单片机原理及应用实验指导书.doc

单片机原理及应用实验指导书庄婵飞浙江工业大学 信息学院二零零八年二月目录第一章 MPC100B-I型单片机实验箱简介11.1系统组成11.2实验箱11.2.1单片机最小系统11.2.2基础板11.3专用开发工具2第二章 集成开发环境介绍32.1 MedWin概述32.1.1 MedWin集成开发环境的特点32.1.2快速入门适用范围32.1.3 MedWin对系统的要求32.2安装MedWin的步骤42.3 设置MedWin42.4 MedWin开发入门52.4.1 不使用MedWin集成开发环境项目管理方式62.4.2 使用MedWin集成开发环境项目管理方式72.5 MedWin断点功能82.6 MedWin菜单命令102.7常见问题13第三章 单片机最小系统15实验一、单片机最小系统的熟悉15一、实验目的15二、实验设备15三、实验要求15四、实验原理15五、实验步骤18六、实验报告20第四章 实验指导21实验一 多字节、多进制加减运算实验21一、实验目的21二、实验要求21三、实验原理21四、实验步骤24五、实验报告24实验二、中断实验中断优先级控制及中断保护25一、实验目的25二、实验设备25三、实验要求25四、实验原理25五、实验步骤27六、实验报告29实验三、定时器实验低频脉冲计数器30一、实验目的30二、实验设备30三、实验要求30四、实验原理30五、实验步骤31六、实验报告35实验四、双机串行通讯实验36一、实验目的36二、实验设备36三、实验要求36四、实验原理36五、实验步骤43六、实验报告43实验五、SRAM外部数据存储器扩展实验44一、实验目的44二、实验设备44三、实验要求44四、实验原理44五、实验步骤48六、实验报告51实验六、矩阵式键盘输入实验52一、实验目的52二、实验设备52三、实验要求52四、实验原理52五、实验步骤53六、实验报告56实验七、8255可编程并行I/O扩展接口实验57一、实验目的57二、实验设备57三、实验要求57四、实验原理57五、实验步骤61六、实验报告61第一章 MPC100B-I型单片机实验箱简介1.1系统组成整个单片机实验系统由实验箱、功能扩展模块、单片机专用开发工具、实验指导书以及配套软件光盘等部分组成。1.2实验箱实验系统的基础平台采用箱式结构，外形美观大方、便于携带、利于教学，操作方便。1.2.1单片机最小系统最小系统板是本实验装置的核心模块，它提供了51单片机的一个最小工作系统，并充分地扩展了单片机总线和I/O口以便于与其他模块的电路连接。最小系统板包括的外围电路有：时钟电路、复位电路、P0口锁存电路、拨码开关电路。最小系统板上扩展的I/O口，包括P0、P1、P2、P3口的每个管脚独立都引出，作为数据总线（P0口），地址总线低8位（P0口经锁存后的输出），地址总线高8位用8针的双排插针座引出；控制总线（WR, RD, ALE等）独立引出。由于最小系统板的独立式可更换设计，使得本实验装置可通过改变这个最小系统板来进行不同家族单片机的实验教学，如AVR，PIC，96家族单片机等，非常灵活和方便。1.2.2基础板基础板是本实验装置的实验基础，其内容围绕单片机教学大纲。它由以下21个模块组成：（1）发光二极管阵列模块；（2）键盘模块（独立式与矩阵式两用键盘）；（3）动态数码管扫描显示模块；（4）静态串行显示模块；（5）8155扩展实验模块；（6）8255扩展实验模块；（7）RS232接口实验模块；（8）波形信号发生器模块；（9）外部SRAM实验模块（62256）；（10）外部扩展EEPROM实验模块（W27C512）；（11）FlashROM实验模块（W29C011A）；（12）ADC0809转换实验模块；（13）V/F转换实验模块；（14）DAC0832转换实验模块；（15）F/V转换实验模块；（16）时钟源模块；（17）总线驱动与总线锁存模块（74HC245/74HC573）；（18）微处理器监控模块；（19）电源模块（12V/5V）；（20）芯片自由扩展实验模块（2组）；（21）电位器调节模块（2组）；（22）接口转换模块。1.3专用开发工具（1） 51系列单片机仿真器；（2） 汇编、C51编译器（KEIL C7.0试用版）；第二章 集成开发环境介绍2.1 MedWin概述MedWin是万利电子有限公司Insight系列仿真开发系统的高性能集成开发环境。集编辑、编译汇编、在线及模拟调试为一体，VC风格的用户界面，内嵌自主版权的宏汇编器和连接器，并完全支持FranklinKeilC扩展OMF格式文件，支持所有变量类型及表达式，配合Insight系列仿真器，是您开发80C51系列单片机的理想开发工具。