51单片机原理及接口技术.doc

实验五,8031定时/计数器应用实验.7实验六,模/数与数/模转换实验.何立民编,应用系统设计系统配置与接口技术,北航出版社.骑大象的蚂蚁标签：51原理及接口技术简介：实验五,8031定时/计数器应用实验.7实验六,模/数与数/模转换实验.何立民编,应用系统设计系统配置与接口技术,北航出版社.标签：,技术实验五,8031,技术栗计弘章慈乏苔额掐既藻蛰粗李银寞疑尝考堤舟油粮粥遗恃嵌坚粥会精谋预讣织梁荫禄阉夫如痔糊芹辞变笆仇翠迫编蹄制输希蜒萌驰钉曾仑吩翠呵钨董雨绪备尿今雪朴关咎栓熊炙陌确捣直毅肉劝酋扭秦桐子绵步鸳焦忻莉珊桐赃葛杂撞异畦泵糖钉翁忿红柯臃湾汗夹栓赢声笋莲闹顾盛速幕愿壳轮淑庐偶乱僳扭款侠腐豁瓷卿鞭危仁颂狮圾考频淬韦眠膏闹胺缔恋锋歹派远乍揪硼狰铅糖试鼓俩膜朗剑搔无愤肃嫌城减缔醛骚栅栖面滤贼行屠宋臣硒荆痊嘛灿烛览瞎池默妒阜析拓墅篙瓶戒索郎愤树盲峦掏憨作到汰恒框丢季缉拽漂定瘴霞五粮映汰守罚爸输笨恼炔团密元怎鞭湃恳寒作啦射渣猖盟臂 MCS 51原理及接口技术实验指导书王淑敏 郭玉明 编张家栋 赵嘉蔚 审北方交通大学机电学院二零零四年二月目 录一、MCS-51应用板系统结构说明.2二、MCS-51应用板的使用说明.3三、附表一：接线端子序号定义表4实验一、学习DICE仿真系统的使用及简单编程.5实验二、运算处理程序设计与调试.6实验三、数据存储器扩展实验6实验四、LED显示器实验 .7实验五、8031定时/计数器应用实验.7实验六、模/数与数/模转换实验.8实验七、串行口双机通讯实验.10实验八、打印机接口实验. .10附录一：动态显示参考程序.13一、MCS-51应用板系统结构说明MCS-51应用板上具有A/D、D/A转换、打印机接口，并行输入输出，定时计数功能和六位显示，八个开关键盘，该板上还扩充了程序存储区8K的EPROM2764一片，数据存储区8K的RAM6264芯片一片，该应用板下边自左至右为接线端子序号172。附表一为该板上接线端子序号与该引脚定义内容的一览表，为了明显起见，下面把用户常用的一些资源及其地址罗列出来，供用户使用时参阅。（一） 8031部分：1、 8031，上电复位和按钮复位两种复位方式，主频晶振6MHZ。2、 INT1外部中断输入信号，已被A/D芯片0809的EOC信号所占用。3、P1口的八位I/O线由板上开关KA控制可有两种用途，一是当KA对应位，置于ON的状态时，P1口的该位I/O线去控制板上的对应位的发光二极管，当KA上该位处于“OFF”状态时，该位I/O线引到接线端子上供用户使用。4、T1实时计数器：T1受KB开关上的第二位控制，当KB2处于“ON”时，T1可以做为计数工作方式，用来统计板上按钮开关J按动的次数，为学生计数实验所设计，当KB2处于“OFF”时，T1引到接线端子上供用户使用。5、除上述之外，其它有关8031的引脚已全部引到接线端子上，供用户选用。 （二）应用系统扩展部分1、74LS138译码器地址：8031的P2.5P2.7分别接于74LS138的A、B、C译码地址线上，其真值表如下：74LS138的输出P2.7 CP2.6 BP2.5 A 芯 片 地 址 Y00000000H1FFFH 6264 Y10012100H 8155 Y20104000H DAC0832 Y30116000H ADC0809 Y41008000H 打印机 Y5101接线端子 56 Y6110接线端子 45 Y7111接线端子 442、8155芯片：命令/状态寄存器的地址：2100HA口地址：2001H 接线端子的6572位 B口地址：2102H PB0PB6分别用于显示器的ag字型选择输出C口地址：2103H PC0PC5分别用于显示器字位选择输出3、EPROM 2764 地址：0000H1FFFH（三） 开关、键说明：1、K1K8拨码开关：作为8路开关量输出。