《单片机原理与应用》实验教案

《单片机原理与应用》实验教案青岛科技大学自动化与电子工程学院

实验1keilc编程软件的使用本实验设备选用SXL-100型微机接口单片机实验开发系统，目的是培养学生综合运用本学期所学到的《单片机原理与设计》课程的知识，提高学生分析问题和解决问题的能力，进一步深化和巩固所学到的知识，增强学生的实验技能，提高学生的技术应用能力，为搞好毕业设计打基础，并使学生养成严谨、踏实的工作作风等思想素质方面受到教育和培养。实验目的熟悉keilc系统，利用现有单片机实验室的具有的微机和单片机实验器材，指导学生采用KeilC建立实验题目的“工程”，实际连接各实验的线路、调试各实验的过程，从而完成后续实验。对内部数据存储器50H～70H的内容清零。对外部数据存储器2000H～20FFH的内容清零。实验方法：整机介绍（SXL-100B+实验箱电路板简介）①SXL—100B+实验扩展板布局图如图所示AAPCI板卡输出接口BUSB&单片机扩展区C1ADC0809模数转换CDAC0832数模转换D2温度D1直流电机D步进电机E发光管控制F八位逻辑电平输入G138译码电路信号发生器与分频器H8253计数器8259IPC16C550串行通信实验J32位输入输出4片8255控制1个16×16的点阵K数码显示电路及4×4键盘电路②板图分区说明APCI板卡输出接口BUSB&单片机扩展区6116读写电路CDAC0832数模转换电路C1ADC0809模数转换电路D步进电机8MHZ信号发生器与分频器D1直流电机D2温度模块E发光管控制译码电路8255电路F八位逻辑电平输入G138译码电路信号发生器与分频器H8253计数器8259IPC16C550串行通信实验J32位输入输出，4片8255控制1个16×16的点阵，单脉冲发生电路K8255数码显示电路及4×4键盘电路③接线柱说明区号圆柱编号功能区号圆柱编号功能KJ14-1～8A～数码管的A段～DP段AJ19-2IOWI/O写端J37-1～4数码管LD8～5的控制端J19-3IORI/O读端BJ20-1～8ADD0～ADD7地址线ADD0～ADD7J19-4IMEMW内存写端J22-1～8D7～D0数据线D7～D0J19-5IMEMR内存读端J21-1～8ADD8～ADD15地址线ADD8～ADD15J19-6RESET复位端J19-1IRQ中断J83地GJ7-14MHz信号输出J82电源+5VJ7-22MHz信号输出J13电源+12VJ7-31MHz信号输出J12电源-12VJ7-4500KHz信号输出J11电源-5VJ7-5250KHz信号输出GJ2-Y1地址10HJ7-6125KHz信号输出J2-Y2地址20HJ7-831.25KHz信号输出J2-Y3地址30HJ8为ADC0809提供时钟信号的短路块J2-Y4地址80HJ2-Y0地址0HJ2-Y5地址90HJ50PA0～78255的A口0～7J2-Y6地址0A0HKJ49PC0～78255的C口0～7J2-Y7地址0B0HC1J65IN0～7模拟量输入，第0～7信道J2-Y1地址10HJ70EOCADC0809的EOC端（EOC为转换完成）J2-Y2地址20HJ69SIGNAL_IN模拟量输入J2-Y3地址30HJ67/CSADC0809的片选端J2-Y4地址80HCJ77/CSDAC0832的片选J2-Y5地址90HJ76Xfer控制DAC0832的Xfer端J2-Y6地址0A0HJ72OUTDAC0832的输出J2-Y7地址0B0HJ78WW停止DAC0832工作的控制端（为Windows9x下特有）KJ48-0～7PB0～78255的B口0～7HJ53-1OUT0第1个计数器输出J50PA0～78255的A口0～7KJPC0-JPC78255与键盘的缺省连接J49PC0～78255的C口0～7④地址分配电路图（G区）系统特点：1、