2.1.1 MedWin集成开发环境的特点1完美的Windows版集成开发环境MedWin2内嵌自主版权的宏汇编器A51和连接器L51，并支持KeilFranklin编译、连接工具3具有分别独立控制项目文件的工程项目管理器4在工程项目管理下，实现多模块和混合语言编程调试5VC风格的窗口停驻、窗口切分和工作簿模式界面6在线编辑、编译汇编、连接下载运行和错误关联定位7符合编程语言语法的彩色文本显示8完全的表达式分析，支持所有数据类型变量的观察9无须点击的感应式鼠标提示功能10外部功能部件编程向导11不限制打开数据区观察窗口的数目12调试状态下用户程序自动重装功能13提供真实的软件模拟仿真开发环境2.1.2快速入门适用范围1MedWin集成开发环境V2.3x2. 80C51系列仿真器SE-52SE-52PSE-52S，ME-52ME52NME52PME52S，AE-52AE-52EAE-52P，ME-52H，PE-523PHILIPS51LPC系列仿真器SE-764ME-7642.1.3 MedWin对系统的要求为使MedWin集成开发环境能够正常地运行，您必须提供以下软硬件环境：1586以上的PC及兼容机2100M以上的剩余硬盘空间3分辨率为800x600以上的显示器4具有SPP功能的打印机接口5中文或英文Windows9598，Windows Me，Windows 2000NT，Windows XP6尽量减少DOS自动批处理中关于系统路径及环境变量的设置，或删除DOS下的批处理文件Autoexec.bat文件2.2安装MedWin的步骤以下分别是安装MedWin集成开发环境的方法：第一步：从光盘上安装或从因特网()下载安装从光盘上安装1安装中文MedWin，进入文件夹ManleyMedWinChinese2安装英文MedWin，进入文件夹ManleyMedWinEnglish3在文件夹内，点击setup。从因特网上下载安装1下载所需的MedWin中文版Chinesezip或MedWin英文版Englishzip文件2双击鼠标左键，释放文件Chinesezip或Englishzip3将文件释放到C：WindowsTemp或其它文件夹4进入C：WindowsTempChinese或C：WindowsTempEnglish文件夹5在文件夹内点击setup，安装MedWin集成开发环境。第二步：安装文件路径设置为了便于管理和服务，建议安装MedWin集成开发环境时，使用以下缺省路径安装：1中文版缺省安装目标路径：C：ManleyPMedWin2英文版缺省安装目标路径：C：ManleyMedWin 注意安装MedWin集成开发环境路径选择。2.3 设置MedWinMedWin集成开发环境完成安装后，如果是第一次安装，请您务必注意：必须根据系统提示，设置工作目录、编译汇编器、连接器的路径、环境以及注册仿真器，如果是升级安装，则MedWin集成开发环境启动后出现启动向导菜单或直接打开项目文件。第一步；启动MedWin1由安装MedWin集成开发环境，直接启动MedWin2.或点击Windows开始/程序/Manley/MedWin中文版启动中文版MedWin3.或点击Windows开始/程序/Manley/MedWin启动英文版MedWin4.如果已经连接仿真器，屏幕上出现MedWin的初始画面，进入启动MedWin的第三步5.如果没有连接仿真器，屏幕上出现端口选择画面，进入启动MedWin的第二步第二步：选择进入在线仿真或模拟仿真1.由于仿真器供电电源，通讯电缆连接问题，请检查并使仿真器工作正常后，点击对话框中仿真器按钮，进入在线仿真状态。2.如果确认需要进行模拟仿真，点击模拟仿真按钮，进入模拟仿真状态。经过以上步骤，屏幕上出现MedWin集成开发环境的初始画面，并渐渐消失，出现MedWin集成开发环境的系统画面。第三步：设置工作目录进入MedWin集成开发环境后，系统首先提示默认的工作目录为C：MedWin。我们建议用户根据需要选择合适的工作目录，例如将工作目录改为D：WorkDir(用户可自行定义目录名称)。注意：不得使用长文件名作为工作目录!在MedWin集成开发环境工作目录提示对话框中，更改MedWin集成开发环境工作目录的步骤，必须在Windows环境下进行：1打开Windows的资源管理器2选择本地磁盘(D:)3单击鼠标右键，选择新建文件夹，命名为WorkDir当建立WorkDir文件夹后，在MedWin集成开发环境点中，点击当前工作目录左侧按钮。在开发环境工作目录对话框中选择驱动器D盘后，打开文件夹(目录)WorkDir，确认后，工作目录设置即告完成。系统将提示进行下一步设置：编译汇编连接器的配置。第四步：配置编译/汇编/连接器及环境MedWin集成开发环境初始默认编译汇编连接环境为使用万利电子自主版权的宏汇编和连接器，使用默认设置，汇编连接信息和错误关联均为中文提示。