单片机原理及应用实验指导书

1、单片机原理及应用实验指导书湖南人文科技学院二00 一年三月实验一 I /O 口输出实验一LED流水灯实验、实验目的1、掌握单片机最小系统的构成；2、掌握I/O 口的使用及驱动能力的概念；3、熟悉移位指令和软件延时程序。、实验设备与器件1、计算机1台2、 PROTEUS单片机教学实验箱 FB-EDU-P51A三、实验原理如下图所示，用单片机控制 LED的亮与灭，在实验图中将 MCU的P1 口 与LED的阴极相连，当P1 口给低电平时，LED发亮，当P1 口给高电平时，LED熄灭。四、实验内容1、利用51单片机及8个发光二级管等器件，构成一个流水灯单片机系 统。2、用Keil C51软件创建程序3

2、、对程序进行编译与链接，建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真;4、实验板验证（1）用ISP下载hex程序到CPU（2）按连接表连接电路（3）检查验证结果五、实验报告在预习报告的基础上写出详细实验过程；画出实验原理图，写出单片机控 制程序，写出调试步骤与仿真方法，观察实验现象，得出实验结果，并分析实 验结果的正确性。六、预习要求1、单片机最小系统的构成2、单片机I/O 口的使用以及软件延时程序的编写。七、实验参考程序ORG 00HSTART:MOVR2,#8MOVA,#0FEHLOOP:MOVP1,ALCALLDELAYRL A；循环左移DJNZR2,LOOP;判断移动是否超过 8位,未超过

3、继续循环LJMPSTARTDELAY:MOVR5,#20；延时程序，延时0.2sD1:MOVR6,#20D2:MOVR7,#248DJNZR7,$DJNZR6,D2DJNZR5,D1RETEND实验二定时器实验一、实验要求用51单片机的P1.0 口接1个发光二级管，编写程序，控制发光二级管闪烁，时间间 隔1S,要求AT89C51内部定时器计时。、实验目的掌握单片机定时计数器定时方式的使用及编程方法。三、实验电路及连线1、Proteus实验电路02WFX1C 3 _L_U2R31 卜A >D1LED-¥ELI£Hnil>XTAL1P口酣0 口 PDLmCi 1 阳

4、那MxmuP03DJ PDLWDt PDISJP.DS 叩朋MRSTPDL7j0?W-WPSENP23M1ALE陀加2EA陀験灯F2.7M15P1D两M耳DP1.1P3.1/TXDP15P妙HFPMpiintFPl.iP3.4/TQP15P3£fTlP1.eP1J&WRP1.TPJ.T/FD-133021222、硬件验证实验（CPU板+006板）硬件连接表CPU板006板P1.0LED1+5V+5VGNDGND四、实验说明1. 主要知识点概述：关于内部计数器的编程， 主要是定时常数的位置和有关控制寄存器的设置。内部计数器在单片机中主要有定时器和计数器两个功能。本例使用的是定时

5、器，定时1S。CPU运行定时中断方式，实现每 1S输出状态发生一次反转，即发光二级管 1S亮一 次。定时器有关的寄存器有工作方式寄存器 TMOD和控制寄存器TCON。TMOD用于设 置定时器/计数器的工作方式 0-3,并确定用于定时还是计数。 TCON主要功能是为定 时器在溢出时设定标志位，并控制定时器的运行或停止。内部计数器用于定时器时，是对机器周期计数。每个机器周期的长度是12个振荡周期。本例中单片机晶振12MHZ，选用工作方式2，既8位自动重装方式定时器，定时器100us中断一次，所以定时常数的设置可按以下方法计算：机器周期=12/12MHZ=1us（256-定时常数）*1us=100u

6、s定时常数=156。然后对100us中断次数计数10000次，就是1S。2. 实验效果说明：发光二级管按设定的定时时间闪烁。五、实验参考程序：TICKEQU10000;10000 Wus=1sT100usEQU256-100;100us时间常数（12M ）C100usEQU30H;100us计数单元LEDBUFEQU40HLEDBITP1.0ORG00HLJMPSTART;跳至主程序ORG000BH;定时中断入口地址TOINT:PUSHPSW;状态保护MOVA,C100us+1JNZGOONDECC100us；秒计数值减1GOON:DECC100us+1MOVA,C100usORLA,C100

7、us+1JNZEXIT;100us计数器不为0,返回MOVC100us,#HIGH(TICK);100us计数器为0,重置计数器MOVC100us+1,#LOW(TICK)CPLLEDBUF;取反LEDEXIT:POPPSWRETISTART:MOVTMOD,#02H;方式2,定时器MOVTH0,#T100us;置定时器初值MOVTL0,#T100usMOVIE,#10000010B;EA=1，IT0=1SETBTR0;开始定时CLRLEDBUFCLRLEDMOVC100us,#HIGH(TICK);设置10000次计数值MOVC100us+1,#LOW(TICK)LOOP:MOVC,LEDB

