单片机实验讲义

1、PROTEUS 教学实验系统(单片机E 型)简介及使用说明1.系统简介【硬件特点】PROTEUS 教学实验系统（单片机E 型）是广州风标电子公司陆续推出的PROTEUS 教学实验系统第三版。主要有以下几个特点：1连接线采用灯笼头，插拔容易，电气接触性能优秀，导线粗，使得接线容易而且稳定。2外设控制资源更加丰富，可在本实验箱上练习超过30 个实验项目。3整个电路的布局优化后，使电路设计更加合理。4具有强大的USB ISP 下载功能，解决了部分电脑没有并口的问题。5真正做到了兼容多种单片机，包括MCS8051，AVR，PIC 系列单片机，而扩展模块更是增加了整个系统的灵活性和实用性。【硬件配置】P

2、B-EDU-000： 可任意选配MCS-51 单片机（AT89S52）/ AVR 单片机（ATMEGA16L）/ PIC单片机（PIC16F877A）3 种处理器模块PB-EDU-001： 16*16LED 点阵屏模块，PS/2 接口，USB 接口，蜂鸣器PB-EDU-002： 8 位共阳数码管，8 位拨码开关，BCD 译码器PB-EDU-003： LCD1602 显示模块PB-EDU-004： 可调方波，单脉冲发生器，+5V，+12V，-5V 三路电源PB-EDU-005： 232 串口，485 通讯接口，CAN 总线收发器，继电器，EEPROM 芯片(24C02)，时钟芯片(1302)，温

3、度传感器(DS18B20)PB-EDU-006： 8255 并行IO 扩展模块，38 译码器，串转并和并转串接口芯片PB-EDU-007： 可以扩展超声波模块或者CPLD 模块PB-EDU-008： LCD12864 显示模块PB-EDU-009： 直流电机带测速和步进电机模块PB-EDU-010： 并行AD(ADC0809),并行DA(DAC0832),串行AD(TLC549),并行DA(TLC5616)PB-EDU-011： 独立LED 和独立按键PB-EDU-012： 4*4 矩阵键盘1.2 USB 下载方式说明本教学实验系统使用广州风标电子技术公司自主研发的 ISP 下载软件，下载软件

4、版权归广州市风标电子技术有限公司所有。一、运行 WWISPSetup.exe，安装ISP 下载软件。二、将 USB 下载器连接PC 及目标板（USB 接口端连接到PC 的USB 接口，ISP 端连接到MCU 模块ISP 插槽）。在连接USB 下载器之前，MCU 模块应先接通电源。三、连接 USB 到PC 后，将提示“发现新硬件USBasp”，如下图所示：四、系统会自动弹出找到新的硬件向导，如下图所示：五、选择“从列表或指定位置安装（高级）（S）”选项，并点击“下一步”。六、选择“在这些位置上搜索最佳驱动程序”和“在搜索中包括这个位置”，并浏览到WWISP的安装目录下，默认的目录是C:Progr

5、am FilesWindway TechnologiesWWISP，具体的设置如下图所示：七、点击“下一步”，安装驱动。八、安装完成。九、在硬件管理器里面将看到安装好的硬件十、WWISP 安装完成后，桌面出现快捷方式，点击进入后系统会自动识别器件型号，也可以手动选择对应的单片机类型。十一、点击“打开文件（Flash）”按钮找到HEX 文件，然后点击“写Flash”按钮，程序将烧录到MCU 当中。对于其它的功能，也可以进行操作。如：先选取“擦除芯片”、“编程Flash”，然后点击“自动编程”，刚系统会自动依次进行“擦除芯片”、“编程Flash”的操作。实验一 Proteus、Keil C联调一、

6、实验要求能够使用Proteus ISIS软件绘制单片机原理图；能够使用Keil Vision3软件编写、编译、调试C51程序； 能够使用Proteus、Keil C连接仿真调试。二、实验目的1、学会使用Proteus软件； 2、学会使用Keil Vision3软件； 3、学会Proteus、Keil C的联调。三、实验设备装有Proteus软件和Keil Vision3软件的计算机四、实验内容本实验涉及到三个知识点：使用Proteus ISIS软件绘制单片机原理图；使用Keil Vision3软件编写、编译、调试C51程序； 使用Proteus、Keil C连接仿真调试 。 1使用Proteu

7、s ISIS软件绘制单片机原理图。 打开Proteus ISIS软件界面，绘制“彩色流水灯”原理图，以.DSN格式保存文件。步骤：（1）软件打开 双击桌面上的 ISIS 7 Professional 图标或者单击屏幕左下方的“开始” “程序” “Proteus 7 Professional” “ISIS 7 Professional” ,随后进入Proteus ISIS集成环境。（2）建立和保存设计文件n 建立设计文件 在Proteus ISIS编辑环境中，选择FileNewDesign,弹出如下界面 ，选择一个模版。一般选择默认模版“DEFAULT”。n 保存文件 选择 FileSaveDe

