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实验指导书单片机 实验一Keil C软件应用 一、实验目的1.掌握单片机软件开发平台Keil c51软件的使用步骤。 2.掌握C语言、汇编语言在Keil平台上的使用方法。 3熟悉汇编语言与C语言的编程方法。 二、实验仪器单片机开发板、直流电源、计算机 三、实验软件平台Keil uVsion2 四、实验硬件原理图30pFC230pFC3VCCAD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD0123456789JP1Header91KR6VCCP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5/MOSIP1.6/MISOP1.7/SCK12345678RST9P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD1011121314151617X118X219GNDPSEN2029P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A152122232425262728ALE30EA31P0.7/AD732P0.6/AD633P0.5/AD534P0.4/AD435P0.3/AD336P0.2/AD237P0.1/AD138P0.0/AD039VCC40U1STC89C5212X111.0592M10uFC4S18SW_PB1KR12VCCL9L8L6L5L4L3L2L11KR11KR21KR31KR51KR71KR81KR91KR10AD1AD2AD3AD4AD5AD6AD7AD0VCC电电MAX232硬件电路原理图图中，八个发光二极管接单片机的P0口。 单片机通过串口，与计算机进行连接，可以实现程序的擦除更新。 当单片机的P0口输出高电平的时候，对应的发光二极管熄灭；低电平的时候发光二极管发光。 五、实验任务 1、用汇编语言编写一段程序，使得发光二极管L1闪烁 2、用C语言编写一段程序，使得8个发光二极管L1L9实现简易流水灯功能。 要求灯的循环控制顺序如下 六、实验步骤 1、Keil软件的工程项目设计第一步打开Keil uVision2软件，选择Project/New Project，选择保存工程文档的路径（最好单独给一个项目分配一个文件夹）。 工程文档的名字设为LED，选择“保存”。 如下图所示。 第二步选择单片机类型为Atmel公司的AT89C52，然后选择“确定”第三步加入启动代码。 如下图所示。 选择“是”。 第四步新建设计文件LED.asm。 File/New。 然后保存文件。 第五步将LED.asm文件添加到工程项目中。 如下图所示，将鼠标移动到左边的Source Group1中，点击右键，选择Add Filesto GrouopSource Group1中。 文件类型选择Asm Sourcefile，选中led文件，然后点“Add”就可以将文件添加到工程项目中了。 第六步将软件设置为Workbook Mode。 选择View/Workbook Mode。 2程序编写。 在led.asm文件中写入下边的程序代码org0000h ajmpmain main:mov sp,#20h continue:mov P0,#0ffh acalldelay movP0,#00h acalldelay jmpcontinue delay:mov r3,#04h;1us,假设精振为1M again:mov r1,#0ffh;1us loop:mov r2,#0ffh;1us djnzr2,$;255*2us=510us djnzr1,loop;(1+2*256)*255=130815us djnzr3,again;(4+130815)*4=523276us ret;2us+523276us=523278us=523ms end3编译程序。 选择Project/Rebuild alltarget files。 或点击快捷方式系统编译，在信息框中显示0个错误就表示没有错误，编译成功。 或则，提示有错误的话，要根据提示信息排除错误。 4进入系统软件仿真在程序编译没有错误的情况下，可以在keil平台下进行软件仿真。 如下图所示。 点击吐蕃或者在Debug/Start/Stop DebugSession，进入软件仿真。 5打开P0口。 在Peripherals/I/O-Ports/Port0。 6仿真时程序的运行。 进入仿真只好，可以控制指令全速运行后者单步执行。 