明对程序设计总体功能及结构进行说明，对各子模块的功能以及各子模块之间的关系作较详细的描述。3 画出工作原理图，程序流程图并给出程序清单。目前，单片机已广泛应用到图民经济建设和日常生活的许多领域，成为测控技术现代化必不可少的重要工具。三、程序电路（见图1）四、单片机实验系统制版图（见附图2）五、软件实验仿真演示（MEDWIN）1、编程实现通过端口P1来观察灯的点亮，并观察寄存器和相关特殊功能寄存器内容的变化。参考程序：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN: MOV A,#01H MOV P1,A MOV A,#F0H MOV P1,A END2、编程实现通过端口P1来观察灯的循环点亮（练习使用循环程序）并观察寄存器和相关特殊功能寄存器内容的变化。参考程序：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN: MOV A,#00H L1: MOV P1,A INC A LJMP L1 END3、编程实现通过端口P1来观察灯延迟一定的时间来循环点亮（练习使用循环程序、编写延时子程序），并观察寄存器和相关特殊功能寄存器内容的变化。参考程序：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN: MOV A,#00H L1: MOV P1,A LCALL DELAY INC A LJMP L1 END六、硬件实物展示学生自行焊接实现的开放式试验系统。七、硬件功能实现演示八、功能实现程序代码;段码取反;K1键:;按2次计数功能;3次定时功能;4次显示计数上限;5次显示温度;K2键计数或定时清零;K3键驱动P1.4口的设备;K5键设定计数上限Dat EQU P2; 数码管数据口Bit1 BIT P0.0; 数码管第1位选择Bit2 BIT P0.1; 数码管第2位选择Bit3 BIT P0.2; 数码管第3位选择Bit4 BIT P0.3; 数码管第4位选择TempPinER_LEQU 29h; 从18b20读取的温度低字节TempPinER_HEQU 28h; 从18b20读取的温度高字节FLAG_18b20bit 38h; 18B20是否按装标志TempPinBIT P1.7; 18B20引脚,2号板为P0。6 。KVALUEL EQU 30H ;用于存放计数上限(低两位 压缩BCD码形式存放)KVALUEH EQU 31H ;用于存放计数上限(高两位 压缩BCD码形式存放) TEMP EQU 32H ;用于存放临时数据 JSL EQU 33H ;用于存放计了多少个数(低两位 压缩BCD码形式存放) JSH EQU 34H ;用于存放计了多少个数(高两位 压缩BCD码形式存放) TIMECOUNT EQU 35H ;用于存放当前定时中断次数,每20次为1秒 TIML EQU 46H ;存放当前的秒数 TIMH EQU 47H ;存放当前的分数 TIMHH EQU 48H;存放小时 GW EQU 36H ;显示缓冲区个位 SW EQU 37H ;显示缓冲区十位 BW EQU 38H ;显示缓冲区百位 QW EQU 39H ;显示缓冲区千位 WW EQU 3AH SWW EQU 3BH COUNT EQU 3CH ;用于存放来自键盘设置计数个数 MONEY1 EQU 3DH MONEY2 EQU 3EH FLAG1 BIT 00H ;标志位1,为0时把秒表值送入显示缓冲区,为1时把计数值送入显示缓冲区 FLAG2 BIT 01H ;标志位2,为1时把按键值装入显示缓冲区,为0时则根据Flag1判断要显示的内容 FLAG3 BIT 02H FLAG4 BIT 03H ;启动/停止串行通信 FLAG5 BIT 04H ORG 0000H LJMP INIT ORG 0003h LJMP INTA ORG 000BH LJMP TIMD ;T0中断入口 T0定时 方式1 0.05秒 ORG 001BH LJMP TIMJ ;T1中断入口 T1计数 方式1 初值FF FF ORG 0030H INIT: MOV SP,#60H MOV GW,#00 MOV SW,#00 MOV BW,#00 MOV QW,#00 MOV WW,#00 MOV SWW,#00 CLR FLAG1 CLR FLAG2 CLR FLAG3 MOV COUNT,#00 MOV JSL,#00 MOV JSH,#00 MOV TIML,#00 MOV TIMH,#00 MOV TIMHH,#00 mov temp,#00 MOV TMOD,#61H;T0方式2计数,T1方式1定时 MOV TH1,#0FFH;计数器1初值 MOV TL1,#0FFH MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H;定时器0的0。