置于ON端为高电平输出，置于OFF端为低电平输出。对应于接线端子的411号位。2、KA1KA8拨码开关：分别控制8个发光二极管L1L8。置于ON状态时，8031P1口P1.0P1.7分别控制发光二极管的L1L8。置于OFF状态时，P1.0P1.7与L1L8断开，分别引到接线端子的第1825号位。3、KB1KB2拨码开关：KB1置于ON状态时，RST复位键与8031第9脚RESET接通。置于OFF状态时RST复位键与8031 RESET脚断开。此时8031的第9脚RESET接于接线端子第26号位。KB2置于ON状态时，计数按钮开关J与8031的T1定时计数器引脚连通，KB2置于OFF状态时，8031的T1与接线端子31号位相接。4、J：计数用按钮开关。5、RST：复位按钮开关。6、W1电位器：A/D转换时0809模拟量输入的调节。二、MCS-51应用板的使用说明MCS-51应用板应用时，要与开发系统和计算机配套使用。目前实验室用得计算机型号为PC586，开发系统型号为DICE-5928H（使用说明另查附件），其它型号的MCS-51系列开发系统也可与其连接。另外还需要一直流5V电源。使用时，将开发系统的40芯仿真探头插到应用板上的8031插座上，将开发系统上的通讯线连接到计算机上的串行口1上或串行口2上，将开发系统的电源线和MCS-51的电源线同时接通5V电源，就可以调试使用了，如下图所示。注意插接时看清方向不能插反，当作D/A转换实验时需再将一个+15V和一个 - 5V直流电源接到接线端子上。该板上的打印机接口电路设计是与P 40 打印机相配合的，实验时应把打印机电源接到系统电源上，把打印机上的20芯扁平电缆线插到实验板对应的20芯插座上，即可调试。 CZ1 为8051仿真口 CZ2 为8098仿真口DZ1 为电源及通讯接口附表一：接线端子序号定义表序号 名称 序号 名称 1 ADC0809的 IN3 37 P2.32 ADC0809的 IN2 38 P2.43 ADC0809的 IN1 39 P2.54 键盘开关输入端K1 40 P2.65 键盘开关输入端K2 41 P2.76 键盘开关输入端K3 42 程序区读信号PSEN7 键盘开关输入端K4 43 锁存信号ALE8 键盘开关输入端K5 44 译码器74LS138输出 Y79 键盘开关输入端K6 45 译码器74LS138输出 Y610 键盘开关输入端K7 46 数据线 D011 键盘开关输入端K8 47 数据线 D112 ADC0809的IN0 48 数据线 D213 电源地49 数据线 D314 电源+5V50 数据线 D415 电源+15V51 数据线 D516 DAC0832OUT52 数据线 D617 电源 5V53 数据线 D718 P1.054 8155 的OUT19 P1.155 8155的IN20 P1.256 译码器74LS138的Y521 P1.357 经锁存后的地址线A022 P1.458 A123 P1.559 A224 P1.660 A325 P1.761 A426 复位脚62 A527 串行口 RXD63 A628 串行口 TXD64 A729 外部中断INT065 8155的PA口的PA030 定时计数器T066 PA131 定时计数器T167 PA232 读信号 RD68 PA333 写信号 WR69 PA434 P2.070 PA5 35 P2.171 PA636 P2.272 PA7实验一、开发系统的应用与简单程序设计一、实验目的：1、了解DICE仿真器的结构和功能；2、掌握DICE仿真器的基本操作和使用方法；3、利用已学过的MCS-51的指令系统，进行一些简单的程序设计，并通过实验熟悉调试程序的过程。