执行仿真的命令在Debug菜单下。 解释如下Go:全速运行。 图标单步执行。 碰到函数的时候，会进入函数内部执行。 单步执行。 碰到函数的时候，会进入到函数内部去执行。 单片执行，并退出当前的函数。 运行到光标住。 7打开P0口的控制界面在Peripherals/I/Oports/port0。 即可打开P0口控制界面。 通过控制程序的运行，就可控制P0口的状态。 从而控制的灯的亮灭。 8设置KeilC软件，产生十六进制的机器码文件，用于烧写到单片机。 将鼠标移到Target1的位置，点击右键，选择Options forTargetTarget1。 在Options forTargetTarget1选项中，选择output中的Create HEXFile。 在重新编译系统，就可以产生led.hex文件。 9烧写程序在桌面或者开始/程序中，打开STC-ISP编程烧写软件，进行设置，就可以对单片机进行烧写。 步骤1选择单片机的型号STC89C52RC步骤2点击Open File,打开led.hex文件。 步骤3选择串口号。 1或者2步骤4可用默认的选择步骤5选择每次下载前重新调入已打开的缓冲区的文件。 方便调试使用。 将单片机与计算机串口连接。 点击Download/下载按钮，然后关闭单片机系统板的电源，再接通单片机电源，就可以完成程序代码的烧写。 思考题 1、用Keil C语言编程，仿照汇编语言程序设计的步骤，设计LED1的工程项目文件，完成实验任务2。 2、总结Keil C51软件工程项目的设计步骤。 参考程序#includereg52.hsfr led=0x80;#define ucharunsigned char#define uintunsigned intvoid delay(uint d)/延时程序while(d-);void main(void)while (1)led=0x00;/灯全亮delay(0xffff);/延时led=0xff;/灯全灭delay(0xffff);/延时led=0x55;/奇数位亮delay(0xffff);/延时led=0x55;/偶数位亮delay(0xffff);/延时led=0xfe;/L1亮delay(0xffff);/延时led=0xfc;/L1L2亮delay(0xffff);/延时led=0xf8;/L1L2L3亮delay(0xffff);/延时led=0xf0;/L1L2L3L4亮delay(0xffff);/延时led=0xe0;/L1L2L3L4L5亮delay(0xffff);/延时led=0xc0;/L1L2L3L4L5L6亮delay(0xffff);/延时led=0x80;/L1L2L3L4L5L6L7亮delay(0xffff);/延时 2、如何对编写的程序进行软件仿真。 3、用Keil软件汇编语言或C语言编程时，如何在命令语句后边中加入注释？实验二液晶显示屏YM1602的应用 一、实验目的 1、掌握单片机C语言的程序设计方法 2、了解液晶显示模块的工作原理 3、掌握液晶显示屏的驱动 4、了解常用符号的ASCII编码二实验器材单片机开发板、电脑、液晶屏YM1602三实验任务编写液晶屏的驱动程序，在液晶屏上显示英文字母、数字和标点符号。 四实验原理1YM1602概述如下图所示，液晶屏YM1602是一种非常易用的字符型LCD，可显示ASCII码对应的内容，如大小写英文字母，09的数字，标点符号等等。 大写字母AZ对应的ASCII编码为41H5AH,小写字母az对应的ASCII码的编码为617AH，数字09对应的编码为30H39H。 YM1602可显示2行的字符，每一行显示16个字符，整个屏幕可显示32个字符。 2YM1602显示屏地址如下表所示，第一行为80H8FH,第二行为C0HCFH.要在液晶屏上显示字符或数字，必须先给出要显示的地址，再给数据.3引脚功能引脚编号引脚符号1VSS(输入)2Vdd(输入)3V0(输入)4RS(输入)功能规格接地，0V接电源，5V5%反视度调整，使用可变电阻调节，可改变对比度寄存器选择。 1选择资料寄存器，0:选择指令寄存器读写选择,1:读；0写5WR/(输入)6789E(输入)DB0DB1DB2使能选择。 1LCD可读写。 