8、sign，弹出如下对话框，注意文件保存类型为“.DSN”。（3）绘制原理图在Proteus中对单片机及外围电路的仿真，相对于实际硬件物体结构，只要画出它的原理图即可。从元件库中选取原件单击元器件列表区上的P按钮，出现如下界面：在选取元件不知道如何输入关键字怎么办？解决方法：只要将元件中文名在Google中翻译成英文再输入即可。如：“按钮”， Google中翻译成“button”,在选取元件界面的关键字一栏中输入button即可。放置元件在元件列表中，单击要放置的元件，再在编辑区中蓝色框内适当位置双击左键，就放置了一个元件。点击工具栏中 按钮，选择终端元件（电源、地、输入、输出等）放入编辑区。连

9、线编辑元件在编辑区选中需要编辑的元件，点击右键，出现下拉菜单，单击“编辑属性”。2使用Keil Vision3软件编写、编译、调试C51程序（1）建立新项目打开Vision3软件界面，点击“Project New Project”创建一个新项目，以.uv2格式保存，选择AT89S51单片机，将启动代码“Startup Code”加入到项目中；保存新项目 选择单片机添加启动代码（2）创建C51语言程序文件并保存点击“File New ”创建C51程序文件，输入“彩色流水灯”的相关源程序，程序输入完成后，以”.c”格式保存；程序输入将创建好的程序文件添加到项目中去，并设置当前的目标选项，然后进行编

10、译和仿真调试。 程序保存（4）将程序添加到项目中去将刚才创建的程序文件添加到项目中去。先用鼠标左键单击“项目窗口”中的“Target 1”中的“+”号，展开里面的内容“Source Group 1”,然后将鼠标指向“Source Group 1”并单击右键，弹出一菜单，单击菜单中的“Add Files to Group Source Group 1”选项，出现如下窗口： 选择添加程序文件从弹出的窗口中选择刚才保存的程序文件“CSLCD.c”添加到项目中。（5）设置目标选项将鼠标指向“Target 1”，并单击右键，并单击右键，再从弹出的右键菜单中单击“Options for Target”选项

11、，并如下图所示设置其各项。设置“Target”选项设置“Output”选项设置“Debug”选项（6）编译程序文件将鼠标指向“项目窗口”中的“Target 1”并单击右键，再从弹出的右键菜单中单击“Build target”，如果编译没有错误，将弹出如下提示信息：编译连接正确时的提示信息3使用Proteus、Keil C连接仿真调试（1）设置Proteus的设置。在Proteus ISIS 打开设计原理图，鼠标左击菜单“Debug”，选中“Use Remote Debug Monitor” 。（2） Proteus里加载可执行文件。左键双击AT89S51原理图，将弹出如下界面，单击加载可执行文

12、件。选择加载可执行文件联调相关设置结束，单击Proteus里的调试按钮，即可看到仿真调试结果。五、实验步骤（1）使用Proteus ISIS软件绘制单片机原理图（2）使用Keil Vision3软件编写、编译、调试C51程序（3）使用Proteus、Keil C连接仿真调试6、 实验结果和体会7、 思考题1、采用总线的画法有什么好处？连到总线的各网络怎么一一对应？实验二 I/O口输出实验-LED流水灯实验（选做）一、实验要求利用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。发光二极管进行流水灯操作，从上到下每隔0.2S依次点亮。二、实验目的1、掌握单片机最小系统的构成； 2、掌握

13、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。三、实验仪器PROTEUS教学实验系统（单片机E型） 稳压电源 计算机四、实验电路及连线电路原理图硬件连接表MCU模块PB-EDU-011P20D1P21D2P22D3P23D4P24D5P25D6P26D7P27D8+5V+5VGNDGND五、实验内容及原理 1、实验内容 流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。从原理图中可以看出，如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了;相反， 如果要接在P1

14、.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平;同理，接在P1.1P1.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。2、实验原理本实验涉及到三个知识点：单片机最小系统的构成、单片机I/O口的使用以及软件延时程序的编写。 （1）单片机最小系统由单片机芯片、时钟电路以及复位电路构成。 （2）I/O口的使用：P1口是准双向口。它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同，即当P1口用为输入口时，必须先对它置“1”。若不先对它置“1”，读入的数据可能是不正确的。（3）延时子程序的

