单片机实验报告汇总.doc

南昌大学 实 验 报 告 课程名称： 单片机原理及运用 学生姓名： 学 号： 专业班级： 卓 越 (通 信) 2012 年 12 月 30 日实验一 I/O 口输入、输出实验2一、实验目的2二、实验内容2三、实验要求2四、实验说明和电路原理图2五、实验程序及分析3六、实验步骤及实验现象4七、问题分析及实验心得5实验二 定时/计数器实验6一、实验目的6二、实验内容6三、实验要求6四、实验说明6五、实验程序及分析6六、实验步骤及实验现象10七、实验心得10实验三 交通灯控制实验11一、实验目的11二、实验内容11三、实验要求11四、实验说明和电路原理图11五、实验程序及分析11六、实验步骤及实验现象19七、实验心得20实验四 并行A/D和并行D/A转换实验21一、实验目的21二、实验内容21三、实验要求21四、实验说明和电路原理图21五、实验程序及分析23六、实验步骤及实验现象26七、实验心得26 实验一 I/O 口输入、输出实验一、实验目的 掌握单片机P1口、P3口的使用方法。二、实验内容 以P1 口为输出口，接八位逻辑电平显示，LED 显示跑马灯效果。以P3 口为输入口，接八位逻辑电平输出，用来控制跑马灯的方向。三、实验要求 根据实验内容编写一个程序，并在实验仪上调试和验证。四、实验说明和电路原理图 P1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。因为内部上拉电阻阻值是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。 本实验需要用到CPU模块（F3区）和八位逻辑电平输出模块（E4区）和八位逻辑电平显示模块（B5区），八位逻辑电平输出电路原理图参见图1-1。八位逻辑电平显示电路原理图参见图1-2。 图1-1 八位逻辑电平输出 图1-2 八位逻辑电平显示五、实验程序及分析程序流程图如下： （此处，Output1、Output2子程序是在原程序中剔除了判断语句的子程序） 实验程序如下： DIR BIT P3.0 ORG 0000H LJMP START地址 ORG 0100H0100H START: mov P3,0ffH ;P3端口做输入口，初始化要置10103H Output1: ;LED从右向左2、4、6、8，然后从左向右7、5、3、 ;1 依次循环点亮 mov a, #0fEH ;用低电平输出，获得较大的驱动能力 mov r5, #4 mov r4, #4 0109H loop1: rl a clr C mov C,DIR ;判断循环方向 jc Output2 mov P1, a ;P1端口输出，点亮LED rl a acall Delay djnz r5, loop10116H loop3: rr a rr a mov P1,a acall Delay djnz r4,loop3 Sjmp Output1 0120H Output2: ;LED从左向右依次循环点亮 mov a, #07fH mov r5, #8 0124H loop2: clr C mov C,DIR jnc Output1 ;判断循环方向 mov P1, a ;P1端口输出，点亮LED rr a acall Delay djnz r5,loop2 Sjmp Output20138H Delay: ;延时子程序，T=4*256+2+1*256+1+2*1us=262915us mov r6,#0 013AH DelayLoop1: mov r7,#0013CH DelayLoop2: NOP NOP djnz r7,DelayLoop2 djnz r6,DelayLoop1 ret六、实验步骤及实验现象 1）系统各跳线器处在初始设置状态。 用导线连接八位逻辑电平输出模块的K0 到CPU 模块的RXD（P3.0 口）； 用8 位数据线连接八位逻辑电平显示模块的JD4B 到CPU 模块的JD8(P1 口)。 2）启动PC 机，打开THGMW-51 软件，输入源程序，并编译源程序。编译无误后，下载程序运行。3） 观察发光二极管显示跑马灯效果，拨动K0 可改变跑马灯的方向。实验现象：K0开关拨下，LED从右向左2、4、6、8，然后从左向右7、5、3、1 依次循环点亮；K0开关拨上，LED从左向右依次循环点亮。