0LCD不可读写数据端口的第0位数据端口的第1位数据端口的第2位101112131415164硬件连接DB3DB4DB5DB6DB7Vdd(输入)VSS(输入)数据端口的第3位数据端口的第4位数据端口的第5位数据端口的第6位数据端口的第7位背光电源正极，5V5%背光电源负极，0V VCCVSS1VDD2VL3R/SR/WE456D0D1D2D3D4D5D6D77891011121314BLA15BLK16YM1602LCDR4Res2VCC30pFC211.0592M30pFC3VCC123456789JP11KR6P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5/MOSIP1.6/MISOP1.7/SCK12345678RST9P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD1011121314151617X118X219GNDPSEN2029P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A152122232425262728ALE30EA31P0.7/AD732P0.6/AD633P0.5/AD534P0.4/AD435P0.3/AD336P0.2/AD237P0.1/AD138P0.0/AD039VCC40U1STC89C5212X110uFC4S18SW_PB1KR12VCCD0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7VCC7.读写时序图 （1）写时序 （2）读时序8指令表1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如下表所示指令RSRWD7D6D5D4D3D2D1D01清屏00000000012光标返回000000001*3输入模式00000001I/D S4显示控制0000001D CB5光标/字符移位000001S/C R/L*6功能00001DLN F*7置字符发生器地址0001字符发生存贮器地址8置数据存贮器地址001显示数据存贮器地址9读忙标志和地址01BF计数器地址10写数据到指令7.8所设地址10要写的数据11从指令7.8所设的地址读数据11读出的数据指令1清显示，光标复位到地址00H位置。 指令2光标复位，光标返回到地址00H。 指令3光标和显示模式设置I/D光标移动方向，高电平右移，低电平左移，S:屏幕上所有文字是否左移或者右移。 高电平表示有效，低电平则无效。 指令4显示开关控制。 D控制整体显示的开与关，高电平表示开显示，低电平表示关显示C控制光标的开与关，高电平表示有光标，低电平表示无光标B控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁。 指令5光标或显示移位S/C高电平时移动显示的文字，低电平时移动光标。 R/L，高向左，低向右。 指令6功能设置命令DL高电平时为4位总线，低电平时为8位总线N低电平时为单行显示，高电平时双行显示F:低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符。 （有些模块是DL高电平时为8位总线，低电平时为4位总线）指令7字符发生器RAM地址设置，地址字符地址*8+字符行数。 (将一个字符分成5*8点阵，一次写入一行，8行就组成一个字符)指令8置显示地址，第一行为00H0FH,第二行为40H4FH。 指令9读忙信号和光标地址BF为忙标志位，高电平表示忙，此时模块不能接收命令或者数据，如果为低电平表示不忙。 指令10写数据。 指令11读数据。 9液晶屏的操作液晶屏的软件编程控制操作主要包含初始化，写指令和写数据三个部分。 凡是写到液晶屏内部，用来控制液晶屏显示的内容都属于指令。 写入到液晶屏后能直接显示出来的结果就属于数据。 10软件设计101仿照实验1的步骤，在keil c下，新建LCD工程文档，然后添加YM1602.C的文件到工程文档中。 YM1602.C内容如下#include“reg52.h”#include#define uintunsigned int#define ucharunsigned char/*LCD端口定义*/LCD端口要根据实际的连接情况分配IO#define busy0x80sbit RS=P25;sbit RW=P26;sbit E=P27;sfr LCDData=0x80;/0x80-P0,0X90-P1,0xa0-P2,0xb0-P3/*延时函数*/void Delay(uint i)while(i-);/*写指令函数*/void Write_Instruction(uchar x)Delay (1000);E=0;RW=0;RS=0;LCDData=x;E=1;Delay (20);E=0;/*写单个数据的函数*/void Write_Data(uchar x)Delay (1000);E=0;RW=0;RS=1;E=1;LCDData=x;E=0;/*清屏函数*/void Cls(void)Write_Instruction(0x01);/*写入一串字符串函数*/void Write_String(uchar x,uchar*p)Write_Instruction(x);while(*p!