二、实验设备：1、DICE仿真器一台；2、DICE仿真器专用电源一台；三、实验内容及要求：1、打开DICE仿真器专用电源，仿真器上显示器的最左端显示提示符，一个闪动的“P”子符，表示仿真器系统基本正常（如果没有一个闪动的“P”，按一下“总清”键），等待你的操作；2、 打开计算机电源，在C盘上运行下列命令：C：CDDICE51回车，便进入DICE51子目录。C： DICE51AMOUSE回车(执行鼠标程序)；C：DICE51M51回车，便进入汇编模式下调试环境。在运行M51.EXE命令时，如果屏幕上出现 “Linked CPU error”说明联机不成功。这时可检查 CPU 开关是否在 51 位置；开发系统的电源是否已打开；通讯线连接是否正确；串行口设置是否正确。3、如果联机错误，这可能是串行口设置不对，可通过系统机F10键，打开“Options”子菜单（也可用ALT-O打开），选择“ports”选项，设置所对应的串行口。这时可通过“ALT-X”退出，重新运行M51.EXE命令，屏幕显示集成调试环境。4、这时可执行“File”文件管理中的“New”建立新文件，按老师的要求将要调试的源文件输入计算机，源文件的格式如下（可参考附录一）：ORG0000HAJMPMNORG0100HMN：MOV SP，#60HMOVA，#02H . . . .HERE：SJMPHERE END5、文件输入完后，便可以对它进行绘编、连接、装载。可通过F9键或用鼠标点“Compile”选项来完成。6、按完F9键后便可对所打开的文件进行调试。通过F10键主菜单命令键打开“Debug”子菜单，便可以进行断点的设置、断点的清除、断点数量显示、单步、跟踪单步、自动单步、程序运行到光带处、全速运行等。7、 程序运行完后，由特殊功能寄存器窗口或数据区窗口查看程序执行结果。四、实验报告内容：1、 画出程序流程图；2、 写出程序清单；3、 写出调试过程及程序执行结果。实验二、应用程序设计及调试一、实验目的：利用已学过的MCS-51的指令系统，进行一些较复杂的程序设计，并通过实验，进一步熟悉调试程序的过程。二、实验设备：同实验一三、实验内容及要求：将30H39H中10个无符号数，剔除最大值和最小值，求平均数，并转换成BCD码，存入50H中。四、实验报告内容：同实验一实验三、数据存储器扩展实验一、 实验目的：1、 了解微机存储器的组成；2、 掌握存储器与CPU之间的接口方法；3、 掌握存储器容量的扩展方法。二、 实验设备：1、 MCS-51应用板一块；2、 DICE仿真器一台；3、 DICE仿真器专用电源一台；4、 数据存储器 6264RAM一片三、 实验内容：1、MCS-51应用板上已有8K 的数据存储空间，其地址为0000H1FFFH。本实验要求另外再扩展一片RAM6264，地址安排在C000HDFFFH。为此，首先应该设计一个CPU与RAM芯片之间的接口电路，这个接口电路与8031各种总线相接，使8031能够按照要求的地址范围对RAM6264进行读写操作。首先应该熟悉RAM6264芯片的各管脚定义及逻辑要求，然后确定译码电路。将应用板上的74LS138译码输出脚Y6接到RAM6264的片选脚，。译码确定之后，按照6264的接线要求，将系统提供的地趾线、数据线和控制线分别接到RAM6264的对应脚，确认连接无误后，方可调试。2、编一测试程序，将立即数35H送入RAM6264的C000HDFFFH各单元，送后检查，若都对，将立即数09H送入CPU的50H，若有不对的，将其地址的DPH值送入50H，DPL值送入51H。