MCS单片机原理及应用实验

1、单片机原理与应用实验报告学校：合肥工业大学姓名：吕增威学号：20082606班级：计算机科学与技术 08-03班目 录前言3第一章MC51单片机原理及应用软件实验实验1:系统认识实验6实验6:数据排序实验（验证性） 11第二章 MC51单片机原理及应用硬件实验实验1:广告灯实验15实验2： P1 口实验（验证性）21实验16:串口转并口实验32实验心得与体会 37一. 单片机原理实验的任务单片机原理实验是单片机原理及应用课程的一部分，它 的任务是：1. 通过实验进一步了解和掌握单片机原理的基本概念、 单片机应用系统的硬件设计及调试方法。2. 学习和掌握单片机应用系统程序设计技术。3. 提高应用

2、计算机的能力及水平，提高逻辑动手能力。二. 实验设备单片机实验所使用的设备由计算机、单片机实验开发系 统（，其中计算机是软件开发平台，主要完成程序编辑、编 译、下载程序等任务；单片机实验开发系统是硬件开发平台， 是基于51/196单片机的扩展实验系统。计算机和单片机实 验开发系统之间是通过 RS232串行接口进行通信的。 单片机实验开发系统配有开关电源、单片机、晶振、存储器、可编程并行接口芯片、键盘显示控制芯片、24键键盘、六位LED数码管显示、A/D及D/A转换芯片、简单输出口2个、简单输入口 1个、逻辑电平输入开关、发光二极管显示 电路，并配有小直流电机、步进电机、继电器、音响等驱动 电路

3、。在计算机软件的控制下可完成单片机基本实验及综合设计性实验项目。所有的MCS51单片机原理及应用课程实验都是在这套实验系统上完成的。Keil与Proteus的联合使用Keil C51 6.02 的使用：1. 打开Keil,新建一个程序文件(File-New), 在上面输入要 调试的程序，保存为*.asm格式；2. 新建一个工程(project-Newproject), 保存，在 CPU选项 了选择 Atmel-AT89C51，点击确定，在弹出的选项框中选择“否”。3. 在Project Workspace 选框中，选择你新建的工程，右击， 选择 Options for Target't

4、arget(你起的工程名 儿 选择Debug,选择PROTEUVSMMONITOF51 DRIVER点击确定.4. 在 Source Group 上右击,选择 Add files to group'SourceGroup(工程名儿 在文件类型里选择All files (*.*),找到刚才保存的.asm文件.5. 调试程序：选择编译连接程序，保证其全部正确.Keil C51 6.02实用的一些技巧：1. Keil中的 可以使project workspace 窗口隐藏或 显示，可以使output window（即下面的调试窗口）窗口隐藏 或显示.2. 使用proteus画电路图时，有一些

5、常用的元件的 位置：AT89C51在Microprocessor ICs中，可按下的开关在 Switches&Replays BUTTON电阻在 Resistors 里，或非门在 Modelling Primitives-XOR_2 中，其他的逻辑电路门也可以 在这里找到，发光二级管Optoelectronics LED中，3 .电源和接地：找到工具栏中的 按钮,里面的POWER 就是电源GROUNDS是地,记得选择完之后要把按钮按回，不然就不能继续选择其他的元件.4 .选好的元件的下方 的这四个按钮可以调整元件的方 向,以方便电路图的绘制5.在画电路图的连线时，如果只在起点和终点单击

6、的话,有时会出现斜线，即不美观.又影响对电路图的检查，在画线 时,如果想在某地拐弯，就在那个地方单击一下第一章MC51单片机原理及应用软件实验实验1:系统认识实验1. 实验目的（1）了解ZY15MCU12B（单片机实验开发装置的接线与安排。掌握实验箱内拨位开关 KF,KC的使用方法。（2）通过实例程序的编辑、 编译、链接及调试，熟悉Keil C51 软件的使用方法和基本操作。（3 ）教育学生爱抚实验装置，养成良好的实验习惯。2. 试验设备（1）ZY15MCU12BC2单片机实验开发装置一台。（2）PC系列微机及相关软件。3. 试验内容（1 ）使用串行通讯电缆将实验开发装置与PC机相连。（2）开

