微机原理及接口技术实验指导书2014

1、微机原理与接口技术实验指导书电气与自动化工程学院常熟理工学院二零一三年八月单片机实验设备开发环境的建立和开发软件使用介绍一、 PL2303 USB转串口驱动程序的安装单片机电路下载方式采用PL2303硬件驱动方式，需要安装PL2303驱动软件，安装步骤如下：1、打开“PL2303_Prolific_DriverInstaller_v110.exe”文件，双击安装，安装界面如图1-1所示：图1-1 PL2303驱动安装界面2、点击“下一步”，系统自动设置路径安装驱动图1-2 PL2303驱动安装完成界面3、点击 “完成”，即完成了PL2303驱动的安装。4、安装不成功的解决办法如果发现设备管理器

2、中的串口驱动是感叹号或者是问号， 则表示没有安装成功或者没有安装，如图1-3所示，右键点击更新驱动程序，如图1-4，按照提示完成驱动程序的更新，更新过程如图1-5、图1-6和图1-7所示。图1-3 PL2303安装不成功图1-4 更新驱动程序软件图1-5 浏览查找驱动程序软件图1-6 浏览PL203驱动文件夹目录图1-7 安装完成5、查看设备管理器中USB串口驱动，成功检测到串口号，驱动安装成功，如图1-8所示。图1-8 安装成功效果图二、KEIL C 软件的安装与使用该单片机实验设备使用的软件开发环境为KEIL 3 ，则需安装三个软件：Keil uVision3.exe（keil 3开发环境

3、）、Keil_lic_v2.exe（keil3破解注册机）和cckeilvxx.exe（keil 3汉字补丁）三个软件。具体安装步骤如下：1、开发环境Keil uVision3的安装。（1）双击Keil uVision3.exe软件，弹出如图2-1所示的提示框，点击Next进行下一步安装；图2-1 Keil3安装步骤一 （2）同意协议，打上勾，点击Next，如图2-2所示；图2-2 Keil3安装步骤二（3）设置软件路径，可使用默认安装路径，设置完路径以后，点击Next，如图2-3所示；图2-3 Keil3安装步骤三（4）完善注册信息，此处需要对E-mail进行填写，否则无法进行下一步的安装，

4、填写信息结束后，点击Next，如图2-4所示；图2-4 Keil3安装步骤四（5）开始安装，等待安装结束，如图2-5所示；图2-5 Keil3安装步骤五（6）安装结束，去掉第一个选项的勾，点击Finish，完成软件的安装，如图2-6所示。图2-6 Keil3安装步骤六2、开发环境Keil3的注册破解双击打开注册机软件Keil_lic_v2.exe， 选择51、V2选项，其余选项默认即可，点击generate，并复制LICO产生的注册号，如图2-7所示。图2-7 注册机产生Keil 3破解码打开KEIL3软件，进入file->License Management，如图2-8所示，弹出窗口如

5、图图2-8 进入Keil 3许可证管理界面2-9所示，在New License ID Code中输入上步骤中产生的注册码，点击ADD LIC，可发现软件已经注册成功，可使用至2024年。图2-9 注册激活Keil3软件3、安装KEIL3的汉字显示补丁文件复制ccKeilVxx.exe文件到keil3的安装目录下c:keilc51bin下面并双击运行，以修正0xFD BUG，安装步骤如图2-10至图2-13所示。图2-10 Keil3软件汉字补丁安装步骤一图2-11Keil3软件汉字补丁安装步骤二图2-12Keil3软件汉字补丁安装步骤三图2-13Keil3软件汉字补丁安装步骤四二、 程序下载软

6、件的使用介绍下载调试软件采用普中ISP程序烧录软件，该软件无需安装，可实现自动搜寻COM口功能。首先插上USB数据线，连接电脑USB与单片机实验箱的USB接口，打开单片机实验箱电路板电源开关，然后打开普中ISP下载软件，选择芯片类型“STC89C5XX”，加载要下载到单片机的程序，点击“打开文件”，选择下载后缀为“.Hex”的文件，打开后，会在文件名处有提示：文件路径及代码大小， 最后点击下载程序，软件下载界面如图3-1，3-2所示。图3-1普中ISP下载软件界面介绍图3-2程序下载成功界面三、 单片机实验箱使用简介单片机实验箱由常熟理工学院大学生创新实验室自主研发设计，实验箱采用STC89C

7、52为主控芯片，开放式模块化的结构设计理念，各个外设模块通过牛角插头与主控制底板进行连接，整体设计满足各专业单片机类实践教学的需求。单片机实验箱主要包括：9V电源模块、5V USB电源模块、主控制电路板、AD/DA模块、12864液晶模块、1602液晶模块、DS1302实时时钟模块、7279扩展LED和按键模块，IIC外部存储模块、继电器模块、RS485通信模块、直流电机闭环控制模块、步进电机控制模块等模块化外设电路模块。单片机实验箱整体布局如图4-1所示。图4-1单片机实验箱整体布局本单片机实验箱采用9V外部电源供电和5V USB电源供电两种方式，通过电源选择拨码开关进行供电方式的选择，其中