一体化设计，系统功能齐全，涵盖了微机/单片机教学实验课程的大部分内容。2、

实验模块化，适合计算机原理与接口教学，满足大纲要求。3、独立性强，自带CPU、键盘、LED显示，可独立运行；自带EPROM的读取、编程、比较和查空功能。

4、

灵活的电源接口：配有PC机电源插座，可由PC提供电源。另外还配有外接开关电源，提供所需的+5V，±12V，其输入为220V的交流电。5、

系统的联机运行模式：配有系统调试软件，系统调试软件wqWINDOWS版两种，均为中文多窗口界面。调试程序时可以同时打开寄存器窗口、内存窗口、变量窗口、反汇编窗口等等，极大地方便了用户的程序调试。该软件集源程序编辑、编译、链接、调试于一体，每项功能均为中文下拉菜单，简明易学。6、

系统的单机运行模式：系统在没有与计算机连接的情况下，自动运行在单机模式，在此模式下，用户可通过键盘输入运行程序（机器码）和操作指令，同时将输入信息及操作的结果在LED数码管上显示出来。7、

系统功能齐全，可扩展性强。本实验系统不仅完全能满足教学大纲规定的基本接口芯片实验，其灵活性和可扩展性（数据总线、地址总线、控制总线为用户开放）亦能轻松满足其课程设计、毕业设计使用等。实验步骤用KeilC建立一个工程：点击Project菜单，选择弹出的下拉式菜单中的NewProject，如图1－1。接着弹出一个标准Windows文件对话窗口，如图1－2，在“文件名”中输入您的程序项目名称，这里我们用“test”。“保存”后的文件扩展名为uv2，这是KEILuVision2项目文件扩展名，以后我们可以直接点击此文件以打开先前做的项目。图1－1NewProject菜单选择所要的单片机，这里我们选择Ateml公司的AT89C52。然后确定，出现如下对话框选“N”，工程建立完毕，如下图：图1－2文件窗口向工程中添加文件：（1）我们要在项目中创建新的程序文件或加入旧程序文件。如果您没有现成的程序，那么就要新建一个程序文件。点击新建文件的快捷按钮，便会出现一个新的文字编辑窗口，这个操作也可以通过菜单File－New或快捷键Ctrl+N来实现。现在可以编写程序了，光标已出现在文本编辑窗口中，等待我们的输入了。（2）点击保存新建的程序，也可以用菜单File－Save或快捷键Ctrl+S进行保存。我们把第一个程序命名为test1.asm，保存在项目所在的目录中，这时您会发现程序单词有了不同的颜色，说明KEIL的ASM语法检查生效了。图1－3文件对话框（3）如图1－4鼠标在屏幕左边的SourceGroup1文件夹图标上右击弹出菜单，在这里可以做在项目中增加减少文件等操作。我们选“AddFiletoGroup‘SourceGroup1’”弹出文件窗口，选择刚刚保存的文件，按ADD按钮，关闭文件窗，程序文件已加到项目中了。这时在SourceGroup1文件夹图标左边出现了一个小+号说明，文件组中有了文件，点击它可以展开查看。图1－4添加文件窗口文件设置：（1）用鼠标右键点击Target1，选OptionsforTarget‘Target1’（2）然后选Debug页，在右边选“Use:KeilMonitor-51Driver”,并勾选Gotillmain编译、运行、调试：（1）点击Project菜单，选择弹出的下拉式菜单中的Buildtarget，或按F7键，编译并生成目标代码。。在窗口中可以看到编译的错误信息和使用的系统资源情况等。（2）回到ＫeilＣ界面，按Debug菜单中的Start\StopDebugSession，或Ｃtrl+F5键，进入联机调试状态（快捷键为一个小放大镜）。程序通过串行接口下载到单片机内，接下来就可以运行和调试程序了。（3）运行调试：在Debug菜单下有运行、单步运行等选项可以运行程序。另外，在View菜单下还可以打开观察窗口，跟踪变量的变化。实验2输入输出接口实验实验目的1、熟悉利用keilc编写和调试单片机程序的方法。2、掌握利用简单芯片实现并行接口扩展的方法。实验题目1闪烁灯1．实验说明在P1.0端口上接一个发光二极管L1，使L1在不停地一亮一灭，一亮一灭的时间间隔为0.5秒。2．系统板上硬件连线把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到K模块PC5上。3．