单片机实验指导书

1、MCS-51单片机实验指导书目录1. 实验板使用说明21.1 单片机实验板简介21.2 实验板电路原理图21.3 USB转串口驱动的安装41.4 下载软件的使用52. 单片机实验6实验1 红黄绿灯控制6实验2 键盘LED数码管显示7实验3 定时器中断实验10实验4 计数器实验12实验5 AD转换实验18实验6 PC机与单片机串口通信实验20实验7 温度测量实验22实验8 数模转换实验25实验9 IIC和EEPROM存储实验27实验10 频率测量实验341. 实验板使用说明1.1 单片机实验板简介单片机实验板是西华大学机械工程与自动化学院在长期教学实践中设计的，非常适合单片机教学的一种实验装置。

2、它有以下特点：不需要其他附件，即可以在任何一台有USB接口的PC机或笔记本电脑上使用；价格便宜，解决了许多院校经费不足的问题；可以开设LED，LCD，键盘，蜂鸣器，AD转换，DA转换，温度测量，光电计数，压频转换，IIC总线，PC与下位机串口通信，RS485通信等各种实验，满足教学需要。图1.1 实验板各部分名称及功能实验板与PC机通过公对公USB线连接，实验板上USB接口给实验板提供电源的同时，且可以通过USB转串口芯片给实验板下载程序和与PC机进行串口通信。本实验板采用的是宏晶公司的STC89C52RC单片机，可以通过串口烧录程序，无需仿真器。1.2 实验板电路原理图实验板电路图如图1.2

3、所示。为了满足多种实验的需求和入门编程的便捷，单片机的引脚许多复用，但没有使用锁存器来扩展IO口。实验板上引出了DA输出，P0口，P1口，P2口，P3口,电源扩展口，485通信口，方便外接实验。为了满足单片机的冷启动（下载程序时先断电再通电）要求，电源按钮采用自锁开关。无论在PC机还是笔记本电脑上都有USB接口，所以实验板直接由USB接口供电，实验板上CH340G将USB转换为串口为单片机下载程序。图1.2 实验板电路原理图1.3 USB转串口驱动的安装安装步骤如下：（1） 双击如图1.3所示的可执行文件图1.3 驱动安装图标（2） 双击后会弹出如图1.4所示的对话框，所有值保持默认值，鼠标单

4、击INSTALL按钮，此时对话框会变成如图1.5所示，INSTALL和UNINSTALL变为灰色。这时我们需要等待一段时间，等两个按钮变成和图4一样（即INSTALL和UNINSTALL不为灰色），驱动安装完毕。图1.4 驱动安装窗口图1.5 驱动正在安装窗口（3） 在我的电脑图标上单击右键，选择管理，在弹出的对话框中单击设备管理器，展开端口即可以看到实验板对应的串口号，如图1.6所示。图1.6 驱动正确安装1.4下载软件的使用在windows下运行STC_ISP.EXE，界面和操作步骤如图1.7所示图1.7 ISP界面2.单片机实验实验1 红黄绿灯控制1.实验目的(1) 学习Keil C51

5、集成编译软件的使用和调试程序方法。(2) 学习将用户程序下载到应用系统的方法。(3) 掌握STC89C52单片机的I/O端口的控制和使用方法。2.实验内容(1)编写程序要求：利用单片机的P1.0, P1.1, P1.2控制3个LED灯，模仿控制交通灯（红灯亮4秒，黄灯亮2秒，黄灯和绿灯同时亮1秒，绿灯亮4秒，如此循环）。3.实验电路见图1.24. 实验参考程序(1)程序流程图红灯亮 延时4S黄灯亮延时2S黄、绿灯亮延时1S绿灯亮延时4S(2)C语言参考程序#includereg52.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/*定

6、义红黄绿灯对应的单片机引脚*/sbit Green_LED = P10;sbit Yellow_LED = P11;sbit Red_LED = P12;/*毫秒延时函数*/void delay_ms(uint num)uchar i;while(num-)for(i = 0 ; i 123; i+);/*主函数*/void main()while(1)Red_LED = 0;Yellow_LED = 1;Green_LED = 1;delay_ms(4000);Red_LED = 1;Yellow_LED = 0;Green_LED = 1;delay_ms(2000);Red_LED =

