《单片机原理及应用》实验指导书(1).doc

单片机原理及应用实验指导书贵州大学机械工程学院2013年5月目 录实验须知1第一章 系统概述1一、系统简介1二、系统特点1三、系统地址分配2四、系统接口定义2五、通用电路简介4第二章 系统安装与使用8一、软件安装8二、DJ51软件设置9三、硬件安装10第三章 实验内容10第一部分 软件实验11实验一 清零程序11实验二 拆字程序12实验三 拼字程序13实验四 数据区传送子程序14实验五 多分支程序15第二部分 硬件实验17实验一 P1口亮灯实验17实验二 P1口转弯灯实验19实验三 P3口输入，P1口输出21实验四 8255控制交通灯23实验五 A/D转换实验26实验报告的基本内容及要求2929实验须知一、实验时必须遵守贵州大学实验室相关管理规定，确保实验参与人、实验仪器设备的安全。二、听从实验指导教师的安排，实验过程中请勿随意走动、换位。三、实验开始时请先熟悉实验内容和实验仪器，不得随意搭建各种连线。四、实验完成后及时上交实验报告。第一章 系统概述本实验指导书适用于DJ系列51单片机实验开发系统，本书就DJ-598K实验开发系统的51部分作详细介绍。在使用DJ系列单片机实验开发系统之前，请务必先阅读本章内容,以便对实验系统的硬件结构、硬件信息有个全面了解，对后面实验有必不可少的帮助。一、系统简介DJ-598K实验开发系统配有DJ-208高级仿真器，该仿真器使用windows软件平台，8位和16位兼容的通用单片机开发系统。二、系统特点1、598K是集51、96、8088（以下简称88）三大系列CPU于一体的三合一实验系统，内置5196仿真器和8088实验系统。2、实验系统软、硬件配置完善，仿真软件支持Win98/2000/XP等操作系统，并支持汇编语言和C语言的开发。3、系统支持二种工作方式：一是联机运行，在与上位软件联机的状态下实现各种调试和运行的操作，使仿真开发环境更为便捷。二是脱机运行，系统配有管理监控，在无电脑的情况下，系统可以自动切换到脱机管理状态，用户可轻松调用实验程序的EPROM完成50多个实验。三、系统地址分配(1)存贮器地址分配CPUROMRAM1RAM2I/O扩展510000HFFFFH0000H7FFFH8000HFDFFHFE00HFFFFH（2）I/O地址分配I/O地址分配(一)：地址地址范围用途FE00HFE00HFEFFH实验用口地址FF00HFF00HFF1FH实验用口地址FF30HFF30HFF7FH实验用口地址FF80HFF80HFF8FH实验用口地址FF90HFF90HFF9FH实验用口地址FFA0HFFA0HFFFFH实验用口地址I/O地址分配(二)：四、系统接口定义（1）CZ11：用户实验通讯接口；图1-1（2）CZ4：打印接口；图1-2（3）JX0：系统提供的数据总线接口图1-3（4）CZ7：系统提供的扩展接口；图1-4（5）JX12、JX14：液晶显示转接口图1-5LCD12864引脚定义：通过JX12、JX14接口，DJ51系列实验仪可以驱动显示一个标准的点阵液晶显示屏(128*64)等，点阵LCD液晶显示屏通用接口J12864的20个引脚信号的管脚定义如表1.2所示。表1.2 LCD12864点阵液晶显示屏通用接口定义引脚符号功能说明1Vss电源地:0V2Vdd电源:5V3VadjLCD驱动电压:055V(正端)4RS寄存器选择:“0”指令寄存器；“1”数据寄存器5R/W读写操作:“1”读操作；“0”写操作6ELCD使能信号714D0D78位双向数据信号线15CS1左半屏片选:“1”有效16CS2右半屏片选:“1”有效17RST复位脚:高复位18VEELCD驱动电压:0V5V(负端)1920V+、V-背光照明电源输入正、负极（6）开关及跳线：JK：为键盘/显示选择开关。JK置“系统”，键盘/显示选择系统配置的8255接口芯片，进入监控状态；JK置“外接”,由用户选择自定义的I/O接口芯片控制，本书实验JK置“系统”。五、通用电路简介（1）LED发光二极管指示电路：实验台上包括16只发光二极管及相应驱动电路。见图1-6，LlL16为相应发光二极管驱动信号输入端, 该输入端为低电平“0”时发光二极管亮。（箱式实验机简化为12只发光二极管）图1-6（2）逻辑电平开关电路：见图17。实验台上有8只开关Kl-K8, 与之相对应的K1-K8个引线孔为逻辑电平输出端。开关向上拨相应插孔输出高电平“l”, 向下拨相应插孔输出低电平“0”。