七、问题分析及实验心得这次实验是我们的第一次实验,其实就是熟悉实验仪器而已,老师也没有做什么要求。但是做实验过程中也遇到了不少的问题，比如实验下载运行时每次都要复位，究其原因是因为在程序中少了“mov P3,0ffH ”这条语句。P3端口用作I/O 输入口时，要先输出高电平，这是由P3端口的结构决定的。从看懂程序到修改程序也要花些时间的，首先是要弄清楚别人的思路，再结合自己的想法修改。大体上讲，老师给的那个程序还是比较简洁的，条理清晰。通过此次实验很好的复习了课本知识。实验二 定时/计数器实验一、实验目的学习MCS-51 内部计数器的使用和编程方法。二、实验内容使用MCS-51 内部定时/计数器，定时一秒钟，CPU 运用定时中断方式，实现每一秒钟输出状态发生一次反转，即发光管每隔一秒钟亮一次。三、实验要求根据实验内容编写一个程序，并在实验仪上调试和验证。四、实验说明关于内部计数器的编程主要是定时常数的设置和有关控制寄存器的设置。内部计数器在单片机中主要有定时器和计数器两个功能。本实验使用的是定时器，定时为一秒钟。定时器/计数器有关的寄存器有工作方式寄存器TMOD 和控制寄存器TCON。TMOD 用于设置定时器/计数器的工作方式0-3，并确定用于定时还是用于计数。TCON 主要功能是为定时器在溢出时设定标志位，并控制定时器的运行或停止等。内部计数器用作定时器时，是对机器周期计数。每个机器周期的长度是12 个振荡器周期。假设实验系统的晶振是12MHZ，程序工作于方式2,即8 位自动重装方式定时器, 定时器100uS中断一次, 所以定时常数的设置可按以下方法计算：机器周期=1212MHz=1uS（256-定时常数）1uS=100uS定时常数=156。然后对100uS 中断次数计数10000 次,就是1 秒钟。内部计数器用作计数器时，是对外部负脉冲进行计数。其中，负脉冲从P3.4、P3.5端口输入的。每有一个负脉冲，计数器就加一。在本实验的中断处理程序中，因为中断定时常数的设置对中断程序的运行起到关键作用，所以在置数前要先关对应的中断，置数完之后再打开相应的中断。本实验需要用到CPU 模块（F3 区）和八位逻辑电平显示模块（B5 区）。五、实验程序及分析程序流程图如下： 主程序流程图 T1中断服务子程序 T0中断服务子程序 实验程序如下： Tick equ 10000 ; 10000 x 100us = 1s T100us equ 156 ; 100us时间常数(6M) C100us equ 30h ; 100us、50us记数单元 Tuck equ 5000 ; 5000 x 100us = 0.5s LEDBuf bit 20h DIR bit P3.0 org 0000h ljmp Start org 000bh ljmp T0Int ;T0定时器中断入口:0138H org 001bh ;T1中断入口地址:001BH cpl P1.1 ;T1中断服务子程序 reti地址 org 0100h0100H Start: mov P3,0ffh ;P3端口做输入口，初始化要置1 mov TMOD, #62h ;T0为方式2, 定时器，T1为方式2,计数器 clr EA ;关中断，置定时器的初值 mov TH0, #T100us mov TL0, #T100us mov TH1, #0fdh mov TL1, #0fdh mov IE, #10001010b ; EA=1, IT0 = 1，IT1 = 1 setb TR0 ; 开始定时 setb TR1 ; 开始计数 clr LEDBuf clr P1.0 clr P1.1 mov C100us, #27H ;#high(Tick) mov C100us+1, #10H ;#low(Tick)0125H Loop: clr C mov C,DIR jnc Loop1 setb F0 ;F0=1,T=0.5s ljmp Loop3 012FH Loop1: clr F0 ;F0=0,T=1s0131H Loop3: mov c, LEDBuf mov P1.0, c ljmp Loop0138H T0Int: ;T0定时器中断子程序 push PSW mov a, C100us+1 jnz Goon dec C100us0140H Goon: dec C100us+1 mov a, C100us orl a, C100us+1 jnz Exit ; 记数器不为0, 返回 jb