单片机实验指导书

单片机实验指导书

目录

第一章：实验设备简介.............................

1.1系统实验设备的组成......................

1.2SiliconLabsC8051F单片机开发工具简介...

1.3DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统简介....

第二章集成开发环境KEILC软件使用指南........

2.1KEILC软件具体使用说明.................

第三章实验指导..................................

3.1C8051F单片机I/O口交叉开关设立........

3.2数字I/O端口实验........................

3.3定期器实验...............................

3.4外部中断实验.............................

3.5键盘显示实验.............................

3.6六位动态LED数码管显示实验.............

3.7RS3232串口通讯实验.....................

3.8综合设计................................

使用特别说明:

(1)每次实验前，请仔细阅读实验指导，连线完毕，检查无误后，方可打

开电源。即连线时必须在断电状态下。

(2)程序运营过程中，不要关闭电源，假如要断电，必须停止运营程序，

并且退出程序调试状态，否则会引起KEILC软件非正常退出，甚至引

起DICE-EC5仿真器工作异常。

(3)如出现上述(2)的的误操作，引起DICE-EC5仿真器工作异常，可对

DICE-EC5仿真器进行复位。(在光盘中找到文献夹“USBReset"中的

"USBDebugAdapterFirmwareResetw文献，双击运营，在弹出的

对话框中点击“Updatefirmwarew按钮，在提醒成功后，点击“0K”

按钮，退出复位程序。DICE-EC5仿真器即可正常工作。在下一次调试、

下载程序时会提醒"Doyouwanttoupdateserialadapternow?,

点击“拟定”即可。

第一章：实验设备简介

1.1系统实验设备的组成

DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统由C8051F020CPU板、DICE-EC5仿真

器和系统实验板三部分组成，应用该设备可进行片上系统单片机较典型应用

的实验，请参见以下介绍。

1.2SiliconLabsC8051F单片机开发工具简介

1.2.1开发工具概述

SiliconLabs的开发工具实质上就是计算机IDE调试环境软件及计算

机USB到C805到

单片机JTAG口的协议转换器(DICE-EC5)的组合。SiliconLabsC8051F系

列所有的单片机片内均设计有调试电路，该调试电路通过边界扫描方式获取

单片机片内信息，通过4线的JTAG接口与开发工具连接以便于进行对单片机

在片编程调试。DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统中的C8051F020CPU板上

的单片机为C8051F系列中的卜,020。

仿真器(DICE-EC5)一端与计算机相连，另一端与C8051F单片机JTAG口

相连，应用Keil的uVision2调试环境就可以进行非侵入式、全速的在系统

编程(TSP)和调试。

SiliconLabs开发工具支持观测和修改存储潜和寄存器支持断点、观

测点、堆栈指示器、

单步、运营和停止命令。调试时不需要额外的目的RAM、程序存储器、定期

器或通信通道，并巨所有的模拟和数字外设都正常工作。

1.2.2开发工具重要技术指标

•支持的目的系统：所有C8051Fxxx系列单片机。

・系统时钟：最大可达25Mhz。

・通过USB接口与PC机连接。

•支持汇编语言和C51源代码级调试。

•工具支持（KeilC）o

■

1.2.3IDE软件运营环境

规定PC机可以运营开发工具软件并能与串行适配器通信。对PC机有如下系

统规定：

•Windows95/98/Me/NT/2023/XP操作系统

•32MbRAM

•40Mb自由硬盘空间

・空闲的USB口

1.2.4开发工具与PC机硬件连接

在系统编程和调试环境如图下所示。

硬件连接及软件安装：

•将USB串行电缆的一端与教学机的DICE-EC5仿真器USB接口连接；

•连接USB串行电缆的另一端到PC；

・给目的系统上电：

•插入CD并运营"SETUP.EXE",将IDE软件安装到您的PC机；

•在PC机的开始菜单的“程序”项中选择keiluVision2图标，运营IDE软

件。

C¥'3HALlitegraXI

DevebpmeitEivtoimeit

WINDOWO«-98NTUE

usb_

，SHMBftxW,■独蜡1

11

JTAG(x4),VDD,GND

V—・b

/ITARGETF)c日

(二s

Vi---：^4B|1I:

1

1.3DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统简介

1.3.1C8051F020CPU板概述

C8051F020CPU板是为了便于安装而设计的;C8051F020CPU板是将

C8051F020

的所有引脚（100个引脚）引到四个双排针;该四组双排针可与不同用户设计

的应用系统

连接,如在该教学系统上将和系统实验板连接。

说明：C8051F020CPU板是将C8051F020的所有引脚（100个引脚）引到

四个双排针,分别为JX1、JX2、JX3、JX4,四个双排针的内圈100个排针（内

圈每个引脚注明引脚含义）与C8051F020芯片的相应引脚连接。而四个双排

针的外圈100个排针（外圈标有引脚号）部分引脚悬空，而大部分引脚已经

与实验仪上的实验模块连接。（具体连接请看硬件连接原理图）。

因此，本实验/开发系统大部分实验模块只要将其相应引脚的短路块插

好，即可实现与C8051F020单片机系统的连接。而一部分独立实验模块，必

须通过导线与C8051F020单片机连接，连接前把要用到的引脚上的短路块拔

掉，然后用导线将内圈相应引脚与外部模块连接。实验完毕后再把相应的

短路块插好。

1.3.2C8051F020片上系统单片机片内资源

①、模拟外设

(1)逐次逼近型8路12位ADCO

转换速率最大lOOksps

可编程增益放大器PGA

温度传感器

(2)8路8位ADC1输入与P1口复用

转换速率500ksps

可编程增益放大器PGA

(3)两个12位DAC

(4)两个模拟电压比较器

(5)电压基准内部提供2.43V

外部基准可输入

(6)精确的VDD监视器

②、高速8051微控制器内核

流水线式指令结构速度可达25MIPS

22个矢量中断源

③、存储器

片内4352字节数据RAM

64KBFlash程序存储器可作非易失性存储

外部可扩展的64KB数据存储器接口

④、数字外设

8个8位的端口I/O

I2C、SPI、2个增强型UART串口

可编程的16位计数器/定期器阵列(PCA)

5个通用16位计数器/定期器

专用的看门狗WDT

更具体资料可参见SiliconLabsC8051I?02xdatasheet

1.3.3DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统硬件组成

(1)CPU板：CPU核心模块采用C8051F020芯片，该芯片是C8051F系列

单片机中功能最为其全的一款；

(2)片内：64KFLASH,4KXRAM

片外扩展：256KFLASH,32KXRAM

(3)CPU板C8051F020芯片I/O引脚所有引出，可以和用户外部电路连

接；

(4)实验系统带有JTAG接口，并配有DICE-EC3型USB高速通讯仿真

器，通过4脚的JTAG接口可以进行非侵入式、全速的在线系统

调试、仿真；

(5)4*4阵列式键盘；

(6)8位逻辑电平开关输出、8位LED逻辑电平显示；

(7)6位动态八段LED数码管；

(8)2路单脉冲信号发生电路和1路8MHz时钟发生电路;

(9)时钟分频电路；

(10)模拟量发生器电路和逻辑笔电路；

(11)8*8LED点阵及驱动电路；

(12)128*64LCD液晶显示屏；

(13)蜂鸣器电路；

(14)直流电机测速电路；

(15)四相步进电机及驱动电路；

(16)继电器电路及接口；

(17)双通道RS-232接口；

(18)SPI接口，LED数码管显示；

(19)IIC接口,接24coi串行EEPROM；

(20)HC接口，PCF8563日历时钟；

(21)8路12位AD,2路12位DA接口；

(22)D12USB从机通信；

(23)SL811USB主机通信；

(24)RTL8O1910M以太网通信；

1.3.4DICE-C8051F嵌入式实验/开发系统地址及初始化说明

・地址分派如下:

OxOOOO-Ox7fff,数据存储器SRAM地十范围

0x8000-0x87ff,Dl2cs片选

0x8800-0x8fff,SL811cs片选

0x9000-0x97ff,RTL8019_CS片选

0x9800-0x9fff,LCDCS片选

0xA000-0xA7ff,保存

0xA800-0xAfff,保存

0xB000-0xB7ff,保存

0xB800-0xBfff,保存

OxcOOO-Oxffff(xl6),Flash,片选地址由P4低4位端口拟定

・系统初始化：

C8051F020CPU板使用外部22.1184M晶振，系统初始化后应用外部

22.1184M晶振，假如不进行系统初始化，系统将使用内部晶振，默认值为

2M,也可以通过设立OSCICN寄存器改变内部晶振的大小(可选值为2M、4M

8M、16M)o

•端口初始化：

我们根据C8051F020CPU板及实验系统设计方案，配置交叉开关，为

UARTO、SPI、SMBus、UART1、CEXO>CPO、TO、Tl>INTO、INTI、INT2和INT3

分派端口引脚。此外，我们将外部存储器接口配置为复用方式并使用高端口。

配置环节如下:

(1)按CPOE=1,EC1OE=O,PCAOME=OO1,UARTOEN=1,SPIOEN=1,SMBOEN=1设立

XBR0=0x8f；

(2)按SYSCKE=O,T2EXE=O,T2E=O,INT1E=1,T1E=1,INTOE=LTOE=1,CP11E=O

设立XBR1二Oxlc：

(3)按WEAKPUD=O,XBARE=1,位5为0用

T4EXE=0,T4E=0,UART1E=1,EMIFLE=O,CNVSTE=O设立XBR2=0x44

(4)将外部存储器接口配置为复用方式，并使用高端口，有

PRTSEL=1,EMD2=O。

(5)将作为数字输入的端口1引脚配置为数字输入方式，设立P1MDIN为

OxFFo

(6)通过设立POMDOUT=0x34、PlMDOUT=Oxfd、P2MD0UT=OxfO、P3MD0UT=

Oxff,将低端口输出方式设立为推挽方式。设立高端口输出方式

P740UT=0xf7;总线输出方式应考虑工作频率和驱动能力，在高速和高驱

动时总线应设立为推挽方式，在低速和低驱动时漏极开路也可满足规

定，但稳定性不高。

(7)设立外部存储器配置EMIOCF二0x2d；设立外部存储器时序控制

EMT0TC=0x9e；假如LCD不能正常显示可以使EMIOCF=0x2f,EMTOTC=Oxff

设立为最大值；也可以减小外部晶振或使用内部晶振。

第二章集成开发环境KEILC软件

使用指南

2.1KEILC软件具体使用说明

KeilC安装:见・.\tools\KeilC51V751a_Full\安装说明.txt;

安装完毕后，假如要使用DICE-EC5仿真器来仿真C8051F系统单片机，

还需要安装驱动程序：进入“Keil驱动-V2.21”，点击“SiC8051F_uv2”,

直至安装完毕。

进入KeilC51后，屏幕如下图所示。几秒钟后出现编辑界

ThjeIntegration

IDEfor

Microcontroller

ThisprogramisprotectedbyU.S.andinternationalcopyrightlaws.

启动KeilC51时的屏幕

进入KeilC51后的编辑界面

简朴程序的调试：

学习程序设计语言、学习某种程序软件，最佳的方法是直接操作实践。

下面通过简朴的编程、调试，引导大家学习KeilC51软件的基本使用方法

和基本的调试技巧。

1）建立一个新工程

单击Project菜单，在弹出的下拉菜单中选中NewProject选项

2）然后选择你要保存的途径,输入工程文献的名字，比如保存到C51目录里,

工程文献的名字为C51。如下图所示，然后点击保存.

3）这时会弹出一个对话框,规定你选择单片机的型号,你可以根据你使用的

单片机来选择,kcilc51几乎支持所有的51核的单片机,我这里还是以天

家用的比较多的Atmel的89C51来说明，如下图所示,选择89C51之后，石

边栏是对这个单片机的基本的说明，然后点击拟定.

（注意：我们实验系统使用的单片机为SiliconLaboratories公司的

C8051F020芯片）。

•l«c<Devac«for?ix|

crv|

V・c4^rAtmel

D-：AT89cs2厂Us«Exe.cd.dJnk.rOLX51)an*t««aofBL51

F«»ly«C5-51LUe.Zx—・A->1”(AXbl)，―C,fAS!