当选择用户设置编译汇编连接环境时，必须注意选择合适的路径和程序，如1编译器路径为C:C51BINC51.exe2汇编器路径为C:C51BIN51.exe3连接器路径为C:C51BINBL51.exe系统头文件、库文件的环境为：1编译器系统头文件路径为C:C51INC2编译器系统库文件路径为C:C51LIBMedWin集成开发环境默认源程序的扩展名为：1C源程序文件的扩展名为.C2汇编源程序文件的扩展名为.ASM当您已经存在编译器汇编器连接器时，建议按照下列目录存放：1C:C51BIN 存放C51.exe，A51.exe，L51.exe或BL51.exe2C:C51INC 存放C程序的头文件3C:C51ASM 存放汇编程序的嵌入文件4C:C51LIB 存放C程序连接所需的库文件用户可按照上面提示的路径设置编译器汇编器连接器及环境，如编译器汇编器连接器存放在其它目录，则必须在输入框中设置合适的路径或点击按钮选择相应的文件及路径。当您使用Keil编译器时，其连接器应设为BL51.exe，当您使用Franklinl编译器时，其连接器应设为L51.exe。第五步：设置文本编辑器设置文本编辑器可以用于设置文本窗口的前景字符的颜色、背景颜色、字体和编辑文件类型。2.4 MedWin开发入门MedWin集成开发环境提供了以下两种方式开发用户应用程序，：1不使用MedWin集成开发环境项目管理方式对源程序文件直接进行汇编连接，兼容传统开发习惯。2使用MedWin集成开发环境项目管理方式可进行多模块、混合语言编程的，同样也适合单模块程序的开发。用户无论是单模块或多模块的程序开发，我们都建议使用项目管理方式管理应用程序。2.4.1 不使用MedWin集成开发环境项目管理方式不使用MedWin集成开发环境项目管理方式，只能对单模块方式下的应用程序开发，具有很大的局限性。以下是不使用MedWin集成开发环境项目管理方式开发应用程序的步骤：第一步：关闭当前项目文件命令项目管理/关闭当前项不使用MedWin集成开发环境项目管理方式开发应用程序，用户必须关闭已经打开的项目，此时MedWin集成开发环境关闭界面上所有的窗口。因为当打开项目文件后，MedWin集成开发环境默认所有编译汇编、产生代码的过程都是对项目或项目所包含的文件进行的。第二步：在文件莱单下打开应用程序命令文件/新建或文件/打开单模块方式下的文件调试可以按照以下方法新建或打开文件：1点击文件/新建，输入文件名和扩展名，新建文件2点击文件/打开，选择文件捡取框中的文件将其打开第三步：编译汇编命令项目管理/编译汇编MedWin集成开发环境根据文件的扩展名，自动对当前激活的文件选择调用外部编译器或汇编器：1如果当前文件的扩展名为ASM或系统定义的扩展名，编译汇编命令调用外部汇编命令对当前文件汇编2如果当前文件的扩展名为C或系统定义的扩展名，编译汇编命令调用外部C编译命令对当前文件编译执行项目管理|编译汇编命令后产生的结果显示在消息框中。如果需要设置文件编译汇编的命令行参数，可以选择项目管理1文件属性命令设置。第四步：错误信息关联MedWin集成开发环境调用外部命令编译汇编后产生的结果，显示在消息窗口中，消息窗口可由热键Ctrl+9激活。当编译汇编发生错误时，消息窗口中的错误信息自动与源文件关联，提示出错的位置。在消息窗口中错误提示处双击鼠标左键或键入回车，可将错误信息与源文件的错误位置关联：1如果编译汇编没有错误，可进入第五步操作2如果编译汇编出现错误，在修改源文件后重复进行第三步操作第五步：产生代码并装入仿真器调试命令项目管理/产生代码或项目管理/产生代码并装入产生代码或产生代码并装入命令对经过编译汇编无误后产生的OBJ文件进行连接产生用于下载的代码。此命令自动地对修改过的源程序进行编译或汇编，对没有修改过的程序将越过编译或汇编过程，然后连接所有的OBJ，LIB文件，再装载代码到仿真器，完成调试程序所需的准备工作。装载完成后，出现“Loadingprogram“(项目名)”Completed的字样。2.4.2 使用MedWin集成开发环境项目管理方式使用MedWin集成开发环境项目管理方式开发程序，适用于各种方式下的单模块和多模块方式应用程序。以下是使用MedWin集成开发环境项目管理方式开发应用程序的步骤：1建立一个新的项目进入第一步新建项目文件2打开已经存在的项目文件进入第三步打开项目文件第一步：新建项目文件命令项目管理/新建项目文件项目名称MedWin集成开发环境的项目器是按项目名称管理的，项目管理器内的项目名称不可以相同。在项目名称输入栏内，用户必须输入项目名称，并且项目名不得超过8个字符，不可以使用汉字以及“-，?，*，/”等DOS文件名所不可以使用的字符，也不可以输入盘符和路径!高级设置高级设置是用户程序所处路径与当前工作目录不同时，选择存放项目文件路径的过程。