=0x00)Write_Data(*p);p+;if(x+=0x8f)Write_Instruction(0xc0);/*初始化函数*/void InitLCD(void)Write_Instruction(0x38);Delay (200);Write_Instruction(0x0e);Delay (200);Write_Instruction(0x06);Delay (200);/*主函数*/void main(void)InitLCD();/初始化液晶屏Write_Instruction(0x80);/第一行第一列的位置Write_Data(0x30);/显示数字0Write_String(0xc0,WellCome ToSGU);/在第二行显示WellCome ToSGU while (1);11.思考题 （1）要在液晶屏第一行的第三个位置显示数字0。 对应的地址码为_，要写入的内容为_. （2）修改程序，要求液晶屏上电复位后，第一行显示“WellCome ToSGU”,第二行显示“1380013800”，隔一段时间后，自动清处显示，然后在第一行显示各自的姓名的拼音，第二行显示各自的学号实验3行列式键盘一实验目的 1、了解行列式键盘的工作原理 2、掌握行列式键盘的程序设计方法二实验器材单片机开发板、电脑三实验任务编写行列式键盘的驱动程序，在液晶显示屏上边显示所按键的编号四实验原理 1、行列式键盘的硬件电路44的行列式键盘由行线和列线组成。 行线对应的接口为P10P13，列线对应的接口为P14P17。 利用单片机编程扫描是否有按键按下的时候，将行线P10P13设为高电平1（即输出数字1）。 列线P14P17设为0，再读回行线P10P13的数值，就可以知道是否有按键按下。 如果有键按下，则行线输入的信号就不全为1，例如，K5按下，则行线输入的信号就会变成1101。 在行列式的键盘中，通常分三个步骤处来检测、识别和处理键盘的事件。 第一步为是否有键按下的检测。 将列线输出为0000，读入行线的数值，如果读入的为1111，则表示没有键盘按下。 如果不全为1，就表示有键盘按下。 第二步，如果检测到有键按下，就要识别到底那个键按下。 列线在同一时间只有一根线输出为低，其他三根为高电平，然后再根据行线读入的数值就可以知道到底是哪个键按下。 有键按下时对应的IO口的数值如下表所示。 其中IO口的设定值中，高四位为列线，低四位为行线的状态。 第三步，识别出按键后，等按键释放后就可根据按键的编号进行相应的处理。 按键与IO口变化对应表P1口设定值对应键按下时读回的数值111111100xfe K0键111011100xee K1键110111100xde K2键101111100xbe K1键011111100x7e111111010xfd K4键111011010xed K5键110111010xdd K6键101111010xbd K7键011111010x7d111110110xfb K8键111010110xeb K9键110110110xdb K10键101110110xbb K11键011110110x7b111101110xf7K12键111001110xe7K13键110101110xd7K14键101101110xb7K15键011101110x772键盘识别流程五实验步骤1建立工程文档key.uv22新建key.c文件，并加入工程项目中。 3在key.c中加入下列程序代码。 如下页所示。 #includereg52.h#define uintunsigned int#define ucharunsigned char/*LCD端口定义*/LCD端口要根据实际的连接情况分配IO#define busy0x80sbit RS=P25;sbit RW=P26;sbit E=P27;sfr LCDData=0x80;/0x80-P0,0X90-P1,0xa0-P2,0xb0-P3/*键盘端口定义*/sfr keyport=0x90;/*液晶驱动程序*/*延时函数*/void Delay(uint i)while(i-);/*写指令函数*/void Write_Instruction(uchar x)Delay (1000);E=0;RW=0;RS=0;LCDData=x;E=1;Delay (20);E=0;/*写单个数据的函数*/void Write_Data(uchar x)Delay (1000);E=0;RW=0;RS=1;E=1;LCDData=x;E=0;/*写入一串字符串函数*/void Write_String(uchar x,uchar*p)Write_Instruction(x);while(*p!