8、“电机与舵机”和“DAC0832”外设模块需要使用外部9V供电。因此，进行电源选择时，需要将电源选择拨码开关拨至“外部供电”档位，其余则直接采用5V USB供电即可满足设备供电需求。电源选择拨码开关如图4-2所示。图4-2电源选择拨码开关实验一 单片机实验设备的使用及简单程序的运行、调试一、实验目的通过一简单的实验掌握：1. 掌握PL2303驱动的安装，掌握Keil3开发环境的安装、设置和基本使用；2. 掌握项目、文件的建立方法、程序的下载以及寄存器、存储器内容的查看方法；3. 掌握程序的执行及断点设置方法。二、实验设备单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容通过了解P1口

9、的开关控制电路和P0的LED电路，编写基本输入输出实验程序。实验内容为设置P1为输入口，P0口为输出口，将P1口的开关状态发送到P0口，让灯亮灭，将P1的电平状态通过P0口的LED的亮灭表示出来。四、实验步骤读懂电路原理图如图1-1和图1-2所示：，插上USB连接线，将电源选择拨码开关拨至“USB供电”，将示例程序进行编译、装载、下载，下载时将拨码开关S44拨至“开”状态，拨动拨码开关S31S38的开关状态，观察实验现象，实验电路原理图图1-1LED接口电路图1-2拨码开关电路图五、示例程序程序清单如下：#include <reg51.h>void main(void) / 程序主

10、函数while(1) / 循环用于实时扫描IO状态P0=P1; / 将P1口的数据发送给P0口六、实验注意事项1.在输入程序时，其中的字母、符号均须在英文方式下进行。2.特殊功能寄存器中的字母必须要大写，如若将示例程序中的P0写成p0，程序将提示出错。七、思考题1. 对P1口进行初始值的幅值，查看P0口的LED提示是否正确，若想实现由LED显示与开关相反的状态程序如何修改？2. 观察Keil3软件中PeripheralsàI/O-PortsàPort0、Port1的状态即P0、P1的IO状态。3. 简述你在本实验中遇到过哪些问题？这些问题是解决的？有何收获和体会？实验二 流

11、水灯实验一、实验目的1、掌握单片机实验箱的使用方法与程序调试技巧；2、学会使用51系列单片机I/O的基本输入输出功能。二、实验设备单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容设定P1口为8位输入口，P0口为8位输出口，实验电路原理图参考实验一。在8个输入开关（S31S38）中，本实验只要求用两个两关为：S31和S32，当S31为高电平时，P0口所接的发光二极管（D19D26）以一定的速度自左至右循环点亮8次，当S31为低电平时，发光二极管仅D19点亮；当S32为高电平时，P0口所接的发光二极管（D19D26）以一定的速度自右至左循环点亮8次，当S32为低电平时，发光二极管仅D1

12、9点亮。请编写程序并完成调试。四、实验步骤1自行编写程序，将实验箱电源开关拨至USB供电，并将拨码开关总开关S44拨至“开”状态。2下载程序并运行程序，改变开关状态，观察发光二极管显示结果。五、思考题1拨动8个输入开关（S31S38），把8位数据送到P1口，CPU从P1口读入8个开关（S31S38）的状态数据，任意使用其中的两个开关控制P0口发光二极管（D19D26）自左至右、自右至左、自中间至两边、自两边至中间不断循环点亮。请编写程序并调试。28个拨码开关（S31S38）实现对P0口发光二极管的亮度控制。依次拨上开关S31、S32S38，发光二极管由暗变亮；依次拨下开关S38、S37S31，

13、发光二极管由亮变暗。实验三 报警产生器 一、实验目的1、掌握单片机实验箱的使用方法与程序调试技巧；2、学会使用51系列单片机I/O的基本输入输出功能及相应的驱动模块的设计。二、实验设备单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容用P1.0输出1KHz和500Hz的音频信号驱动扬声器，作报警信号，要求1KHz信号响100ms，500Hz信号响200ms，交替进行，由开关K1控制输出与否，当开关合上响报警信号，当开关断开报警信号停止，请按流程图编出程序，流程图中的开关K1为实验一原理图中的S38。开关K1按下即S38为高电平，开关K1未按下即S38为低电平。图3-1所示为蜂鸣器驱动

14、电路，图3-2所示为程序流程图。图3-1蜂鸣器接口电路图3-2 程序流程图四、实验步骤1. 信号产生的方法：500Hz信号周期为2ms，信号电平为每1ms变反1次；1KHz的信号周期为1ms，信号电平每500us变反1次。2. 编写程序，将实验箱电源开关拨至USB供电，并将拨码开关总开关S44拨至“关”状态。3. 下载程序并运行程序，将蜂鸣器开关S1打开，控制蜂鸣器发声。五、思考题1简述你在本次实验中遇到过哪些问题？这些问题是怎样解决的？有何收获和体会？ 2. 本实验的硬件通过编程可以演奏出悦耳的乐曲、可以实现报警声、门铃声音。现要求单片机产生“嘀、嘀、”报警声从P1.0端口输出，产生频率为1