通常，当用户源程序文件存放在当前工作目录时，不需要进行高级设置。如果源程序文件不在当前工作目录时，用户必须选择高级设置，将项目文件存放到用户源程序所处的目录。如果源文件与项目文件不在同一目录时，将会出现不能进行源文件调试的情况发生。添加文件选择添加文件选项，表示在项目建立后会自动打开文件捡取框，供用户选择文件添加到项目管理器中。存储器属性存储器属性SmallCompactLarge，此属性为C编译器所需，如果项目文件中包含C程序，用户必须设置存储器属性。RAM尺寸：128256，此属性为连接器所需的控制项。系统默认128字节。系统默认标准80C51汇编选项，此选项为汇编器所需的控制项。选中时，汇编器默认SFR为80C51。如果项目所使用的不足标准的80C51，用户必须定义其使用的SFR，例： PO DATA 80H E DATA 0A8H TR0 BIT 8CH项目环境设置项目头文件路径为该项目所定义的头文件所处的路径。该路径与系统定义的头文件路径在DOS环境设置的关系是：set c51inc=(系统定义的头文件路径)(项目定义的头文件路径)项目库文件路径为该项目所定义的库文件所处的路径，该路径与系统定义的库文件路径在DOS环境设置的关系是：setc51lib=(系统定义的库文件路径)(项目定义的库文件路径)在项目的编译和连接过程中，MedWin自动加入以上环境变量的设置。通常用户不需要设置项目定义的头文件和库文件路径，只有在高级应用时才需设置。调试信息建立新的项目后，系统默认为产生调试信息，能够进行源文件调试。更多的文件属性关于编译汇编程序的更多的文件属性，可在项目管理I文件属性中设置。如果在多模块调试中需要关闭一个或多个文件的源文件调试，可在文件属性对话框中，分别关闭产生调试信息选项。第二步：添加文件命令项目管理/添加文件项添加文件命令用于将各类文件添加至项目管理器，新建项目文件后集成环境会自动打开添加文件对话框，提供选择。请根据：1如果文件存在，在文件捡取框中选择并打开文件添加2如果文件不存在，必须输入文件名(包含扩展名)，建立新文件新建文件后，键入命令项目管理|添加文件项，将新建文件添加到项目中。第三步：打开项目文件命令：项目管理/打开项目文件 对于已经存在的项目文件，可以直接打开项目文件进入第四步操作。第四步：编辑，编译汇编连接命令：项目管理/编译汇编MedWin集成开发环境根据文件的扩展名，自动对激活的文件选择调用外部编译器或汇编器：1如果当前文件的扩展名为ASM或系统定义的扩展名，编译汇编命令调用外部汇编命令对当前文件汇编2如果当前文件的扩展名为C或系统定义的扩展名，编译汇编命令调用外部C编译命令对当前文件编译文件编译汇编的命令行参数由项目管理1文件属性确定。第五步：错误信息关联文件经过编译汇编后的结果显示于消息窗口，出现错误后错误信息与文件关联。在消息窗口中错误之处双击鼠标左键或键入回车，即可将错误与文件关联：1如果没有错误，进入第六步操作2如果出现错误，修改文件后重复进行第四步操作第六步产生代码并装人仿真器命令项目管理/产生代码命令项目管理/产生代码并装入命令项目管理/重新产生全部代码产生代码或产生代码并装入命令，对经过编译汇编无误后产生的OBJ文件进行连接，产生用于下载的代码。此命令对修改过的源程序自动进行编译或汇编，否则将越过编译或汇编过程进行连接，并装载代码到仿真器，完成调试文件所需的准备工作。1使用产生代码命令，项目管理器会自动判别文件是否需要重新编译汇编，提高调试效率2使用产生代码并装入命令，项目管理器会自动判别文件是否需要重新编译汇编，并将连接产生的代码下载到仿真器，提供调试运行使用重新产生全部代码命令，项目管理器会对所有文件重新编译汇编，并将连接产生的代码下载到仿真器，提供调试运行2.5 MedWin断点功能MedWin集成开发环境配合|nsight系列仿真器，具有强大的断点功能：可以在编辑和调试状态下设置或清除断点，并且在退出集成开发环境时自动保存断点信息。1断点标记MedWin集成开发环境的断点标记，根据系统状态和所处窗口类型，标记如下：1在编辑状态下，源程序文本窗口内的白色箭头预设断点，退出时保存，2在调试状态下，源程序文本窗口内的白色箭头无效断点，退出时保存3在调试状态下，源程序文本窗口内的黄色箭头有效地址断点，退出时保存4在调试状态下，源程序文本窗口内的蓝绿色箭头临时断点，退出时不保存5在反汇编本窗口内设置的断点，标记为红色光带地址断点，退出时不保存2断点颜色变化规律根据系统状态和所处窗口类型，MedWin集成开发环境的断点颜色变化规律如下：编辑状态下，在源程序窗口内设置断点，标记为白色，再次设置断点，白色断点标记被清除。调试状态下，在源程序窗口内设置断点，标记为黄色，再次设置断点，黄色断点标记被清除。