杭州电子科技大学单片机自主式学习实验系统实验指导书

1、单片机自主式学习实验系统（单片机基础实验部分）实验指导书杭州电子科技大学2016年1月目录目录1实验一 开关量输入输出实验2实验二 LED轮换点亮实验3实验三 LED数码管显示实验5实验四 脉冲计数实验9实验五 LED数码管显示与按钮输入实验11实验六 点阵显示实验17实验七 单温度采集实验19 实验一 开关量输入输出实验一、实验要求1利用STC12C5A16S2单片机的P0口作开关量输入口，P1口作开关量输出口；2当P0.x端开关闭合时，对应的P1.x口的LED发光二极管点亮；当P0.x端开关断开时，对应的P1.x口的LED发光二极管不亮；3完成全部程序和电路调试工作。二、实验目的1掌握ST

2、C12C5A16S2单片机的最基本电路的设计；2了解单片机I/O端口的使用方法。三、电路图1 电路图四、接线说明1JP0连接JP10；2JP1连接JP4；3请勿将液晶屏和步进电机插上。五、原理说明1当P0.x端开关闭合时，P0.x端对应的IO口为低电平，将相应P0.x端对应的IO口值赋给P1.x端，二极管低电平点亮即可满足实验要求。六、程序设计入口P0电平值赋给P1循环图2 流程图实验二 LED轮换点亮实验一、实验要求1利用SN74HC573对STC12C5A16S2单片机的P0口进行扩展，驱动LED控制输出；2编写程序，使P0.0P0.7上的发光二极管循环点亮；P2.7控制SN74HC573

3、芯片的使能；3完成全部程序和电路调试工作。二、实验目的1掌握STC12C5A16S2单片机的I/O电路设计；2学习SN74HC573数据锁存输出方法。三、电路图1 电路图四、接线说明1JP0连接JP15； 2请勿将液晶屏和步进电机插上。五、原理说明1数码管低电平有效；2SN74HC573芯片，当锁存使能端LE为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。 图2 SN74HC573引脚功能图 图3 SN74HC573控制逻辑图图4 SN74HC573控制电路六、程序设计入口573锁存端打开点亮LED灯延时循环图5 程序流程图实

4、验三 LED数码管显示实验一、实验要求1P0口的2个扩展口作为段控口和位控口，通过使用P2.6和P2.7对SN74HC573芯片的使能。并在数码管上显示18。2完成全部程序和电路调试工作；二、实验目的1了解八段共阴极LED工作动态显示原理；2掌握单片机LED工作动态显示的方法；三、电路图1 电路图四、接线说明1. JP0连接JP15； 2请勿将液晶屏和步进电机插上。五、原理说明1U9作为数码管的段选，U7作为数码管的位选；2SN74HC573锁存芯片使用详见实验六。3LED采用的是七段共阴极数码管，显示器由8个发光二极管LED组成，其中包括7个细长型的LED和1个小数点型的LED。分别为a、b

5、、c、d、e、f、g、dp共8段，其中dp为小数点。如下图：图2 数码管原理图六、程序设计开始设定初现内容调用显示子程序图3 主程序流程图现场保护设定显示缓冲器首地址设定扫描码初值址查段码址送段码址清位控码址送位控码址延时显示缓冲单元地址加1址扫描码是否到头？清段码址清位控码址恢复现场址返回扫描码左移址保存新的扫描码址Y N 图4 显示子程序图实验四 脉冲计数实验一、实验要求1利用单片机的T1口对输入脉冲信号进行计数并在LED数码管上进行；2脉冲信号输入可来自T1按钮或外部信号，并进2级74LS14整形后再输入到T1端；3P0口的2个扩展口作为段控口和位控口，通过使用P2.6和P2.7对SN7

6、4HC573芯片的使能。并在数码管上显示脉冲数据；4利用INT0按钮作为启动/停止键，INT1按钮作为清0键，并按键采用中断响应；5系统复位时，显示“000000”，当第一次按下启动/停止键时，并有脉冲输入时开始计时，再按一次INT0按钮停止计数，再按又原基础上继续计数；当按下清0键时，停止计数并将数值恢复到“000000” 6完成全部程序和电路调试工作；二、实验目的1单片机计数原理；2掌握单片机多字节十进制值的加1表示方法；3掌握外部中断方法。三、电路图1 电路图四、接线说明1JP0连接JP15，J2的INP1口接脉冲（建议选用50%占空比，频率为500Hz的方波）； 2请勿将液晶屏和步进电