0.5秒时间常数 MOV TIMECOUNT,#20 MOV KVALUEL,#99H MOV KVALUEH,#99H SETB ET0 SETB ET1 SETB EX0 SETB EA SETB TR1 SETB TR0 MAIN: LCALL KEYSCAN JNB FLAG3,HJG;FLAG3为1显示温度 lcall Get_TempPiner lcall Display1 SJMP BB2 HJG: LCALL DISP BB2: SJMP MAIN KEYSCAN:LCALL KEY ;检测是否有键按下 JZ KEYEXIT ;若无按键按下则继续扫描键盘 LCALL DELAY ;去除抖动 LCALL KEY ;再次检测是否有键按下 JZ KEYEXIT ;若无按键按下则返回到主程序 LJMP KEYBAT ;若有按键按下则进行按键识别操作KEYEXIT: RET KEY: SETB P1.0 SETB P1.1 SETB P1.2 SETB P1.3 NOP NOP MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH RET DISP:ACALL DISPLAY ;把要显示的内容送显示缓冲区 MOV DPTR,#num ;把字形码首地址送DPTR JNB FLAG1,SHIJ MOV A,GW ;显示个位 MOVC A,A+DPTR MOV P2,A CLR P0.0 ACALL DEL SETB P0.0 MOV A,SW MOVC A,A+DPTR MOV P2,A CLR P0.1 ACALL DEL SETB P0.1 MOV A,BW ;显示百位, 若为时间显示分个位 MOVC A,A+DPTR MOV P2,A CLR P0.2 ACALL DEL SETB P0.2 MOV A,QW ;显示千位 MOVC A,A+DPTR MOV P2,A CLR P0.3 ACALL DEL SETB P0.3 SJMP HY2 SHIJ:MOV A,BW ; MOVC A,A+DPTR JNB FLAG5,NBH anL A,#7fH SJMP HH1 NBH:ORL A,#80H HH1:MOV P2,A CLR P0.0 ACALL DEL SETB P0.0 MOV A,QW ;显示千位 MOVC A,A+DPTR MOV P2,A CLR P0.1 ACALL DEL SETB P0.1 MOV A,WW ; MOVC A,A+DPTR MOV P2,A CLR P0.2 ACALL DEL SETB P0.2 MOV A,SWW ; MOVC A,A+DPTR MOV P2,A CLR P0.3 ACALL DEL SETB P0.3 HY2:RET DISPLAY: ;JB FLAG3,DI4 ;显示温度 JB FLAG2,DI2 ;flag2为1时显示键盘输入数值 JNB FLAG1,DI1 ;flag1为1时显示定时,为0时显示计数 MOV A,JSL ;把jsl进行十进制调整 ADD A,#00H DA A MOV JSL,A MOV A,JSH ADDC A,#00H DA A MOV JSH,A MOV A,JSL ANL A,#0FH ;把JSL JSH中存放的压缩BCD码分离出来,送往显示缓冲区 MOV GW,A MOV A,JSL ANL A,#0F0H SWAP A MOV SW,A MOV A,JSH ANL A,#0FH MOV BW,A MOV A,JSH ANL A,#0F0H SWAP A MOV QW,A SJMP DI3DI1:MOV A,TIML ;把TIML进行十进制调整 ADD A,#00 DA A MOV TIML,A MOV A,TIMH ADDC A,#00H DA A MOV TIMH,A MOV A,TIMHH ADDC A,#00 DA A MOV TIMHH,A MOV A,TIML ANL A,#0FH ;把TIML TIMH中存放的压缩BCD码分离出来,送往显示缓冲区 MOV GW,A MOV A,TIML ANL A,#0F0H SWAP A MOV SW,A MOV A,TIMH ANL A,#0FH MOV BW,A MOV A,TIMH ANL A,#0F0H SWAP A MOV QW,A MOV A,TIMHH ANL A,#0FH MOV WW,A MOV A,TIMHH ANL A,#0F0H SWAP A MOV SWW,A SJMP DI3DI2:MOV A,KVALUEL ;把按下的数字送显示缓冲区 ANL A,#0FH MOV GW,A MOV A,KVALUEL ANL A,#0F0H SWAP A MOV SW,A MOV A,KVALUEH ANL A,#0FH MOV BW,A MOV A,KVALUEH ANL A,#0F0H SWAP A MOV QW,A setb flag1 SJMP DI3DI4: lcall Get_TempPiner lcall Display1DI3:RETKEYBAT: SETB P1.0 SETB P1.1 SETB P1.2 SETB P1.3 NOP MOV 59H,P1 LCALL DELAY LCALL DELAY MOV A,59H ANL A,#0FH JB ACC.0,KJ1 LCALL DELAY LCALL DELAY JNB P1.0,$ AKB: LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY JB P1.0,AK1 LCALL DELAY LCALL DELAY