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XX9机电 单片机实验指导书 单片机实验指导书实验 一、模拟开关灯实验 一、实验目的 1、认识单片机芯片内部基本结构和功能； 2、学习Keil和Proteus软件的基本使用方法； 3、了解了解单片机最小系统及单片机应用系统的设计过程。 二、实验说明 1、单片机应用系统基本过程1）启动Keil，创建一个项目文件*.UV2;2)选择单片机的型号,如AT89C51;3）单击菜单“File”“New”命令,新建源程序文件，输入代码，保存为*.c;4）把源程序文件添加到项目中，在项目管理器中，在展开的“Source Group1”上单击右键，选择“Add Filesto GroupSource Group1”命令，选择文件添加。 5)选中Target1，鼠标右键菜单“Options forTargetTarget1”命令，在“Output”选项卡中选中“Create HEXfile”复选框；6）执行菜单“Project”“Rebuild alltarget files”命令，编译项目并生成*.hex文件；7）打开Proteus ISIS软件，建立硬件控制电路；8）用鼠标双击“ATC89C51”单片机弹出对话框，在“Program File”中载入编译好的“*.HEX”文件；9）在Proteus环境中启动调试程序，观察仿真结果。 三、实验内容及步骤 1、实验内容使用单片机监控一个按键开关，通过一个发光二极管显示其工作状态。 如果开关打开，LED灯熄灭；开关合上，LED灯亮 2、硬件原理图 3、软件设计#include/包含的头文件，对单片机内部特殊功能寄存器进行了符号定义sbit Led=P10;/定义位名称sbit Key=P17;void main()P1=0xff;while (1)Led=Key;画出程序流程图 四、思考题 1、使用Keil和Proteus如何建立单片机开发系统，描述基本过程。 2、单片机的最小系统包含哪些电路？实验 二、流水灯实验 一、实验目的 1、学习单片机并行I/O端口的使用方法； 2、学习延时子程序的编写； 3、学习Keil和Proteus软件的基本使用方法。 二、实验说明 1、P1口为一组双向口，每位都可独立地定义为输入或输出线，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（即P1=0xff）。 2、本实验中延时采用循环程序来实现,入口参数控制延时时间长短。 三、实验内容及步骤 1、实验内容P1口做输出口，接八位逻辑电平显示，编写程序，使发光二极管循环点亮。 通过一个按键开关控制显示顺序，如果开关打开，LED自上而下依次点亮；开关合上，LED从下向上依次点亮。 2、硬件原理图 3、软件设计1）、画出程序流程图2）源程序#include#define ucharunsigned char/类型重定义#define uintunsigned intsbit Key=P00;/定义位名称void DelayMS(uint ms);/延时函数原型声明void main()uchar i,keyPre,shift;Key=1;while (1)keyPre=Key;if(keyPre)shift=0x01;for(i=0;i8;i+)P1=shift;DelayMS (200);shift=1;elseshift=0x80;for(i=0;i=1;void DelayMS(uint ms)uchar i;while(ms-)for(i=0;i120;i+); 四、思考题 1、MCS-51系列单片机的P0P3四个I/O端口在结构上有何异同？使用时应注意的事项？实验 三、定时器实验 一、实验目的 1、学习单片机内部计数器的使用和编程方法； 2、掌握中断处理程序的编写方法； 3、学习Keil和Proteus软件的基本使用方法。 二、实验说明 1、采用定时器方式设计一交通灯控制系统，使道路状态切换时间更准确。 正常情况下，90s后信号灯由“红灯”转“黄灯”，经过2s的过渡后“黄灯”转“绿灯”，另外设东西方向、南北方向紧急开关各一个，紧急开关闭合时，相应方向切换成“绿灯”，以方便特种车辆通过。 另设置一个开关，在晚上由人工闭合，此时所有的灯都变成黄灯。 2、系统的晶振是12MHZ，定时器1工作于方式1，即16位定时器，定时器50000uS（50mS）中断一次，所以定时常数的设置可按以下方法计算定时时间=（65536-定时常数）1uS=50000uS定时常数=15536，（0x3CB0）对50mS中断次数计数10次,就是0.5秒钟。 定时器0工作于方式1，定时20ms，定时常数=45536，（0XB1E00）。 