图1-7（3）单脉冲电路：实验台上单脉冲产生电路如图1-8，标有“”和“”的两个引线插孔为正负单脉冲输出端。开关AN0为单脉冲产生按钮,每按一次来回产生一个单脉冲。图1-8（4）分频电路：该电路由一片74LS393组成,见图1-9。T0T7为分频输出插孔。该计数器在加电时由RESET信号清零。当脉冲输入为8.0MHZ时,T0T7输出脉冲频率依次为4.0MHZ，2.0MHZ，1.0MHZ，500KHZ，250KHZ，125KHZ，62500HZ，31250HZ。图1-9（5）脉冲发生电路：实验台上提供8MHZ的脉冲源，见图1-10，实验台上标有8MHZ的插孔，即为脉冲的输出端。图1-10（6）485接口电路：图1-11（7）数码管显示电路图1-12（8）键盘电路图1-13（9）目标CPU（AT89S52）的控制电路图1-14（10）存储器控制电路图1-15第二章 系统安装与使用一、软件安装1， 系统要求 Pentium、Pentium-或兼容处理器的PC机； Windows98/2000/XP; 16MB RAM 20MB 硬盘空间； 2，DJ51软件安装说明 运行随机光盘上51setup.exe安装文件，根据提示完成软件安装，然后双击桌面上DJ-51仿真开发系统快捷图标，即可运行DJ-51仿真软件。二、DJ51软件设置（1）设置和PC机实际联接的串口COM1/COM2 。 （2）仿真设置如下（设置/仿真模式）：（3）编译连接选项,如DJ51仿真软件安装在f:盘,则作如下选择路径：三、硬件安装1、 关闭实验箱后面的电源，将DJ208仿真器一端连PC机串口，另一端连接实验箱。2、 键盘、显示设置：JK（开关）置“系统”：键盘/显示选择系统配置的8255接口芯片，进入监控状态。2、脱机使用接通实验仪电源，数码管应显示“P_ _51”，表明实验系统处于51脱机状态，可通过实验仪键盘输入相应实验序号，再按EX/FV键，即可全速执行该实验程序，例如输入数字键0、9，连接好A/D实验的导线，再按EX/FV键，即可运行实验序号九的A/D实验。第三章 实验内容一、所有硬件实验程序已固化在程序存储器EEPROM中，选择脱机使用，我们可以做脱机实验，从小键盘输入相应实验序号，再按F0/EX即可运行该实验程序；也可采用联PC机操作，将实验系统与PC机通过DJ-208仿真器相连，联机调试所有实验程序。软件实验须采用联PC机调试。二、实验接线图上的粗实线表示用户在实验时要用导线连接起来。三、所有实验都是相互独立的,次序上也没有固定的先后关系。四、源程序所在的目录名称及路径不能含中文字符，实验源程序在598K5asm文件夹。第一部分 软件实验本节共编了5个软件实验，通过对这些实验程序的调试，使学生熟悉MCS-51的指令系统，了解程序设计过程，掌握汇编语言设计方法以及如何使用实验系统提供的调试手段来排除程序错误。实验一 清零程序1、实验目的：掌握汇编语言设计和调试方法，熟悉键盘操作。2、实验内容：把2000H20FFH的内容清零。3、实验程序框图： 4、实验步骤：用连续或单步方式运行程序,检查2000H20FFH中执行程序前后的内容变化。5、思考：假使把2000H20FFH中的内容改成FF，如何修改程序。6、程序清单：ORG 0000HLJMP SE01ORG 0640HSE01: MOV R0,#00H MOV DPTR,#2000H ；(000H)送DPTRLOO1: CLR A MOVX DPTR,A ；0送(DPTR) INC DPTR ；DPTR+1 INC R0 ；字节数加1 CJNE R0,#00H,LOO1 ；不到FF个字节再清LOOP: SJMP LOOP END实验二 拆字程序1、实验目的：掌握汇编语言设计和调试方法。2、实验内容：把2000H的内容拆开,高位送2001H低位,低位送2002H低位,2001H、2002H高位清零,一般本程序用于把数据送显示缓冲区时用。3、实验程序框图： 4、实验步骤：用连续或单步方式运行程序,检查2000H2002H中内容变化情况。5、思考：如何用断点方式调试本程序。6、程序清单：ORG 0000HLJMP SE02 ORG 0660HSE02: MOV DPTR,#2000HMOVX A,DPTRMOV B,A ；(2000)ABSWAP A ；交换ANL A,#0FH言之 ；屏蔽高位INC DPTRMOVX DPTR,A ；送2001HINC DPTRMOV A,BANL A,#0FH ；(2000)内容屏蔽高位MOVX DPTR,A ；送2002HLOOP: SJMP LOOP END实验三 拼字程序1、实验目的：进一步掌握汇编语言设计和调试方法。