7、机插上。五、原理说明1SN74HC573锁存芯片使用详见实验六；2定时器、计数器说明参考实验十一。注：按钮控制均在外部中断中进行，建议将外部中断的引脚输入电平设置为下降沿有效，同时将外部中断的优先级设置为高。将计数器工作方式设置为2，并将其设置为每来一个脉冲即中断计数。六、程序设计计数中断该值到99？LED数码管最低2位十六进制值加1恢复现场中断返回YNLED数码管最低2位十六进制值清0该值到99？LED数码管次低2位十六进制值加1YNLED数码管次低2位十六进制值清0该值到99？LED数码管次高2位十六进制值加1YNLED数码管次高2位十六进制值清0该值到99？LED数码管次高2位十六进制值

8、加1YNLED数码管次高2位十六进制值清0图2 计数中断子程序实验五 LED数码管显示与按钮输入实验一、实验要求1P0口的2个扩展口作为段控口和位控口，通过使用P2.6和P2.7对SN74HC573芯片的使能。P3.2（INT0）作为按钮输入口构成一个“0#7”的8个按钮和8个LED的显示按钮电路，系统复位时，显示“HELLO-88”，当按下任意键时，在最右边LED上显示该键号，原显示内容自动左移。2完成全部程序和电路调试工作；二、实验目的1了解八段共阴极LED工作动态显示原理；2掌握单片机LED工作动态显示的方法；3掌握LED显示和按键输入联合控制的方法。三、电路图1电路图四、接线说明1JP

9、0连接JP15； 2请勿将液晶屏和步进电机插上。五、原理说明1U9作为数码管的段选，U7作为数码管的位选；2SN74HC573锁存芯片使用详见实验六。3LED采用的是七段共阴极数码管，显示器由8个发光二极管LED组成，其中包括7个细长型的LED和1个小数点型的LED。分别为a、b、c、d、e、f、g、dp共8段，其中dp为小数点。如下图：图2 数码管原理图4、通过对段控口写入不同的值，该LED将显示出相应的数。8个LED显示时，要想每位显示不同的字符，必须采用扫描显示方式，即在每一瞬间只使某一位显示相应字符。在此瞬间，段控口输入相应的段选码，位控口选择相应的LED，如此轮流，使得每一位显示该位

10、应显示字符，并保持延时一段时间，就可获得稳定的显示状态。5、按键检测可使用中断查询的方式：（1）当有按键按下，由于每个按键都与P3.2相连，就会触发INT0中断。（2）进入中断，使用while循环语句，向每一个位控口轮流发送低电平。（3）P3.2口检测到低电平时，说明对应的此按键是按下的，返回按键值。六、程序设计初始化开始显示子程序按键扫描子程序按键处理子程序图3 主程序流程图调用12次显示子程序现场保护送1#键扫描码？有按键按下？有按键按下？送2#键扫描码？有按键按下？。送8#键扫描码？有按键按下？新键标记位置0送全0扫描码图4 按键扫描程序流程图新键标记位置1送全0扫描码调用显示子程序有按

11、键按下？8#暂存现场恢复返回1#暂存2#暂存实验九 LED数码管显示与按钮输入实验一、实验要求1P0口的2个扩展口作为段控口和位控口，通过使用P2.6和P2.7对SN74HC573芯片的使能。P3.2（INT0）作为按钮输入口构成一个“0#7”的8个按钮和8个LED的显示按钮电路，系统复位时，显示“HELLO-88”，当按下任意键时，在最右边LED上显示该键号，原显示内容自动左移。2完成全部程序和电路调试工作；二、实验目的1了解八段共阴极LED工作动态显示原理；2掌握单片机LED工作动态显示的方法；3掌握LED显示和按键输入联合控制的方法。三、电路图1电路图四、接线说明1JP0连接JP15；