=0x00)Write_Data(*p);p+;if(x+=0x8f)Write_Instruction(0xc0);/*初始化函数*/void InitLCD(void)Write_Instruction(0x38);Delay (200);Write_Instruction(0x0e);Delay (200);Write_Instruction(0x06);Delay (200);/*液晶驱动程序结束*/*键盘驱动程序*/将键盘的行线设为全1，列线设为全0，再读回行线，如果不为全1，有键按下/有键按下，返回1，无键按下，返回0bit ReadKey(void)bit dat;keyport=0x0f;/键盘口高四位列线为0，低四位行线为1if(keyport=0x0f)dat=0;/没有按键按下elsedat=1;/当前有按键按下return(dat);/*/*/识别按键编号,k0按下返回0，k1按下返回1，以此类推uchar IdentifyKey(void)uchar i=0,j=0xfe,m;while(j!=0x7f)keyport=j;m=keyport&0xf0;switch(m)case0xe0:i=i+0;j=0x7f;break;case0xd0:i=i+1;j=0x7f;break;case0xb0:i=i+2;j=0x7f;break;case0x70:i=i+3;j=0x7f;break;default:i=i+4;j=(j1)+1;break;return(i);/*键盘驱动程序结束*/*/*键盘与液晶程序应用*/显示按键结果程序/i:1602液晶屏上的显示地址/k:按键编号，015void DisplayKey(uchar i,uchar k)Write_Instruction(i);Write_Data(k/10+0x30);Write_Data(k%10+0x30);/扫描键盘程序void ScanKey(void)if(ReadKey()/如果没有按键按下，则直接退出uchar key;/有按键按下时，将按键结果保存在key中key=IdentifyKey();/识别按键编号while(ReadKey();/等待按键释放DisplayKey(0xca,key);/显示按键编号/*主程序*/void main(void)InitLCD();/初始化液晶Write_String(0x81,KeyBoard Test);Write_String(0xc0,KeyNumber=);while (1)ScanKey();Delay(0xffff);4编译文件，如果出现错误，则进行排错。 5烧写程序，观察效果。 思考题如果要将按键的结果用十六进制显示出来，即按键k0k9用09显示，按键k10k15用AF显示，该如何修改显示函数DisplayKey？实验四定时器一实验目的1了解定时器的工作原理学会2学会定时器的程序设计控制方法3掌握液晶屏的应用二实验器材单片机开发板、电脑、液晶屏YM1602三实验任务用C语言编写程序，控制定时器0，实现一个简易数字钟。 并在液晶屏上显示结果四实验原理1定时器原理如下图所示，单片机的定时器其实是对系统的振荡器的时钟信号进行12分频后，送到加1计数器计数。 当计数器计满之后，就会溢出，使得TFX为1，产生溢出中断信号，向CPU申请中断。 MCS51单片机有定时器0和定时器1两个定时器，其工作方式一样。 通过选择设置定时器的工作方式，可以设置加1计数器的计算宽度。 方式0是13位的计数器，方式1是16位的计数器，方式2是8位的计数器。 计数器的位数越大，则可定时的时间也就越长。 16 （65536）个时钟脉冲。 通过设置计数器的计数初值A，例如，16位的定时器，可以统计2可在A65536个周期选择计数的时钟周期数，A=0时，计数的数量越大。 在单片机中，计数器由THx,TLx（x=0,表示定时器0;x=1,表示定时器1）组成，THx表示计数器的高8位，TLx表示定时器的低8位。 定时器的定时时间的计算公式为定时时间oscfNAT12)2(?=,其中，N表示计数器的位数，A表示计数器的计数初值，fosc表示振荡器的频率。 例如，振荡器的时钟频率为11.0592MHz，用定时器0方式1设计一个20ms的定时器，则定时器0的初值为6163100592.1112)2(1020?