7、1;Yellow_LED = 0;Green_LED = 0;delay_ms(1000);Red_LED = 1;Yellow_LED = 1;Green_LED = 0;delay_ms(4000);(3)汇编语言参考程序 ORG 0000H SJMP MAIN ORG 0030H MAIN: CLR P1.2 ;红灯亮4S SETB P1.0 ；绿灯灭 SETB P1.1 ；黄灯灭 MOV R0,#40 ACALL DELAY ；自己编写 DELAY: MOV A,R0 ;延时程序，R0=10，延时1S MOV R5,A DELAY3: MOV R6,#XXH ；XX的数值自己计算填写

8、DELAY2: MOV R7,#XXH ；XX的数值自己计算填写 DELAY1: DJNZ R7,DELAY1 DJNZ R7,DELAY1 DJNZ R7,DELAY1 RET END5.实验步骤(1) 根据实验原理图编写程序，用“Keil uVision4”编译软件进行编译，如未通过，则修改程序，直至通过。(2) 用STC-ISP.EXE软件将所编写程序生成的“HEX”文件下载到实验板STC89C52芯片中(3) 运行程序，观察实验板上的红，黄，绿三个LED灯的亮灭次序和时间是否符合实验内容要求，如果不符合要求，改写程序，按照步骤（1）开始重新做实验，直至成功。6.思考题(1) 怎样计算延

9、时子程序的延时时间？(2) 如何计算与LED连接的电阻阻值？(3) 如何用89C52单片机的I/O口控制继电器？画出电路原理图。(4) 根据实验板原理图，编写一段8个LED循环闪烁的流水灯程序。7.实验报告要求(1) 画出本实验相关的原理图。(2) 回答思考题中的题目。(3) 总结本次实验，简述自己的感想。实验2 键盘LED数码管显示1.实验目的掌握独立键盘，LED数码管的电路连接方法和编程方法。2.实验内容(1)编写程序，按下S2，S3，S4，S4任何一个按键的时候，蜂鸣器都鸣叫，松开按键的时候蜂鸣器停止鸣叫。(2)开始的时候，数码管左边位不显示，右边位数码管显示数值0，每按一次S4按键，数

10、码管显示值加1，直至9，再循环从0显示到9。 3.实验电路见图1.24.实验参考程序(1)C语言参考程序#includereg52.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/*蜂鸣器引脚定义*/sbit Beep = P27;/*数码管位选引脚定义*/sbit S2 = P26;sbit S1 = P25;/*按键引脚定义*/sbit Key1 = P20;sbit Key2 = P21;sbit Key3 = P22;sbit Key4 = P23;/*数码管数字09段码*/uchar code Num10 = 0x30,/*

11、0*/0xFC,/*1*/0xA2,/*2*/0xA4,/*3*/0x6C,/*4*/0x25,/*5*/0x21,/*6*/0xBC,/*7*/0x20,/*8*/0x24,/*9*/;/*毫秒延时函数*/void delay_ms(uint num)uchar i;while(num-)for(i = 0 ; i 123; i+);/*LED数码管显示*/void LED_DispNum(uchar num)S1 = 0;S2 = 1;P0 = Numnum;/*按键扫描*/uchar KeyScan()uchar keyval;if( (Key1 = 0) | (Key2 = 0) |

12、(Key3 = 0) | (Key4 = 0) )delay_ms(10);if( (Key1 = 0) | (Key2 = 0) | (Key3 = 0) | (Key4 = 0) )if(Key1 = 0)keyval = 1;else if(Key2 = 0)keyval = 2;else if(Key3 = 0)keyval = 3;else if(Key4 = 0)keyval = 4;Beep = 0;while( (Key1 = 0) | (Key2 = 0) | (Key3 = 0) | (Key4 = 0) );Beep = 1; elsekeyval = 0;return

13、keyval;/*主函数*/void main()uchar DispNum = 0;uchar Keyval;while(1)Keyval = KeyScan();if(Keyval = 4)if(DispNum 9)DispNum+;elseDispNum = 0;LED_DispNum(DispNum);(2)汇编语言参考程序 BEEP EQU P2.7 ；蜂鸣器 S1 EQU P2.5 ；数码管位个位 S2 EQU P2.6 ；数码管位十位 KEY1 EQU P2.0 ；按键1 KEY2 EQU P2.1 ；按键2 KEY3 EQU P2.2 ；按键3 KEY4 EQU P2.3 ；按