12、2请勿将液晶屏和步进电机插上。五、原理说明1U9作为数码管的段选，U7作为数码管的位选；2SN74HC573锁存芯片使用详见实验六；3LED采用的是七段共阴极数码管，显示器由8个发光二极管LED组成，其中包括7个细长型的LED和1个小数点型的LED。分别为a、b、c、d、e、f、g、dp共8段，其中dp为小数点。如下图：图2 数码管原理图4、通过对段控口写入不同的值，该LED将显示出相应的数。8个LED显示时，要想每位显示不同的字符，必须采用扫描显示方式，即在每一瞬间只使某一位显示相应字符。在此瞬间，段控口输入相应的段选码，位控口选择相应的LED，如此轮流，使得每一位显示该位应显示字符，并保持

13、延时一段时间，就可获得稳定的显示状态。5、按键检测可使用中断查询的方式：（1）当有按键按下，由于每个按键都与P3.2相连，就会触发INT0中断。（2）进入中断，使用while循环语句，向每一个位控口轮流发送低电平。（3）P3.2口检测到低电平时，说明对应的此按键是按下的，返回按键值。六、程序设计初始化开始显示子程序按键扫描子程序按键处理子程序图3 主程序流程图调用12次显示子程序现场保护送1#键扫描码？有按键按下？有按键按下？送2#键扫描码？有按键按下？。送8#键扫描码？有按键按下？新键标记位置0送全0扫描码图4 按键扫描程序流程图新键标记位置1送全0扫描码调用显示子程序有按键按下？8#暂存现

14、场恢复返回1#暂存2#暂存实验六 点阵显示实验一、实验要求1. 编写程序，使得LED点阵滚动显示0 1 2 3 4 5 6 7 8 9。2. 实验使用的LED点阵为8*8点阵，使用P0的扩展口和P1端口控制点阵的16个引脚。3. 数据来自P0的扩展口，由P2.6控制SN74HC573芯片的使能。4. 数字变换的为3s。二、实验目的1 学习LED点阵的控制原理；2 学习定时中断；3 学习单片机IO端口的使用。三、电路图1 电路图四、接线说明1. JP1连接JP13；JP0连接JP15； 2请勿将液晶屏和步进电机插上。五、原理说明1SN74HC573锁存芯片使用详见实验六；2定时器/计数器单片机的

15、定时器有两种计数速率：一种是12T模式，每12个时钟加1，与传统8051单片机相同；另外一种是1T模式，每个时钟加1，速度是传统8051单片机的12倍。T0的速率由特殊功能寄存器AUXR中的T0x12决定，如果T0x12=0，T0则工作在12T模式；如果T0x12=1，T0工作在1T模式。此处默认设置为12T模式，故与传统51定时相同，暂时可不必细究。故定时可参照传统51，介绍如下：51单片机内部有两个16位的可编程定时器/计数器，称为定时器0和定时器1。51定时器主要由定时器0，定时器1，定时器工作方式控制寄存器TMOD和定时器控制寄存器TCON组成。定时器0、定时器1是16位加法计数器，分

16、别由两个8位专用寄存器组成：定时器0由TH0和TL0组成，定时器1由TH1和TL1组成。每个机器周期的长度是12个振荡器周期。因为实验系统的晶振是11.0592MHz，所以定时常数的设置可按以下方法计算：机器周期=12÷11.0592MHz1.0857s（65536-定时常数）*1.0857S=50ms定时常数4C00H=19456 定时器工作方式定时器有四种工作方式，这四种方式由定时器工作方式控制寄存器TMOD中的M1和M0设置。计数器：MCS-51单片机内部有两个16位计数器，称为T0和T1。所谓计数器，是对外部事件脉冲进行计数。通过控制寄存器TCON对计数器进行设置；3中断/定

17、时器详见数据手册中断“51单片机中断系统详解(定时器、计数器)及程序”.六、程序设计定时中断现场保护重置时间初值字符数加13秒到？取字符列数据缓存首址重置时间循环次数单字符体列循环清0读字符数计算字符列数据单元地址查表字符列数据送字符列数据到相应缓存字符列循环数加1字符8列数据已更新？已更新10个字符？字符数清0恢复现场中断返回YYYNNN图2 流程图实验七 单温度采集实验一、实验要求1利用STC12C5A16S2单片机和ADC0808构成温度控制器。2用最左边的2只共阴极的八段数码管用来显示温度值。3温度传感器采用AT502热敏电阻，由于实际开发板资源限制，ADC0809数据口接单片机的P1

