MCS51 单片机实验指导书.doc

MCS51 单片机实验指导书 实验1汇编语言简单试验-Keil C51的使用 一、实验目的熟悉Keil C51集成开发环境的使用方法，初步掌握Keil C51基本的操作和使用，能够输入、编译和仿真调试简单的程序。 二、实验内容在Keil C51集成开发环境编写程序，实现P1.0口单灯闪烁的功能（假设P1.0口所接发光二极管低电平点亮），编写程序后在Keil C51集成开发环境完成编译和仿真，实现全速运行、单步运行、并学会设置断点、查看相关寄存器等操作。 三、实验设备安装Keil C51的计算机一台。 四、实验步骤（参考教材第11章）1）建立一个工程项目选择芯片确定选项。 执行Keil C51软件的菜单“Project|New Project?”，弹出一个名为“Create NewProject”的对话框。 先选择一个合适的文件夹准备来存放工程文件，最后，为工程取名，并保存。 如图1-1所示，紧接着，Keil C51提示您选择CPU器件。 在这里可以选择Atmel公司的AT89S52。 图1-1Keil C51工程的建立2）编写（或加入）汇编源文件或C源文件，并添加到工程中。 执行菜单“File|New”,出现一个名为“Text n”（其中n表示序号）的文档。 如图1-2所示。 1执行菜单“File|Save”,弹出一个名为“Save As”的对话框。 将文件名改为你事先起好的名称，然后保存。 注意扩展名“.ASM或.c”不可省略。 单击Keil C51软件左边项目工作窗口“Target1”上的“”，将其展开。 然后右击“Source Group1”文件夹，会弹出如图1.7所示的选择菜单。 单击其中的“Add Filesto GroupSource Group1”项，将源程序文件添加到工程中。 然后编写如下程序源文件，并再次保存。 ORG0000H MAIN:CLR P1.0； （1）点亮LED MOV30H，#255LCALL DELAY； （2）调用延时子程序SETB P1.0； （3）熄灭LED MOV30H，#200LCALL DELAY； （4）调用延时子程序AJMP MAIN； （5）返回MAIN处执行DELAYMOV R7，30H； （6）延时程序D1MOV R6，#250； （7）D2DJNZ R6，D2； （8）R6存放内循环次数DJNZ R7，D1； （9）R7存放外循环次数RET； （10）END3）设置参数单击“Option”选项，在“Output”标签页，选中“Create HEXFile”项，然后“确定”。 其他参数的设置可参考相关教材。 4）编译源程序单击工具栏的按钮“”编译当前源程序。 编译结果会显示在输出窗口内。 如果是“0Error(s),0Warning(s).”就表示程序没有问题了（至少是在语法上不存在问题了）。 如果存在错误或警告，请仔细检查您的程序。 修改后，再编译，直到通过为止。 编译后的结果会生成HEX格式的程序文件“LedFlash.hex”。 5）编译连接通过后进行软件模拟仿真。 直接点击工具栏红色的“”图标。 进入仿真状态。 执行菜单“Peripherals|I/O-Ports|Port1”，弹出P1端口的界面，如图1-3。 在位07中，用表示高电平，无表示低电平。 2图1-3仿真I/O端口点击工具栏“”图标，进行全速运行，观察P1.0口电平的变化。 点击停止运行“”，再点击单步进入“”，单步运行程序，观察观察P1.0口电平的变化。 设置/清除断点“”在程序的中设置断点，(如在CLR P1.0和SETB”图标，进行全速运行，每次P1.0语句前加入断点)，再多次点击工具栏“遇到断点，程序会停止运行，可观察P1.0口电平的变化。 单击工具栏的“”图标，将显示出存储器窗口，可在存储器窗口中观察某一具体位置的内容，如;30H中的内容。 6）编译连接通过后如果有硬件装置，可将程序下载到单片机中，是程序在硬件进行实际运行，观察运行结果。 五实验思考题 （1）试写编写把片内RAM50H59H单元清零的程序。 （2）试写编写把片内RAM50H59H单元写入01H的程序3实验2汇编语言实验-二进制到BCD转换 一、实验目的掌握简单的数值转换算法。 基本了解数值的各种表达方法。 二、实验内容将给定的一个单字节二进制数，转换成非压缩的二十进制(BCD)码。 将给定的一个单字节二进制数，转换成压缩的二十进制(BCD)码。 三、实验设备安装Keil C51的计算机一台。 