14、键4 ORG 0000H SJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV R0,#00H CLR FO ；按键4按下标志位F0=1 CLR S1 SETB S2 ACALL DISNUM ；数码管显示子程序LOOP: ACALL KEYSCAN ；按键扫描 JNB F0,LOOP INC R0 CLR F0 CJNE R0,#10,LOOP1 MOV R0,#00LOOP1: ACALL DISNUM SJMP LOOPDISNUM:MOV DPTR,#TAB ；数码管显示子程序 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A RETKEYSCAN:JB KEY1,K

15、2；按键扫描子程序 ACALL DELAY；延时防止抖动JB KEY1,K2CLR BEEPJNB KEY1,$SETB BEEPK2: . .K3: . .K4: JB KEY4,K5 ACALL DELAYJB KEY1,K5CLR BEEPSETB F0JNB KEY1,$SETB BEEPK5: RET DELAY: . ；延时10秒子程序 .TAB: DB 30H,0FCH,0A2H,0A4H,6CH,25H,21H,0BCH,20H,24H END5.实验步骤(1)根据实验原理图编写程序，用“Keil uVision4”编译软件进行编译，如未通过，则修改程序，直至通过。(2)用ST

16、C-ISP.EXE软件将所编写程序生成的“HEX”文件下载到实验板STC89C52芯片中(3)运行程序，按下实验板上的S2，S3，S4，S5按键，听蜂鸣器是否会鸣叫。按下S5键的时候观察数码管上的数字是否从09循环变化。6.思考题(1)如何编程实现按键长按和短按的识别？(2)如果没有电路图，如何编程来找出LED数码管的段码？7.实验报告要求(1)画出本实验相关的电路图。(2)写出调试成功的程序。(3)回答思考题实验3 定时器中断实验1.实验目的掌握MSC-51定时器的使用方法。2.实验内容(1)使用定时器中断方式做一个显示0099的秒钟，每秒增加1;3.实验电路见图1.24.实验参考程序(1)

17、C语言参考程序#includereg52.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/*蜂鸣器引脚定义*/sbit Beep = P27;/*数码管位选引脚定义*/sbit S2 = P26;sbit S1 = P25;/*数码管数字编码*/uchar code Num10 = 0x30,/*0*/0xFC,/*1*/0xA2,/*2*/0xA4,/*3*/0x6C,/*4*/0x25,/*5*/0x21,/*6*/0xBC,/*7*/0x20,/*8*/0x24,/*9*/;uchar CountNum = 0;uchar Di

18、spNum = 0;uchar Ge = 0,Shi = 0;uchar DispState = 1;/*定时器初始化*/void Timer0_Init()TMOD = 0x01;/定时器0为方式1TH0 = 0xDB;/每10MS进入一次中断TL0 = 0xFF;ET0 = 1;TR0 = 1;EA = 1;/*分离显示的数据个位和十位*/void Led_DispNum(uchar num)Ge = num % 10;Shi = (num % 100) / 10;/*主函数*/void main()Timer0_Init();while(1)Led_DispNum(DispNum);/*

19、定时器0中断函数*/void T0_INT() interrupt 1TH0 = 0xDB;TL0 = 0xFF;switch(DispState)case 1:S2 = 1; S1 = 1;P0 = NumGe;S2 = 1; S1 = 0;DispState = 2;break;case 2:S2 = 1; S1 = 1;P0 = NumShi;S2 = 0; S1 = 1;DispState = 1;break;if(CountNum 100)CountNum+;elseCountNum = 0;if(DispNum 99)DispNum+;elseDispNum = 0;(2)汇编语言

