c语言实验报告

1、实验名称：单片机C语言程序结构和设计(实验2、3)姓名_ _ 学号实验班号 机器号1、 实验目的：1. 掌握单片机C语言程序结构；2. 掌握单片机C语言程序调试方法；3. 掌握MSP430FG2553基本I/O控制方法；4. 巩固编写和调试单片机C语言程序方法；5. 了解简单接口电路的控制方法；6. 了解MSP430汇编格式的寻址方式和指令系统2、 实验基本任务1、练习调试程序内容：用跳线将实验板上的8个发光二极管与单片机连接。编写的程序L2_debug.C如下，功能是控制与单片机相连接的8个发光二极管在全亮与全灭这两种状态下循环变换。 该程序没有语法上的错误， 但运行后不能实现上述现象， 请

2、上机调试其中的问题， 指出程序的问题，并修改程序。答： 将单片机P2端口的8个引脚与L1L8相连。电路如下：原有程序为：通过上机调试，发现原程序有以下错误：1 由于是P2端口上引脚与LED相接，所以应该设置P2而不是P12 应将P2端口调为基本I/O端口，仅通过DIR寄存器是不行的3 源程序没有对P2OUT进行初始化，无法达到全亮全灭的效果4 没有循环结构，无法达到全亮全灭的循环效果，可用for(;)或while(1)结构5 delay（）函数延时过短，人眼几乎无法感受亮灭的变化正确的程序应为：#include "io430.h"void delay();int main(

3、 void ) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; /关闭看门狗 P2SEL=0; /将P2端口设为基本I/O端口 P2SEL2=0; P2DIR=0Xff; /设置端口2为输出方向 P2OUT=0; /初始化P2端口引脚， For(;) P2OUT=P2OUT; delay();void delay() unsigned int j; for (j=0;j<0xffff;j+); /延时2 控制发光二极管的显示变化 在任务 1 的连线基础上，编程控制 8 个发光二极管按下面的 2 种规律循环变换，即规律 1à规律 2规律 1规律 2，如此循环反复。 1) 规律

4、 1：8 个 LED 灯顺时针一个一个单独点亮，即 L1 亮àL2L7 亮àL8 亮，每次只有一个灯亮，其他灯灭； 2) 规律 2：8 个LED灯两两点亮，顺序为 L1 和 L8，L2和 L7，L3 和 L6，L4 和 L5，每次只有两个灯亮，其他灯灭；答：程序如下：#include "io430.h"void delay();void rule1();void rule2();int main( void ) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; /关闭看门狗 P2SEL=0; /将P2端口设为基本I/O端口 P2SEL2=0; P2DI

5、R=0Xff; /设置端口2为输出方向 P2OUT=0; /初始化P2端口引脚， for(;) rule1(); rule2(); void rule1() /规律1 unsigned char LED_0=0x01,LED_temp; LED_temp=LED_0; for(unsigned int i=0;i<8;i+) P2OUT=LED_temp; delay(); LED_temp=LED_temp<<1; void rule2() /规律2 unsigned char LED_data=0x81,0x42,0x24,0x18; for(unsigned int i

6、=0;i<4;i+) P2OUT=LED_datai; delay(); void delay() unsigned int j; for (j=0;j<0xffff;j+); /延时 思考：如果选择用单片机的 P1 端口控制 8 个发光二极管，如何在实验板上设计连线、并编程实现任务 2 的功能？ 答： 设计连线：将P1端口的8个引脚与L1L8对应相连。程序设计：将原先程序中所有关于P2端口的操作都换为P1端口即可3. 用按键控制发光二极管的显示变化 在任务 2 基础上，增加 2 个按键与单片机的引脚相连，编程实现由按键控制发光二级管的显示变化：当按下实验板上的 K1 键时，8 个

7、发光二极管按任务 2 中的规律 1 变化；当按下实验板上的 K2 键时，8 个发光二极管按任务 2 中的规律 2 变化。 答：在实验1的连线基础上，将P1.0、P1.1分别于K1、K2相连。如下图程序如下：#include "io430.h"void delay();void rule1();void rule2();int main( void ) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; /关闭看门狗 P2SEL=0; /将P2端口设为基本I/O端口 P2SEL2=0; P2DIR=0xff; /设置端口2为输出方向 P2OUT=0; /初始化P2端口引脚，