调试状态下，在源程序窗口内蓝绿色断点处设置断点，标记为黄色，再次设置断点，黄色断点标记被清除。调试状态下，在与源程序断点关联的反汇编窗口红色光带处设置断点，在反汇编窗口内清除断点，同时将源程序断点标记为白色，再次设置断点，反汇编窗口标记为红色光带，源程序的白色断点再次标记为黄色。3源程序文本上设置断点（1）编辑状态设置断点当用户在编写源程序的过程中，根据调试需求，可以直接在源程序文本的任何地方设置或清除断点。如果设置了断点，将以白色箭头标记在源程序文本左侧的灰色状态栏内，断点属性为预设断点。对于在源程序文本上设置的断点，系统退出时全部自动保存。（2）调试状态设置断点在调试状态下，可以直接在源程序文本的有效行上设置断点(当文本左侧的灰色状态栏内出现小圆点时，表示当前程序为有效行)。设置后，断点以黄色箭头标记在文本左侧的灰色状态栏内，如果没有出现小圆点，则不可以设置断点。在编辑状态下设置的断点，经过编译汇编，如果预设的断点编译后是有效行，则断点标记为黄色，如果不是有效行，断点标记为白色。对于在源程序文本上设置的断点，系统退出时全部自动保存。4反汇编窗口内设置断点断点在反汇编窗口内以红色光带表示，可以任意设置地址断点，如果设置的断点与源程序有效行地址关联，则与源程序相关联的地址处设置断点，在源程序窗口内出现蓝绿色箭头。如果在源程序断点相关联的反汇编窗口红色光带处设置断点，将清除窗口内的断点光带，同时将源程序断点标记为白色，再次设置断点，反汇编窗口标记为红色光带，源程序的白色断点再次标记为黄色。5断点表断点列表通过断点|断点表激活。断点表列出所有断点所处的地址，文件位置及属性。在列表框内可以执行添加断点，删除断点等操作。6断点使能当设置了断点或使用外部信号断点时，选择断点|断点使能可以允许或禁止相应的断点。当允许外部信号断点后，可以设置外部信号的为上升沿或下降沿作用。2.6 MedWin菜单命令1、文件(F)新建（N）：新建文件，在输入文件名时必须输入文件的扩展名。如果是程序文件，汇编语言扩展名必须为(.asm)，C语言扩展名必须为(.c)打开（O）：打开用户程序文件，可以在文件捡取框中选择，也可以在文件捡取框中直接输入文件名，当文件名不存在时，系统默认为新建文件。打开项目文件（P）：打开MedWin集成开发环境项目文件，项目文件的扩展名为mpf。打开后，根据需要可以将打开的项目文件添加到项目管理器中。保存（S） Ctrl+S：保存当前激活的文件。另存为（A）：将当前激活的文件另存为指定的文件。退出（X）：退出MedWin集成开发环境。2、编辑(E)撤销（U）： Ctrl+Z：撤消当前的操作。剪切（T） Ctrl+X：将选择的块剪切到剪贴板。复制（C） Ctrl+C：将选择的块复制到剪贴板。粘帖（P） Ctrl+P：将剪贴板粘贴到文件。选择整个文档（L） Ctrl+A：将整个文档作为块。查找（F） Ctrl+F：在文件中查找字符串。查择下一个（D） F3：查找下一个匹配的字符串。在文件中查找：在被选定的文件范围内查找字符串。替换（E） Ctrl+H：替换匹配的字符串。设置或清除书签（B） Ctrl+B：在文档中设置或清除书签，用于快速定位。定位到前一个书签（R） Ctrl+Shift+P：与设置或清除书签命令配合，定位到前一个书签。定位到下一个书签(X) Ctrl+Shift+N：与设置或清除书签命令配合，定位到后一个书签。清除所有书签（K）：清除所有书签标记。定位（G） Ctd+G：定位到指定行或地址。定位到前一个错误(V)：将编译汇编发生的错误与源程序关联，并定位到前一个错误的位置。定位到后一个错误（N）：将编译汇编发生的错误与源程序关联，并定位到后一个错误的位置。3、查看(V)寄存器（R）：寄存器窗口，显示80C51内核基本的寄存器R0-R7，A，B，DPH，DPL，SP和PSW，以16进制方式显示字节寄存器的内容，以位的方式显示PSW的内容。特殊功能寄存器（S）：当前被选择的CPU所包含的特殊功能寄存器窗口，以16进制方式显示字节寄存器的内容。反汇编窗口(C)：反汇编窗口，将程序代码区的内容以反汇编方式及源程序方式显示。反汇编窗口同时支持行汇编方式输入或修改程序代码。观察窗口第一观察组(1) Ctrl+l：为了方便用户避免多次添加和删除需要观察的变量，设置的第一组观察窗口。观察窗口第二观察组(2) Ctrl+2：为了方便用户避免多次添加和删除需要观察的变量，设置的第二组观察窗口。观察窗口第三观察组(3) Ctrl+3：为了方便用户避免多次添加和删除需要观察的变量，设置的第三组观察窗口。观察窗口第四观察组(4) Ctrl+4：为了方便用户避免多次添加和删除需要观察的变量，设置的第四组观察窗口。变量窜口（V）：变量窗口。数据区Idata：片内RAM区域，被MOV Ri,a或MOV A, Ri指令间接寻址访问的数据区。