四、 实验步骤：1、将面包板上的RAM6264芯片与接口电路和CPU连接好；2、将应用板与仿真器相接，并接通电源；3、将测试程序输入计算机，执行程序后，在数据区窗口看执行结果，以确定扩展是否成功。五、 实验报告要求：1、画出详细的8031与6264芯片的连线图；2、写出调试过程中发现的问题及解决的方法；3、若改变6264地址，哪些连线需做改动，试举例说明。4、满足实验报告其它要求。实验四、 LED显示器实验一、 实验目的：1、掌握显示程序的设计方法和8155控制字的设定；2、复杂程序设计并显示的综合练习。二、 实验电路：三、实验内容及要求：1、编写动态显示程序，8155的PB口控制各位显示器的字形，PC口控制各位显示器的阴极电位，使用六位共阴极显示器，显示缓冲区为79H7EH（参考程序见附录一）。2、利用所学过的知识，编写运算处理程序并显示程序运算结果。实验五、定时器/计数器的应用一、 实验目的：1、掌握定时器/计数器在定时工作和计数工作时控制寄存器TCON的用途及方式控制字TMOD各控制位的设定和含义；2、中断允许寄存器IE各控制位的设定和含义；3、中断的响应过程及中断源入口地址。二、实验设备：同实验一三、实验电路： 计数/定时电路示意图四、 实验内容及要求：1、将T1设定为计数器方式工作，将按钮开关J按下（接通）抬起（断开）次数作为外部事件脉冲从T1输入，将T0设定为定时功能，每按一次按钮开关J键，实现每隔一秒钟使P1.0、P1.1、P1.2P1.7依次输出高电平送到发光二极管上显示出来。*2、用内部定时器T0来产生时间基准，通过实验板上的六位数码管显示器模拟时钟，显示时、分、秒，即随时显示当地时间，如同一般的电子钟。为了实现上述设想，在RAM区中应按排两个数据区，一个是显示数据缓冲区，共占六个单元，与显示器一一对应，始终存放着要显示的内容。另一个是计数缓冲区，用来存放时、分、秒的十进制数值，以便进行计时。此外还要设一个单元用来存放十分之一秒的计数结果。因为定时器不可能直接产生秒信号，但可以产生十分之一秒（0.1秒）信号，若用软件计数10次，即为一秒，所以，第二个缓冲区占用四个单元，十分之一秒、秒、分、时。然后，根据的时钟频率，确定产生0.1秒的时间常数。该应用板的晶振为6MHZ。本实验需要两个子程序和一个中断服务程序。其中中断服务程序用来修改时、分、秒、1/10秒的单元内容，并转换成BCD码，分半程序用来把时、分、秒的内容分半后放入显示缓冲区，显示子程序用来把显示缓冲区的内容从数码显示器上显示出来。除此之外，主程序用来初始化T0和缓冲区单元，并调用各子程序，形成一个完整的应用程序。4、 编写秒表显示程序，数码管的前四位显示0000，数码管的后两位显示秒表。实验六、A / D 与D/A 转换器实验一、 实验目的：1、 掌握A/D和D/A的转换原理；2、 熟悉A/D和D/A接口电路及接线方法；3、 掌握A/D和D/A转换的编程方法。二、 实验设备：1、 示波器；2、 -5V电源；3、 其余设备同实验三。三、实验电路D/A转换电路示意图A/D转换电路示意图四、实验内容及要求1、编写程序，当调节应用板上电位器W1时，即改变了0809输入端IN0的输入电压信号，记录下该模拟量转换成数字量值的大小，放入30H单元。2、利用板上给定的DAC0832转换器，产生不同频率的波形，如锯齿波，三角波，方波，矩形波等，周期自定，波形在示波器上输出显示。锯齿波产生的原理是：每隔一定的时间往D/A转换器送一数值，且该数值逐渐提高，达到一定值后，又回到最小值重复上述过程，因为转换器输出的模拟信号与输入的数字信号成正比，所以输出的波形类似于锯齿形状，所以称为锯齿波。编程过程中需要注意的是每送完一个数需要一段软件延时，延时的长短决定了周期的大小。