7、启PC机及实验开发装置，启动 Keil C51软件进入 uVision2集成开发环境。（3） 确认拨位开关 KF的开关为A端，确认89C51处于仿真 状态。（4） 在uVision2开发平台上建立并编辑示例程序：计算N 个数求和程序。其中N个数分别放在片内 RAh区50H到55H单元中，N=6, 求和的结果放在片内 RAME 03H（高位）和04H （低位）单元题目1) 32H+41H+01H+56H+11H+03H=?2) 895H+02H+02H+44H+48H+12H=?(5) 编译连接源程序。(6) 在Keil uVision2主菜单窗口进入 DEBUGS试环境，打开存储器窗口输入数据

8、至片内RAM区 50H到55H单元中，全速运行程序，并检查程序的运行结果，即观察在存储器窗 口片内RAME 03H (高位)、04H(低位)单元中的数据是否正 确。(7) 实验结束，撤出接线，将一切整理复原。4. 实验源程序org OOOOhljmp mainorg 1000hmain: mov r2,#06hmov r3,#00hmov r4,#00hmov r0,#50h11:mov a,r4add a,rOmov r4,ainc r0clr aaddc a,r3mov r3,adjnz r2,l1end5. 实验心得本次试验我了解ZY15MCU12B（单片机实验开发装置的 接线与安排。掌

9、握实验箱内拨位开关KF,KC的使用方法。通过实例程序的编辑、编译、链接及调试，熟悉了eil C51软件的使用方法和基本操作。6. 实验部分截图T)a a ) hj o )3 0 D 0 ! ) O D j 0 hj O ? CD O ij)J Q D S D S D )O O J O C 口 口口 口 F 口3 C )a* o c a joooooo口口口 g：'QQDQOMa a o b a mxleladyL-_13 门“利MUMD D G U 0 D DI Id | W. .P4 I |iJQ.QOOQO :K X K X W X 1A b m w 5 i > m m i

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11、H LiJHP MAIM 口誕 G J. OClOH MOVrilO£HHOV R3.F#OOIi MOVMOV ROSOM MOV A,R4 APDMOV THCCILR2;r”Acid Fal«=& t:口 Gr<ju>> 'Su-uirte Gfoliij*| 一 主fem血 at 1J WY,1tw-sr cJ»n T=i>:tl .-3-501勻 BH*#一 曰芟坤名Qp|T«KtiCX):|jlzb可町E* j欖； 车 實百)* |T i«««< 7 巳mrwaw 人

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14、diJdr耐 £|d：50h32DO00DQ 00041 DO 00 DDDD0Q'0100000000005&0000 D000011 00 00 00 00 0 rifi030000DO00DOcc0000 00FF 0 00 naDsOeSOjD;0k5E;D:OxSC:D:De7AjD：)x6B:D;0k?6;c i ft亍 a. 亠 _ n n -n ni njci Hkmotfy 群 R t4errwF 贮 人 Fjlwnay 鬥000000D7DOF600000000FF00DQ DO <00 DD000000000000ODFFrm nn nfi

15、 A Mermrii M/R«drReadyL：9C：22NUM豪?底叩®耳可鞭种由即E：1靳禾陆眾-叵图llEJowe 礪古皿旧忆出用4实验六.数据排序实验1. 实验目的（1）理解并掌握排序程序的设计方法。（2）掌握减法指令的功能，并联系其使用。（3）逐步提高调试程序的能力及编写程序的能力。2. 试验设备（1）ZY15MCU12BC2单片机实验开发装置一台。（2）PC系列微机及相关软件。3. 试验内容（1 ）使用串行通讯电缆将实验开发装置与PC机相连。（2）开启PC机及实验开发装置，启动 Keil C51软件进入 uVision2集成开发环境。(3 )编写程序，实现从平台

