微型计算机技术与单片机实验教案.doc

邢 台 学 院教 案2012 2013 学年度第1学期课 程 名 称 微型计算机技术与单片机实验学 时 学 分 16学时 专 业 班 级 10计科本3 授 课 教 师 张晓静 系 部 信科系 本 课 程 教 学 总 体 安 排课 程 名 称：微型计算机技术与单片机实验课程性质与类型：实验课总学时、学分：16教学目的与要求：为了巩固学生所学的微型计算机技术与单片机理论知识，锻炼学生动手能力和分析问题、解决问题的能力，根据本课程的主要教学内容和重要知识点及实验课时数量，就外部存储器访问、并行口及其接口的使用、汇编语言程序设计、中断、定时器和 AD转换接口等内容设计了8个必做的验证性实验和综合性实验，培养学生扎实的单片机/DSP技术应用的实际技能。 教材及参考书目：DVCC系列单片机微机仿真实验系统考核方式及成绩计算方法：总成绩=实验成绩课 程 教 学 日 历课程名称：微型计算机技术与单片机实验 授课学期：20122013第1学期周次章节及教学内容累计学时1周2周熟悉实验环境和实验软件的安装23周4周清零程序25周6周脉冲计数27周8周工业顺序控制29周10周P3.3 输入、P1口输出211周12周并行I/O口8255扩展213周14周步进电机控制215周16周电子音响2课 堂 教 学 方 案课题名称、授课时数： 熟悉实验环境和实验软件的安装 2学时授课类型（理论课、实验课、技法课、习题课等）：实验课教学方法与手段（讲授、讨论、指导、多媒体等）：指导教学目的要求：掌握DVCC单片机仿真实验系统性能指标掌握MCS-51系统安装与启动 熟练掌握键盘监控命令教学内容及组织安排：一、DVCC系列单片机仿真实验系统原理与组成1、微处理器本系统出厂时位MCS-51实验开发系统，当用户要进行MCS-196系列单片机或十六位8088实验时，只要在J6、J8插座上插上196CPU或8088CPU卡，同时将开关设置到相应状态即可。2、存贮器系统上扩展了2片静态存贮器62256，共64K.3、系统仿真-适用51、196CPU4、I/0 接口器件地址5、通用外围电路逻辑电平开关电路发光二极管显示电路 时钟电路 单脉冲发生电路等二DVCC系列单片机仿真实验系统安装与启动1、安装1）电源实验台所需电源位+5V/1.5A2）和主机联机将随机配备的9芯通信电缆线一端插入实验系统的J2插座，另一端插入主机的串行口上（COM1/COM2任选）2、启动上电后实验系统应显示闪动的“P”,否则按RESET按钮。三、键盘监控命令1、键盘布置键盘共有32个，其中左边16个为数字键，在键上“-”下面的表示十六进制数字0F,用于输入地址、数据或机器语言代码。对51CPU而言，“-”上面是工作寄存器名或其省略写法，右边16个为功能键，在独立运行模式下输入操作命令TV/MEMTV/程序存储器检查REG/OFST片内RAM、寄存器、特殊功能寄存器检查/偏移量就算ODRW/INS外部数据存贮器、外部RAM、I/O检查/插入一字节EPRGH/DELEPROM高速写入/删除一字节F1/LAST 第一标志键/读上一字节F2/NEXT 第二标志键/读下一字节STEP/NVBP 单拍/单拍跟踪EXEC/FVBP 连续执行/断点运行PCDBG/EPRGL 与上位机通讯调试/低速固化EPMOV 固化区内容移入目标RAMEPCH/EPCOM EPROM查空/EPROM比较PRT 打印命令COMP 源程序与目标程序比较MOVE 程序快或目标块运动DAR 反汇编MON 退出当前操作，返回初态“P”RESET 系统复位按钮课 堂 教 学 方 案课题名称、授课时数：软件实验-清零程序 2学时授课类型（理论课、实验课、技法课、习题课等）：实验课教学方法与手段（讲授、讨论、指导、多媒体等）：指导 目的要求： 熟练编写51单片机汇编语言小程序实验内容利用汇编语言编写程序实现指定单元的清零操作ORG 0030HCLEAR:MOV R0,#00HMOV DPTR,#7000HCLEAR1: CLR AMOVX DPTR,AINC DPTRINC R0CJNE R0,#00H,CLEAR1SJMP CLEAREND课 堂 教 学 方 案课题名称、授课时数：软件实验-脉冲计数2学时授课类型（理论课、实验课、技法课、习题课等）：实验课教学方法与手段（讲授、讨论、指导、多媒体等）：指导 目的要求：熟练编写51单片机汇编语言小程序实验内容利用汇编语言编写程序实现脉冲计数功能实验程序略课 堂 教 学 方 案课题名称、授课时数：工业顺序控制 2学时授课类型（理论课、实验课、技法课、习题课等）：实验课教学方法与手段（讲授、讨论、指导、多媒体等）：指导目的要求 掌握工业顺序控制程序的简单编程，中断的使用。一、实验内容 8032的P10P16控制注塑机的七道工序，现模拟控制七只发光二极管的点亮，高电平有效，设定每道工序时间转换为延时，P3.4为开工启动开关，低电平启动。P3.3为外故障输入模拟开关，P3.3为0时不断告警。P1.7为报警声音输出，设定6道工序只有一位输出，第七道工序三位有输出。二、实验说明 实验中用外部中断0，编中断服务程序的关键是： 1保护进入中断时的状态，并在退出中断之前恢复进入的状态。 2必须在中断程序中设定是否允许中断重入，即设置EX0位。一般中断程序进入时应保护PSW、ACC以及中断程序使用但非其专用的寄存器，本实验中未涉及。三、实验步骤 P3.4连K1，P3.2连K2，P1.0P1.6分别连到L1L7，P1.7连SIN(电子音响输入端)。 