三、实验内容及步骤 1、硬件原理图 2、软件设计1）、画出程序流程图2）源程序#include#includeunsigned chart0;void yellow();/东西、南北方向同时打开黄灯void yellowflash();/东西、南北方向同时打开黄灯，每隔0.5秒开始闪烁void delay0_5s();/延时0.5秒void delayxms(unsigned chart);/延时t*0.5秒/*函数名称ex_intex0;函数功能外部中断0服务子程序*/void ex_intex0(void)interrupt0EA=0;/关闭中断，不允许中断嵌套while(P3&0x04)=0)/检测外部中断0是否持续有效P1=0x1E;/东西方向绿灯亮、南北方向红灯亮，其它四个灯关闭。 EA=1;/打开中断/*函数名称ex_intex1;函数功能外部中断1服务子程序*/void ex_intex1(void)interrupt2EA=0;/关闭中断,不允许中断嵌套while(P3&0x08)=0)/检测外部中断1是否持续有效P1=0x33;/东西方向红灯亮、南北方向绿灯亮，其它四个灯关闭。 EA=1;/打开中断/*函数名称tm_timer0；函数功能定时器0服务子程序*/void tm_timer0(void)interrupt1EA=0;/关闭中断，不允许中断嵌套while(P3&0x40)=0)/检测P3.6开关是否闭合yellow();/东西、南北方向同时打开黄灯TH0=0xb1;/20ms定时初值重新装入TL0=0xe0EA=1;/打开中断/主程序void main()TMOD=0x11;/T1工作方式1，T0工作方式0EA=1;EX0=1;IT0=0;/打开外部中断0EX1=1;IT1=0;/打开外部中断1ET0=1;/打开定时器0中断TH0=0xb1;/20ms定时初值重新装入TL0=0xe0TR0=1;/启动定时器0while (1)/无限循环P1=0x1e;/东西方向绿灯亮、南北方向红灯亮，其他四个灯关闭。 delayxms (180);/延时90秒yellowflash();/东西、南北方向同时打开黄灯，每隔0.5秒闪烁一次P1=0x33;/东西方向红灯亮、南北方向绿灯亮，其他四个灯关闭。 delayxms (180);/延时90秒yellowflash();/东西、南北方向同时打开黄灯，每隔0.5秒闪烁一次/*函数名称yellow；功能东西、南北方向同时打开黄灯*/void yellow()P1=0x2d;/两个黄灯同时打开/*函数名称yellowflash；功能东西、南北方向同时打开黄灯，每隔0.5秒闪烁一次*/void yellowflash()unsigned chari;for(i=0;i2;i+)P1=0x2d;/两个黄灯同时打开delay0_5s();P1=0xff;/两个黄灯同时关闭delay0_5s();/*函数名称delay0_5s函数功能延时0.5s，用T1工作方式1定时50ms，再循环10次得到0.5s的延时时间*/void delay0_5s()for(t0=0;t010;t0+)TH1=0x3c;TL1=0xb0;TR1=1;while(!TF1);/TF1=1时50ms定时时间到TF1=0;TR1=0;/*函数名称delayxms；函数功能在函数delay0_5s的基础延时，即延时t*0.5秒*/void delayxms(unsigned chart)for(t0=0;t0 四、思考题 1、如果更换不同频率的晶振，会出现什么现象？如何调整程序？实验 四、外部中断实验 一、实验目的 1、掌握外部中断技术的基本使用方法; 2、掌握中断处理程序的编写方法； 3、学习Keil和Proteus软件的基本使用方法。 二、实验说明 1、外部中断的初始化设置共有三项内容中断总允许即EA=1；外部中断允许即EXi=1（i=0或1）；中断方式设置，中断方式设置一般有两种方式电平方式和脉冲方式。 本实验选用脉冲方式，中断请求信号由引脚INT0(P3.2)引入。 2、51系列用于中断的控制寄存器有四个TCON、IE、SCON及IP。 3、中断过程分为三个阶段中断请求、中断响应、中断服务。 4、开关K0（中断请求信号）利用外部中断INT0接入。 采用中断边沿触发方式，每中断一次，单片机对P1口完成一次读写操作。 当P1.0P1.3任何一位输出0时，相应的发光二极管就会发光。 当开关K0来回拨动一次时，将产生一个下降沿信号，通过INT0发出中断请求。 三、实验内容及步骤 1、硬件原理图 2、软件设计1)分别画出主程序和中断服务程序流程图2)源程序#includesbit P1_0=P10;sbit P1_1=P11;sbit P1_2=P12;sbit P1_3=P13;sbit P1_4=P14;sbit P1_5=P15;sbit P1_6=P16;sbit P1_7=P17;/*函数名称ex_intex0；函数功能外部中断0服务子程序*/void ex_intex0(void)interrupt0P1_0=P1_4;P1_1=P1_5;P1_2=P1_6;P1_3=P1_7;/主程序void main()P1=0xff;/P1口四个按键位置1EX0=1;/开外部中断0EA=1;/开中断总开关IT0=1;/外部中断0电平触发while (1)/等待中断; 四、思考题 1、简述中断处理的一般过程。 