15、延时计算问题。3、 实验程序流程图六、实验步骤（1）Proteus仿真（2）实验板验证七、实验结果和体会实验二 I/O口输入、输出实验-模拟开关灯一、实验要求利用单片机、按键和发光二极管构成一个模拟开关灯的单片机系统。按下按钮，灯亮，松开按钮，灯灭。二、实验目的1、了解单片机I/O输入输出的使用； 2、掌握单片机I/O口位操作的编程；3、掌握分支程序的设计与分析方法。三、实验仪器PROTEUS教学实验系统（单片机E型）、 稳压电源、计算机四、实验电路及连线 电路原理图硬件连接表五、实验内容及原理 1、开关状态的检测过程单片机对开关状态的检测相对于单片机来说，是从单片机的P3.0端口输入信号，而

16、输入的信号只有高电平和低电平两种，当按钮松开，即输入高电平，当按钮闭合，即输入低电平。2、 输出控制 如图中所示，当P1.0端口输出高电平，即P1.01时，根据发光二极管的单向导电性可知，这时发光二极管D1熄灭；当P1.0端口输出低电平，即P1.00时，发光二极管D1亮。3、实验程序流程图六、实验步骤（1）Proteus仿真（2）实验板验证七、实验结果和体会实验三 无译码的七段数码管显示实验一、实验要求利用51单片机，一个7段数码管，构成一个单个LED显示系统。数码管循环显示 09。二、实验目的1、了解数码管显示原理； 2、掌握读表程序的编写三、实验仪器PROTEUS教学实验系统（单片机E型）

17、、 稳压电源四、实验电路及连线 电路原理图硬件连接表五、实验内容及原理（1）LED数码显示原理七段LED显示器内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各管的极管的接线形式，可分成共阴极型和共阳极型。LED数码管的ga七个发光二极管因加正电压而发亮，因加零电压而不以发亮，不同亮暗的组合就能形成不同的字形，这种组合称之为字形码，下面给出共阴极的字形码见下表 共阴极的字形码表“0” 3FH “8” 7FH “1” 06H “9” 6FH “2” 5BH “A” 77H “3” 4FH “b” 7CH “4” 66H “C” 39H “5” 6DH “d” 5EH “6” 7DH “E

18、” 79H “7” 07H “F” 71H （2) 段码表格由于显示的数字09的字形码没有规律可循，只能采用查表的方式来完成我们所需的要求了。这样我们按着数字09的顺序，把每个数字的笔段代码按顺序排好！建立的表格如下所示：TABLE DB 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h（3）实验程序流程图六、实验步骤（1）Proteus仿真（2）实验板验证七、实验结果和体会实验四 单个外部中断实验一、实验要求利用P3.2()接一个外部中断输入，通过P1口连接8个发光二级管显示的状态，来反应中断程序的作用。中断未发生时，LED做闪烁状态，当有中断产生，L

19、ED呈流水灯操作。二、实验目的1、理解中断源、中断标志、中断入口等概念； 2、掌握中断程序的分析与设计方法三、实验仪器PROTEUS教学实验系统（单片机E型）、 稳压电源四、实验电路及连线 电路原理图五、实验内容及原理 1、实验内容电路如上图所示，在单片机系统的P1口接上8个LED，LED的阳极接+5V电源，阴极接P1口的引脚。在外部中断0输入引脚P3.2()引脚上接上拉电阻并接有一个按钮开关K1。用K1按钮来产生外部中断0的输入信号。程序要求要求将外部中断0设置为负跳沿触发。在程序刚启动时，P1口上的8个LED做闪烁状态。按一次按钮开关K1，使引脚P3.2()接地，产生一个外部中断0的中断请

20、求，在中断服务程序LED呈流水灯操作。2、 实验原理外部中断的响应过程： （1）中断采样：根据采样结果设置TCON寄存器中断响应标志位的状态。 （2）中断查询：查询TCON标志位的状态，确定是否响应。（3）中断响应：保护断点内容，装入中断入口地址，执行中断服务程序，返回中断点，继续执行原来程序。 3、实验程序流程图六、实验步骤（1）Proteus仿真（2）实验板验证七、实验结果和体会实验五 定时器实验一、实验要求用单片机的P10 口接1 个发光二极管，编写程序，控制发光二极管闪烁，时间间隔1S，要求使用单片机内部定时器计时。二、实验目的1、掌握单片机定时/计数器定时方式的使用；2、掌握定时程序

21、的编写。三、实验仪器PROTEUS教学实验系统（单片机E型）、计算机、 稳压电源四、实验电路及连线 电路原理图硬件连接表五、实验内容及原理关于内部计数器的编程，主要是设置定时常数和有关控制寄存器。内部计数器在单片机中包括定时器和计数器两个功能。本例使用的是定时器，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，即发光二极管1S 亮一次。内部计数器用于定时器时，是对机器周期计数。可根据单片机每个机器周期的长度、时钟晶振频率以及定时时间对定时常数进行计算。实验程序流程图六、实验步骤（1）Proteus仿真（2）实验板验证七、实验结果和体会实验六 A/D 转换实验一、实验要求利用ADC0808