16、连续输入六个数，数码管将马上从小到大的顺序显示这六个数。要求被排序的数放在70H到7FH单元中。(4) 编译连接源程序。(5) 调试程序，在存储器窗口输入被排序数放在70H到7FH 单兀中，全速运行程序，并检查程序员的运行结果，观察是否正确。(5)若程序中出现错误，则可以采用单步分段调试，排除 程序错误，直到正确为止。4. 实验源程序ORG 0000HLJMP MAINORG 1000HMAIN: MOV R0,#20HMOV R1,#30HCLR CMOV A,R0ADD A,R1MOV R0,#22HMOV R0,ADEC R0INC R1MOV A,R0ADDC A,R1MOV R0,A

17、MOV R0,#20HJC L1MOV R0,#00HLJMP LASTL1:MOV R0,#01HLAST: NOPEND6. 实验心得实验结果是70H-7fh的数字按照顺序排列显示，在这个 实验中我掌握了冒泡法排序的基本方法，单步和断点分段调试的过程中看到程序是如何执行的6.实验部分截图liJE> Target 1 Source Group iMAIN!LI:ORG LJHP ORG MOV MOV TTF- HOV MOV ADD MOV IHC CLR斟.仆仇尸QOODH T1AIN 10 OOHR3,>OOH R4,*OOH RO,<SDHA,R4Aa0POR4rf

18、 A RDAr mAdd File& to Groujp "Source Grouip 1*查找范圉:|耳丰地S3凰 虫_l W¥I装机乂心円自暮文件名Qf f|T4K t 1Add| Ajsn Soxurc* £13_a4- *； *. waru) |C1.OB*奁件类理（X）:l<I *i I、I、代 miM入 ft 晞 f*艇 jf1IL1i-ir1L：9 口】呂NUMhivri2 - IMi¥4cni2 - F:WYshiyani2TeMt i .asm0R& OOOOH LJMP HAIN DROHJLIW-L0P2:L0

19、P1:LOPS:0030HRe*dy卜 I 削 l应 jXH 斗MOVMOVMOVACALL LOP1D JirZ R4 LDP2LaHP L0P3MOV MOV MOVM !/MOVAIjrR2 ROA AR3A0POCSUBB AeRl C L0P4MOV A j, 0RDCLRVidw |n ?CH0:0x70:010203D : 0z78:091 122D rOxSO rFF 700D:0kB8:0000D :0x90:FF0000L) :口x98 :OCI0000760000- o 6 o o 6 5 0 0 0 8 OSOOOF5 4 0 0 0 00 4 0 0 0 043000

20、030000"cap isiurq代网oyooooA第二章MC51单片机原理及应用硬件实验实验一：广告灯实验1. 实验目的(1) 熟悉ZY15MCU12BC单片机实验开发装置的试验箱，学 会选用其功能电路，连接成实验需要的系统。掌握实验箱内 拨位开关KFKC使用。(2) 加深了解MCS-51单片机P1端口的应用方法。(3) 学习编写接口应用程序。2. 试验设备(1) ZY15MCU12BC2单片机实验开发装置一台。(2) PC系列微机及相关软件。3. 试验内容(1) 使用串行通讯电缆将实验开发装置与PC机相连，确认 拨位开关KF的位置。(2) 开启PC机及实验开发装置，启动Keil