INC TEMP JNB P1.0,$ SJMP AKB AK1:MOV A,TEMP CJNE A,#01,AK11 MOV TEMP,#0 SETB FLAG1 CLR FLAG2 CLR FLAG3 CLR FLAG5 LJMP KEND AK11:MOV A,TEMP CJNE A,#02,AK12 MOV TEMP,#00 CLR FLAG1 CLR FLAG2 CLR FLAG3 CLR FLAG5 LJMP KEND AK12:MOV A,TEMP CJNE A,#03,AK13 SETB FLAG2 CLR FLAG1 CLR FLAG3 CLR FLAG5 MOV TEMP,#0 LJMP KEND AK13: MOV A,TEMP CJNE A,#04,AK14 MOV TEMP,0 SETB FLAG3 AK14: LJMP KEND KJ1:JNB P1.1,$ JB ACC.1,KJ2 CLR FLAG2 CLR FLAG3 MOV JSL,#00 MOV JSH,#00 MOV TIMH,#00 MOV TIMHH,#00 LJMP KEND KJ2:JNB P1.2,$ JB ACC.2,KJ3 JNB P1.2,$ CPL P1.4 LJMP KEND KJ3:JB P1.3,$ ;JB ACC.3, KEND JNB FLAG1,DINGSHI SETB FLAG2 MOV A,GW CJNE A,#09,TG1 MOV GW,#00 SJMP TGA1 TG1:INC GW SJMP TGEND TGA1:MOV A,SW CJNE A,#09,TG2 MOV SW,#00 SJMP TGA2 TG2:INC SW SJMP TGEND TGA2:MOV A,BW CJNE A,#09H,TG3 MOV BW,#00 SJMP TGA3 TG3: INC BW SJMP TGEND TGA3:MOV A,QW CJNE A,#09,TG4 MOV QW,#00 SJMP TGEND TG4: INC QW TGEND:MOV A,SW SWAP A ORL A,GW MOV KVALUEL,A MOV JSL,A MOV A,QW SWAP A ORL A,BW MOV KVALUEH,A MOV JSH,A LJMP KEND DINGSHI: ;LCALL DELAY1 JB P1.3,KENDA1 TIAO:MOV A,TIMH CJNE A,#60H,SV1 MOV TIMH,#00 SJMP SU1 SV1:INC TIMH MOV A,TIMH ADD A,#00 DA A MOV TIMH,A SJMP KENDA1 SU1:MOV A,TIMHH CJNE A,#23H,SV2 MOV TIMHH,#00 SJMP KENDA1 SV2:INC TIMHH MOV A,TIMHH ADD A,#00 DA A MOV TIMHH,A ;LCALL DELAY ; kenda1:jnb p1.3,tiao KENDA1:MOV A,TIMH ANL A,#0FH MOV BW,A MOV A,TIMH ANL A,#0F0H SWAP A MOV QW,A MOV A,TIMHH ANL A,#0FH MOV WW,A MOV A,TIMHH ANL A,#0F0H SWAP A MOV SWW,A SETB TR0KEND: RETDELAY: SETB RS0L2: MOV R1,#180L1: MOV R2,#100 DJNZ R2,$ DJNZ R1,L1 CLR RS0 RETDELAY1:MOV R4,#2 AV2:MOV R6,#255 AV1:MOV R5,#255 DJNZ R5,$ DJNZ R6,AV1 DJNZ R4,AV2 RETJIESHOU: PUSH TMOD PUSH TL1 PUSH TH1 MOV TMOD, #21H MOV TH1,#0F4H MOV TL1,#0F4H MOV SCON,#0C0H MOV PCON,#00H SETB TR1 SETB RS1 SETB RS0 MOV R0,#38H MOV R7,#4 SETB REN WAIT: JNB RI,$ MOV A,SBUF CLR RI MOV R0,A INC R0 DJNZ R7,WAIT CLR PSW.5;位标志置1 POP TH1 POP TL1 POP TMOD CLR RS1 CLR RS0 RET DEL:;* 延 时 * SETB RS0 MOV R0,#250 DJNZ R0,$ CLR RS0 RETTIMJ: CLR TR1 MOV A,JSL CJNE A,#99H,TI1 MOV JSL,#00H JMP TI2TI1: INC JSL JMP TI3TI2: MOV A,JSH CJNE A,#99H,TI4 MOV JSH,#00 JMP TI3TI4: INC JSHTI3: SETB TR1 CLR C MOV A,JSL ADD A,#00 DA A MOV JSL,A MOV A,JSH ADDC A,#00 DA A MOV JSH,A MOV A,KVALUEL CJNE A,JSL,TIRET MOV A,KVALUEH