2、实验内容：把2000H、2001H的低位分别送入2002H高低位,一般本程序用于把显示缓冲区的数据取出拼装成一字节。3、实验程序框图： 4、实验步骤：单步或用断点方式运行程序,检查2002H内容变化情况。5、程序清单：ORG 0000HLJMP START ORG 0680HSTART: MOV DPTR,#2000HMOVX A,DPTRANL A,#0FH ；(2000H)内容屏蔽高位SWAP A ；交换MOV B,A ；保存INC DPTRMOVX A,DPTR ；(2000H)内容送AANL A,#0FH ；屏蔽高位ORL A,B ；或INC DPTRMOVX DPTR,A ；送2002HSJMP $END实验四 数据区传送子程序1、实验目的：掌握RAM中的数据操作。2、实验内容：把R2、R3 所指的RAM区源首址内的R6、R7字节数的数据传送到R4、R5目址RAM区。3、实验程序框图： 4、实验步骤：在R2、R3中输入源首址(例如0000H），R4、R5中输入目的地址(例如2000H）,R6、R7中输入字节数(例如lFFFH),运行程序,检查0000HlFFFH中内容是否和2000H3FFFH中内容完全一致。5、程序清单：ORG 0000HLJMP SE22ORG 07B0HSE22: MOV DPL,R3MOV DPH,R2 ；建立源程序首址MOVX A,DPTR ；取数MOV DPL,R5MOV DPH,R4 ；目的地首址MOVX DPTR,A ；传送CJNE R3,#0FFH,LO42INC R2LO42: INC R3 ；源地址加1CJNE R5,#0FFH,LO43INC R4LO43: INC R5 ；目的地址加1CJNE R7,#00H,LO44CJNE R6,#00H,LO45 ；字节数减1LOOP: SJMP LOOPNOPLO44: DEC R7SJMP SE22LO45: DEC R7DEC R6SJMP SE22 ；未完继续END实验五 多分支程序1、实验目的：掌握汇编语言的编程。2、实验内容：编写程序,根据送入的数据转移运行。3、实验程序框图： 4、实验步骤：在20H中分次送入00、01、02、03,每次运行程序后,观察数码管上数字循环情况。5、程序清单：ORG 0000HLJMP MEMSORG 0A10HMEMS: MOV P2,#0FFHMOV A,#81HMOV DPTR,#0FF23HMOVX DPTR,AMOV A,20H MOV DPTR,#KKKK ；散转地址 RL A ；(20)*2 JMP A+DPTR ；转到(20)*2+DPTRKKKK: AJMP MEMSP0 AJMP MEMSP1 AJMP MEMSP2 SJMP MEMSP3MEMSP0: MOV 20H,#0C0H ；0字循环 LJMP SOX0MEMSP1: MOV 20H,#0F9H ；1字循环 LJMP SOX0MEMSP2: MOV 20H,#0A4H ；2字循环 LJMP SOX0MEMSP3: MOV 20H,#0B0H ；3字循环 LJMP SOX0 ORG 0DA0HSOX0: MOV A,20H MOV R0,#21H MOV R1,#20H MOVX R0,A MOV A,#01HSOX1: cpl aMOVX R1,Acpl a MOV R2,#20H LCALL DELY RL A ；显示字程序 SJMP SOX1DELY: PUSH 02HDEL2: PUSH 02HDEL3: PUSH 02HDEL4: DJNZ R2,DEL4POP 02HDJNZ R2,DEL3POP 02HDJNZ R2,DEL2POP 02HDJNZ R2,DELYRETEND第二部分 硬件实验硬件实验可使学生能进一步掌握单片机系统扩展和输入输出程序的设计方法，熟悉对扩展系统的软件、硬件设计，调试方法和技巧。实验一 P1口亮灯实验1、实验目的：（l）学习P1口的使用方法，（2）学习延时子程序的编写。2、实验顶备知识：（l）Pl口为准双向口，每一位都可独立地定义为输入或输出，在作输入线使用前，必须向锁存器相应位写入“1”,该位才能作为输入。（2）本实验中延时子程序采用指令循环来实现，机器周期(12/6MHz)*指令所需机器周期数*循环次数，在系统时间允许的情况下可以采用此方法。3、实验内容：P1口输出口，接八只发光二极管，编写程序，使发光二极管循环点亮。