F0,Loop2 mov C100us, #27H ; #high(Tick)，记数器为0,重置记数器 mov C100us+1, #10H ; #low(Tick) ljmp Loop40154H Loop2: mov C100us, #13H ; #high(Tuck)，记数器为0,重置记数器 mov C100us+1, #88H ; #low(Tuck) 015AH Loop4: cpl LEDBuf ; 取反LED 015CH Exit: pop PSW reti End六、实验步骤及实验现象1）系统各跳线器处在初始设置状态，用导线连接CPU模块P10到八位逻辑电平显示模块的L0;用导线连接八位逻辑电平输出模块的K0 到CPU 模块的RXD（P3.0 口）。2）启动PC机，打开THGMW-51 软件，输入源程序，并编译源程序。编译无误后，下载程序运行。3）运行程序观察发光二极管隔一秒点亮一次，点亮时间为一秒。4）拨动K0，观察发光二极管隔0.5秒点亮一次，点亮时间为0.5秒。实验现象：K0开关拨上，LED灯L0闪亮的时间为0.5s，K0开关拨下，LED灯L0闪亮的时间为1s。K1开关拨上、拨下3次，则LED灯L1改变状态。(若前一个状态为灭，则变为亮；若前一个状态为亮，则变为灭)七、实验心得 这个程序我做了小小的改动, 我加入了I/O端口实验的内容，可以实现改变LED亮、灭的时间。另一个是参考程序只有T0定时器的内容，而没有计数器的内容。因此，我又在原程序中加入了T1计数器的内容，使得这次实验变得更加的完整。由于T1的中断子程序只有2条指令，不超过8字节，因此进入T1中断服务程序入口后，立马就执行这2条指令，而没有选择再跳转。 这次实验让我好好复习了T0、T1定时计数器。感觉忘记了好多，所以我们应该及时复习，不然就会彻底的忘掉了。到时候想捡回来都难了。实验三 交通灯控制实验一、实验目的掌握十字路口交通灯控制方法。二、实验内容利用系统提供的双色LED 显示电路，和四位静态数码管显示电路模拟十字路口交通信号灯。4 位LED 数码管显示时间，LED 显示红绿灯状态。三、实验要求根据实验内容编写一个程序，并在实验仪上调试和验证。四、实验说明和电路原理图交通信号灯控制逻辑如下：假设一个十字路口为东西南北走向。开始为四个路口的红灯全部亮之后,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（10 秒）,东西路口的绿灯,闪烁若干次后（3 秒），东西路口的绿灯熄灭，同时东西路口的黄灯亮,延时一段时间后（2 秒）,东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,南北路口方向通车,延时一段时间后(10 秒）,南北路口的绿灯闪烁若干次后（3 秒）,南北路口的绿灯熄灭，同时南北路口的黄灯亮，延时一段时间后（2 秒）,再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,之后重复以上过程。双色LED 是由一个红色LED 管芯和一个绿色LED 管芯封装在一起，共用负极，当红色正端加高电平，绿色正端加低电平时，红灯亮；红色正端加低电平，绿色正端加高电平时，绿灯亮；两端都加高电平时，黄灯亮。本实验需要用到CPU 模块（F3 区）、静态数码管/双色LED 显示模块（B4 区）。双色LED显示电路原理参见图18-1。 五、实验程序及分析程序流程图如下： T0中断子程序 数码管显示子程序实验程序如下: SECOND1 EQU 30H ;东西秒寄存器 SECOND2 EQU 31H ;南北秒寄存器 DBUF EQU 40H ;显示缓冲1，装载原码 TEMP EQU 44H ;显示缓冲2，装载译码 LED_G1 BIT P1.0 ;东西绿灯 LED_R1 BIT P1.1 ;东西红灯 LED_G2 BIT P1.2 ;南北绿灯 LED_R2 BIT P1.3 ;南北红灯 Din BIT P1.6 ;串行显示数据 CLK BIT P1.7 ;串行时钟 ORG 0000H LJMP START ORG 0000BH LJMP INT0 ;T0中断地址：0289H地址 ORG 0100H0100H START: LCALL STATE0 ;调用状态0 LCALL DELAY ;调用延时 CLR F0 ;定时标志位 MOV TMOD,#01H ;置T0工作方式1 MOV TH0, #3CH ;置T0定时初值50mS MOV TL0, #0B0H SETB TR0 ;启动T0 SETB EA ;允许中断 SETB ET00117H LOOP: MOV R2,#20 ;置1S计数初值 50mS*20=1S MOV R3,#10 ;红灯10S MOV SECOND1,#15 ;东西秒显示初值15S MOV SECOND2,#15 ;南北秒显示初值15S LCALL DISPLAY LCALL STATE1 ;调用状态10127H WAIT1: JNB F0,WAIT1 ;查询1S到否 CLR F0 MOV R2,#20 ;置1S计数初值 DEC SECOND1 ;东西秒显示减一 DEC SECOND2 ;南北秒显示减一 LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT1 ;状态1维持10S;* MOV R4,#5 ;置1S计数初值 5*200ms=1s MOV R3,#3 ;绿灯闪3S MOV R2,#4 ;闪烁间隔200mS MOV SECOND1,#5 ;东西秒显示初值5S MOV SECOND2,#5 ;南北秒显示初值5S LCALL DISPLAY0146H WAIT2: LCALL STATE2 ;调用状态2 JNB F0,WAIT2 ;查询200mS到否 CLR F0 CPL LED_G1 ;东西绿灯闪 MOV R2,#4 ;闪烁间隔200mS DJNZ R4,WAIT2 ;判1S到否?未到继续状态2 MOV R4,#5 ;置50mS计数初值 DEC SECOND1 ;东西秒显示减一 DEC SECOND2 ;南北秒显示减一 LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT2 ;状态2维持3S;* MOV R2,#20 ;置1S计数初值 MOV R3,#2 ;黄灯2S MOV SECOND1,#2 ;东西秒显示初值2S MOV SECOND2,#2 ;南北秒显示初值2S LCALL DISPLAY016CH WAIT3: LCALL STATE3 ;调用状态3 JNB F0,WAIT3 ;查询1S到否 CLR F0 MOV R2,#20 ;置1S计数初值 DEC SECOND1 ;东西秒显示减一 DEC SECOND2 ;南北秒显示减一 LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT3 ;状态3维持2S;* MOV R2,#20 ;置1S计数初值 MOV R3,#10 ;红灯10S MOV SECOND1,#15 ;东西秒显示初值15S MOV SECOND2,#15 ;南北秒显示初值15S LCALL DISPLAY018BH WAIT4: LCALL STATE4 ;调用状态4 JNB F0,WAIT4 ;查询1S到否? CLR F0 MOV R2,#20 ;置1S计数初值 DEC SECOND1 ;东西秒显示减一 DEC SECOND2 ;南北秒显示减一 LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT4 ;状态4维持10S;* MOV R4,#5 ;置1S计数初值 5*200ms=1s MOV R2,#4 ;闪烁间隔200mS MOV R3,#3 ;绿灯闪3S MOV SECOND1,#5 ;东西秒显示初值5S MOV SECOND2,#5 ;南北秒显示初值5S LCALL DISPLAY01ACH WAIT5: LCALL STATE5 ;调用状态5 JNB F0,WAIT5 ;查询200mS到否 CLR F0 CPL LED_G2 ;南北绿灯闪 MOV R2,#4 ;闪烁200mS DJNZ R4,WAIT5 ;判1S到否?