CJNE A,JSH,TIRET MOV JSH,#00 MOV JSL,#00 CLR P1.6TIRET:SETB TR1 RETITIMD:PUSH PSW PUSH ACC CLR TR0 MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H DJNZ TIMECOUNT,TI16 MOV TIMECOUNT,#20 MOV A,TIML CJNE A,#59H,TI11 MOV TIML,#00H JMP TI12TI11:INC TIML JMP TIENTI12:MOV A,TIMH CJNE A,#59H,TI14 MOV TIMH,#00H JMP TI13TI14:INC TIMH SJMP TIENTI13:MOV A,TIMHH CJNE A,#23H,TI15 MOV TIMHH,#00 SJMP TIENTI15:INC TIMHHTIEN:NOP CLR C MOV A,TIML ADD A,#00 DA A MOV TIML,A MOV A,TIMH ADDC A,#00H DA A MOV TIMH,A MOV A,TIMHH ADDC A,#00 DA A MOV TIMHH,ATI16:MOV A,TIMECOUNT MOV B,#10 DIV AB MOV A,B CJNE A,#0,ASD CPL FLAG5 ASD: POP ACC POP PSW SETB TR0 RETI Init_18b20:setb TempPin; 拉高电平nopclr TempPin; 拉低电平; 主机发出537us的复位脉冲mov r1,#3TSR1:mov R0,#107djnz r0,$djnz r1,TSR1setb TempPinnopnopnopnopmov r0,#25hTSR2:jnb TempPin,TSR3djnz r0,TSR2ljmp TSR4TSR3:setb FLAG_18b20; 标志位，表示DS18B20存在ljmp TSR5TSR4:clr FLAG_18b20ljmp TSR7TSR5:mov r0,#177TSR6:djnz r0,TSR6TSR7:setb TempPinret;=; 读出转换后的温度值;=Get_TempPiner:setb TempPinlcall Init_18B20; 复位18b20jb FLAG_18b20,TSS2; 判断是否存在18b20clr TempPinretTSS2:mov A,#0CCH; Skip ROM 命令lcall Write_18b20mov A,#44H; Convert T 命令lcall Write_18b20lcall Display1; 延时750mslcall Init_18b20mov A,#0CCH; Skip ROM 命令lcall Write_18b20mov A,#0BEH; Read Scratchpad 命令lcall Write_18b20lcall Read_18b20; 读取温度数据ret;=; 写18b20的子程序;=Write_18b20:mov R2,#8clr CWR1:clr TempPinmov R3,#5djnz R3,$rrc Amov TempPin,Cmov R3,#21djnz R3,$setb TempPinnopdjnz R2,WR1setb TempPinret;=; 读18b20子程序;=Read_18b20:mov R4,#2mov R1,#TempPinER_LRE00:mov r2,#8RE01:clr Csetb TempPinnopnopclr TempPinnopnopNOPsetb TempPinmov R3,#8RE10:djnz R3,RE10mov C,TempPinmov R3,#21RE20:djnz R3,RE20rrc Adjnz R2,RE01mov R1,Adec R1djnz R4,RE00ret;=; 显示子程序;=Display1: mov A,29H MOV B,#16 DIV AB MOV 27H,A MOV A,B MOV B,#10 MUL AB MOV B,#16 DIV AB MOV GW,a mov a,28h mov B,#16 MUL AB ADD A,27H MOV B,#10 DIV AB MOV SW,b MOV B,#10 DIV AB MOV BW,b MOV A,28H MOV QW,#10h jb ACC.7,SA MOV QW,#00 sa:mov DPTR,#NUMmov A,GWmovc A,A+DPTRmov Dat,Aclr Bit1acall D1mssetb Bit1mov A,SWmovc A,A+DPTRanl a,#7fhmov Dat,Aclr Bit2acall D1mssetb Bit2mov A,BWmovc A,A+DPTRmov Dat,Aclr Bit3acall D1mssetb Bit3mov A,QWmovc A,A+DPTRmov Dat,Aclr Bit4acall D1mssetb Bit4retD1ms:mov R7,#250djnz R7,$retNUM:DB 0C0H,0F9H,0A4H,0