H<t«b«s«

»•・•*FullS<»cCKOSoll«rVBtkThr・・-L«t・1FrI

32I/OIf，，3Ti««r*/C*Maters,8Xaterr

BKFl…■—25BBy-O»-ehiPRAH

「•定11rm]

4）完毕上一环节后，屏幕如下图所示

到现在为止，我们还没有编写一句程序，下面开始编写我们的第一个程序。

5）在下图中，单击“File”菜单，再在下拉菜单中单击“New”选项

期C51-»ision2

Ei】・EditYi・w£r«j«ctP・buaP«tiph«ralsToolsgVCS£>ndowH«lp

由BOB—

以Qp«n..CtrHO

Dr3+S

SmA：

新建文献后屏幕如下图所示

此时光标在编辑窗口里闪烁，这时可以键入用户的应用程序了，但笔者

建议一方面保存该空白的文献，单击菜单上的“File”，在下拉菜单中选中

"SaveAs”选项单击，屏幕如下图所示，在“文献名”栏右侧的编辑框中,

键入欲使用的文献名，同时，必须键入对的的扩展名。注意，假如用C语言

编写程序，则扩展名为(.c)；假如用汇编语言编写程序，则扩展名必须为

(.asm)o然后,单击“保存”

6）回到编辑界面后，单击"Target1”前面的“+”号，然后在

aSourceGroup1”上单击右键，弹出如下菜单

自C\UHD01S\D«sktop\C51\Ttxtl.C

r

SelectDeviceLOTTarget'Targel1

OptionsforGroupSourceGroup1'

OpenFile

因Rebuildtarget

/gildtarc«tFT

4^Tran^leteFile

后।Stopbuild

sirAddFil«stoGroup'SoursGroup1'

I«r《ets,Groups,Files...

R«iiove<5roup,SourceGroup1'andit'sFiles

然后单击“AddFiletoGroup'SourceGroup1'”屏幕如下

图所示

选中Test,c,然后单击“Add”屏幕好下图所示

SourceGroup1”文献夹中多了一个子项“Textl.c”了吗？子项的

多少与所增长的源程序的多少相同。

7）现在，请输入圳下的C语言源程序:

#include<reg52.h>〃包含文献

#include<stdio.h>

voidmain(void)〃主函数

SC0N=0x52;

TM0D=0x20;

Tlll=0xf3;

TR1=1;〃此行及以上3行为

PRINTF函数所必须

printf(MHelloIamKEIL.\n")；〃打印程序执行的信

息

printf("Iwillbeyourfriend.\n"):

while(l);

在输入上述程序时，读者已经看到了事先,呆存待编辑的文献的好处了

吧，即Keilc51会自动辨认关键字，并以不同的颜色提醒用户加以注意，

这样会使用户少犯错误，有助于提高编程效率c程序输入完毕后，如下图所

示：

fl*C5l-

Idit^reject[g]玉JVCSfsxUov(felp

国行R。0匚；—・=A%,>&HM

国已曲|A府,“1三］

3

12fd

einna,..Buid人ConmandARndnFfes]

P«rM«lr.K«»”-^1Cl~1S?「％”

8）在上图中，单击“Project”菜单，再在下拉菜单中单击

“BuiltTarget”选项（或者使用快捷键F7）,编译成功后，再单击

“Project”菜单，在下拉菜单中单击"Start/StopDebugSession”（或

者使用快捷键Ctrl+F5）,

屏幕如下所示：

.；/c心-(c'nmts'D.kegiWsQie】

Dl»i«|4i<lienr<>>wa«SCSI»—|d*

由8。0B--A■「~~ZJli

g专电m国6急f

isuO<hIJ。财以原屋，“口

lioclude<Ke9S2.h>〃小PXw

fincludeocdio.tp

voidMin(v<oid)//Afifc

而or-ga；

EB・0M2O；

TH1・8£3；

T>UI；//AW^3«TAnxm***<&*

pimariteU。I-VXtl.〃仃"外序执行rQT

pcinurimilXyoucfc・vd・X"