8、P1SEL&=(BIT0+BIT1);/设置P1为基本I/O P1SEL2&=(BIT0+BIT1); P1DIR&=(BIT0+BIT1);/设置P1.0和P1.1为输入状态 P1REN=0x03;/使P1.0和P1.1能上拉电阻 P1OUT=0x03; int key=2; for(;) if(P1IN&BIT0)=0) key=0; else if(P1IN&BIT1)=0) key=1; if(key=0) rule1(); else if(key=1) rule2(); void rule1() /规律1 unsigned char LED_0

9、=0x01,LED_temp; LED_temp=LED_0; for(unsigned int i=0;i<8;i+) P2OUT=LED_temp; delay(); LED_temp=LED_temp<<1; void rule2() /规律2 unsigned char LED_data=0x81,0x42,0x24,0x18; for(unsigned int i=0;i<4;i+) P2OUT=LED_datai; delay(); void delay() unsigned int j; for (j=0;j<0xffff;j+); /延时4. 并行

10、方式控制数码管的显示 参看附录A， 掌握 MSP430G2553 扩展板上 4 个数码管的工作原理， 用单片机的 8 个 I/O引脚并行控制数码管的控制端 ShSa，设计相关连线。编程完成下面任务： 1） 画出单片机与 4 个数码管连接的原理图，分析控制方法； 2） 编程控制四个数码管从右到左、依次每个数码管分别循环显示 09、AF。 3） 用 4 个数码管做一个电子表，高两位数码管显示分钟值，低两位数码管显示秒值。每计数到 5分钟时，控制蜂鸣器发出一报警声，然后又从 0 开始重新计时。 其中 1秒时间可通过延时完成，如执行 for (i=0; i<0x1FFFF;i+) ，约为 1 秒

11、。本次实验对秒值长短精确度不要求。 思考：每个数码管显示的时间不能太长，也不能太短，为什么？ 答：1) 原理图如下：控制方法：P2.0P2.7与S aS h相连，控制LED灯的亮灭，P1.0P1.3控制选择哪一个数码管进行输出。2) 编程控制四个数码管从右到左、依次每个数码管分别循环显示 09、AF。程序如下：#include "io430.h"void delay();const char LEDtab16=0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71;int

12、 main( void ) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;/关闭看门狗 P1SEL=0;/设置P1为基本I/O P1SEL2=0; P1DIR=0xff;/设置P1为输出出口 P1OUT=0; P2SEL=0;/设置P2为基本I/O P2SEL2=0; P2DIR=0xff;/设置P2为输出出口 P2OUT=0xff; unsigned int i; for(;) P1OUT=BIT0; /第一个数码管开始输出 for(i=0;i<16;i+) P2OUT=LEDtabi; delay(); P1OUT=BIT1; /第二个数码管开始输出 for(i=0;i<1

13、6;i+) P2OUT=LEDtabi; delay(); P1OUT=BIT2; /第三个数码管开始输出 for(i=0;i<16;i+) P2OUT=LEDtabi; delay(); P1OUT=BIT3; /第四个数码管开始输出 for(i=0;i<16;i+) P2OUT=LEDtabi; delay(); void delay() /延时函数 unsigned int j; for(j=0;j<0xffff;j+);/延时3） 用 4 个数码管做一个电子表，高两位数码管显示分钟值，低两位数码管显示秒值。每计数到 5分钟时，控制蜂鸣器发出一报警声，然后又从 0 开始

14、重新计时。 其中 1秒时间可通过延时完成，如执行 for (i=0; i<0x1FFFF;i+) ，约为 1 秒。本次实验对秒值长短精确度不要求。 答：在上述连线的基础上，将P1.7与BUZZ相连，程序如下#include "io430.h"void delay();void second();const char LEDtab10=0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F;unsigned char a,b,c,d;int main( void ) / 关闭看门狗 WDTCTL = WDTPW + WDTHO

15、LD; P1SEL=0; P1SEL2=0; P1DIR=0xff; P1OUT=0+BIT7; P2SEL=0; P2SEL2=0; P2DIR=0xff; P2OUT=0xff; /初始化 for(;) a=b=c=d=0x3F; for(int k=0;k<5;k+) /分钟 c=LEDtabk; for(int j=0;j<6;j+) /秒钟十位 b=LEDtabj; for(int i=0;i<10;i+) /秒钟个位 a=LEDtabi; second(); P1OUT=BIT7; /报警器报警 for(int j=0;j<0xffff;j+); void