18、口，ADC0809的OE接单片机的P2.1，ADC0809的START和ALE接单片机的P2.2，ADC0809的EOC接单片机的P3.4。IN0IN7为 4路502AT热敏电阻输入， 4 .P2.6和P2.7作为SN74HC573芯片的使能，P0控制LED数码管5完成全部程序和电路调试工作。二、实验目的1了解A/D转换的基本原理；2了解A/D转换芯片0808的性能及编程方法；3掌握温度控制器的工作原理。三、电路图1 电路图四、接线说明1. JP0连接JP15，JP1连接JP8； 2. 温度传感器接J2的IN0和GND端；3请勿将液晶屏和步进电机插上。五、原理说明1SN74HC573锁存芯片使

19、用详见实验六；2. 定时器说明详见实验十一；3温度传感器使用的是AT502。它是一个负温度传感器。其阻值和温度的对应关系详见（附录一），由于该温度表为非线性，可以采用查表法，也可以采用分段线性处理方法；4ADC0809资料详见数据手册中的“ADC0809中文资料及参考程序”；重点说明：传统8051单片机的ALE脚对系统时钟进行6分频输出，可对外提供时钟，STC12C5Axx系列不对外输出时钟,如果传统设计利用ALE脚对外输出时钟,请利用STC12C5Axx系列的可编程时钟输出脚对外输出时钟, CLKOUT0/CLKOUT1/CLKOUT2)或XTAL2脚串一个200欧电阻对外输出时钟。传统80

20、51单片机时钟频率较高时，ALE脚是一个干扰源，所以STC89系列单片机增了AUXR特殊功能寄存器，其中的Bit0/ALEOFF位允许禁止ALE对系统时钟分频输出。单片机直接禁止ALE脚对系统时钟进行6分频输出,彻底清除此干扰源.也有利于系统的抗干扰设计。ADC0809的时钟接STC12C5A16S2的ALE脚，故需要单片机内部设定高低电平，模拟时钟，其中还需要设定sfr P4SW = 0xBB，P4SW.5脚必须置高，将ALE/P4.5脚设置成I/O口(相当重要，否者该引脚无输出)。ADC0809处理信号的快慢，是通过CLK端的输入信号频率控制的，而对于ADC0809来说，最高工作频率是64

21、0KHZ。程序中可用定时器设定，给IO口高低电平模拟时钟。六、程序设计图2 流程图定时器初始化开始每隔1S进行采样在数码管上显示温度附录一 502AT热敏电阻温度与阻值的关系: 温度 阻值k 温度 阻值k 温度 阻值k 0 13.2900 41.0000 2.8640 82.0000 0.8371 1.0000 12.7400 42.0000 2.7700 83.0000 0.8149 2.0000 12.2200 43.0000 2.6800 84.0000 0.7933 3.0000 11.7200 44.0000 2.5930 85.0000 0.7725 4.0000 11.2500

22、45.0000 2.5100 86.0000 0.7572 5.0000 10.8000 46.0000 2.4290 87.0000 0.7326 6.0000 10.3700 47.0000 2.3520 88.0000 0.7126 7.0000 9.9500 48.0000 2.2780 89.0000 0.6952 8.0000 9.5680 49.0000 2.2060 90.0000 0.6774 9.0000 9.1950 50.0000 2.1380 91.0000 0.6602 10.0000 8.8290 51.0000 2.0700 92.0000 0.6484 11.0000 8.4940 52.0000 2.0060 93.0000 0.6272 12.0000 8.1660 53.0000 1.9440 94.0000 0.6115 13.0000 7.8520 54.0000 1.8840 95.0000 0.5963 14.0000 7.5520 55.0000 1.8260 96.0000 0.5815 15.0000 7.2660 56.0000 1.7710 97.0000 0.5672 16.0000 6.9920 57.0000 1.7170 98.000