四、参考程序框图给出要转换的二进制数将该数除以100保存百位数将余数除以10，得到十位数保存十位数余数为个位数，将其保存结束图2-1单字节二进制数转换成非压缩BCD码框图五实验思考题 （1）试写编写查表程序程序。 （2）试写编写3位BCD码转换成二进制数的程序 （3）试写编写二进制到ASCII码转换的程序4实验3I/O口实验-流水灯 一、实验目的掌握8051单片机输入/输出端口的使用方法。 掌握PROTEUS软件的使用方法。 二、实验内容使用Proteus画出硬件电路图，如图3-1所示，单片机的P1口接8个LED发光二极管，试编写程序实现8个发光二极管循环点亮，即实现发光二极管组成的流水灯控制，鼓励用多种编程方法实现流水灯控制的编程。 利用Proteus硬件仿真功能，完成流水灯的仿真运行。 三、实验设备安装PROTEUS软件的计算机一台。 C230PFX1GND30PFU11918XTAL1XTAL2P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7393837363534333221222324252627281011121314151617C1CRYSTALR2VCCC310k9RST10uFD1D2D3161514131211109100D7D4D5D6293031PSENALEEARN11234567812345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51D8图3-1流水灯硬件电路图 四、参考程序框图 四、实验步骤（参考教材附录B）1)新建设计文件“File-New Design”,选用DEFAULT默认模板。 保存设计，扩展名为.DSN。 2)选取元件选择元件模式，如图3-3的左侧,再单击工具栏上的“P”,进入元件选取，如图3-3所示，在左上角Keyword框中输入元件名查找(例如查找AT89C51)，在需要的元件上双击，则自动将元件放入对象选取器中。 3）放置元件到区在对象选取器中单击AT89C51选中元件，将光标移动到，鼠标变成铅笔形状，单击左键，框中出现一个元件原理图的轮廓图，可以移动。 鼠标移到合适的位置后，按下鼠标左键，即可放置一个元件，连续单击，可放置多个同样的元件。 5设置点亮第1个灯的值设置左移8次点亮一盏灯延时左移1位否是否显示完8位是图3-2程序参考流程图图3-3元件选取4）移动元件选择左侧工具栏上的“箭头”图标，主模式切换为选取模式，把鼠标移到右侧的原理图中，鼠标经过元件时会就成“手形”，把鼠标移到LED-RED上，按下左键，LED-RED高亮显示，鼠标变成“手形”并带有方向键头。 移动鼠标，把元件移动到合适位置。 5）连线你一定发现没有画线的图标按钮。 这是因为ISIS的智能化足以在你想要画线的时候进行自动检测。 这就省去了选择画线模式的麻烦。 在元件和终端的管脚末端都有连接点。 左击第一个对象连接点，如果6你想让ISIS自动定出走线路径，只需左击另一个连接点。 另一方面，如果你想自己决定走线路径，只需在想要拐点处点击鼠标左键。 依照原理图3-1次将各元件之间的线连接好。 6）元器件属性设置右键单击元器件弹出菜单，选择Edit Properties,弹出属性对话框，设置相应的属性值。 7）添加仿真执行程序鼠标移动到要单片机元件上点击鼠标左键，器件变成红色表示被选中，再点击鼠标右键弹出如下对话框。 在程序文件下选择微处理器所需要的程序文件（.HEX），选择合适的工作频率即可确认。 如图3-4所示。 图3-4属性对话框点击”OK”,返回图形窗口。 8）仿真调试点击窗下边的仿真按钮程序便可执行了。 或者选择调试菜单Debug下的执行功能即可执行。 单击运行图标，即可仿真运行程序。 五实验思考题 （1）试写编改变流水灯闪烁的速度？ （2）试写编写简单的交通灯（红、绿灯）控制程序的程序7实验4数码管显示实验 一、实验目的掌握MCS-51单片机输入/输出端口控制数码管的使用方法。 掌握PROTEUS软件的使用方法。 二、实验内容使用Proteus画出硬件电路图，如图4-1所示，单片机的P0口接共阳数码光的段码，P2口的低六位通过74LS04接六位数码管的位码，试编写程序实现动态扫描的方式显示“123456”。 利用Proteus硬件仿真功能，完成数码管显示的仿真运行。 三、实验设备安装PROTEUS软件的计算机一台。 