16、delay() /延时函数 for(int j=0;j<0x100;j+);void second() /读秒函数，同时以很快的速度显示4个数码管的读数 for(int j=0;j<40;j+) P2OUT=a; P1OUT=BIT0+BIT7; delay(); P2OUT=b; P1OUT=BIT1+BIT7; delay(); P2OUT=c; P1OUT=BIT2+BIT7; delay(); P2OUT=d; P1OUT=BIT3+BIT7; delay(); 思考：每个数码管显示的时间不能太长，也不能太短，为什么？ 答：时间过长，没有连续的效果；时间过短，不利于观察读数

17、。5. 汇编格式指令和寻址方式的学习(可在simulator下完成) L2_2.c源程序见下，建立C项目，进入DEBUG状态，点击view/disassembly,在反汇编窗口得到L2_2.c汇编格式指令的程序代码，如图2-1和图2-2，阅读该程序的汇编格式代码。1) 程序用到了哪些指令？答：数据传送指令；调用指令；逻辑运算指令；跳转指令；堆栈操作指令；减法运算指令；加法运算指令；返回指令；无条件转移指令。2) 程序用到了哪几种寻址方式？ 答：立即数寻址；寄存器寻址；绝对地址寻址；符号地址寻址。 3) 修改l2_2.C，将变量i定义为全局变量，通过反汇编的代码，比较与定义为局部变量的不同；答：

18、定义为全局变量时寻址方式为绝对寻址；而定义为局部变量时为寄存器寻址；全局变量在分配内存是是分配在数据区的，所以所有的程序代码都可以访问，但是局部变量是在堆栈段，所以局部变量在使用完成之后就消失了的 4) 修改L2_2.C, 将变量i的类型从 unsigned int 类型，改为unsigned long 类型，反汇编看看函数delay的代码发生了什么变化？程序执行的结果有什么不同？为什么？（需在实验板上运行） 。 答：1 代码增加了。unsigned int类型下Unsigned long 类型下：2 程序执行时，发光二极管亮灭的时间间隔增大3 delay程序执行时间增长 三、已完成的选做任务

19、1. （选做）用蜂鸣器、发光二极管显示按键信息 设计在实验板上用 3 个相邻发光二极管、8 个按键、1 个蜂鸣器与单片机的连接，编程完成每按下某一个键，8个发光二极管以二进制形式显示该键值， K1K8 的键值分别为 000111B，同时每按下一次键，蜂鸣器响一下，用声音提示接收到按键信息。答：连线：将P2.0P2.2分别于L1L3相连，P2.3与BUZZ相连，P1.0P1.7分别与K1K8相连.程序如下：#include "io430.h"void delay();int main( void ) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; P2SEL&=0

20、xf0; P2SEL2&=0xf0; P2OUT|=0x0f; P2DIR=0xff; P1REN=0xff; P1OUT=0xff; P1SEL=0; P1SEL2=0; P1DIR=0x00; /初始化 for(;) if(P1IN&BIT0)=0) /按下K1 P2OUT=0x07; /LED灯显示为000，蜂鸣器响 delay(); P2OUT+=BIT3; /蜂鸣器停止响 ; if(P1IN&BIT1)=0) P2OUT=0x06; delay(); P2OUT+=BIT3; ; if(P1IN&BIT2)=0) P2OUT=0x05; delay()

21、; P2OUT+=BIT3; ; if(P1IN&BIT3)=0) P2OUT=0x04; delay(); P2OUT+=BIT3; ; if(P1IN&BIT4)=0) P2OUT=0x03; delay(); P2OUT+=BIT3; ; if(P1IN&BIT5)=0) P2OUT=0x02; delay(); P2OUT+=BIT3; ; if(P1IN&BIT6)=0) P2OUT=0x01; delay(); P2OUT+=BIT3; ; if(P1IN&BIT7)=0) P2OUT=0x00; delay(); P2OUT+=BIT3;

22、; ;void delay() unsigned int i; for(i=0;i<0xffff;i+); /延时2. （选做)增加按键控制功能：按下 K1 键开始计时（或称继续计时） ；按下 K2 键暂停计时，计时保持不变， 此后若按下 K1 键将继续计时；按下 K3 键将计时归零，并停止计时，若此后按下 K1 键，将开始计时。答：在前面并行电路制作电子表连线的基础上，将P1.4P1.6与K1K3相连程序如下：#include "io430.h"void delay();void second();const char LEDtab10=0x3F,0x06,0x5B