21、C51软件进入 uVision2集成开发环境，确认 89C51处于仿真状态。(3) 用试验箱上的发光二极管L0到L7模拟外界各种场合的动态广告灯，将试验箱上的发光二极管L0到L7分别与单片机的P1.0到P1.7相连。(4) 编写程序，实现从 P1 口输出信号驱动发光二极管L0 到L7模拟外界广告灯动态点亮的功能。(5) 在uVision2开发平台上输入程序，编译、连接程序，调试通过后将拨位开关 KF拨至B端。(6) 单步执行程序，观察是否进入表格首地址。(7) 单步执行程序，观察发光二极管L0到L7的变化。(8) 全速运行程序，观察发光二极管L0到L7的变化，并 注意程序将循环下去。(9) 实

22、验结束，撤除接线，将一切整理复原。4. 实验源程序ORG 0000HMAIN: MOV DPTR,#TABMOV R5,#71HLOOPMOV A,#00HMOVC A,A+DPTRMOV P1,AMOV A,P1ACALL DELAYACALL DELAYINC DPTRDJNZ R5,LOOPLJMP MAINDELAY: MOV R7,#00HMOV R6,#00HDE: DJNZ R7,$DJNZ R6,DERETTAB: DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,7FHDB 0FFH,7FH,0BFH,0DFH,0EFH,0F7H,0FBH,0FDH

23、DB 0FEH,0FFH,0FEH,0FCH,0F8H,0F0H,0E0H,0C0HDB 80H,00H,80H,0C0H,0E0H,0F0H,0F8H,0FCHDB 0FEH,0FFH,7FH,3FH,1FH,0FH,0F8H,0FCHDB 01H,00H,01H,03H,07H,0FH,1FH,3FHDB 7FH,0FFH,7EH,3CH,18H,00H,18H,3CHDB 7EH,0FFH,0FEH,0FCH,0FCH,0F9H,0F3H,0E7HDB 0CFH,9FH,3FH,7FH,0FFH,7FH,3FH,9FHDB 0CFH,0E7H,0F3H,0F9H,0FCH,0FEH,0F

24、FHDB 0FEH,0FCH,0F8H,0F0H,0E0H,0C0H,80H,00HDB 80H,40H,20H,10H,08H,04H,02H,01H,00HDB 01H,02H,04H,08H,10H,20H,40H,80H,00HDB 80H,0C0H,0E0H,0F0H,0F8H,0FCH,0FEH,0FFHEND5.实验心得广告灯按照我的程序所给的效果循环的有序的点亮，如果应用到广告霓虹灯，的确可以到达璀璨的效果，程序的 最后的TAB是最纠结的，你要按照效果一点一点的编写十六 进制的数字，换算出效果，可见真正的商业广告的效果的确 是很麻烦的一件事，通过这个实验，我清楚地认识到了单片

25、机的控制的灵活性，并不是在单片机上开发，而是在PC上开发，这样就错检错的能力很强了还可以软件模拟，这个令我很受启发，在以前的数字逻辑试验中，我们也是用的PLC可编程器件6.实验部分截图实验二：P1端口应用实验1. 实验目的（1）进一步熟悉 ZY15MCU12BC实验箱上的资源，掌握实验箱内拨位开关KF,KC使用。（2）加深了解MCS-51单片机P1端口的应用方法（3）学习编写接口应用程序。2. 试验设备(1) ZY15MCU12BC2单片机实验开发装置一台。(2) PC系列微机及相关软件。3. 试验内容(1) 使用串行通讯电缆将实验开发装置与PC机相连，确认 拨位开关KF的位置。(2) 开启P

26、C机及实验开发装置，启动Keil C51软件进入 uVision2集成开发环境，确认 89C51处于仿真状态。(3) 将试验箱上的 L0到L3接到P1.0到P1.3，开关K0到K3 接到 P1.4 至U P1.7。(4) 编写程序实现如下功能：拨动K0到K3,使L0到L3出现以下组合变化。K3K2 K1 K0L3L2 L1 L00 0 0 10 0 1 00 0 1 10 1 0 00 1 0 10000全亮全暗一灯亮其余灯暗并左环依一灯亮其余灯暗并右环依一灯暗其余灯亮并左环依一灯暗其余灯亮并右环依1?显示开关状态Ki为0, Li灯亮要求:1)设40H单元为标志单元，(40H) =0时开关状态