4、实验程序框图： 5、实验接线图：6、实验步骤：P1.0P1.7用插针连至L1L8，运行程序后，观察发光二极管闪亮移位情况。7、思考：改变延时常数，使发光二极管闪亮时间改变。修改程序，使发光二极管闪亮移位方向改变。8、程序清单：ORG 0000HLJMP SE18ORG 0790HSE18: MOV P1,#0FFH ；送P1口LO34: MOV A,#0FEH ；L1发光二极管点亮LO33: MOV P1,ALCALL SE19 ；延时RL A ；左移位SJMP LO33 ；循环ORG 07A0HSE19: MOV R6,#0A0HLO36: MOV R7,#0FFHLO35: DJNZ R7,LO35 DJNZ R6,LO36 ；延时 RET END实验二 P1口转弯灯实验1、实验目的：进一步了解P1口的使用，学习汇编语言编程方法及调试技巧。2、实验内容：P1.0接开关5V，右转弯灯闪亮，P1.1接开关5V时左转弯灯闪亮，P1.0,P1.1同时接5V或接地时，转弯灯均不闪亮。3、实验程序框图：4、实验接线图：5、实验步骤： P1.0 接K1，P1.1接K2，P1.4P1.7接L1、L4、L7、L10，连续运行本程序，应看到转弯灯正确闪亮，在用单步方式调试本程序时需修改延时子程序，（例可把延时程序第一个字节改成返回指令22H），以便观察。6、程序清单：ORG 0000HLJMP PX00ORG 0C30HPX00: MOV P1,#0FFH ；初始化PX03: MOV A,P1MOV B,AANL A,#03HCJNE A,#01H,PX01 ；满足只是P1.0为高条件?JB 00H,PX04 ；闪烁标志位CLR P1.4CLR P1.5 ；开右灯SETB P1.6SETB P1.7 ；关左灯MOV R2,#20HLCALL DELY ；延时SETB 00H ；置标志位LJMP PX03 ；继续查找状态PX04:SETB P1.4SETB P1.5SETB P1.6 ；关灯SETB P1.7MOV R2,#20HLCALL DELY ；延时 CLR 00H ；清标志位AJMP PX03 ；继续查找状态PX01: CJNE A,#02H,PX02 ；满足只是P1.1为高条件吗?JB 01H,PX05 ；判标志位SETB P1.4SETB P1.5 ；开左灯CLR P1.6CLR P1.7 ；关右灯MOV R2,#20HLCALL DELY ；延时SETB 01H ；置标志位LJMP PX03 ；继续查找PX05: SETB P1.4SETB P1.5SETB P1.6 ；关灯SETB P1.7MOV R2,#20HLCALL DELY ；延时CLR 01H ；清标志位LJMP PX03 ；继续查找状态PX02: SETB P1.4SETB P1.5SETB P1.6 ；关灯SETB P1.7LJMP PX03 ；继续DELY: PUSH 02HDEL2: PUSH 02HDEL3:PUSH 02H ；延时DEL4:DJNZ R2,DEL4POP 02HDJNZ R2,DEL3POP 02HDJNZ R2,DEL2POP 02HDJNZ R2,DELYRETEND实验三 P3口输入，P1口输出1、实验目的：掌握P3口、P1口简单使用。2、实验内容：P3.3口输入一脉冲，P1口按16进制加一方式点亮发光二极管。3、实验程序框图：4、实验接线图：5、实验步骤：用导线把P3.3连至K1，P1.0P1.7连至L1L8，K1拨动一次，L1L8发光二极管按16进制方式加一点亮。6、思考：修改程序，使发光二极管左移方式点亮。7、程序清单：ORG 0000HLJMP J100ORG 0810HJ100: MOV A,#00HJ101:JB P3.3,J101MOV R2,#10HLCALL DELYJB P3.3,J101 ；P3.3电平为低吗?J102:JNB P3.3,J102MOV R2,#10HLCALL DELYJNB P3.3,J102 ；P3.3电平为高吗?INC A ；加1PUSH ACCCPL A ；取反MOV P1,A ；驱动发光二极管POP ACCAJMP J101 ；循环DELY:PUSH 02HDEL2:PUSH 02HDEL3: PUSH 02HDEL4:DJNZ R2,DEL4 ；延时POP 02HDJNZ R2,DEL3POP 02HDJNZ R2,DEL2POP 02HDJNZ R2,DELYRET END 实验四 8255控制交通灯1，实验目的：进一步了解8255芯片的使用方法,学习模拟交通灯控制的实现方法。