20、参考程序 BEEP EQU P2.7 ；蜂鸣器 S1 EQU P2.5 ; 数码管位个位 S2 EQU P2.6 ; 数码管位十位 LED1 EQU 30H ;显示个位值 LED2 EQU 31H ；显示十位值 ORG 0000H SJMP MAIN ORG 000BH AJMP IT0P ORG 0030HMAIN: MOV R0,#00H ;计数值 MOV R1,#00H ;显示值 CLR F0 ;位十位标志位F0=1（十位） MOV DPTR,#TAB . ; 定时中断方式0 . ;定时器0为方式1,每10MS进入一次中断 . LOOP: MOV A,R1 MOV B,#0AH DIV

21、AB MOV LED1,B MOV LED2,A SJMP LOOP ;定时中断0中断服务程序IT0P: MOV TH0,#0DBH ;每10MS进入一次中断 MOV TL0,#0FFH ；数码管显示子程序 JB F0,DISLED2 SETB S2 CLR S1 MOV A,LED1 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A SETB F0 SJMP LL1DISLED2:SETB S1 CLR S2 MOV A,LED2 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A CLR F0LL1: CJNE R0,#100,LL2 MOV R0,#00 INC R1 CJNE R1,#100,L

22、L3 MOV R1,#00 SJMP LL3LL2: INC R0LL3: RETI TAB: DB 30H,0FCH,0A2H,0A4H,6CH,25H,21H,0BCH,20H,24H END 5.实验步骤(1)根据实验原理图编写程序，用“Keil uVision4”编译软件进行编译，如未通过，则修改程序，直至通过。(2)用STC-ISP.EXE软件将所编写程序生成的“HEX”文件下载到实验板STC89C52芯片中(3)运行程序，观察数码管上的数据是否是每秒加1，从099依次变化。如果不符合要求则改写程序，按照步骤(1)开始重新做实验，直至成功。6.思考题(1)用LCD1602来显示完成该

23、实验。7.实验报告要求(1)画出本实验相关的电路图。(2)写出实验内容的程序。实验4 计数器实验1.实验目的掌握计数器的使用方法。2.实验内容 利用计数器，记录光电开关被遮断的次数，并用LCD1602显示出来。3.实验电路 见图1.24.实验参考程序(1)C语言参考程序#include #includeLCD1602.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuint CountNum = 0;/*计数器初始化*/void Timer0_Init()TMOD |= 0x05;ET0 = 0;TR0 = 1;TH0 = 0X00;T

24、L0 = 0X00;/*主函数*/void main()LCD1602_init();LCD1602_string(1,1, Num Count Test);LCD1602_string(2,1, Num:);Timer0_Init();while(1)CountNum = (TH0 999)CountNum = 0;TH0 = 0;TL0 = 0;Display_3num(2,6,CountNum);#ifndef _1602_H#define _1602_H#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit E=

25、P24;/1602使能引脚sbit RS=P36;/1602数据/命令选择引脚void LCD1602_init(void);void LCD1602_char(uchar hang,uchar lie,char sign);void LCD1602_string(uchar hang,uchar lie,uchar *p);void Display_3num(uchar X,uchar Y,int num);void Display_2num_dot(uchar X,uchar Y,int num);void Display_3num_dot(uchar X,uchar Y,int num)

26、;#endif#include LCD1602.h/* 名称 : delay()* 功能 : 延时,延时时间大概为140US。* 输入 : 无* 输出 : 无*/void delay_1602()int j;/ for(i=0; i=100; i+)for(j=0; j=200; j+);/* 名称 : enable(uchar del)* 功能 : 1602命令函数* 输入 : 输入的命令值* 输出 : 无*/void enable(uchar del)P0 = del;RS = 0;E = 0;delay_1602();E = 1;delay_1602();/* 名称 : write(uc

27、har del)* 功能 : 1602写数据函数* 输入 : 需要写入1602的数据* 输出 : 无*/void write(uchar del)P0 = del;RS = 1;delay_1602();E = 0;delay_1602();E = 1;delay_1602();/* 名称 : L1602_init()* 功能 : 1602初始化，请参考1602的资料* 输入 : 无* 输出 : 无*/void LCD1602_init(void)enable(0x01);enable(0x38);enable(0x0c);enable(0x06);enable(0xd0);/* 名称 : L

28、1602_char(uchar hang,uchar lie,char sign)* 功能 : 改变液晶中某位的值，如果要让第一行，第五个字符显示b ，调用该函数如下 L1602_char(1,5,b)* 输入 : 行，列，需要输入1602的数据* 输出 : 无*/void LCD1602_char(uchar hang,uchar lie,char sign)uchar a;if(hang = 1) a = 0x80;if(hang = 2) a = 0xc0;a = a + lie - 1;enable(a);write(sign);/* 名称 : L1602_string(uchar h

29、ang,uchar lie,uchar *p)* 功能 : 改变液晶中某位的值，如果要让第一行，第五个字符开始显示ab cd ef ，调用该函数如下 L1602_string(1,5,ab cd ef;)* 输入 : 行，列，需要输入1602的数据* 输出 : 无*/void LCD1602_string(uchar hang,uchar lie,uchar *p)uchar a;if(hang = 1) a = 0x80;if(hang = 2) a = 0xc0;a = a + lie - 1;enable(a);while(1)if(*p = 0) break;write(*p);p+;

30、/* 名称 : Display_3num(uchar X,uchar Y,int num)* 功能 : 在指定的位置显示0999的数值* 输入 : 行，列，需要显示的数据* 输出 : 无*/void Display_3num(uchar X,uchar Y,int num)uchar ge,shi,bai;if(num0)num = -num;ge=num%10;shi=num/10%10;bai=num%1000/100;LCD1602_char(X,Y,0x30+bai);LCD1602_char(X,Y+1,0x30+shi);LCD1602_char(X,Y+2,0x30+ge);el

31、sege=num%10;shi=num/10%10;bai=num%1000/100;if(bai = 0)if(shi = 0)LCD1602_char(X,Y,0x30+ge);LCD1602_char(X,Y+1,0x20);LCD1602_char(X,Y+2,0x20);elseLCD1602_char(X,Y+0,0x30+shi);LCD1602_char(X,Y+1,0x30+ge);LCD1602_char(X,Y+2,0x20);elseLCD1602_char(X,Y+0,0x30+bai);LCD1602_char(X,Y+1,0x30+shi);LCD1602_cha

32、r(X,Y+2,0x30+ge);/* 名称 : Display_2num_dot(uchar X,uchar Y,int num)* 功能 : 在指定的位置显示099的数值 个位和十位之间显示小数点* 输入 : 行，列，需要显示的数据* 输出 : 无*/void Display_2num_dot(uchar X,uchar Y,int num)uchar ge,shi;if(num0)num = -num;ge=num%10;shi=num/10%10;elsege=num%10;shi=num/10%10;LCD1602_char(X,Y+0,0x30+shi);LCD1602_char(

33、X,Y+1,.);LCD1602_char(X,Y+2,0x30+ge);/* 名称 : Display_2num_dot(uchar X,uchar Y,int num)* 功能 : 在指定的位置显示099的数值 个位和十位之间显示小数点* 输入 : 行，列，需要显示的数据* 输出 : 无*/void Display_3num_dot(uchar X,uchar Y,int num)uchar ge,shi,bai;ge=num%10;shi=num/10%10;bai = num%1000/100;LCD1602_char(X,Y+0,0x30+bai);LCD1602_char(X,Y+

34、1,0x30+shi);LCD1602_char(X,Y+2,.);LCD1602_char(X,Y+3,0x30+ge);5.实验步骤(1)根据实验原理图编写程序，用“Keil uVision4”编译软件进行编译，如未通过，则修改程序，直至通过。(2)用STC-ISP.EXE软件将所编写程序生成的“HEX”文件下载到实验板STC89C52芯片中(3)运行程序，观察LCD1602屏上初始显示是否为零，用手指遮挡下光电开关管，观察LCD1602屏上的数字是否加1，每遮挡一次继续加1，如果不符合要求，修改程序，按照步骤(1)开始重新做实验，直至成功。6.思考题(1)如果计数引脚没有连接到7.实验报

35、告要求(1)画出本实验相关的电路图。(2)写出实验内容的程序。实验5 AD转换实验1.实验目的掌握SPI总线的ADC0832模数转换的使用方法。2.实验内容利用ADC0832采集直流05V的电压，并在LCD1602上显示结果。3.实验电路见图1.24.实验参考程序(1)C语言参考程序#include #includeLCD1602.h#includeADC0832.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar Voltage = 0;/*主函数*/void main()LCD1602_init();LCD1602_stri

36、ng(1,1, ADC0832 Test);LCD1602_string(2,1, Voltsge: V);while(1)Voltage = adc0832(1);Display_2num_dot(2,10,Voltage*50/255);#include#include#define uchar unsigned char#define unit unsigned intsbit ADCS =P15;sbit ADDI =P32;sbit ADDO =P17;sbit ADCLK=P16;uchar adc0832(uchar channel)uchar i=0;uchar dat=0;

37、if(channel=0)channel=2; if(channel=1)channel=3; ADDI=0;ADCS=1;ADCLK=0; ADDI=1;ADCS=0;ADCLK=1; ADCLK=0;ADCLK=1; ADDI=channel&0x1; ADCLK=0;ADCLK=1; ADDI=(channel1)&0x1; ADCLK=0;ADDI=1; dat=0; for(i=0;i8;i+) dat|=ADDO; ADCLK=1; ADCLK=0; dat=1; if(i=7)dat|=ADDO; ADCS=1;ADCLK=0;ADDO=1; return(dat);#ifnde

38、f _ADC0832_H_#define _ADC0832_H_unsigned char adc0832(unsigned char channel);#endif5.实验步骤(1)根据实验原理图编写程序，用“Keil uVision4”编译软件进行编译，如未通过，则修改程序，直至通过。(2)用STC-ISP.EXE软件将所编写程序生成的“HEX”文件下载到实验板STC89C52芯片中(3)运行程序，旋转比较电压调节旋钮，观察LCD1602上显示的电压值是否随着旋钮的旋转在05.0V之间变化。如果不符合要求改写程序，按照步骤(1)开始重新做实验，直至成功。6.思考题(1)用本实验可以开发哪些

39、使用仪表？7.实验报告要求(1)画出本实验相关的原理图。(2)绘出参考程序的详细流程图，写出调试成功的程序。(3)回答思考题。实验6 PC机与单片机串口通信实验1.实验目的掌握MSC-51单片机的串行通信编程方法。2.实验内容3.实验电路见图1.24.实验参考程序(1)C语言参考程序#include #include ADC0832.H#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar Voltage = 0;/*串口初始化函数*/void Usart_Init(void)/串口初始化TMOD = 0x21;/设置定时器工作为8位

40、自动重装模式TH1 = 0xFD;/设置波特率为9600TL1 = 0xFD;/TR1 = 1;/开定时器1SM0 = 0;/SM1 = 1;/设置串口工作为8位异步收发REN = 1;/允许接收 ES = 1;/打开串行中断EA = 1;/打开总中断/*串口发送一个字节函数*/void Send(uchar dat)SBUF = dat;while(!TI);TI = 0;/*主函数*/void main()Usart_Init();while(1)Voltage = adc0832(1);/*串口接收中断函数*/void Usart_INt() interrupt 4RI = 0;if(S

41、BUF = 0xaa)Send(Voltage);5.实验步骤(1)根据实验原理图编写程序，用“Keil uVision4”编译软件进行编译，如未通过，则修改程序，直至通过。(2)用STC-ISP.EXE软件将所编写程序生成的“HEX”文件下载到实验板STC89C52芯片中(3)运行程序，6.实验报告要求(1)画出本实验相关的原理图。(2)写出调试成功的程序。(3)写出对本次实验的建议和感想。实验7 温度测量实验1.实验目的掌握单总线温度传感器DS18B20的使用方法和编程。2.实验内容读取DS18B20温度传感器的温度显示到LCD1602液晶显示屏上。3.实验电路见图1.24.实验参考程序(

42、1)C语言参考程序#include #include DS18B20.H#include lcd1602.H#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuint Temperval = 0;/*主函数*/void main()LCD1602_init();LCD1602_string(1,1,Temprature Test);LCD1602_string(2,1,Temprature:);while(1) Temperval = Read_18b20();Display_3num_dot(2,12,Temperval);#ifndef _18B20_H_#define _18B20_H_#define uint unsigned int#define uchar unsigned char/uint Read_18b20(void);/uint Read_18b20();/#endif#include #include #includeDS18B20.h#define uint unsigned int#define uchar unsigned charsbit DQ