数据区Data：片内RAM和SFR区域，被直接寻址访问的数据区。数据区Cdata：程序代码空间。数据区Xdata：外部数据空间。数据区Bit：片内的位寄存器区域0-127与片内地址为20H-2FH的RAM对应，128-255SFR相对应。数据区Pdata：页面存储方式下的外部数据空间，使用MOVX Ri,A或MOVX A, Ri指令。跟踪存储器(F)：跟踪存储器窗口，对含有跟踪存储器功能的仿真器有效。波形记录器(A)：波形记录器窗口，对含有跟踪存储器功能的仿真器有效。性能分析器窗口(W)：性能分析器窗口，对含有性能分析器功能的仿真器有效。消息窗口(M) Ctrl+9：消息窗口，显示编译汇编产生的结果，调试过程中的提示以及在文件中查找的结果。项目管理器窗口(N) Ctrl+0：项目管理器窗口。5、调试(R)开始调试（B） Ctrl+M：切换到调试态，如果已经打开了项目文件，舅U进行产生代码并装入操作。终止调试（D） Ctrl+D：切换到编辑态。全速运行（R） F9：全速运行，调试态有效。禁止断点并全速运行(E) Alt+F9：禁止断点并全速运行，调试态有效(此命令只对具有跟踪存储器功能的仿真器有效)。跟踪(T) F7：跟踪运行程序，在反汇编窗口下执行一条指令，如果当前是调用指令，则进入所调用的子程序；如果在源程序窗口下，执行当前文本下的一条语句，如果是调用则进入所调用的子程序。调试态有效。单步（S） F8：单步运行程序。反汇编窗口下如是调用指令，则越过所调用的子程序：源程序窗口下，如果是调用语句，则越过所调用的子程序。调试态有效。运行到光标处（G） F4：程序全速运行到光标处，调试态及源程序文本或反汇编窗口有效。运行到RETURN指令处（U） Alt+F8：程序全速运行到RET指令处，调试态有效，对于不同的仿真器，此命令功能有所不同。交互跟踪（A） Alt+F7：如果当前激活的是程序文本窗口，执行反汇编窗口的跟踪指令，如果当前激活的是反汇编窗口，执行源程序文本窗口的跟踪指令，调试态有效。执行到（E）：执行到设定的地址，调试态有效。设置新的程序计数器（N） Ctrl+N：改变当前的程序计数器值，调试态有效。自动单步（M）：自动以跟踪的方式运行程序，调试态有效。设置重复计数器（O）：设置重复计数值，与断点配合使用，调试态有效。返回监控（I） Ctrl+T：终止运行程序，调试态有效。程序复位（P） Ctrl+F2：复位仿真器，调试态有效。显示到一步执行（X） Ctrl+O：刷新所有窗口，调试态有效。添加项至观察窗口（W） Ctrl+W：将光标处的字符或地址作为变量添加到观察窗口，调试态有效。6、外围部件(S)中断（I）：中断状态窗口，包括INT0，INTl，TO，T1，T2和UART中断状态以及优先级和允许设置。设置或清除相应的标志，可以改变中断的状态，也可以通过相应的值，作为中断初始化的编程。端口(T)：端口设置窗口，显示或改变端口的状态。定时器计数器0：定时器计数器0模式和控制窗口，其TMOD和TCON的值，可以作为定时器0初始化的编程依据。定时器计数器1：定时器计数器1模式和控制窗口，其TMOD和TCON的值，可以作为定时器1初始化的编程依据。定时器计数器2：定时器计数器2模式和控制窗口，其T2CON的值，可以作为定时器2初始化的编程依据。串行口(S)：串行口工作模式和控制窗口，其SMOD和SCON的值，可以作为串行口初始化的编程依据。7、项目管理(P)新建项目文件(N)：新建项目文件对话框，包含打开已经存在的项目文件、创建一个新项目、新建或打开一个文件以及硬件调试。打开项目文件(O)：打开一个已经存在的项目文件。关闭当前项目：关闭当前已经打开的项目文件，常用于对单模块文件或硬件的调试。保存当前项目(S)：保存当前项目文件。另有为(A)：将当前项目文件存为其他项目文件名。添加文件项（F）：在已经打开的项目中添加文件。添加文件的类型有源文件、头文件、库文件和其他文件。移除文件项：在已经打开的项目中删除文件。设置向导（W）：设置编译器汇编器连接器路径以及源文件的默认扩展名和C语言的环境变量路径。设置工作目录（D）：设置MedWin集成开发环境的工作目录，建议工作目录设置在D盘，并且不要使用长文件名。文仟属性（I） Ctrl+Enter：对于汇编语言程序只能设置是否需要源文件调试；对于C语言程序，还可以设置存储器模式等。连接属性（L）：用于对项目文件的连接控制、段定位、RAM尺寸和头文件、库文件路径的设置。编译/汇编（T） Ctrl+F7：根据文件的扩展名，编译汇编当前文件。产生代码（M）：根据文件的编辑修改状态，确定是否编译汇编当前文件之后，对产生的OBJ文件连接。产生代码并装入 (E) Ctrl+F8：根据文件的编辑修改状态，确定是否编译汇编当前文件之后，对产生的OBJ文件连接，再将连接产生的代码装载到仿真器。