2，实验内容：用8255做输出口,控制十二个发光二极管燃灭,模拟交通灯管理。3，实验程序框图： 4，实验接线图：5，实验步骤：8255 PA7PA0接发光二极管L5L12，PB3PB0接发光二极管L1L4。执行程序，初始态为四个路口的红灯全亮之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西路口方向通车，延时一段时间后东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁，闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北路口方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁，闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，之后重复以上过程。6，程序清单： ORG 0000HLJMP JOD0ORG 0BB0HJOD0: MOV SP,#60HMOV DPTR,#0FF2BHMOV A,#88HMOVX DPTR,A ；8255初始化MOV DPTR,#0FF28HMOV A,#0B6HMOVX DPTR,AINC DPTRMOV A,#0DHMOVX DPTR,A ；点亮4个红灯MOV R2,#25H ；延时LCALL DELYJOD3:MOV DPTR,#0FF28HMOV A,#75HMOVX DPTR,AINC DPTRMOV A,#0DHMOVX DPTR,A ；东西绿灯亮，南北红灯亮MOV R2,#55HLCALL DELY ；延时MOV R7,#05H ；闪烁次数JOD1:MOV DPTR,#0FF28HMOV A,#0F3HMOVX DPTR,A INC DPTRMOV A,#0CHMOVX DPTR,A ；东西黄灯亮，南北红灯亮MOV R2,#20HLCALL DELY ；延时MOV DPTR,#0FF28HMOV A,#0F7HMOVX DPTR,AINC DPTRMOV A,#0DHMOVX DPTR,A ；南北红灯亮MOV R2,#20HLCALL DELY ；延时DJNZ R7,JOD1 ；闪烁次数未到继续MOV DPTR,#0FF28HMOV A,#0AEHMOVX DPTR,AINC DPTRMOV A,#0BHMOVX DPTR,A ；东西红灯亮，南北绿灯亮MOV R2,#55HLCALL DELY ；延时MOV R7,#05H ；闪烁次数JOD2:MOV DPTR,#0FF28HMOV A,#9EHMOVX DPTR,AINC DPTRMOV A,#07HMOVX DPTR,A ；东西红灯亮，南北黄灯亮MOV R2,#20HLCALL DELY ；延时MOV DPTR,#0FF28HMOV A,#0BEHMOVX DPTR,AINC DPTRMOV A,#0FHMOVX DPTR,A ；东西红灯亮MOV R2,#20HLCALL DELY ；延时DJNZ R7,JOD2 ；闪烁次数未到继续LJMP JOD3 ；循环ORG 0C30HDELY: PUSH 02HDEL2:PUSH 02HDEL3:PUSH 02H ；延时DEL4:DJNZ R2,DEL4POP 02HDJNZ R2,DEL3POP 02HDJNZ R2,DEL2POP 02HDJNZ R2,DELYRETEND实验五 A/D转换实验1、实验目的：（1）掌握A/D转换与单片机接口的方法；（2）了解A/D芯片0809转换性能及编程方法；（3）通过实验了解单片机如何进行数据采集。2、实验内容：利用实验系统上的0809做A/D转换器，实验系统上的电位器提供模拟量输入，编制程序，将模拟量转换成数字，通过数码管显示出来。3、实验接线图：4、实验程序框图：5、实验步骤：把0809的零通道IN0用插针接至AOUT1孔,CS4接FF80H，8MHZ接T，运行程序，数码管上显示0809 XX，后二位显示当前采集的电压转换的数字量,调节W1,该二位将随着电压变化而相应变化。6、思考：修改程序,用其它通道轮流采样显示。7、程序清单： ORG 0000HLJMP SE11ORG 0590HSE11:MOV SP,#53Hmov p2,#0ffhMOV A,#81HMOV DPTR,#0FF23HMOVX DPTR,AMOV 7EH,#00HMOV 7DH,#08HMOV 7CH,#00HMO