3、编写程序，将A/D转换的数字量作为D/A转换的延时常数，当调节应用板上的电位器W1时，D/A转换的锯齿波的频率也随之变化。实验七、串行口双机通讯实验一、实验目的：1、 掌握8031串行口的使用方法；2、 掌握串行口工作波特率的设计方法；3、 通讯系统编程练习。二、实验设备：1、 MCS-51应用板二块；2、 DICE仿真器二台；3、 DICE仿真器专用电源二台。三、实验电路：四、实验内容：如图所示，要求利用串行口方式2或方式3主机向从机传送数据。主机显示时钟（时、分、秒）值，并每秒向从机发送一次时钟值，从机每秒接收一次主机发来的时钟值也从显示器上显示出来。若通讯正确，两机显示内容相同。五、实验步骤：1、连好系统，接好电源；2、两位同学同时输入程序，进行调试；3、从机首先运行，主机再运行查看结果是否正确。实验八、打印机接口实验一、实验目的：1、学会TPUP40A型打印机与的接口方法；2、掌握打印程序的编写。二、 实验设备：1、 TPUP40A型打印机一台；2、 其余设备同实验三。三、实验电路 打印机接口电路示意图表81 UP40命令代码一览表 命 令 代 码功 能格 式说 明01字符、图符增宽0101010201030104为57点阵字符（基准字符）横向为基准字符2倍即107点阵横向为基准字符3倍即157点阵横向为基准字符4倍即207点阵02字符、图符增高0201020202030204为57点阵字符（基准字符）纵向为基准字符2倍即514点阵纵向为基准字符3倍即521点阵纵向为基准字符4倍即528点阵03字符、图符增大0301030203030304为57点阵字符（基准字符）纵向为基准字符2倍即1014点阵纵向为基准字符3倍即1521点阵纵向为基准字符4倍即2028点阵04更换行间距04（为00-FF点行）例0402为更换行间距为02点行05用户自定义字符点阵命令05YY1YY2YY3YY4YY5YY6为被定义代码10-1FH有效YY1YY6为6个点阵字节06换码06X1X1YnYnX1X1代换码10H1FH之一YnYn被代换码07水平跳区0708垂直跳行08为空行数01-0FFH0A空格回车换行0A送空格符20H后回车换行0D回车换行0D回车换行06命令结束码0E重复打印同一字符命令0EYY重复打印YY个（00FFH）为被重复的代码0F打印位点阵图命令0FYY1YYn点阵图宽度（1240D）YY1YYn点阵字节（1240字节）数目与相等表8-2 UP40打印机标准ASC代码 低字节高字节0123456789ABCDEF2345670P、P!1AQaq2BRbr#3CScs$4DTdt%5EUeu&6FVfv。7GWgw(8HXhx)9IYiy*:JZjz+;Kk,Nn/?Oo表8-3 UP40打印机非ASC代码表 低字节 高字节 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F89ABCD 0 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 元 年 月 日 四、实验内容及要求：编写打印程序，用16 X 16点阵打印自己姓名中的任意一个汉字。如果打印出的结果与要求不符，要修改程序，直到结果正确为止。将修改后的程序连同打印结果附在实验报告上。附录一：动态显示参考程序 （FBDIR.ASM）ORG0000HAJMPMAINORG0100HMAIN： MOVSP,#60HMOVDPTR,#2100HMOVA,#0EHMOVXDPTR,AMOV5AH,#56HMOV 5BH,#34HMOV5CH,#12HLOOP:ACALLFBACALLDIRAJMPLOOPORG0200HFB:MOVR0,#5CHMOVR1,#79HM