8、UFMOVLED,CLJMPLOOPEND实验三多个中断同时存在实验、实验目的1、了解MCS-51中断系统2、了解中断嵌套及中断优先级的概念和编程方法。二、实验设备与器件1、计算机1台2、PROTEUS单片机教学实验箱 FB-EDU-P51A三、实验原理如下图所示，在实验图中将MCU的P1 口与LED的阴极相连，外部中断 未发生时，系统通过定时器定时的方法，使 LED做流水灯操作，当有中断产 生，LED闪烁5次，完毕返回。1amwDOphibd!:PD.4#DI-ms闻PDIACCHCTPHTJAD1FZLWhLJEEA*>0111rawnnPILSflJ5MJwrFTfil L站呵Pi

9、门riiB*!1MrnrIJ三、实验内容1、 利用P3.2接一个外部中断输入，同时使用到单片机定时器中断，通过 P1 口连接8个发光二级管显示中断的作用。2、用Keil C51软件程序3、 对程序进行编译与链接，建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真;4、实验板验证（1）用ISP下载hex程序到CPU（2）按连接表连接电路（3）检查验证结果五、实验报告在预习报告的基础上写出详细实验过程；画出实验原理图，给出设计程序 分析实验现象，得出实验结果。六、预习要求1、MCS-51中断系统与定时器的编程。2、中断优先级：51系统有高、低两个中断优先级。各中断的优先级通过 中断优先寄存器（IP）进行设定

10、。在进行中断响应时，高优先级可以打断低优 先级的中断服务，形成中断嵌套。七、实验参考程序ORG0000HLJMPSTARTORG0003H;外部中断入口LJMPEXTORG000BH;定时中断入口LJMPTIMSTART: MOVSP,#70H;建立堆栈区MOVTMOD,#00000001B；定时器0，工作方式1MOVTH0,#HIGH(65536-10000)5MOVTL0,#LOW(65536-10000);装计数器初值SETBTR0;TR0置1，定时开始MOVIE,#10000011B;开总中断，定时器 0中断允许MOVIP,#00000001B;设定外部中断0优先级高MOVR3,#10

11、0;定时溢出次数MOVR1,#0FEH5LJMP$ * TIM:PUSHACCPUSHPSW;现场保护MOVTH0,#HIGH(65536-10000)MOVTL0,#LOW(65536-10000);重赋计数值DJNZR3,LOOPMOVR3,#100MOVA,R1MOVP1,ARLAMOVR1,A;移位LOOP:POPPSWPOPACC;恢复现场RETI * 55；外部中断服务程序，闪烁5EXT:PUSHACCPUSHPSWMOVA,#00MOVR2,#10LOOP3:MOVP1,ACALLDELAYCPLADJNZR2,LOOP3POPPSWPOPACCRETI * ;延时程序DELAY

12、:MOVR5,#20D1:MOVR6,#20D2:MOVR7,#248DJNZR7,$DJNZR6,D2DJNZR5,D1RETEND实验四8051与PC之间串行通信实验一、实验目的1掌握8051单片机串行口软件编程和硬件使用方法；2、了解Proteus虚拟终端的使用；3、 了解PC超级终端（串口调试助手）和 RS232的使用。二、实验设备与器件1、计算机1台2、PROTEUS单片机教学实验箱 FB-EDU-P51A三、实验原理如下图所示，将单片机与的串行口通过串口线与PC机的COM 口相连，另外将单片机的P3.5与任一按键连接，当键盘按下的时候，开始发送字符， 在PC的调试终端出现在程序所设

13、定的字符。U1 dPunnoDPU1JRDIPU2MD3XTwaPDWD4P0i.5ftD5RSTPft6ftD6 PDLTADr皑瞬PSIZMALEP2.M17瓯P2M1IP1DP1.1F12PZTJR15Dl 1JTVI1P32/1MTTPSJfliiTrRIJ阳EP15PlJOUtlHF17F3.TD一-一?C1I四、实验内容1、51单片机的串行口经 MAX232 （实际使用MAX202，二者功能一样） 电平转换后，与PC串口相连，实现51和PC的通信。2、用Keil C51软件创建程序3、 对程序进行编译与链接，建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真;4、实验板验证（1）用ISP下载