23、,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F;unsigned char a,b,c,d;unsigned char key=0;int main( void ) / 关闭看门狗 WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; P1SEL=0; P1SEL2=0; P1DIR=0x8f; /设置P1引脚的输入输出状态 P1REN=0x70; /使P1.4P1.6能上拉电阻 P1OUT=BIT4+BIT5+BIT6+BIT7; P2SEL=0; P2SEL2=0; P2DIR=0xff; P2OUT=0xff; /初始化 while(1) while(key!=1)

24、 /等待按K1键开始计时 if(P1IN&BIT4)=0) key=1; a=b=c=d=0x3f; unsigned char flag=1; for(int k=0;k<5;k+) c=LEDtabk; for(int j=0;j<6;j+) b=LEDtabj; for(int i=0;i<10;i+) a=LEDtabi; if(P1IN&BIT5)=0) key=2; while(key=2) /等待按K2键暂停计时 second(); if(P1IN&BIT4)=0) key=1; if(P1IN&BIT6)=0) key=3; i

25、f (key=1) second(); if (key=3) /清零操作开始 flag=0; break; if(flag=0) break; if(flag=0) break; P1OUT=BIT4+BIT5+BIT6; /蜂鸣器响 for(int j=0;j<0xffff;j+); P1OUT=BIT4+BIT5+BIT6+BIT7; /蜂鸣器停止响 void delay() for(int j=0;j<0x500;j+);void second() for(int j=0;j<40;j+) P2OUT=a; P1OUT=BIT0+BIT4+BIT5+BIT6+BIT7;

26、 delay(); P2OUT=b; P1OUT=BIT1+BIT4+BIT5+BIT6+BIT7; delay(); P2OUT=c; P1OUT=BIT2+BIT4+BIT5+BIT6+BIT7; delay(); P2OUT=d; P1OUT=BIT3+BIT4+BIT5+BIT6+BIT7; delay(); 3. (选做) 串行方式控制数码管的显示 1） 画出单片机与 4 个数码管连接的原理图，分析控制方法； 2） 编程控制四个数码管从右到左、依次每个数码管分别循环显示 09、AF。 3） 用 4 个数码管做一个电子表，高两位数码管显示分钟值，低两位数码管显示秒值。每计数到 5分钟时

27、，控制蜂鸣器发出一报警声，然后又从 0 开始重新计时。 其中 1秒时间可通过延时完成，如执行 for (i=0; i<0x1FFFF;i+) ，约为 1 秒。本次实验对秒值长短精确度不要求。答：1) 原理图如下： 2) 编程控制四个数码管从右到左、依次每个数码管分别循环显示 09、AF。答:连线方式：将P1.0P1.3与S1S4相连，P1.4与DS相连，P1.5与SHCP相连，P1.6与STCP相连，SaSh与Q0Q7相连。程序如下：#include "io430.h"void output(char Data);void delay();const char LED

28、tab16=0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71;int main( void ) WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; P1SEL=0; P1SEL2=0; P1DIR=0XFF; P1OUT=BIT7; /初始化 while(1) P1OUT=BIT0+BIT7; /第一个数码管输出 for(int i=0;i<16;i+) output(LEDtabi); for(int i=0;i<0xffff;i+); P1OUT=BIT1+BIT7;

29、for(int i=0;i<16;i+) output(LEDtabi); for(int i=0;i<0xffff;i+); P1OUT=BIT2+BIT7; for(int i=0;i<16;i+) output(LEDtabi); for(int i=0;i<0xffff;i+); P1OUT=BIT3+BIT7; for(int i=0;i<16;i+) output(LEDtabi); for(int i=0;i<0xffff;i+); void output(char Data) /串行方式输出指定信号 for(int i=0;i<8;i+

30、) if(Data&BIT7)=0) P1OUT&=BIT4; else P1OUT|=BIT4; Data=Data<<1; P1OUT|=BIT5; delay(); P1OUT&=BIT5; P1OUT|=BIT6; delay(); P1OUT&=BIT6;void delay() /延时函数 for(int i=0;i<0xff;i+);3） 用 4 个数码管做一个电子表，高两位数码管显示分钟值，低两位数码管显示秒值。每计数到 5分钟时，控制蜂鸣器发出一报警声，然后又从 0 开始重新计时。答：在上述连线的基础上，将P1.7与BUZZ相

31、连，程序如下#include "io430.h"void delay();void second();void output(char Data);const char LEDtab10=0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F;unsigned char a,b,c,d;int main( void ) / Stop watchdog timer to prevent time out reset WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD; P1SEL=0; P1SEL2=0; P1DIR=0XFF; P1OUT=BIT7; /初始化 while(1) a=b=c=