；gu。⑴；

Load"C：x\WINDWS\M)«9ktopX\C51xxC5)^J5

ASMASSIGNBreokDxsable

BnpnEJ；Comm>n<iX"jVldGfite][.]1

P«<M«l>.pr«ttPl

9）调试程序:在上图中，单击“Debug”菜单，在下拉菜单中单击“Go”选项,

（或者使用快捷键F5）,然后再单击“Debug”菜单，在下拉菜单中单击

“StopRunning”逐项（或者使用快捷键Esc）；再单击“View”菜单，再

在下拉菜单中单击“SerialWindows#1”选项，就可以看到程序运营后

的结果，其结果如下图所示

至此，我们在KeilC51上做了一个完整工程的全过程。但这只是纯软

件的开发过程，如何使用程序下载器看一看程序运营的结果呢？下一节我们

将介绍KeilC软件与DICE-EC3仿真器的配置说明。

2.2KEILC软件与DICE-EC5仿真器配置说明

1.本配置是针对本公司的仿真开发工具DICE-EC5的配置方法；

2.KeilC软件配置如下：

打开Keil软件，新建一工程，选择SiliconLaboratories公司的C8051F020

作为CPU（根据实际CPU）：

latest-WisionZ

FiteEditViewProjectDebugFbshPeripheralsToois$VCSWindowHeip

率定为茏力班聃」3］眄|随11领口国

!」倒码鹭闵TarEl三］

(1)选择配置如下图:

(2)显示如下图:

(3)OUTPUT选项配置:

Btest-WlisionZ

FileEditViewProjectDebugFlashPeripheralsTookSVCSWindowHdp

直学口。|3电电10al率宦4茏3班曲厂三莉|组|缉④|由

毒阖幽晶M至同获三］

ProjtdWorks)IOptionsforTarget'Target1*

E32Tare

Device]TargetOutput|Listing]C5i|A51|BL51Locate|BLS1Misc|Debug|Utilities]

•electFolderfcrQbjects..ManeofExecutable：test

(•CreateExecutable.\t«st

PDebugInfomtioP近黑?.±.1.2"卬然K「Merge32KHexfile

“CreateHIXFi：HEXPzl

CCreateLibxary:\test.LIB「CreateBatchFile

确定取消Defaults

(4)A51汇编选项:

(5)DEBUG选项:

bPtest-WisionZ

FileEditViewProjectDebugFlashPerpherdsToolsSVCSWindowHdp

国zp阴区跑•里夕a|亘•三4丸上方佻「三］皤*岳@to月

作遛前£翼太|x“ll

ProJecfWorkspace

EjZTarget1

OptionsforTarget'Target1*工JX

Device|Target|Output|Listing]C51|A51|BL51LocateBL51MiseDebug|Utilities|

CUseSimulatorSeeing|(•Vse：RiliconLaborator*esC8057||屈[遹蜴；]

[7LoadApplicaticnatSia[7Gotillr*ain(J7LoadApplicationatSta[7Gotillmain

InitiftlizatxonInitiolizatxon

,,IEdit.,,|Edit..

RestoreDebugSessionSettingsRestoreIebugSessionSettings

|7Breakpoints|7Toolbox|7Breakpoints17Toolbox

17Watchpoints&PJ「Watchpoints

|7MemoryDisplay[7M«noryDisplay

CPUDLL:Par狱at。：Driv«rDLL：ParsotQr：

|S8051DLL|S8O51DLL

DialogDLL：Pa*3ot”：DialogDLL：PosetE

|DCYG.DLL|-pCYGF020|TCYG.DLL|-pCYGF020

确定取消Defaults

点击”Settings”按钮,弹出以下对话框,选搭USBDebugAdapter1.2.0.0

此时必须拟定DICE-EC5仿真器与PC处在联机状态!!!

点击拟定，完毕设立。

第三章实验指导

3.1C8051F单片机I/O口交叉开关设立

优先权交叉开关译码器，或称为“交叉开关”，按优先权顺序将端口o-

3的引脚分派给器件上的数字外设（UART、SMBus、PCA.定期器等）。端口

引脚的分派顺序是从P0.0开始，可以一直分派到P3.7。UARTO有最高优先权,

而CNVSTR具有最低优先权。为数字外设分派端=1引脚的优先权顺序列于下

图。

优先权交叉开关译码表(EMIFLE=O：P1MDIN=0xFF)

----------1[[[[[|-----1][一][[[———[一1一[------1||][文乂开美方存赛位

1WIOO1234567O：23456-C12345J-0123-567

VARTOENWJ）：

二K

SPKRXBM1

SZA

SMBCENXBJJDO

SCL

VART1ENXB722

EUECICEXBZD6

CP：EXBZ：0

2。:NT0EXBT2

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SYSC1KSYSCKHXBZ：'

CNX'T?.二WSTEXBJD0

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II1Wv_vaqqoI

nH不VI1-VV

VVVVVYvvVvvvvV

-rl!<!