实验 五、单片机之间的串行双机通信 一、实验目的 1、学习单片机串行口的工作原理； 2、掌握串行通信的编程方法及波特率的设置； 3、进一步学习定时器的功能和编程。 二、实验说明 1、本实验采用两台AT89C51单片机U1和U2进行串行双机通信设计。 U1作为发送机，U2作为接收机，两者的发送脚RXD和接收脚TXD交叉连接。 U1通过串行口间接控制与U2的P1口相连的8个LED发光管亮灭。 2、单片机间通信采用串行口方式1，对单片机U1编程时，需令SM0=0，SM1=1；对单片机U2编程时，除了令SM0=0，SM1=1，还需设置REN=1，使其允许接收。 3、晶体振荡器频率为11.0592MHz，选择波特率为9600b/s，SMOD=0，定时器1工作方式2TH1=TL1=FDH。 三、实验内容及步骤 1、硬件原理图 2、软件设计1）、画出程序流程图2）源程序单片机U1的发送程序使用Keil软件建立“send”工程项目，建立源程序文件“send.c”，输入如下源程序#include/流水灯控制码unsigned charTab=0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F;/*函数名称Send；函数功能发送一个字节数据*/void Send(unsigned chardat)SBUF=dat;/将待发送数据写入发送缓冲器while(TI=0）;TI=0；/用软件将TI清零/*函数名称delay；函数功能延时约150ms*/void delay(void)unsigned charm,n;for(m=0;m200;m+)for(n=0;n250;n+);/主程序void main(void)unsigned charI;TMOD=0x20;/TMOD=00100000B，定时器T1工作在方式2SCON=0x40;/SCON=01000000B，串口工作在方式1PCON=0x00;/PCON=00000000B，波特率9600b/s TH1=0xfd;/给定时器T1高8位赋初值TL1=0xfd;/给定时器T1低8位赋初值TR1=1;/启动定时器T1while (1)for(i=0;i8;i+)/共8位流水灯控制码Send(Tabi);/发送数据i delay();/每发送一次数据，延时150ms再发送单片机U2的接收程序使用Keil软件建立“receive”工程项目，建立源程序文件“receive.c”，输入如下源程序#include/*函数名称Receive；函数功能接收串行口数据*/unsigned charReceive(void)unsigned chardat;while(RI=0）;/空操作RI=0；/用软件将RI清零，为接收下一帧数据做准备dat=SBUF;/将接收缓冲器的数据存于dat returndat;/主程序void main(void)TMOD=0x20;/TMOD=00100000B，定时器T1工作在方式2SCON=0x50;/SCON=01010000B，串口工作在方式1，允许接收（REN=1）PCON=0x00;/PCON=00000000B，波特率9600b/s TH1=0xfd;/给定时器T1高8位赋初值TL1=0xfd;/给定时器T1低8位赋初值TR1=1;/启动定时器T1REN=1;/允许接收while (1)P1=Receive(); 四、思考题 1、异步串行通信协议的帧格式是怎样的？已知系统时钟频率和波特率，如何计算定时器初值？ 2、接收时采用中断方式时，程序代码应该如何改？示实验 六、数码管显示44阵列式键盘按键 一、实验目的 1、掌握数字、字符转换成显示段码的软件译码方法 2、掌握键盘和显示器的接口方法和编程方法； 3、掌握阵列式键盘的硬件组成和软件编程方法。 二、实验说明 1、本实验提供了一个4X4小键盘，向P0口的低四位逐个输出低电平，如果有键盘按下，则相应输出为低，如果没有键按下，则输出为高。 通过输出的列码和读取的行码来判断按下什么键。 2、去抖动，有键按下后，要有一定的延时，防止由于键盘抖动而引起误操作。 三、实验内容及步骤 1、硬件原理图p1.0p1.1p1.2p1.3p1.4p1.5p1.6p1.7XTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51C122PFC222PFC310uFX112MR110kK0K1K2K3K4K5K6K7K8K9KA KBKCKD KEKF234567891RP1RESPACK-8P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7R210kR310kR410kR510k 2、源程序及流程图#include#define ucharunsigned char#define uintunsigned intuchar constdofly=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71;/0-F的显示代码uchar keys_scan();void delay(uint i);void main()/主程序uchar key;P0=0x00;/数码管灭，为显示键码作准备while (1)key=keys_scan();/调用键盘扫描，switch(key)case0xee:P0=dofly0;break;/0按下相应的键显示相应的码值case0xde:P0=dofly1;break;/1case0xbe:P0=dofly2;break;/2case0x7e:P0=dofly3;break;/3case0xed:P0=dofly4;break;/4case0xdd:P0=dofly5;break;/5case0xbd:P0=dofly6;break;/6case0x7d:P0=dofly7;break;/7case0xeb:P0=dofly8;break;/8case0xdb:P0=dofly9;break;/9case0xbb:P0=dofly10;break;/a case0x7b:P0=dofly11;break;/b case0xe7:P0=dofly12;break;/c case0xd7:P0=dofly13;break;/d case0xb7:P0=dofly14;break;/e case0x77:P0=dofly15;break;/f/*函数名称keys_scan；函数功能键盘扫描函数返回值返回键盘码，高4位为行码，低4位为列码*/uchar keys_scan()uchar cord_h,cord_l;/行列值P3=0x0f;/列线输出全为0cord_h=P3&0x0f;/读入行线值if(cord_h!=0x0f)/先检测有无按键按下delay (100);/消抖动cord_h=P3&0x0f;if(cord_h!=0x0f)P3=cord_h|0xf0;cord_l=P3&0xf0;return(cord_h+cord_l);return(0xff);/*函数名称delay；函数功能延时函数*/void delay(uint i)while(i-); 四、思考题 1、描述阵列式键盘扫描原理。 实验 七、简易波形发生器的制作实验 一、实验目的 1、熟悉MCS-51单片机与D/A转换器DAC0832的接线方法； 2、掌握DAC0832直通方式，单缓冲器方式、双缓冲器方式的编程方法。 二、实验说明数/模转换器采用DAC0832集成电路，其数据输入端直接与单片机8051的P0口相连，输出经运算放大器得到电压波形。 DAC0832采用单极性单缓冲方式工作，锁存器74LS373的Q0为DAC0832提供片选和数据传送控制信号，两个寄存器的写控制端连接8051的写输出端。 在8051的P1口接三个开关K 0、K1和K2，用来设置输出波形的类型，K 0、K1和K2，分别对应正弦波、锯齿波和方波。 三、实验内容及步骤 1、硬件原理图D0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7D7D6D5D4D0D1D2D3WRCSCSWRWRLELE CSXTAL218XTAL119ALE30EA31PSEN29RST9P0.0/AD039P0.1/AD138P0.2/AD237P0.3/AD336P0.4/AD435P0.5/AD534P0.6/AD633P0.7/AD732P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78P3.0/RXD10P3.1/TXD11P3.2/INT012P3.3/INT113P3.4/T014P3.7/RD17P3.6/WR16P3.5/T115P2.7/A1528P2.0/A821P2.1/A922P2.2/A1023P2.3/A1124P2.4/A1225P2.5/A1326P2.6/A1427U1AT89C51D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U274LS373C122pC222pX112MR110kC31uFGND+5VVREF8GND3VCC20CS1WR12DI34DI25DI16DI07RFB9GND10IOUT111IOUT212DI713DI614DI515DI416XFER17WR218ILE(BY1/BY2)19U3DAC08323267415U4UA741RV110K-12V+5v+12V+5VK0K1K2Volts-0.72ABCD 2、源程序及流程图#include#include#define ucharunsigned char#define