未到继续状态5 MOV R4,#5 ;置1S计数初值 DEC SECOND1 ;东西秒显示减一 DEC SECOND2 ;南北秒显示减一 LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT5 ;状态5维持3S;* MOV R2,#20 ;置1S计数初值 MOV R3,#2 ;黄灯2S MOV SECOND1,#2 ;东西秒显示初值2S MOV SECOND2,#2 ;南北秒显示初值2S LCALL DISPLAY01D2H WAIT6: LCALL STATE6 ;调用状态6 JNB F0,WAIT6 ;查询1S到否 CLR F0 MOV R2,#20 ;置1S计数初值 DEC SECOND1 ;东西秒显示减一 DEC SECOND2 ;南北秒显示减一 LCALL DISPLAY DJNZ R3,WAIT6 ;状态6维持2S LJMP LOOP ;大循环01E8H STATE0: ;状态0 MOV P1,#0 CLR LED_G1 SETB LED_R1 ;东西红灯亮 CLR LED_G2 SETB LED_R2 ;南北红灯亮 RET01F4H STATE1: ;状态1 SETB LED_G1 ;东西绿灯亮 CLR LED_R1 CLR LED_G2 SETB LED_R2 ;南北红灯亮 RET01FDH STATE2: ;状态2 CLR LED_R1 CLR LED_G2 SETB LED_R2 ;南北红灯亮 RET0204H STATE3: ;状态3 SETB LED_G1 SETB LED_R1 ;东西黄灯亮 CLR LED_G2 SETB LED_R2 ;南北红灯亮 RET020DH STATE4: ;状态4 CLR LED_G1 SETB LED_R1 ;东西红灯亮 SETB LED_G2 ;南北绿灯亮 CLR LED_R2 RET0216H STATE5: ;状态5 CLR LED_G1 SETB LED_R1 ;东西红灯亮 CLR LED_R2 RET021DH STATE6: ;状态6 CLR LED_G1 SETB LED_R1 ;东西红灯亮 SETB LED_G2 SETB LED_R2 ;南北黄灯亮 RET0226H DISPLAY: ;数码显示 MOV A, SECOND1 ;东西秒寄存器 ADD A,#00H DA A ;十进制调整 MOV B, A ANL A,#0FH MOV DBUF+1,A ;低位 MOV A,B SWAP A ;A高四位与低四位互换 ANL A,#0FH MOV DBUF, A ;高位 MOV A, SECOND2 ;南北秒寄存器 MOV B, #10 ;16进制数拆成两个10进制数 DIV AB MOV DBUF+3, A ;低位 MOV A,B MOV DBUF+2, A ;高位 MOV R0,#DBUF MOV R1,#TEMP MOV R7,#4024AH DP10: MOV DPTR,#LEDMAP ;查表译码 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV R1,A INC R0 INC R1 DJNZ R7,DP10 MOV R0,#TEMP MOV R1,#4 ;四个数0258H DP12: MOV R7,#8 ;数的八位 MOV A,R0 ;第一个数025BH DP13: RLC A MOV DIN,C ;位输出 CLR CLK ;形成一个脉冲,移位 SETB CLK DJNZ R7,DP13 ;R7=0，一个数已经输出完毕 INC R0 DJNZ R1,DP12 ;R1=0，四个数已经输出完毕 RET0268H LEDMAP: DB 3FH,6,5BH,4FH,66H,6DH ;0，1，2，3，4，5 DB 7DH,7,7FH,6FH,77H,7CH ;6，7，8，9，A，B DB 58H,5EH,7BH,71H,0,40H ;C，D，E，F， , -027AH Delay: mov r5, #5;延时时间: ;T=1+1+(1+4*256)+2*256+2*5+2*1us=1314578us=1.314578sDLoop0:mov r6, #0 DLoop1:mov r7, #0 DLoop2: NOP NOP djnz r7, DLoop2 djnz r6, DLoop1 djnz r5, DLoop0 RET 0289H INT0: MOV TH0,#3CH ;T0中断服务子程序 MOV TL0,#0B0H DJNZ R2,RUTEN SETB F0RUTEN: RETI END六、实验步骤及实验现象1）系统各跳线器处在初始设置状态。 P10 同时接G1、G3；P11 同时接R1、R3；P1.2 同时接G2、G4；P1.3 同时接R2、R4；P1.6、P1.7 分别接静态数码显示的DIN、CLK。