AIN：*入/多复用施坛品电用电：7"电用*比低9用热据生电T数比

当交叉开关配置寄存器XBRO、XBR1和XBR2中外设的相应允许位被设立

为逻辑'1'时，交叉开关将端口引脚分派给外设，相关的特殊功能寄存器

的定义见数据手册或相关书籍。

交叉开关引脚分派示例:

在本例中,我们将配置交叉开关,为UARTO、SMBus、UARTK/INTO和

/INTI分派端口引脚(共8个引脚)。此外，我们将外部存储器接口配置为

复用方式并使用低端口。我们还将Pl.2、P1.3和P1.4配置为模拟输入,

以使用ADC1测量加在这些引脚上的电压。配置环节如下：

(1)按UARTOEN=1、SMBOEN=UINTOE=1.INTIE=1和EMIFLE设

立XBRO、XBR1和XBR2,则有：XBRO=0x05,XBR1=0x14,XBR2=0x02。

(2)将外部存储器接口配置为复用方式并使用低端口，有：PRTSEL=0,

EMD2=0o

(3)将作为模拟输入的端口1引脚配置为模拟输入方式：设立P1MDIN为

0xE3(P1.4、PL3和Pl.2为模拟输入,所以它们的相应P1MDIN被设立为

逻辑'0')O

(4)设立XBARE=1以允许交叉开关：XBR2=0x42。

•UARTO有最高优先权，所以P0.0被分派给TXO,P0.1被分派给RXO。

•SMBus的优先权次之,所以P0.2被分派给SDA,P0.3被分派给SCL

・接下来是UART1,所以P0.4被分派给TX1。由于外部存储器接口选在

低端口(EMIFLE=1),所以交叉开关跳过P0.6(/RD)和P0.7(/WR)°又由于

外部存储器接口被配置为复用方式，所以交叉开关也跳过P0.5(ALE)。下一

个未被跳过的引脚PL0被分派给RX1。

•接下来是/INTO,被分派到引脚PL1°

・将P1MDIN设立为0xE3,使PL2、P1.3和P1.4被配置为模拟输入,

导致交叉开关跳过这些引脚。

・下面优先权高的是/INT1,所以下一个未跳过的引脚P1.5被分派给

/INTlo

•在执行对片外操作的M0VX指令期间，外部存储器接口将驱动端口2

和端口3。

(5)我们将UART0的TX引脚(TXO,PO.O)、UART1的TX引脚(TX1,P0.4)、

ALE、/RD、/WR(P0.[7:3])的输出设立为推挽方式，通过设立P0MD0UT=OxFl

来实现。

(6)我们通过设立P2MD0UT=OxFF和P3MDOUT=OxFF将EMIF端口(P2、

P3)的输出方式配置为推挽方式。

我们通过设立P1MDOUT=0x00(配置输出为漏极开路)和P1=OxFF(逻辑

’1'选择高阻态)严禁3个模拟输入引脚的输出驱动器。

3.2数字I/O端口实验

一、实验目的掌握C8051F020I/O的使用，学习延时子程序的编写。

二、实验内容

P1口输出口，接八只发光二极管，编写程序，使发光二极管循环点亮。

三、实验原理介绍

C8051F020有8位端口组织的64个数字I/O引脚。低端口(PO、Pl、P2、

P3)既可以按位寻址，也可以按字节寻址。高端口(P4、P5、P6、P7)只

能按字节寻址。所有引脚都耐5V电压，都可以被配置为漏极开路或推挽输

出方式和弱上拉。

C8051F020器件有大量的数字资源需要通过4个低端I/O端口PO,Pl,P2,

P3才干使用。但本实验中重要介绍的I/O口重要作为通用的端口I/O(GPIO)

引脚来使用。

每个端口引脚的输出方式都可被配置为漏极开始或推挽方式，缺省状

态为漏极开路。在推挽方式，向端口数据寄存器中的相应位写逻辑0将使瑞

口引脚被驱动到GND,写逻辑1将使端口引脚被驱动到VDD。在漏极开路方

式，向端口数据寄存器中的相应位写逻辑0将使端口引脚被驱动到GND,写

逻辑1将使端口引脚处在高阻状态。当系统中不同器件的端口引脚有共享连

接，即多个输出连接到同一个物理线时(例如SMBus连接中的SDA信号)，

使用漏极开路方式可以防止不同器件之间的争用。I/O端口的输出方式由

PnMOUT寄存器中的相应位决定。本实验中我们用P1口驱动发光二极管点

亮，因此必须将P1口定义为推挽方式。

四、电路原理图

六、实验环节

程序功能：由P1口驱动发光二极管循环点亮。

PL0~PL7接L「L8(JP14)

3.3定期器实验

一、实验目的掌握C8051F020内部定期器/计数器的应用。

二、实验内容

本文献是LED灯闪烁实验程序；使用定期器0定期1秒，LED灯每隔1

秒亮1秒；使用外部22.1184MHz晶振。

三、实验原理介绍

C8051F020内部有5个计数器/定期器TO,Tl,T2,T3和T4。这些计数

器/定期器都是16位，其中TO、Tl、T2与标准8051中的计数器/定期器兼容。

T3、T4可用于ADC、SMBus或作为通用定期器使用，T4还可用作C805lF02x

中第二串口（UART1）的波特率发生器。这些计数器/定期器可以用于测量

时间间隔，对外部事件计数或产生周期性的中断请求。

定期潜。和定期器1几乎完全相同，有4种工作方式。定期器2增长了一

些时器0和定期器1中所没有的功能。定是器3与定期器2类似，但没有捕获和

波特率发生器方式。定期器4与定期器2完全相同，可用作UART1的波特率

发生器。

下表所列为定期器的工作方式:

定期器0和定期定期器2定期器3定期器4

器1

13位计数器/定期自动重装载的16自动重装载的16自动重装载的16

器位计数器/定期器位计数器/定期位计数器/定期器

器

16位计数器/定期带捕获的16位计带捕获的16位计

器数器/定期器数器/定期器

自动重装载的8UART(0)的波UART1的波特率

位计数器/定期器特率发生器发生器

两个8位计数器/

定期器(仅限于

定期器0)

本实验中使定期器0工作在方式1(TMOD=0x01),TIM0定期器时钟为

系统时钟的1/12(CKCON=OxOO)o具体寄存器定义请参照教科书。

四、实验程序框图

（注：实验时不需要液晶显示）

五、实验环节

确认P3.5口与引脚49上插有短路块，则发光二极管L1与P3.5已连。调入

程序、装载、运营，观测发光二极管是否每隔1秒亮1次。

3.4外部中断实验

一、实验目的熟悉C8051F020外部中断6/7的使用。

二、实验内容

此程序测试C8051F020的中断6、7,可在相应的两个中断中设断点观测，

当单脉冲按钮按下之后，进入中断解决时P4.4控制蜂鸣器鸣叫一声，发光二

极管也同时闪烁一次。

三、实验原理介绍

CIP-51包含一个扩展的中断系统，支持22个中断源，每个中断源有两

个优先级。中断源在片内外设与外部输入之间的分派随器件的不同而变化。

每个中断源可以在一个SFR中有一个或多个中断标志。当一个外设或外部源

满足有效的中断条件时，相应的中断标志被置为逻辑1。

假如中断被允许，在中断标志被置位时产生中断。一旦当前指令执行

完，CPU产生一个LCALL到预定地址，开始执行中断服务程序（ISR）。每个ISR

必须以RETI指令结束，使程序回到中断前执行的那条指令的下一条指令。假

如中断未被允许，中断标志将被硬件忽略，程序继续正常执行（中断标志置

1与否不受中断允许/严禁状态的影响）。

每一个中断源都可以用一个SFR（IE~EIE2）中的相关中断允许位来允

许或严禁，但必须先将EA位(IE.7)置1,以保证每个单独的中断允许位有

效。不管每个中断允许位的设立如何，EA位清0将严禁所有中断。

本实验重要介绍C8051F020外部中断6/7(相应P3.6和P3.7)。P3.6和P3.7

可被配置为边沿触发的中断源。用IE6CF(P3IF.2)和IE7CF(P3IF.3)位可

以将这两个中断源配置为下降沿或上升沿触发。当检测到引脚P3.6和P3.7有

下降沿或上升沿发生时，P3IF寄存器中相应的外部中断标志(IE6或IE7)将

被置1。假如相应的中断被允许，将会产生中断，CPU将转向相应的中断句

量地址。

端口3中断标志位:

R/WR/WR/WR/WR/WR/WR/WR/W

IE7IE6IE7CFIE6CF

位7位6位5位4位3位2位」位0

位7IE7外部中断7标志位

0P3.7引脚没有检测到下降沿或上升沿

1当检测到P3.7引脚的下降沿或上升沿时，该标志

由硬件置位

位6IE6外部中断6标志位

0P3.7引脚没有检测到下降沿或上升沿

1当检测到P3.7引脚的下降沿或上升沿时，该标志由

硬件置位

位5~4未使用.读二00b,写=忽略

位3IE7CF外部中断7边沿配置位

0外部中断7由IE7输入的卜.降沿触发

1外部中断7由IE7输入的上升沿触发

位2IE6CF外部中断6边沿配置位

0外部中断6由IE6输入的卜.降沿触发

1外部中断6由IE6输入的上升沿触发

位广0未使用.读二00b,写=忽略

四、实验程序框图

五、实验环节

P2.0接L7；P2.1接L8；P3.6接JP7；P3.7接JP7；P4.4用短路块接蜂鸣器。

按下单脉冲按钮,JP7产生一个下降沿脉冲,进入中断后,蜂鸣器鸣叫一声，相

应发光二极管也同时闪烁一次.

3.5键盘显示实验

一、实验目的掌握行列式键盘的工作原理。

二、实验内容每按下一个键，蜂鸣器响一声，并在LED数码管上显示相应

的字符。

三、实验原理介绍

在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成

矩阵形式，也就是常说的行列式键盘。行列式键盘中的键事实上就是一个机

械开关，该开关位于行线和列线的交点处。当键被按下时，其交点的行线和

列线接通，相应行线或列线上的电平发生变化，从而拟定被按下的功能键。

常用的键辨认方法有：行扫描法、线翻转法和运用8279键盘接口的中断

法。前两种方法相称于查询法，需要反复查询按键的状态，会占用大量的CPU

时间；后一种方法在有键按下时向CPU申请中断，平时并不需要占用CPU时间。

本实验中我们介绍行扫描法，其按键辨认的过程如下：

A：将所有行线SEL0~SEL3置为低电平，然后检测列线的状态。只要有一

列的电平为低，则表达键盘中有键被按下，并且闭合的键位于低电平线与4

根行线相交叉的4个按键之中。若所列线均为高电平，则键盘中无键按下。

B：判断闭合键所在的位置。在确认有键按下后，即可进入拟定具体羽

合键的过程。其方法是：依次将行线置为低电平，即在置某根行线为低电平

时，其线为高电平。在拟定某根行线位置为低电平后，再逐行检测各列线的

电平状态。若某列为低，则该列线与置为低电平的行线交叉处的按键就是用

合的按键。

四、实验原理图

五、实验程序框图

始

开

关看门狗

初始化10a

（注：实验时只需LED数码管显示）

六、实验环节

定义16个键为,每按下一个键，蜂鸣器响一声，并在LED数码管

上显示相应的字符。

P5.0~P5.3接SEL0~SEL3,P5.4~P5.7接RL0~RL3,P4.4接ALARM,P3.5接

LKJP14）（以上连线内部已经连好，只要将相应的短路块插上即可。），

PL0~PL7接a~dp(JP18,LED段码端),P0.0接LED公共端任何一端(JP17).

3.6六位动态LED数码管显示实验

一、实验目的

熟悉并掌握LED七段数码管的工作原理，并掌握动态数码管的程序编写。

二、实验内容

本实验重要是六位八段LED数码管动态显示，例程序显示“123456”。

三、实验原理介绍

在单片机应用系统中可运用LED显示块灵活地构成所规定位数