15、KHz。当1KHZ方波从P1.0输出0.2秒，接着0.2秒从P1.0输出电平信号，如此循环下去时，就形成所需的报警声了。请有兴趣的同学编程调试。实验四 外部中断实验 一、实验目的1、学习外部中断技术的基本使用方法2、中断处理的编程方法。二、实验设备单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容单片机外部中断0（P3.2）已与独立式键盘中S27连接，外部中断1（P3.3）已与S28连接，要求在无外部中断时最右一位发光二极管（D26）点亮。请编程实现：当S27按下，外部中断0请求中断，控制发光二极管左移；当S28按下，外部中断1请求中断，控制发光二极管闪烁。（要求外部中断1优先级高于

16、外部中断0）。单片机与发光二极管的连续见实验一原理图，独立式键盘原理图如图4-1所示。4-1 独立式键盘原理图四、思考题151单片机的中断系统由哪几个特殊功能寄存器组成？ 2中断函数与函数调用有何不同？ 3MCS-51单片机若要把外部中断源扩充为6个，另采用哪些方法？如何确定其优先级？ 实验五 数码管实验 一、实验目的1、学习并掌握74HC573锁存器的使用方法；2、学会使用8段共阴极数码管的动态显示方法。二、实验设备单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容通过编程，实现8段数码管的动态扫描显示，要求8个数码管从左到右分别显示“1”、“2”、“3”、“4”、“A”、“b”、

17、“C”、“d”。数码管接口电路如图5-1所示：图5-1数码管接口电路原理图四、思考题1何谓数码管的动态显示，其原理是什么？2简述锁存器的工作原理，在本实验中具有什么作用？实验六 定时器/计数器实验（一） 一、实验目的掌握单片机定时器和定时中断的编程方法。二、实验设备单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容编写实验程序，实现59秒倒计时功能，初始状态数码管最后两位显示数字“59”，要求定时器0每10ms产生一次中断，在定时中断服务程序里进行计数，计数满一秒，数码管显示相应减1，倒计时结束时，数码管显示“00”，并以周期1秒进行闪烁，单片机与数码管接口电路原理图见实验五中图5-

18、1所示。四、思考题1画出主程序和定时中断流程图；2实验中有何故障、问题出现，是否得到解决？如何解决的？实验七 定时器/计数器实验（二） 一、实验目的1、掌握单片机定时器/计数器的工作方式和编程原理；2、掌握外部脉冲计数方法。二、实验设备及器材单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容单片机的定时器/计数器就是一个16位二进制加法计数器，当选择计数模式时，计数脉冲来自于外部引脚P3.4(T0)，P3.5(T1)，因此，只需要初始化时将计数寄存器清零，启动计数器，然后读取计数寄存器的数值即可知外部脉冲个数。编写程序实现对T0引脚输入的外部脉冲进行计数，并在数码管上显示计数结果。外

19、部脉冲由独立按键S29产生，要求S29每按一次，产生一个脉冲，数码管显示的数字加1。画出程序流程图，编写程序，并下载调试。独立式按键原理图见实验四中图4-1所示，单片机与数码管接口电路原理图见实验五中图5-1所示。四、思考题1、按键的抖动对本实验有何影响？如何消除？2、请设计程序，实现每当外部脉冲计数达到5个时，数码管显示的数字加1。实验八 串口通信实验 一、实验目的1、掌握串行口的工作方式及其设置；2、掌握串行口工作方式1的应用；3、掌握串行口的波特率设置。二、实验设备及器材单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容自行编制程：要求利用PL2303实现51单片机串口通信，5

20、1单片机发送数据，利用串口调试助手接收并查看数据，串口通信原理图如图7-1所示，PL2003实现串口转USB原理图如图7-2所示。（1）51单片机发送十六进制“5A”到PC机；（2）51单片机发送字符串“0123456789”到PC机。图7-1 单片机与PC机串行通信原理图图7-2 串口转USB原理图四、思考题1.串行通信中波特率是如何进行设置的？2.串行通信4种方式有何区别？3.设计程序实现PC机发送数据，51单片机接收数据，并将接收的数发送至P0口。实验九 8255接口扩展（一） 一、实验目的掌握单片机外部扩展接口技术，熟悉8255的扩展方法及其性能。二、实验设备及器材单片机实验箱一台；P

21、C机一台；USB下载线一根。三、实验内容及步骤（1）自行编制程序：要求用8255的PA口接按键作输入口，PB口接发光二极管作输出口；从PA口读取输入的按键状态送到PB口以发光二极管显示。（2）自行编制程序：要求用8255的B口做输出口，控制八位发光二极管的亮、灭，使发光二极管从左向右移位点亮，再从右向左移位点亮。（3）请在实验箱上用8255实现以下功能：8255 B、C口输出方波，即在8255的B、C口可观察发光二极管的闪烁变化。 图9-1 8255接口扩展原理图四、思考题1.8255的功能是什么？2.如何计算8255的端口地址？实验十 8255接口扩展(二)一、实验目的掌握可编程I/O接口芯片8255的接口原理，熟悉对8255初始化编程和输入、输