程序设计内容ORG0000HLJMPMAINORG0030HMAIN:MOVSP,#60HSTART:CLRP1.0LCALLDELAYSETBP1.0LCALLDELAYLJMPSTARTDELAY:MOVR5,#45;延时子程序，延时0.5秒D1:MOVR6,#20D2:MOVR7,#248D3:DJNZR7,D3DJNZR6,D2DJNZR5,D1RETEND实验题目2霓虹灯输出1．实验说明利用74ls273扩展的输出口接8路发光二极管，按循环点亮的方式输出。并行口的抵制为8060H2.电路图如附录所示；参考程序2-3可控霓虹灯实验流程2-3可控霓虹灯实验流程图2-1霓虹灯输出流程图图2-2输入接口扩展流程图ADDIOEQU8060HORG0000HLJMPMAINORG0030HMAIN:MOVSP,#60HMOVA,#01HMOVDPTR,#ADDIOMOVX@DPTR,AL1:ACALLDELAYRRAMOVX@DPTR,AAJMPL1DELAY:MOVR5,#45;延时子程序，延时0.5秒D1:MOVR6,#20D2:MOVR7,#248D3:DJNZR7,D3DJNZR6,D2DJNZR5,D1RETEND实验题目3输入输出接口实验1．实验说明利用74ls244扩展的输入口读取开关状态，并利用74ls273扩展的输出口接口连接的8路发光二极管显示结果。并行口的地址为8060H电路图；3．参考程序ADDIOEQU8060HORG0000HLJMPMAINORG0030HMAIN:MOVSP,#60HL1:MOVDPTR,#ADDIOMOVXA,@DPTRMOVX@DPTR,ASJMPL1END实验题目4可控霓虹灯输出实验1．实验说明利用扩展的输出口驱动8路发光二极管，按循环点亮的方式输出,并由输入开关控制循环方向2.电路图如附录所示；连线：P1.0接F模块J15IN_13．参考程序ADDIOEQU8060HORG0000HLJMPMAINORG0030HMAIN:MOVSP,#60HMOVA,#01HMOVDPTR,#ADDIOMOVX@DPTR,AL1:ACALLDELAYJBP1.0,L2RRASJMPNEXTL2:RLANEXT:MOVX@DPTR,AAJMPL1DELAY:MOVR5,#45;延时子程序，延时0.5秒D1:MOVR6,#20D2:MOVR7,#248D3:DJNZR7,D3DJNZR6,D2DJNZR5,D1RETEND实验3定时/计数器实验实验目的1、掌握利用51系列单片机编写中断服务程序的方法。2、掌握使用单片机内部定时计数器实现定时功能的方法。实验题目1定时器实验1．实验说明每隔1秒点亮和熄灭由p1.0所连接的发光二极管。2．系统板上硬件连线把单片机系统区域中的P1.0端口用导线连接到K模块PC5上。3．程序设计内容图3-1定时器实验主程序 图3-2定时器实验中断程序ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPINTT0ORG0030HMAIN:MOVSP,#60HCLRP1.0MOVR1,#14HMOVTMOD,#01H;00000001MOVTH0,#4CH;50msMOVTL0,#00HSETBTR0SETBET0SETBEAHERE:AJMPHEREINTT0:MOVTH0,#4CHMOVTL0,#00HDJNZR1,NEXTCPLP1.0MOVR1,#14HNEXT: RETIEND实验题目2计数器实验1．实验说明把定时器0外部输入的脉冲进行计数，并送显示器显示。2．程序设计内容ORG0000HSE15：MOVSP，#53H MOVTMOD，#05HMOVTH0，#00HMOVTL0，#00H SETBTR0LO29：MOVR2，TH0MOVR3，TL0LCALLR0，#79HMOVR0，#79HMOVA，R6LCALLPTDS MOVA，R5LCALLPTDSMOVA，R4LCALLPTDSLCALLSSEESJMPLO29ZOY0：CLRAMOVR4，AMOVR5，AMOVR6，AMOVR7，#10HLO30：CLRCMOVA，R3RLCAMOVR3，AMOVA，R2RLCAMOVR2，AMOVA，R6ADDCA，R6DAAMOVR6，AMOVA，R5ADDCA，R5DAAMOVR5，AMOVA，R4ADDCA，R4DAAMOVR4，ADJNZR7，LO30RETORG0061HPTDS：MOVR1，AACALLPTDS1MOVA，R1SWAPAPTDS1：ANLA，#0FHMOV@R0，AINCR0RETORG0D50HSSEE：SETBRS1MOVR5，#05HSSE2：MOV