C130uFX1P0.0P0.1P0.2XTAL2P0.3P0.4P0.5P0.6RST P0.7P2.0P2.1P2.2PSEN P2.3ALE P2.4EA P2.5P2.6P2.7P1.0P3.0/RXDP1.1P3.1/TXDP1.2P3.2/INT0P1.3P3.3/INT1P1.4P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RDAT89C51SRCFILE=7SEG.ASMU1XTAL1D0D1D2D3D4D5D6D7S0S1S2S3S4S5C2CRYSTAL30uFR110kC3V CCGND10uFD0D1D2D3D4D5D6D7S074LS04S1S2S374LS04S4S574LS0474LS0474LS0474LS04图4-1六位数码管显示应将电路图 四、参考程序框图8第一个显示数字1显示位码查表取显示段码段码送P0口位码送P2口显示数字加1位码右一位否是否显示完6位是图4-2程序参考流程图五实验思考题 （1）共阴极数码管和共阳极数码的控制有什么不同。 （2）试写编写共阴极数码管显示的程序 （3）试写编写两位数码管0-99动态显示的程序9实验5矩阵键盘实验 一、实验目的掌握MCS-51单片机键盘检测的方法。 掌握PROTEUS软件的使用方法。 二、实验内容使用Proteus画出硬件电路图，如图5-1所示，AT89S51单片机的并行口P2接44矩阵键盘，以P2.0P2.3作输出线，以P2.4P2.7作输入线，单片机的P1口接8个LED发光二极管，试用扫描法编写键盘识别程序，并将识别的二进制键盘编码送P1的LED发光二极管显示。 利用Proteus硬件仿真功能，完成数码管显示的仿真运行。 对键盘的程序流程说明如下当P2.0P2.3输出0时，如无键按下，P2.4P2.7的输入值均为“1”，如果其中有一个不是“1”，说明有键按下，再使P2.0P2.3逐个输出零(行扫描)，检查P2.4P2.7的输入值有无零，从而查出是哪行哪列的键按下。 在判按键时，按键有抖动，可采用延时后再重读以跳过抖动时段。 三、实验设备安装PROTEUS软件的计算机一台。 C230PFX1GND30PFU11918XTAL1XTAL2P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7393837363534333221222324252627281011121314151617+5V10k10k10k10kC1CRYSTALR29RST+5VD1D2D3161514131211109100D7D4D5D6C310k10uF293031PSENALEEARN11234567812345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51PACKAGE=DIL40D8图5-144矩阵键盘电路图 四、参考程序框图10开始P2.0P2.3输出0YP2.4P2.7全为1?N(有键按下延时去抖动P2.4P2.7全为1?Y(无键按下)N图5-2程序参考流程图五实验思考题 （1）独立键盘和矩阵键盘的优劣？ （2）试写编写其他形式的键盘的程序置行扫描初值扫描位从P2口输出扫到最后一行?N读P2.3P2.4值P2口的高四位和低四位相或得键编码键编码送P1显示Y11实验6按键外中断实验 一、实验目的掌握MCS-51单片机外中断的原理。 掌握PROTEUS软件的使用方法。 二、实验内容使用Proteus画出硬件电路图，如图6-1所示，单片机的外部中断0的输入引脚P3.2口接一个弹性小按键，P0.0口接一个发光二极管，当快速按下小按键时，通过INT0向CPU申请中断。 要求单片机上电后，发光二极管点亮，当按键按下，产生一次中断，发光二极管闪烁点亮10次。 利用Proteus硬件仿真功能，完成数码管显示的仿真运行。 三、实验设备安装PROTEUS软件的计算机一台。 C2+5vX1U11918XTAL1XTAL2P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7P2.0P2.1P2.2P2.3P2.4P2.5P2.6P2.7P3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.730PFR2393837363534333221222324252627281011121314151617D2100GND30PFC1CRYSTALLED-GREENR29RST+5VC310k10uF29PSENALEEAR310kkeyP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51图6-1按键外中断硬件原理图 四、参考程序（见课本p113）五实验思考题 （1）单片机中断执行的过程？ （2）试写编写其他形式的中断程序的程序12实验7定时器实验 一、实验目的掌握MCS-51单片机定时器中断方式的原理。 掌握PROTEUS软件的使用方法。 二、实验内容使用Proteus画出硬件电路图，如图7-1所示，利用定时/计数器0方式1定时、中断方式，在P1.0端输出50HZ方波，控制发光二极管闪烁。 设晶振频率为12MHZ。 利用Proteus硬件仿真功能，完成数码管显示的仿真运行。 三、实验设备安装PROTEUS软件的计算机一台。 C230PFX1U1GND193930PFCRYSTALXTAL1P0.0C1P0.1383718P0.2XTAL2P0.336P0.435R2P0.5349P0.633RST P0.732+5VC310kP2.021P2.12210uF29PSENP2.223P2.324ALEP2.425EAP2.526P2.627R2100D1P2.728P1.0P3.010P1.1P3.111LED-GREENP1.2P3.212P1.3P3.313P1.4P3.414P1.5P3.515P1.6P3.616P1.7P3.717AT89C51图7-1定时器硬件电路图 四、参考程序（见课本p122）五实验思考题 （1）单片机定时器中断方式和查询方式的区别？ （2）试写编写定时器查询方式的程序？13实验8串口发送实验 一、实验目的掌握MCS-51单片机串行口的工作原理。 掌握硬件开发板上单片机程序的烧写方法和调试方法。 二、实验内容编写单片串行口通信程序，将单片机和PC机通过通用串口电缆连接，使单片机向PC机发送十六进制数55H。 硬件电路图原理如图8-1所示，完成单片机程序的烧写并在硬件开发板上运行程序。 三、实验设备安装Keil C51软件的计算机一台，51单片机开发板一套。 图8-1串行口通信硬件电路图原理 四、参考程序（见课本p149）五实验思考题 （1）单片机串行口和并行口的区别？ （2）试写编写串行通信双机通信的收、发程序？14实验9数字电压表A/D转换器应用 一、实验目的掌握MCS-51实现数模转换原理。 二、实验内容使用Proteus画出硬件电路图，如图9-1所示，使用ADC0809测量直流电压，并用单片机完成数据的采集和计算，并通过数码管将采集的电压显示出来。 利用Proteus硬件仿真功能，完成数码管显示的仿真运行。 也可在试验开发板上完成此试验。 三、实验设备安装Keil C51软件的计算机一台（51单片机开发板一套）。 经单片机ALE的2MHz一分频后得到1MHz的时钟提供给ADC08091211通道0-7的电压表测试i n0i n1i n2i n3i n4i n5i n6D0D1D2D3D4D5D6D7OELEQ0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7256912151619AABBCC+88.8Volts10U2:BQ9d0d1d2DCLKQR8347813141718111+88.8Volts+88.8Volts+88.8Volts+88.8Volts+88.8Volts+88.8Volts+88.8VoltsSALE137474c lk74S373数码管显示通道0-7的测得电压IN0IN1IN2in3in4in5in6in7AABBCCale_stU4in0in1in2in3in4in5in6in726272812345252423221216IN0IN1IN2IN3IN4IN5IN6IN7ADD AADDBADD CALEVREF(+)VREF(-)ADC0809CLOCKSTARTEOCOUT1OUT2OUT3OUT4OUT5OUT6OUT7OUT81067212019188151417d7d6d5d4d3d2d1d0clkale_stU319XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617s1s2s3s4dpd0d1d2d3d4d5d6d718XTAL29RSTALE293031PSENALEEAOE9abcdefgdp12345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51abcdefgdps1s2s3s4U5:A3ale_st127402U5:B6457402数码管显示说明最后一位为通道号程序中已用两