重新产生全部代码（U） Ctrl+F9：编译汇编项目中所有文件，对产生的OBJ文件连接，再将连接产生的代码装载到仿真器。输出IntelHEX(H)：产生IntelHEX格式文件，默认HEX文件的文件名为项目名。输出Binary(B)：产生二进制格式文件，默认B|N文件的文件名为项目名。项目管理器（P） Ctrl+0：激活项目管理器窗口。9、断点(B)断点(B)：断点列表窗口。设置或清除断点(T) F2：在源程序或反汇编窗口中设置清除断点。编辑态的文本窗口以及调试态的源文件和反汇编窗口有效。设置到(A)：在指定的地址处设置断点。断点使能（E）：地址断点或外部断点使能。禁止所有断点（D）：禁止所有地址断点。清除所有断点（R）：清除所有地址断点。设置跟踪存储器（S）：设置跟踪存储器状态10、设置(O)设置仿真器（E）：设置仿真CPU类型，时钟和存储器结构。程序程序存踏器映像（C）：设置程序存储器映像。程序数据存踏器映像（O）：设置数据存储器映像。设置通讯口(T)：选择通讯口参数或进入模拟调试。设置文本编辑器（S）：设置文本编辑器环境参数，如字体、颜色等。设置向量（W）：设置编译器汇编器连接器路径以及源文件的默认扩展名和C语言的环境变量路径的设置。设置工作目录（D）：设置MedWin集成开发环境工作目录。启动向导：选择进入MedWin集成开发环境启动向导设置。11、窗口(W)拆分（S）：拆分文本窗口和存储器窗口。工作簿模式（W）：窗口显示模式设定是否使用工作簿模式。关闭窗口(O) Ctrl+F4：关闭当前激活的窗口。关闭所有窗D（L）：关闭当前所有激活的窗口。排列图标（A）：排列当前所有激活的窗口。层叠窗口(C)：层叠当前所有激活的窗口。横向平铺窗口（H）：横向平铺当前所有激活的窗口。纵向平铺窗口（V）：纵向平铺当前所有激活的窗口。刷新所有窗口（R）：刷新当前所有激活的窗口和停驻窗口。12、帮助(H)关于MedWin(A)：关于MedWin对话框中列出了软件和硬件有关版本信息，以及仿真器产品的注册。2.7常见问题问题现蒙原因解决方法编译连接时出现短时黑屏或 提示切换到DOS状态操作系统存在较低版本的执行程序格式化硬盘，重新安装Windows程序不能编译汇编编译汇编器路径设置错误在设置1设置向导中重新设置编缺少编译汇编程序增加编译汇编程序源文件名中使用了控制字符“-”源文件名不得包含字符“-”(减号)源文件使用了长文件名源文件名不得超过8个字符程序不能连接连接器路径设置错误在设置1设置向导中重新设置连接器路径缺少连接程序增加连接程序编译汇编出错改正错误没有正确使用连接器使用L51EXE或BL51EXE项目名中使用了非法字符如“-”项目名不得使用字符“。”(减号)项目文件所处路径包含长文件名建议更改工作目录译器和汇编器路径源程序窗口的左侧未出现蓝色的调试小圆点，并且执行所有运行操作，均为全速运 行源文件与项目文件不在同一目录将项目文件建立在源文件的目录内在文件属性内关闭了调试信息打开产生调试信息选项使用了较低版本的汇编器使用高版本的汇编器，如FranklinKeilA51EXEV486或以上版本仿真器代码映像到目标系统改变正确的代码映像MedWin不能进入在线仿真仿真器没有提供电源接通仿真器电源仿真器没有准备就绪点击测试通讯口对话框中按钮仿真器通讯电缆故障检查通讯电缆和连接设置PO口总是为低# 缺少上拉电阻 因为PO口的开漏特性，必须加接上拉电阻PO，P2口的数值与设置不同开的外部数据窗口或观察外部数据变量，影响了PO，P2口闭外部数据窗口(XDATA窗口)或观察外部数据变量提示外部振荡器失败没有连接仿真头连接仿真头没有提供石英晶体提供石英晶体仿真器时钟选择错误重新设置仿真器时钟不能观察汇编程序变量存在小写字符改为大写字符后观察第三章 单片机最小系统实验一、单片机最小系统的熟悉一、实验目的在进行其他实验之前，先熟悉实验装置的核心模块单片机最小系统模块。掌握该实验模块的电路原理和接口的使用方法。1掌握单片机振荡器时钟电路及CPU工作时序；掌握复位状态及复位电路设计；掌握单片机各引脚功能及通用I/O口的使用；掌握单片机基本指令的使用。2掌握MedWin集成开发环境，仿真器和烧录器等开发工具的使用。二、实验设备1.单片机仿真器，烧录器；2.单片机最小系统实验模块，键盘实验模块，发光二极管阵列实验模块。三、实验要求1连接实验电路，编写简易单片机汇编程序达到下述工作要求：以任意两个独立式按键作为输入，当第一键按下时，点亮第一行发光二极管；当第二键按下时，点亮第二行发光二极管。2将编写的程序调入仿真器中，在MedWin集成开发环境中进行调试；3在MedWin中产生机器码文件，用烧录器烧录到单片机芯片中，插在板子上观察工作情况。