K1开关拨在上面，K2拨在上面。 用连续方式从起始地址0580H开始运行程序(输入0580后按EXEC键)，此时应在等待开工状态。 K1拨至下面(显低电平)，各道工序应正常运行。 K2拨至下面(低电平)，应有声音报警(人为设置故障)。K2拨至上面(高电平)，即排除故障，程序应从刚才报警的那道工序继续执行。课 堂 教 学 方 案课题名称、授课时数：P3.3 输入、P1口输出 2学时授课类型（理论课、实验课、技法课、习题课等）：实验课教学方法与手段（讲授、讨论、指导、多媒体等）：指导目的要求1掌握P3口、P1口简单使用。2学习延时程序的编写和使用。一、实验内容 1P33口做输入口，外接一脉冲，每输入一个脉冲，P1口按十六进制加一。 2P1口做输出口，编写程序，使P1口接的8个发光二极管L1L8按16进制加一方式点亮发光二极管。二、实验说明 1P1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口作为输入口时，必须先对它置高电平，使内部MOS管截止，因内部上拉电阻是20K40K，故不会对外部输入产生影响。若不先对它置高，且原来是低电平，则MOS管导通，读入的数据是不正确的。 2延时子程序的延时计算问题。对于延时程序 DELAY :MOV R6, #00H DELAY1:MOV R7, #80H DJNZ R7, $ DJNZ R6, DELAY1 查指令表可知MOV、DJNZ指令均需用两个机器周期，而一个机器周期时间长度为12/ 6.0MHZ,所以该段指令执行时间为：(80+1)256+1)2(126000000)=132.1ms四、实验步骤 P33用插针连至K1， P10P17用插针连至L1L8。 从起始地址0540H开始连续运行程序(输入0540后按EXEC键)。 开关K1每拨动一次，L1L8发光二极管按16进制方式加一点亮。课 堂 教 学 方 案课题名称、授课时数：并行I/O口8255扩展 2学时授课类型（理论课、实验课、技法课、习题课等）：实验课教学方法与手段（讲授、讨论、指导、多媒体等）：指导目的要求目的要求了解8255芯片的结构及编程方法，学习模拟交通灯控制的实现方法。一、实验内容 用8255做输出口，控制十二个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。二、实验说明 1因为本实验是交通灯控制实验，所以要先了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口为东西南北走向。初始状态0为东西红灯，南北红灯。然后转状态1东西绿灯通车，南北红灯。过一段时间转状态2，东西绿灯灭，黄灯闪烁几次，南北仍然红灯。再转状态3，南北绿灯通车，东西红灯。过一段时间转状态4，南北绿灯灭，闪几次黄灯，延时几秒，东西仍然红灯。最后循环至状态1。三、实验步骤 8255 PC0PC7、PB0PB3依次接发光二极管L1L12。 以连续方式从0630H开始执行程序，初始态为四个路口的红灯全亮之后，东西路口的绿灯亮南北路口的红灯亮，东西路口方向通车。延时一段时间后东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪耀。闪耀若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北路口方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪耀。闪耀若干次后，再切换到东西路口方向，之后重复以上过程。 课 堂 教 学 方 案课题名称、授课时数：步进电机控制 2学时授课类型（理论课、实验课、技法课、习题课等）：实验课教学方法与手段（讲授、讨论、指导、多媒体等）：指导 目的要求： 1了解步进电机控制的基本原理。 2掌握步进电机转动编程方法。一、实验内容 从键盘上输入正、反转命令，转速参数和转动步数显示在显示器上，CPU再读取显示器上显示的正、反转命令，转速级数(16级)和转动步数后执行。转动步数减为零时停止转动。二、实验预备知识 步进电机驱动原理是通过对它每相线圈中的电流和顺序切换来使电机作步进式旋转。驱动电路由脉冲信号来控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速，微电脑控制步进电机最适合。三、实验步骤 1步进电机插头插到实验系统J3插座中，P10P13接到BABD插孔。 2在“P.”状态下，从起始地址开始(0A30H)连续执行程序。输入起始地址后按EXEC键。 3在键盘上输入数字在显示器上显示，第一位为0表示正转，为1表示反转，第二位0F为转速等级，第三到第六位设定步数，设定完按EXEC键，步进电机开始旋转。课 堂 教 学 方 案课题名称、授课时数：电子音响 2学时授课类型（理论课、实验课、技法课、习题课等）：实验课教学方法与手段（讲授、讨论、指导、多媒体等）：指导 目的要求： 了解计算机发出不同音调声音的编程方法。一、实验内容 利用定时器产生不同频率的方法，组成乐谱由单片机进行信息处理，经过放大利用8031 P1.7口输出音乐。二、预备知识 (1)要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期(1/频率)，然后将此周期除以2，即为半周期的时间，利用计时器计时此半周期时间，计时到后即反相输出，重复此过程即得到此频率