=?A HBA800471041843265536)120592.1110202(316=?=?=因此，加1计数器的计数初值TH0=0xb8,TL0=0x00。 2定时器控制寄存器 (1)方式控制寄存器TMOD定时/计数器的工作方式由方式寄存器TMOD的各位控制。 位7位6位5GATE TC/位4M0位3GATE位2位1M1位0M0M1TC/定时器1 (2)控制寄存器TCON TCON作为定时/计数器的控制寄存器，其功能是控制定时器T0或T1的运行或停止，并标志定时器的溢出和中断情况。 TCON在内部RAM中的字节地址为88H，它是可以位寻址的。 当系统复位时，TCON的所有位均被清0。 位7位6位5位4TF1TR1TF0TR08FH8EH8DH8CH (3)中断允许寄存器IE中断允许寄存器IE对中断的开放和关闭实现两级控制。 所谓两级控制，就是有一个总的开关中断控制位EA。 当EA=0时，所有的中断请求都将被屏蔽,CPU对任何中断请求都不接受;当EA=1时，CPU开放中断，但五个中断源的中断请求是否允许，还要由IE中的低5位所对应的5个中断请求允许控制位的状态来决定位7位6位5位4EA ESAFH AEHADH ACH3.简易数字钟原理定时器0位3IE18BH位2IT18AH位1IE089H位0IT088H位3ET1ABH位2EX1AAH位1ET0A9H位0EX0A8H时钟是能显示时、分、秒信号的装置。 由于单片机的定时器是对高精度的系统时钟进行计数定时的，利用定时溢出信号，就可以形成一个简单的数字钟。 数字钟的控制流程图如右图所示。 用单片机的定时器0产生20ms中断，中断50次，就是1s。 hour、minute、second分别为时分秒计数器。 时分秒数据通过液晶屏显示出来。 20ms的定时中断到达后，50进制的计数器count50加1，然后判断count50是否等于50。 如果不等于50，退出中断函数。 如果等于50，就表明1s时间到达了，将count50清零，秒计数器second加1。 然后判断秒计数器是否计到60了，如果不等于60，则在液晶屏上更新显示的时分秒信息。 如果刚好等于60，则将秒计数器second清零，同时分钟计数器minute加1。 判断minute是不是等于60。 不等于60，更新了液晶上显示的时间信息后退出中断程序。 如果minute等于60，则清零minute计算器，同时时计数器hour加1。 最好判断hour是不是为24。 如果hour不等于，则更新显示的时间；如果刚好为24，则清hour后显示时间信息，再退出20ms定时中断函数。 20ms定时中断count50+count50=50?count50=0,second+Ysecond=60?second=0,minute+Yminute=60?Yminute=0,hour+hour=24?Yhour=0N显示分NNN退出显示时显示秒五实验步骤1新建文件夹实验4，建立工程项目timer.uv2，选择AT89C52单片机。 2新建文件，保存为timer.c文件。 3将timer.c文件加入到工程项目timer.uv2中。 4在timer.c中输入下列程序代码#includereg52.h#define ucharunsigned char#define uintunsigned intuchar count50=0;/50进制计数器，用来20ms中加一次1，50次刚好为1s ucharsecond=0,minute=0,hour=0;/时、分、秒计数器/*LCD端口定义*/LCD端口要根据实际的连接情况分配IO#define busy0x80sbit RS=P25;sbit RW=P26;sbit E=P27;sfr LCDData=0x80;/0x80-P0,0X90-P1,0xa0-P2,0xb0-P3/*液晶驱动程序*/*延时函数*/void Delay(uint i)while(i-);/*写指令函数*/void Write_Instruction(uchar x)Delay (100);E=0;RW=0;RS=0;LCDData=x;E=1;Delay (20);E=0;/*写单个数据的函数*/void Write_Data(uchar x)Delay (100);E=0;RW=0;RS=1;E=1;LCDData=x;E=0;/*写入一串字符串函数*/void Write_String(uchar x,uchar*p)Write_Instruction(x);while(*p!=0x00)Write_Data(*p);p+;if