2）启动PC 机，打开THGMW-51 软件，输入源程序，并编译源程序。编译无误后，下载程序运行。3）观察十字路口交通灯效果。实验现象：开始为四个红灯全部亮之后,东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,延时10 秒时间后,东西路口的绿灯,闪烁3 秒后，东西路口的绿灯熄灭，同时东西路口的黄灯亮,延时2 秒后,东西路口的红灯亮,南北路口的绿灯亮,延时10 秒后,南北路口的绿灯闪烁3 秒后,南北路口的绿灯熄灭，同时南北路口的黄灯亮，延时2 秒后,再切换到东西路口的绿灯亮,南北路口的红灯亮,之后重复以上过程。七、实验心得 这个程序看起来比较长，但是看懂了了就没什么了。此次实验的代码还是不错的，可读性比较强，思路清晰。在原来的程序基础上我稍微改动了几个地方，比如吧查询方式改成中断方式。虽然没啥很大的变化，但是改改还是可以的。另一处是在显示子程序中，改用另一种方法将要显示的数据高、低位进行分离。原来程序中采用除法，而此处改为用十进制加法调整的方法。用第二种方法就要求初值小于16，否则就要提前进行十进制调整。所以，我认为最好的方法还是用第一种方法，即用除法进行调整。此次实验做下来，感觉收获还是蛮大的，最起码重新复习了下各种指令。实验四 并行A/D和并行D/A转换实验一、实验目的1掌握ADC0809 模/数转换芯片与单片机的连接方法及ADC0809 的典型应用。2掌握用查询方式、中断方式完成模/数转换程序的编写方法。 3.了解DAC0832 直通方式、单缓冲器方式、双缓冲器方式的编程方法。4.掌握DAC0832 单缓冲器方式数模转换程序的编程方法和调试方法。二、实验内容利用系统提供的ADC0809 接口电路，实现单片机模数转换。利用系统提供的DAC0832 接口电路，实现单片机数模转换，使DAC0832 输出锯齿波模拟信号，单片机控制ADC0809 读取模拟信号，并在数码管上用十六进制形式显示出来。三、实验要求根据实验内容编写一个程序，并在实验仪上调试和验证。四、实验说明和电路原理图1.本实验使用ADC0809 模数转换器，ADC0809 是8 通道8 位CMOS 逐次逼近式A/D 转换芯片，片内有模拟量通道选择开关及相应的通道锁存、译码电路，A/D 转换后的数据由三态锁存器输出，由于片内没有时钟需外接时钟信号。芯片的引脚如图21-1,各引脚功能如下：IN0IN7：八路模拟信号输入端。ADD-A、ADD-B、ADD-C：三位地址码输入端。CLOCK：外部时钟输入端。CLOCK 输入频率范围在101280KHz，典型值为640KHz，此时A/D 转换时间为100us。51 单片机ALE 直接或分频后可与CLOCK 相连。D0D7：数字量输出端。OE：A/D 转换结果输出允许控制端。当OE 为高电平时，允许A/D 转换结果从D0D7端输出。 ALE：地址锁存允许信号输入端。八路模拟通道地址由A、B、C 输入，在ALE 信号有效时将该八路地址锁存。START：启动A/D 转换信号输入端。当START 端输入一个正脉冲时，将进行A/D 转换。EOC：A/D 转换结束信号输出端。当 A/D 转换结束后，EOC 输出高电平。Vref(+)、Vref(-)：正负基准电压输入端。基准正电压的典型值为+5V。 2.本实验需要用到CPU 模块（F3 区）、电位器模块（E2 区）、并行模数转换模块（D7区）、串行静态数码显示模块（B4 区）。ADC0809 并行模数转换电路原理参见图21-2。 3DAC0832 是8 位D/A 转换器，它采用CMOS 工艺制作，具有双缓冲器输入结构，其引脚排列如图所示，DAC0832 各引脚功能说明：DI0DI7：转换数据输入端。CS：片选信号输入端，低电平有效。ILE：数据锁存允许信号输入端，高电平有效。WR1：第一写信号输入端，低电平有效，Xfer：数据传送控制信号输入端，低电平有效。WR2：第二写信号输入端，低电平有效。Iout1：电流输出1 端，当数据全为1 时，输出电流最大；数据全为0 时，输出电流最小。Iout2：电流输出2 端。DAC0832 具有：Iout1+Iout2=常数的特性。Rfb：反馈电阻端。Vref：基准电压端，是外加的高精度电压源，它与芯片内的电阻网络相连接，该电压范围为：-10V+10V。 4.DAC0832 内部有两个寄存器，而这两个寄存器的控制信号有五个，输入寄存器