30H，#20HMOV31H，#7EHMOVR7，#06HSSE1：MOVR1，#21HMOVA，30HMOVX@R1，AMOVR0，31HMOVX@R0，AMOVDPTR，#DDFFMOVCA，@A+DPTRMOVR1，#22HMOVX@R1，AMOVA，30HRRAMOV30H，ADEC31HMOVA，#0FFHMOVX@R1，ADJNZR7，SSE1DJNZR5，SSE2CLRRS1RETDDFF：DB0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H，90HDB88H，83H，0C6H，0A1H，86H，8EH，0FFH，0CH，89H，0DEH实验4中断系统实验实验题目1利用定时器中断实现可控霓虹灯实验1．实验说明每隔1s循环点亮p1口所连的发光二极管。2．系统板上硬件连线把单片机系统区域中的INT0(P3.2)端口用导线连接到J模块J101上。3．程序设计内容ADDIOEQU8060HORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPINTT0ORG0030HMAIN:MOVSP,#60HMOVDPTR,#ADDIOMOVR1,#14HMOVA,#0FEHMOVX@DPTR,ASETBIT0SETBEX0MOVTMOD,#01H;MOVTH0,#4CHMOVTL0,#00HSETBTR0SETBET0SETBEACLRCHERE:AJMPHEREINTT0:MOVTH0,#4CHMOVTL0,#00HDJNZR1,STOPMOVR1,#14HJCRIGHTRLAMOVX@DPTR,AAJMPSTOPRIGHT:RRAMOVX@DPTR,ASTOP:RETIEND实验题目2利用定时器和外部中断实现可控霓虹灯实验1．实验说明每隔1s循环点亮p1口所连的发光二极管,并用INT0控制循环方向。2．系统板上硬件连线把单片机系统区域中的INT0(P3.2)端口用导线连接到J模块J101上。3．程序设计内容ADDIOEQU8060HORG0000HLJMPMAINORG0003HLJMPIINT0ORG000BHLJMPINTT0ORG0030HMAIN:MOVSP,#60HMOVDPTR,#ADDIOMOVR1,#14HMOVA,#0FEHMOVX@DPTR,ASETBIT0SETBEX0MOVTMOD,#01H;MOVTH0,#4CH5-15-1显示子程序流程SETBTR0SETBET0SETBEACLRCHERE:AJMPHEREIINT0:CPLCRETIINTT0:MOVTH0,#4CHMOVTL0,#00HDJNZR1,STOPMOVR1,#14HJCRIGHRLAMOVX@DPTR,AAJMPSTOPRIGHT:RRAMOVX@DPTR,ASTOP:RETIENDT实验5LED动态显示实验实验目的1、掌握利用单片机实现扩展LED动态显示的方法。实验题目1时钟显示电路1．实验说明利用8255的PA、PB口扩展4位LED显示器，并利用动态扫描的方式显示一个时钟电路，每隔一秒种变化一次。2．系统电路图电路图如下图。本实验不需连线。3．程序设计内容图5-3主程序流程图图5-3主程序流程图图5-2图5-2中断服务程序流程PA55EQU8000HPB55EQU8001HCTL55EQU8003HMIN1EQU40H;分十位MIN2EQU41H;分个位SEC1EQU42H;秒十位SEC2EQU43H;秒个位COUNTEQU31H；ORG0000HLJMPMAINORG000BHLJMPINTT0ORG0030HMAIN:MOVSP,#60HMOVA,#80HMOVDPTR,#CTL55MOVX@DPTR,AMOVDPTR,#PB55MOVA,#0FFHMOVX@DPTR,AMOVTMOD,#01HMOVTL0,#00HMOVTH0,#4CHCLRAMOVMIN1,AMOVMIN2,AMOVSEC1,AMOVSEC2,ASETBTR0SETBET0SETBEALOOP:LCALLDISPLAYLCALLDELAYSJMPLOOPDISPLAY:MOVA,#01HMOV30H,AMOVR2,#04HMOVR0,#40HDISP:MOVA,@R0MOVDPTR,#LEDMOVCA,@A+DPTRMOVDPTR,#PA55MOVX@DPTR,AMOVA,30HCPLAMOVDPTR,#PB55MOVX@DPTR,ALCALLDELAYDJNZR2,NEXT1MOVA,#0FFHMOVDPTR,#PB55MOVX@DPTR,ARETNEXT1:INCR0MOVA,30HRLAMOV30H,AMOVA,#0FFHMOVDPTR,#PB55MOVX@DPTR,ASJMPDISPDELAY:MOVA,10HAA:DECAJNZAARETINTT0:PUSHACCMOVTL0,#00HMOVTH0,#4CHINCCOUNTMOVA,COUNTCJNEA,#10,QUITMOVCOUNT,#0INCSEC2MOVA,SEC2CJNEA,#10,QUITMOVSEC2,#0INCSEC1MOVA,SEC1CJNEA,#06,QUITMOVSEC1,#0INCMIN2MOVA,MIN2CJNEA,#10,QUITMOVMIN2,#0INCMIN1MOVA,MIN1CJNEA,#06,QUITMOVMIN1,#0QUIT:POPACCRETILED:DB,0c0H,0f9H,0a4H,0b0H,99H,92H,82H,0f8H,80H,98HEND8255七段LED显示段驱动8255七段LED显示位驱动图6-1键盘识别主程序流程图图6-1键盘识别主程序流程图实验6矩阵式动态扫描键盘实验实验目的1、掌握利用单片机实现对矩阵式的扩展和驱动方法。实验题目小键盘识别1．实验说明利用PC口扩展一个4*4的矩阵键盘，利用键盘扫描方式读取键盘值并在LED中显示。2．系统电路图电路图如下图。本实验不需连线。3．程序设计内容PA55EQU8000HPB55EQU8001HPC55EQU8002HCTL55EQU8003Hkey_valueEQU31Hkey_rowequ32hLINE_VLAUEEQU34HORG0000HLJMPMAINORG0300HMAIN:LCALLD1MLCALLD1MMOVSP,#60HMOVA,#00HMOVR0,#40HMOVR1,#04HNEXT:MOV@R0,AINCR0DJNZR1,NEXTMOVDPTR,#CTL55MOVA,#81HMOVX@DPTR,AAA:LCALLDISPLAYLCALLKEY_SCANMOVA,KEY_VALUECJNEA,#0FFH,AA1SJMPAAAA1:MOVR0,#42HMOVR2,#03HAA5: MOVA,@R0INCR0 MOV@R0,A DECR0DECR0DJNZR2,AA5INCR0 MOVA,KEY_VALUEMOV@R0,ASJMPAAKEY_SCAN:MOVKEY_VALUE,#0FFHMOVA,#0FHMOVDPTR,#PC55MOVX@DPTR,AMOVXA,@DPTRORLA,#0F0HCJNEA,#0FFH,LOP1SJMPSTOPLOP1:LCALLDISPLAYMOVDPTR,#PC55MOVA,#0FHMOVX@DPTR,AMOVXA,@DPTRORLA,#0F0HCJNEA,#0FFH,LOP2SJMPSTOPLOP2:MOVKEY_VALUE,#00HMOVR7,#04HMOVDPTR,#PC55MOVkey_row,#0EFHAGA:MOVA,KEY_ROWMOVX@DPTR,AMOVXA,@DPTRORLA,#0F0H MOVR6,ACJNER6,#0FEH,LINE1 MOVA,key_value ADDA,#00H MOVkey_value,ASJMPSLOWLINE1:CJNER6,#0FDH,LINE2MOVA,key_value ADDA,#01H MOVkey_value,ASJMPSLOWLINE2:CJNER6,#0FBH,LINE3MOVA,key_valueADDA,#02H MOVkey_value,ASJMPSLOWLINE3:CJNER6,#0F7H,NEXT10MOVA,key_valueADDA,#03H MOVkey_value,ASJMPSLOWNEXT10:MOVA,KEY_ROWRLAMOVKEY_ROW,A MOVA,KEY_VALUEADDA,#04H MOVKEY_VALUE,ADJNZR7,AGAMOVKEY_VALUE,#0FFHSJMPSTOPslow:LCALLDISPLAYMOVDPTR,#PC55MOVA,#0FHMOVX@DPTR,AMOVXA,@DPTRORLA,#0F0HCJNEA,#0FFH,slowSTOP:RETDISPLAY:MOVA,#01HMOV30H,AMOVR2,#04HMOVR0,#40HDISP: