单片机新实验指导书

1、 单片机原理及其应用实验指导书天津理工大学电信学院教学实验中心单片机实验开发系统的使用方法一、单片机教学实验开发系统的工作环境1、 建立工作环境 单片机实验开发系统的工作环境基于WINDOWS界面。硬件环境：微型计算机一台 EL-III型单片机实验开发系统一台软件环境：单片机教学实验开发系统集成开发环境（开发调试软件）2、进入集成开发环境用串行口线将微型计算机和实验系统的串行口相连，接通实验系统电源,打开计算机进入WIN界面。打开实验系统电源，显示器显示“199502”，稍后显示“P”。若开机后未显示“P”，请按复位键RST。双击桌面MCS51实验系统图标，设置串行口：COM1、波特率：960

2、0 ，按实验台上的复位键RST，计算机与实验系统实现通信连接，连接成功，显示器显示“C_”,计算机进入EL型8051教学实验集成开发环境,并与下位机处于连机状态。否则，重新连接。二、集成开发环境的使用方法1、编辑、 建立新文件 点击新建图标A，弹出编辑窗口，就可按照MCS-51汇编语言程序格式编写汇编语言源程序，编写完毕，存盘。存盘： 点击保存图标，弹出保存为对话框保存在（I）：E盘文件名（N）：XXX （随意取，但文件名中不能含有符号“”“”）保存类型（T）：汇编语言源程序文件（*ASM）按保存按钮后，则新建汇编语言源程序文件存入E盘。、调试已保存文件点击打开图标，弹出打开对话框搜寻（I）：

3、 E盘文件名（N）：文件类型（T）：汇编语言源程序文件（*ASM） 对话框中显示E盘所有汇编语言源程序文件及文件夹。若文件保存在E盘，在对话框中选中要打开的文件，点击打开按钮，则该文件在编辑窗口被打开。 若文件保存在文件夹内，则点击该文件夹，点击打开按钮，该文件夹在对话框中被打开。再在对话框中选中要打开的文件，点击打开按钮，则该文件在编辑窗口被打开。2、汇编 点击汇编图标，计算机自动对编辑好的汇编语言源程序进行汇编，并弹出编译结果对话框，指出汇编结果有无错误。若无错误，将生成目标文件.OBJ、列表文件.LST，且自动向下位机下载.OBJ文件。若有错误，在编译结果对话框内提示错误信息（指出有几处

4、错误），以便于修改。需要指出的是这里指出的是语法错误，而不是逻辑错误。修正错误的方法：点击打开图标，弹出打开对话框搜寻（I）： E盘文件名（N）：文件类型（T）：所有文件（*.*） 对话框中显示E盘所有文件及文件夹。若文件保存在E盘，在对话框中选中该文件的.LST文件，点击打开按钮，则该文件的.LST文件在编辑窗口被打开。 .LST文件中指出错误所在之处，且用“”提示。此时回到.ASM文件的编辑窗口修改错误，重新汇编，直至无错误为止。 值得注意的是.LST文件只能指出程序中错误的所在之处，不能修正，必须回到.ASM文件的编辑窗口修改错误。3、调试 汇编语言源程序经过编辑、汇编，生成.OBJ文件

5、且下载至下位机后，才能进行调试。调试时需点击调试图标，激活各调试功能图标及寄存器、存储器窗口。调试可分为 全速运行、单步调试、跟踪调试、执行到光标行。在此过程中可以进行程序复位，如果下位机处于全速运行状态时，只能进行系统复位。、 停止调试：指所有调试功能图标及寄存器、存储器窗口失效，同时激活调试图标。、 程序复位：指被调试程序复位。即 PC=0000H、 设置、清除断点：将光标移至程序中某行，按此键，则在该处设置了断点，程序运行至该处停下来。、 跟踪调试：跟踪执行程序，跟踪子程序。、 单步调试：单步执行程序，不跟踪子程序。、 执行到光标行：将光标移至程序中某行，执行中忽略程序中所有断点，执行到

6、光标行。、 全速运行：程序从当前PC执行，遇到断点后返回监控，若无断点程序将失去控制。若停止调试，点击停止调试，激活调试图标。4、寄存器、存储器窗口R：寄存器窗口包括：单片机内部PC、DPTR、ACC、B、SP、PSW、R0-R7、IE、IP、TMOD、TCOD、TH0、TL0、TH1、TL1、SCON、SBUF寄存器。单击R，打开寄存器窗口，显示以上所有寄存器及内容。光标移至某一寄存器，可修改该寄存器内容。I：内部存储器窗口单击I，打开内部存储器窗口，显示单片机内部RAM 00H-3FH 单元内容。双击首行地址，可修改内部存储器窗口中首行地址，（其他行地址随之改变）。单击某一存储单元，可修改

7、该存储单元内容。E：外部存储器窗口单击E，打开外部存储器窗口，显示单片机外部RAM 4000H-403FH 单元内容。双击首行地址，可修改外部存储器窗口中首行地址，（其他行地址随之改变）。单击某一存储单元，可修改该存储单元内容。三、汇编语言源程序的结构（程序格式）在集成开发环境下，汇编语言源程序遵循的程序格式如下：ORG 4000HLJMP MAINORG 4100HMAIN：MOVR0，#40H END 实验一 数据传送程序设计一、 实验目的1、基本掌握在EL-III型单片机教学实验、开发系统上编辑、汇编、调试、运行MCS-51汇编语言程序过程。2、熟悉MCS51单片机指令系统。3、练习编写

8、简单程序，学习基本的MCS51汇编语言程序设计方法。4、掌握8031内部RAM和外部RAM的数据操作，了解这两部分RAM存储器的特点和应用。二、 实验内容1、设计并调试一个数据传送程序。将8031内部RAM 40H-4FH置入初值00H-0FH，然后将40H-4FH 中的这些数据传送到外部RAM 5000H-500FH中，再将5000H-500FH中的这些数据传送到8031内部RAM 30H-3FH中。 2、设计并调试一个程序。两个三字节无符号数相加，被加数存放在片外RAM的5000H5002H中（低位在前），加数存放在片内RAM的50H52H中（低位在前），要求将相加之和存放在50H一52H

9、之中（低位在前）。（注意：程序运行前先将数据送入存储单元中）如 被加数：（5000H）=89H 加数： （50H）=A7H （5001H）=F5H （51H）=4EH （5002H）=32H （52H）=5BH三、实验设备1、微型计算机一台2、EL-III型单片机实验开发系统一台四、程序参考流程图1、程序1参考流程图 开始置内部RAM地址指针（R0）=40H置字节长度（R2）=10H 数据00HA （A）的数据送内部RAM （A）+1A修改地址指针（R0）+1R0 （R2）-1 =0 ？ N Y 置内部RAM地址指针（R0）=40H置外部RAM地址指针（DPTR）=5000H置字节长度（R2）

10、=10H 内部RAM中的数据送AA中的数据送外部RAM 修改地址指针（R0）+1R0（DPTR）+1DPTR （R2）-1=0 ？ N Y置外部RAM地址指针（DPTR）=5000H置内部RAM地址指针（R0）=30H置字节长度（R2）=10H 外部RAM中的数据送AA中的数据送内部RAM 修改地址指针（R0）+1R0（DPTR）+1DPTR（R2）-1=0 ？ N Y程序结束 踏步等待 2、程序2参考流程图由同学自行设计五、实验报告要求1、整理好执行正确的程序。2、写出完整的实验报告。 实验二 I/O口直接使用与简单I/O口扩展一、实验目的1、 了解P1口作为输入、输出方式使用时，CPU对P

11、1口的操作方式。2、 学习P1口做输入、做输出时的使用方法。3、学习在单片机系统中扩展简单I/O接口的方法。二、实验内容1、I/O口直接使用P1口做输出口，接八只发光二极管，编写程序，使发光二极管循环点亮。2、简单I/O口的扩展P1口做输入口，接八个拨动开关，扩展74LS273做输出口，编写程序，读取开关状态，并将此状态通过发光二极管显示出来。三、实验设备1、微型计算机一台2、EL-III型单片机实验开发系统一台四、编程说明延时程序的实现常用两种方法，一是用定时器中断实现，一是用指令循环实现。本实验采用后一种方法，延时0.1秒或1秒。（也可以用定时器中断实现） 五、实验电路 图1： P1口做输

12、出 图2 ：P1口做输入，74LS273做输出六、连线方法1、I/O口直接使用P1口P1.0P1.7接发光二极管L1L8。2、简单I/O口的扩展P1口P1.0P1.7接拨动开关K1K8，74LS273的0007接发光二极管L1L8，片选端CSU8 接CS0。（此时74LS273的片选信号地址为CFA0H）七、程序参考流程图程序1参考流程图： 程序2参考流程图： 开始 开始置初值：点亮最左边发光二极管P1口锁存器置“1”输出到P1口从P1口输入开关状态码A延时0.1秒码A从74LS273输出开关状态循环左移一位以显示下一位循环左移一位以显示下一位实验三 显示器接口实验 一、 实验目的1、 掌握8

13、031单片机输入输出接口扩展方法。2、 掌握用一个段锁存器，一个位锁存器同时显示多位数字的技术。3、 掌握七段LED显示器的工作原理、段数据表的设计。4、 掌握动态显示子程序的设计与调试。二、 实验内容利用单片机实验开发系统设计显示器接口电路及显示程序。1、 设计并调试出能显示0、1、2、3、4、5、6、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F的段数据表。2、 编写并调试一个6位LED显示器的通用显示子程序。该子程序的功能是将8031片内RAM中显示缓冲区的内容在LED显示器上显示。3、 编写并调试一个主程序，该主程序先对显示缓冲区设置初值，然后循环调用所设计的显示子程序，使显示器显示数字，例如

14、显示你的学号。三、实验设备1、微型计算机一台2、EL-III型单片机实验开发系统一台四、实验线路与实验原理本实验使用EL-III型单片机教学实验、开发系统上的显示器接口电路，它的线路原理图如图所示。 本试验采用动态显示。动态显示就是一位一位地轮流点亮显示器的各个位（扫描）。将8031CPU的P1口当作一个锁存器使用，74LS273作为段锁存器。五、连线方法1.将CPU 板的P1.0P1.5与实验箱数码管的输入LED6LED1相连;2.实验箱244/273 PORT单元的O0O7与数码管单元的LEDALEDDp相连;3.片选信号CS273与CS0相连;4.去掉实验箱上数码管右侧的短路子连接（跳线

15、帽）;六、实验程序参考流程图1、 主程序参考流程图（图a） 2、 动态显示子程序参考流程图（图b） 开始R0指向显示缓冲区首址30H 开始先点亮最左边LED式式吗栈指针初始化位控制信号送P1口显示缓冲区置入初值 调用显示子程序取显示数据查表取字型码 送出一位显示 延迟2ms指向下一个缓冲单元 （R0）+1R0 最右边一位（第0位）显示吗？ Y N N位控信号右移一位 返回 实验四 A/D转换器（ADC0809接口）实验一、实验目的1、 了解A/D转换芯片ADC0809的转换性能及编程方法。2、 掌握A/D转换芯片ADC0809与8031单片机的接口方法。3、 通过实验了解单片机如何进行数据采集

16、。二、实验内容利用实验台上的ADC0809、电位器、LED显示器等设计数据采集系统。实验台上的电位器可提供三路模拟电压信号输入，编制程序，将模拟量转换成数字量，实现数据采集。请同学视自身情况，利用实验环境，实现一路或多路数据采集。在单片机8031内部RAM中开辟采集结果存储区，将采集结果存入该区域中。也可用六位LED显示器分别显示三路模拟量转换的结果。三、实验设备1、微型计算机一台2、EL-III型单片机实验开发系统一台四、实验原理ADC0809芯片带有8路模拟开关，为8路模拟信号输入端IN0IN7。ADC0809的地址输入端ADD-A、ADD-B、ADD-C分别与8031单片机地址线 A0、

17、A1、A2相连，以选通IN0IN7任一个通道。实验电路中将IN0、IN1、IN2分别连接KB0、KB1、KB2，形成三路模拟电压信号输入。ADC0809的START端为A/D转换启动信号，ALE端为通道地址锁存信号，将其相连，以便同时锁存通道地址并开始A/D采样转换。启动A/D转换只需执行指令MOVX DPTR，A 产生写信号，使ALE、START同时有效，锁存通道号并启动A/D转换。A/D转换结束，自动产生EOC信号。在中断方式下，将其与8031的 INT0 引脚相接，作为中断请求信号。在中断服务程序中，用指令MOVX A，DPTR 产生读信号，使OE有效，将转换结果读入CPU，然后送至存储

18、单元。五、实验电路 六、实验连线1、ADC0809的片选信号CS0809 接CS1。（此时ADC0809的片选地址为CFA8H）2、电位器的输出信号AN0接0809的ADIN03、ADC0809的EOC接单片机8031的INT0七、实验报告要求1、 整理好执行正确的程序。注意：通过观察内部存储器窗口相应区域中的内容，判断转换结果是否正确。2、写出完整的实验报告。八、程序参考流程图1、主程序参考流程图 2、中断服务程序参考流程图开始本路转换结束？置堆栈指针 N Y读取转换结果存入转换结果存储区置通道计数器R2=3置R1为转换结果存储区地址指针通道号加1转换结果存储区地址指针加1转换结果存储区清0

19、 通道计数器R2-1=0？ 允许外部中断0请求中断 N Y设三路转换结束标志=0 Y置三路转换结束标志=1 选通A/D0809 0通道中断返回启动A/D0809三路转换结束标志=1？启动A/D0809NY中断返回 Y 调用显示程序，显示 实验五 D/A转换器（DAC0832接口）实验一、实验目的1、了解D/A转换的基本原理。2、了解D/A转换芯片0832的性能及编程方法。3、掌握单片机与DAC0832的接口电路设计及D/A转换程序的设计方法。二、实验内容利用实验台上的DAC0832芯片设计D/A转换器，编制程序，产生锯齿波、三角波。用示波器观测输出波形，或用万用表测试实验电路的输出端OUT，应

20、能测出不断加大或减小的电压值。三、三、实验设备1、微型计算机一台2、EL-III型单片机实验开发系统一台四、实验原理D/A转换是把数字量转换成模拟量的变换，从DAC0832输出端输出的是模拟电流信号。在实际应用中往往需要电压输出形式，因此实验电路由DAC0832和双运算放大器组成，接上运放来实现电流转换为电压。当数字量输入在00HFFH范围时，电压的输出为0XV或0XV这种方式称为单极性输出，若电压的输出为±XV则称为双极性输出。在实际应用中，不仅需要单极性输出，还需要双极性输出，实验电路应用双运放来实现两种极性输出。实验电路的输出端OUT输出模拟电压信号，锯齿波和三角波的产生只需由

21、累加器A中所存放的数字量的增减来控制。当A0=0时，可锁存输入数据；当A0=1时，可启动转换输出。要进行D/A转换，典型程序段如下：MOV DPTR，#PORTMOV A，#DATAMOVX DPTR，AINC DPTRMOVX DPTR，A其中第二次输出是一个虚拟写过程,目的是产生一个 WR 信号，启动D/A。五、实验电路六、实验连线1、 DAC0832的片选CS0832接CS0，（此时DAC0832的片选地址CFA0H）。输出端OUT接示波器探头。2、将短路端子DS的1、2短路七、输出波形 Vout Vout +2.5v +2.5v t t -2.5v 锯齿波输出波形 三角波输出波形开始八