四、实验原理41 AT89C51引脚说明我们以常用的单片机芯片AT89C51为教学实例，首先对其引脚进行简要介绍：u P0.0P0.7：P0口的8位双向三态I/O口线；u P1.0P1.7：P1口的8位准双向口线；u P2.0P2.7：P2口的8位准双向口线；u P3.0P3.7：P3口的8位具有双重功能的准双向口线；u ALE：地址锁存控制信号。u /PSEN：外部程序存储器读选通信号，读外部ROM时PSEN低电平有效。u /EA：访问程序存储器控制信号，当EA为低电平时，对ROM的读操作限制在外部程序存储器；当EA为高电平时，则对ROM的读操作是从内部程序存储器开始，并可延至外部程序存储器。u RST 复位信号，复位信号延续2个机器周期以上高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作。u XTAL1 和 XTAL2 外接晶体引线端，当使用芯片内部时钟时，此二引线端用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，XTAL1接地，XTAL2用于接外部时钟振荡器信号。u Vss 地线。u Vcc +5V电源。图1-1 AT89C51引脚图及逻辑符号图P3口线的第二功能见表1-1，这些特殊功能我们将在以后的实验中进行学习。表1-1 P3口线的第二功能口线第二功能信 号 名 称P3.0RXD串行数据接收P3.1TXD串行数据发送P3.2INT0外部中断0申请P3.3INT1外部中断1申请P3.4T0定时器/计数器0计数输入P3.5T1定时器/计数器1计数输入P3.6WR外部RAM写选通P3.7RD外部RAM读通42 振荡电路、时钟电路和CPU时序（1）振荡电路、时钟电路。如图1- 2所示，外部时钟振荡电路由晶体振荡器和电容C1、C2构成并联谐振电路，连接在XTAL1、XTAL2脚两端。对外部C1、C2的取值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响到振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性。C1、C2通常取值C1=C2=30PF左右；8051的晶振最高振荡频率为12M，AT89C51-24PC的外部晶振最高频率可到24M。在单片机最小系统板上已经提供了晶振电路，在使用该电路时，应加上跳线帽，并插入合适的晶振。单片机内部图1-2 片内振荡器等效电路和外接元件AT89C51也可以采用外部时钟方式，外部时钟从XTAL2脚输入，XTAL1脚接地。可以采用我们板子上提供的外部时钟源作为单片机外部时钟输入。（2）CPU时序晶振（或外部时钟）的振荡频率的确定，就确定了CPU的工作时序。这里介绍几个重要的时序概念，我们在以后的实验中还会经常涉及到： 振荡周期：或者称时钟周期，是指为单片机提供定时信号的振荡器的周期。 机器周期：在8051单片机中，一个机器周期由12个振荡周期组成。 指令周期：是指执行一条指令所占用的全部时间。一个指令周期通常含有14个机器周期。机器周期和指令周期是两个很重要的衡量单片机工作速度的值。若外接12MHz晶振时，8051的三个周期的值为：振荡周期=1/12us；机器周期=1us；指令周期=14us。在一些应用中，传统的8051的速度显得有些慢，因此，当前很多采用8051内核的新型单片机采用了加速处理器结构，使机器周期提高到振荡周期的6倍、4倍等等，RISC（精简指令集）的采用，更让单片机在单个时钟周期完成一条指令，使得单片机在处理速度上得到大大提高。43 复位状态和复位电路设计（1）复位状态在8051单片机中，只要在单片机的RST引脚上出现2个机器周期以上的高电平，单片机就实现了复位。单片机在复位后，从0000H地址开始执行指令。复位以后单片机的P0P3口输出高电平，且处于输入状态，SP（堆栈寄存器栈顶指针）的值为07H（因此，往往需要重新赋值，其余特殊功能寄存器和PC（程序计数器）都被清为0。复位不影响内部RAM的状态。（2）复位电路单片机可靠地复位是保证单片机正常运行的关键因素。因此，在设计复位电路时，通常要使RST引脚保持10ms以上的高电平。当RST从高电平变为低电平之后，单片机就从0000H地址开始执行程序。8051单片机通常都采用上电自动复位和开关复位两种方式。实际使用中，有些外围芯片也需要复位，如8255等。这些复位端的复位电平要求与单片机的复位要求一致时，可以把它们连起来。在最小系统板上，提供了一个通用的复位电路，在使用该板之前，必须将该电路与单片机连接起来。另外，还可以采用主板上的微处理器监控模块来控制复位脚，以便更加可靠地管理单片机的工作。 44 存储器、特殊功能寄存器及位地址51单片机的存储器包括5个部分：程序存储器、内部数据存储器、特殊功能寄存器、位地址空间