27、无变化，（40H） =FF H时开关状态发生变化。2） 设41H单元为开关状态缓冲器，读入开关状态和41H单 元内容比较，相同时开关状态无变化，不同是开关状态有变化。3）设42H单元为当前指示灯状态。（4）在uVision2开发平台上输入程序，编译、连接程序，调试通过后将拨位开关 KF拨至B端。（5） 根据准双向口的特性，对P1 口写操作使灯L0到L7的状态随写入P1.0到P1.3的内容而变化；读 P1 口的高四位， 读出内容随开关状态的变化而变化。如不对，则检查开关K0到K3的接线，检查 K0到K3的电平是否随开关状态变化而 变化。（6）从开始运至BK1处，检查A的内容是否对应开关状态，接着

28、单步运行程序，检查是否转到相应入口使L0到L3状态产生相应的变化。（7） 全速运行程序至 BK2,在检查A的内容是否与开关状态 一致，如不对，则检查前面对P1 口的操作指令。（8）全速运行程序实现所要求的功能。4. 实验源程序ORG 0000HSWAP AANL A,#OFHMOV 41H,AMOV 40H,#0FFHMLPO: CJNE A,#6,$+3JNC PK6MOV DPTR,#CTABMOV R1,ARL AADD A,R1JMP A+DPTRCTAB: LJMP PK0LJMP PK1LJMP PK2LJMP PK3LJMP PK4LJMP PK5PK6: MOV 42H,ALJ

29、MP MLP1PK5: MOV A,40HCJNE A,#0FFH,PK51PK51: MOV A,42HLCALL RR7ANL A,#0FHJNZ PK52MOV A,#1PK52: MOV 42H,ALJMP MLP1PK4: MOV A,40HCJNE A,#0FFH,PK41MOV 42H,#1LJMP MLP1PK41: MOV A,42HLCALL RL9ANL A,#0FHJNZ PK42MOV A,#1PK42: MOV 42H,ALJMP MLP1PK3: MOV A,40HCJNE A,#0FFH,PK31PK31: MOV A,42HLCALL RR9ANL A,#0F

30、HCJNE A,#0FH,PK32MOV A,#0F7HPK32: ORL A,#0F0HMOV 42H,ALJMP MLP1PK2: MOV A,40HCJNE A,#0FFH,PK21MOV 42H,0FEHLJMP MLP1PK21: MOV A,42HRL AANL A,#0FHCJNE A,#0FH,PK22MOV A,#0FEHPK22: ORL A,#0F0HMOV 42H,ALJMP MLP1PKO: MOV 42H,#0MLP1: MOV A,42HORL A,#0F0HMOV P1,AMOV R7,#0MOV R6,#0DEL1: DJNZ R6,DEL1DJNZ R7,D

31、EL1MOV A,P1SWAP AANL A,#0FHCJNE A,41H,MLP2MOV 40H,#0LJMP MLP0MLP2: MOV 41H,AMOV 40H,#0FEHLJMP MLP0RR9: RR ARR ARR7: RR ARR ARR ARR ARR ARR ARR ARETRL9: RL ARL ARL7: RL ARL ARL ARL ARL ARL ARL ARETEND5.实验心得试验中我们把P1 口作为输入输出口来测试以下的内容1. P1 口做输出口，接八只发光二极管循环点亮。2. P1 口低四位接四只发光二极管L1-L4, P1口高四位接开关K1-K4,编写程序，