22、、程序参考流程图1、 锯齿波程序参考流程图2、 三角波程序参考流程图设置转换初值选通D/A通道启动D/A转换数字量加1开始调用延时子程序设置转换初值数字量加1为FF？选通D/A通道启动D/A转换选通D/A通道数字量加1启动D/A转换调用延时子程序 数字量减1数字量加1为FF？N Y调用延时子程序 Y数字量减1为0？程序1： ORG 4000HLJMP MAINORG 4100HMAIN：MOVR0，#40HMOVR2，#10HMOVA，#00HMA1：MOVR0，AINC AINC R0DJNZ R2，MA1MOVR0，#40H MOV DPTR，#5000HMOV R2，#10HMA2：MO

23、VA，R0MOVX DPTR，AINC R0INC DPTRDJNZ R2，MA2MOVR0，#30H MOV DPTR，#5000HMOV R2，#10HMA3：MOVX A，DPTRMOVR0，AINC R0INC DPTRDJNZ R2，MA3MA4： AJMP MA4END程序2：ORG 0000HLJMP MAINORG 4100HMAIN：CLR CMOV DPTR，#5000HMOV R0，#50HMOV R7，#03HLOOP：MOVX A，DPTRADDC A，R0MOV R0，AINC R0INC DPTRDJNZ R7，LOOPHERE：AJMP HEREEND实验二参考

24、程序清单程序1：ORG 4000HLJMP STARTORG 4100HSTART：MOVA，#01HLOOP：MOVP1，AMOVR2，#0FFHDEL1：MOVR3，#0FFHDEL2：DJNZ R3，DEL2 DJNZ R2，DEL1 RL AAJMP LOOPEND程序2：ORG 4000HLJMP STARTORG 4100HSTART：MOVP1，#0FFHLOOP：MOVA，P1MOVDPTR，#0CFA0HMOVXDPTR，AAJMP LOOPEND 实验三参考程序清单ORG 4000HLJMP STARTORG 4100HSTART：MOVSP，#50H MOV R0，#30

25、H MOV R0，#01HINC R0 MOV R0，#02HINC R0 MOV R0，#03HINC R0 MOV R0，#04HINC R0 MOV R0，#05HINC R0 MOV R0，#06HSTA1： ACALL DIS AJMP STA1DIS： MOV R0，#30HMOV R2，#0DFHMOV A,2LD0： MOV P1, MOV A,R0 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#0CFA0H MOVX DPTR,AACALL TIMEINC R0MOV A，R2JNB ACC.0，LD1RR AMOV R2，AAJMP LD0LD

26、1： RETTAB： DB 3FH，06H，5BH，4FH，66H，6DHDB 7DH，07H，7FH，6FH，77H，7CH DB 39H，5EH，79H，71H，40H，00HTIME： MOV R7，#04HLD2： MOV R6，#0FFHLD3： DJNZ R6，LD3DJNZ R7，LD2RETEND实验四参考程序清单ORG 0000HLJMP STARTORG 4003HAJMP INTORG 4100HSTART：MOV SP，#60H M1：MOV R1，#40HMOV R2，#03HMOV 40H，#00HMOV 41H，#00HMOV 42H，#00HMOV IE，#81

27、HMOV IP，#01HCLR 00HMOV DPTR，#0CFA8HMOVX DPTR，A M2：JNB 00H，M2 LCALL DIRAJMP M1INT：JNB P3.2，INTMOVX A，DPTRMOV R1，AINC DPTRINC R1DJNZ R2，M3SETB 00HRETIM3：MOVX DPTR，ARETIDIR：ACALL ZHHMOV R0，#30HMOV R3，#0DFHMOV A，R3LD0：MOV P1，AMOV A，R0MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#0CFA0H MOVX DPTR,AACALL TIMEINC R0MOV A，R3JNB ACC.0，LD