14、hex程序到CPU（2）按连接表连接电路（3）检查验证结果五、实验报告在预习报告的基础上写出详细实验过程；画出实验原理图，写出单片机控 制程序，得出实验结果，修改程序，观察实验结果。六、预习要求1、MAX232工作原理和Proteus虚拟终端使用。在简单的应用中，最常用的是 MAX232电路。它只需要有3条线即可完 成通信，分别是 第二脚RXD ,第3脚TXD，第5脚GND。串行通信与单片 机之间的接口：由于串行通信的电平逻辑定义是 +15V（高电平1）-15V（低电 平0）而单片机中分别用5V ,0V来表示1,0它们之间必须通过电平转换才可 以完成通信。2、单片机的串行口的发送与接收。七、实

15、验参考程序ORG0000HMOVSCON,#50HMOVTMOD,#20HMOVPCON,#00HMOVTH1,#0FdHMOVTL1, #0FdHSETBTR1WRIT:JBP3.5,$ACALLDELAY10JBP3.5,WRITJNBP3.5,$MOVA, #01HMOVSBUF,AAJMPWRITDELAY10:MOVR1,#20D2:MOVR2,#248DJNZR2,$DJNZRETENDR1,D2；预置初值，设波特率为 9600K；将16进制的字符01发送到串口去;10毫秒延时子程序实验五矩阵键盘扫描实验、实验目的1理解矩阵键盘扫描的原理；2、掌握矩阵键盘与51单片机接口的编程方法

16、。、实验设备与器件1、计算机1台2、 PROTEUS单片机教学实验箱FB-EDU-P51A三、实验原理如下图所示，用单片机的P1 口控制矩阵键盘，P1.0P1.3控制键盘的行,P1.4P1.7控制键盘的列，当键按下的时候，在数码管上显示相应的键值。I- 1M BJ- -i»C!Q 二©1-< o_q c一4 二©0a-D-SL-O 0 f8 二&j 0_pJ iJc_I-C二®-o 1巧.口 ：J=L3心o*XnU-U-A S四、实验内容1、利用4X4 16位键盘和一个7段LED构成简单的输入显示系统，实现 键盘输入和LED数码管显示实验。

17、2、用Keil C51软件创建程序3、 对程序进行编译与链接，建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真;4、实验板验证（1）用ISP下载hex程序到CPU（2）按连接表连接电路（3）检查验证结果五、实验报告在预习报告的基础上写出详细实验过程；画出实验原理图，写出动态键盘 扫描程序控制程序及主程序六、预习要求1、了解单片机的并行输入输出口2、键盘扫描原理，过程如下：首先扫描键盘，判断是否有键按下，再确 定是哪一个键，计算键值，输出显示。七、实验参考程序ORG 0000HAJMP MAINORG 0030HMAIN:MOV DPTR,#TABLE；将表头放入 DPTRLCALLKEYMOVC A,

18、A+DPTRMOV P2,ALJMP MAIN；调用键盘扫描程序;查表后将键值送入 ACC;将ACC值送入P0 口;返回反复循环显示KEY:LCALL KS;调用检测按键子程序JNZ K1;有键按下继续LCALL DELAY2;无键按调用延时去抖AJMP KEY;返回继续检测按键K1:LCALL DELAY2LCALL DELAY2;有键按下延时去抖动LCALL KS;再调用检测按键程序JNZ K2;确认有按下进行下一步AJMP KEY;无键按下返回继续检测K2:MOV R2,#0EFH;将扫描值送入 R2暂存MOV R4,#00H;将第一列值送入R4暂存K3:MOV P1,R2;将R2的值送

19、入P1 口L6:JB P1.0,L1;P1.0等于1跳转到L1MOV A,#00H;将第一行值送入ACCAJMP LK;跳转到键值处理程序L1:JB P1.1 ,L2;P1.1等于1跳转到L2MOV A,#04H;将第二行的行值送入 ACCAJMP LK;跳转到键值理程序进行键值处理L2:JB P1.2 ,L3;P1.2等于1跳转到L3MOV A,#08H;将第三行的行值送入 ACCAJMP LK;跳转到键值处理程序L3:JB P1.3,NEXT;P1.3等于1跳转到NEXT处MOV A,#0cH将第四行的行值送入 ACCLK:ADD A,R4;行值与列值相加后的键值送入APUSH ACC;将

20、A中的值送入堆栈暂存K4:NEXT:KS:DELAY2:LCALL KSJNZ K4POP ACCRETINC R4MOV A,R2JNB ACC.7,KEYRL AMOV R2,AAJMP K3MOV P1,#0FHMOV A,P1XRL A,#0FHRET；调用按键检测程序；按键没有松开继续返回检测；将堆栈的值送入 ACC；将列值加一將R2的值送入A；扫描完至KEY处进行下一扫描；扫描未完将A中的值右移一位进行下一列的扫描；将ACC的值送入R2暂存；跳转到K3继续；将P1 口高四位置0低四位值1；读 P1 口；将A中的值与#0FH相异或；子程序返回;40ms延时去抖动子程序MOV R5,#