32、将开关的状态在发光二极管上显示出来。在这次试验中我认识到课本上的关于P1 口的介绍的知识P1 口为准双向口， P1 口的每一位都能独立地定义为输出线 或输入线，作为输入的口线，必须向锁存器相应位写入 “1 该位才能作为输入。8031中所有口锁存器在复位时均置为“ 1”，如果后来往口锁存器写入过“ 0”，再作为输入时， 需要向口锁存器对应位写入“ 1”。延时程序的编写可以用两种方法，一种是用定时器来实现，一种使用指令循环来实现。在系统时间允许的情况下可以米用后一种方法。6.实验部分截图实验十六：串转并实验1. 实验目的(1) 掌握51系列单片机串口工作方式 0的应用。(2) 学习8位串行输入和并

33、行输出的同步移位寄存器 74LS164和8位并行输入和穿行输出的同步移位寄存器 74LS165两个接口芯片的应用性能。(3) 研究单片机串行口如何用于扩展并行I/O 口。2. 试验设备(1) ZY15MCU12BC2单片机实验开发装置一台。(2) PC系列微机及相关软件。3. 试验内容(1) 使用串行通讯电缆将实验开发装置与PC机相连，确认 拨位开关KF的位置。(2) 开启PC机及实验开发装置，启动Keil C51软件进入 uVision2集成开发环境，确认 89C51处于仿真状态。(3) 实验步骤：1 )通过单片机串口用一片8位串行输入/并行输出的同步移位寄存器74LS164扩展8位并行输出

34、口。2)通过单片机串口用一片8位并行输入/串行输出的同步移位寄存器74LS165扩展8位并行输入口。(4) 将单片机的 RXD端与74LS164的串行输入端 SERIAL(PA) 相连，将单片机的 TXD端与74LS164的脉冲CLOCK（PB相连， 74LS164的输出Q0到Q7接发光二极管 L8到L15。（5）调试程序：1）实验采用终端方式调试，既目标程序装入仿真器后， 使操作界面进入终端方式。2） 单步进入执行程序，打开 Keil的寄存器窗口，观察 串口数据缓冲区 SBUF里的值有何变化。3）单步执行程序，注意中断标志T1的变化以及所亮的发光二极管的位置。4）全速运行程序，观察发光二极管

35、L8到L15的变化。4. 实验源程序ORG0000HSJMPMAINORG0023HSJMPSBVMAIN: MOV SCON,#OOHSETBEASETBESMOVA,#80HMOVSBUF,A;MOVSBUF,A;MOVSBUF,ASJMP $SBV: ACALL DELAYCLR T1RR AMOV SBUF,ARETiDELAY: MOV R7,#00HMOV R6,#00HDEL:DJNZ R7,$DJNZ R6,DELRETEND5. 实验心得在实验中我明白了串行口和并行口的相关知识8位串行输入和并行输出的同步移位寄存器74LS164和8位并行输入和穿行输出的同步移位寄存器74LS

36、165两个接口芯片的应用性能。知道了单片机串行口如何用于扩展并行I/O 口6. 实验部分截图实验总结体会在做单片机原理及应用试验的实验前，我以为不会难做，就像以前 做物理实验一样，做完实验，然后两下子就将实验报告做完直到做完 实验跟几个研究生学长交流时，我才知道其实并不容易做，但学到的知 识与难度成正比，使我受益匪浅.在做实验前，一定要把课本上的知识吃透，因为这是做实验的基础, 否则，在老师讲解时就会听不懂，这将使你在做实验时的难度加大，浪 费做实验的宝贵时间.比如keil的实验，要清楚这个软件的各种使用，如 果不清楚,在做实验时才去摸索，这将极大地浪费时间，使你事倍功半. 做实验时，一定要亲力亲为，务必要将每个步骤，每个细节弄清楚，弄明 白,实验后，还要复习，思考，这样，印象才深刻，记得才牢固，否则，过后不 久你就会忘得一干二净，这还不如不做做实验时，老师还会根据自己 的亲身体会，将一些课本上没有的知识教给我们，拓宽我们的眼界，使 我们认识到这门课程在生活中的应用是那么的广泛.还有动手这次 实验，使单片机原理及应用这门课的一些理论知识与实践相结