21、08HL7:L8:MOV R6,#0FAHDJNZ R6,L8DJNZ R5,L7RET；七段显示器数据定义DB 0C0H, 0F9H, 0A4H, 0B0H, 99H;01234DB 92H,82H,0F8H, 80H,90H;56789DB 88H,83H,0C6H,0A1H, 86H;ABCDEDB 8EH；FEND；程序结束TABLE:实验六82551/0扩展实验、实验目的1、了解8255芯片结构及编程方法;2、了解8255输入/输出实验方法。、实验设备与器件1、计算机1台2、PROTEUS单片机教学实验箱 FB-EDU-P51A三、实验原理原理图如下图所示，利用8255可编程并行口芯

22、片，实现输入/输出实验， 实验中用8255 PA 口做输出，外接8个发光二极管，PB 口作输入外接8个按 键，通过按键控制8个发光二极管的熄与灭。那HT4M 碾区-E-&去四、实验内容：1、利用8255可编程并行口芯片，实现输入/输出2、用Keil C51软件创建程序3、 对程序进行编译与链接，建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真;4、实验板验证（1）用ISP下载hex程序到CPU（2）按连接表连接电路五、实验报告在预习报告的基础上写出详细实验过程； 画出实验原理图，观察实验现象, 写出结果。六、预习要求了解8255A的工作原理及其应用和编程方法七、实验参考程序PA- >PB

23、:流水灯：ORG 00HORG 00HMAIN:ACALL DELAYMAIN:ACALL DELAYMOV DPTR,#7003HMOV DPTR,#7003HMOV A,#82HMOV A,#82HMOVX DPTR,AMOVX DPTR,ALOOP:MOV DPTR,#7001HMOV A,#11111110BMOVX A,DPTRMOV DPTR,#7000HMOV DPTR,#7000HLOOP:MOVX DPTR,AMOVX DPTR,ARL ASJMP LOOPACALL DELAYDELAY: MOV R1,#00HSJMP LOOPDLP:MOV R2,#50HDJNZ R2

24、,$DJNZ R1,DLPRETDELAY:ENDEND实验七A/D转换实验一、实验目的1、了解A/D转换与单片机的接口方法；2、了解ADC0809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。二、实验设备与器件1、计算机1台2、PROTEUS单片机教学实验箱 FB-EDU-P51A三、实验原理原理图如下图所示，实验用的 ADC0808是8位A/D转换器，每采集一次 一般需100虫。本实验可采用延时方式或查询方式读入 A/D转换结果，也可以 采用中断方式读入结果，在中断方式下，A/D转换结束后会自动产生 EOC信号，将其与CPU的外部中断相接。调整电位计，得到不同的电压值，转换后

25、的数据通过发光二级管输出。JCTAtZ*STATBK：5? HET-DI?1ni2D2二03dD5QDfTur31HT2i.irra&巧11TlEf-|：+：i VRer®AECXHJHROM：PZMiD Hl I P71AI2 临侧口 P渤忖 P7.1AI5FDDDCI PDlrtDiFD2MD7 吨护M HLMUH 巾弘皿 PDGMDE FDTDFFlIffiXD M.yrxB P3HV1TD KJJ*TTF”Tjnsffi_ rawiiT 总T用T"-ClDCk5FWTOUT2DUT1 OVTEVT5OUT6 ounWDD A MbD s 丘D口匚叭四、实验内

26、容：1、利用ADC0808/（0809）做A/D转换器，由实验板上的电位器提供模拟量 输入，编制程序将模拟量转换成二进制数字量，用 P1 口输出到发光二极管显 示，或通过八段码数码管将数值显示出来。2、用Keil C51软件创建程序3、 对程序进行编译与链接，建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真;4、实验板验证（1）用ISP下载hex程序到CPU（2）按连接表连接电路五、实验报告在预习报告的基础上写出详细实验过程； 画出实验原理图，观察实验现象, 写出结果。调节电位器的电压大小，观察数管的显示值。六、预习要求A/D转换器的工作原理及控制方式 七、实验参考程序ADCDATA EQU35H;存

27、放转换后的数据STARTBITP2.1OEBITP2.7EOCBITP2.3CLOCKBITP2.0ADD_ABITP2.4ADD_BBITP2.5ADD_CBITP2.6ORG0000HLJMPMAINORG0100HMAIN:CLRADD_ACLRADD_BCLRADD_C;选择ADC0808的通道0WAIT:CLRSTARTSETBSTARTCLRSTART;启动转换CLOOP:CPLCLOCKJNBEOC,CLOOP;等待转换结束SETBOE;允许输出MOVADCDATA,P1；暂存转换结果CLROE;关闭输出MOVPO,ADCDATALJMPWAITEND实验八D/A转换实验一、实验目的了解D/A转换的基本原理及DAC