单片机实验指导书(新二)

1、实验一 认识实验一、实验目的1、了解实验台的基本使用2、掌握单片机实验板、仿真器与实验台的连接方法3、掌握MCS-51仿真软件的使用4、对MCS-51单片机内部的工作寄存器、累加器A和RAM单元进行操作；5、输入数据传送指令并单步执行输入的指令。二、实验内容1、实验台的使用2、仿真系统连接3、仿真软件使用三、实验步骤：1、实验台的基本使用：(1)电源：+5V； (2)串行口； (3)微机2、仿真系统连接：(1)仿真头安装(2)单片机主板与扩展板连接(3)主板与仿真器的连接(4)仿真系统与实验台连接：电源、数据线3、仿真软件的使用：(1)仿真软件启动(2)仿真模式设置：a)仿真器 b)通信 c)

2、仿真头(3)数据观察及设置(SFR、寄存器、内RAM及外RAM等)a)复位后读出R0R7、A、PSW、B和SP的值，并填入下表。R0R7DPTRAPSWBSP初值b) 观察RS1和RS0对R0R7工作寄存器区的控制作用1）把R0R7修改成12H，读出内RAM 00H1FH中内容并填入表中第一行。2）使PSW=08H，把R0R7修改成33H，读出内RAM 00H1FH中内容并填入表中第二行。3）使PSW=10H，把R0R7修改成44H，然后读出内RAM 00H1FH中内容并填入表中第三行。4）使PSW=18H，把R0R7修改成55H，然后读出内RAM 00H1FH中内容并填入表中第四行。PSWR

3、0R70区00H07H1区08H0FH2区10H17H3区18H1FHc)练习对寄存器、内外RAM的数据设置操作。4、程序文件的建立、调试与执行(1)程序建立及编辑a)新建项目；b)新建程序文件；c)输入编辑源程序内容； ORG 0030HMAIN:MOV SP, #60HMOV A, #0FEHLOOP:MOV P1, ALCALL DELAYCPL ACC.0SJMP LOOPDELAY: MOV R5, #10REL1: MOV R6, #200REL2: MOV R7, #123REL3: DJNZ R7, REL3 DJNZ R6, REL2 DJNZ R5, REL1 RETEND

4、d)保存程序文件(设置文件名应带扩展名.ASM)； e)保存项目文件(2)运行程序，观察现象(运行前需先用导线连接P1.0与LED1)。(3)程序调试：a)单步运行：在程序中LCALL指令前面加上；号，单步运行程序。b)设置断点：将LCALL指令前面加上；号去掉，在该指令上设置断点，并运行。c)运行观察及数据设置：调试程序过程中，需要随时观察内外RAM及SFR的状态，甚至是一些可寻址位的状态，必要时还要进行相关单元、位的数据设置。四、实验总结：1、本次实验的收获及疑难问题。实验 数据传送类指令练习一、实验目的1、进一步掌握MCS-51仿真软件的使用。2、熟悉8031/8051传送指令功能。二、

5、实验内容1、输入数据传送指令并单步执行输入的指令；2、练习数据传送指令的基本应用。三、实验步骤1、传送指令的功能1）输入如下程序：ORG 0030H0030H 74BBH MOV A，#0BBH0032H H MOV DPTR，#0070H0035H F0H MOVX DPTR，A0036H 7870H MOV R0，#70H0038H F6H MOV R0，A0039H 74CCH MOV A，#0CCH003BH D6H XCHD A，R0003CH 80F1H SJMP $ END2）观察DPTR、A、R0、内部RAM70H和外部RAM70H单元中内容并填入表中第一空行。3）单步执行完上

6、述程序，重新观察上述寄存器和存储单元中内容并填入表中第二空行。表1 程序执行前后有关寄存器和RAM单元内容对照表程序执行DPTRAR070H内RAM70H外RAM前后4）分析程序并把分析结果和运行结果进行比较。2、PUSH指令对堆栈的影响1）输入如下程序：ORG 0040HMOV A，#0AAHMOV PSW，#0CCHPUSH ACCPUSH PSW SJMP $END2）观察A、PSW、SP、07H、08H和09H单元中内容，并填入表表。表2 PUSH指令对堆栈的影响程序执行APSWSP堆栈区07H 08H 09H前后3）单步执行上述程序，重新观察上述寄存器和堆栈区中内容填入表中。4）分析

7、程序并把分析结果和实验结果进行比较，看两者是否相同。3、编写把A、PSW、DPTR中内容入栈保护并恢复的程序，并验证。4、编写将内RAM的30H、40H单元内容相互交换的程序，并验证。5、编程实现交换外RAM 1050H、1060H单元的数据，并运行验证。6、ROM区从SQR开始的10个单元中依次存放着09的平方值，内RAM的40H单元中有09之间的一个整数，试编程实现用查表的方法得到该数的平方值，并存入41H单元。四、实验总结：1、堆栈操作的原则是什么？在程序设计中需要保护和恢复数据时应注意什么？2、对内RAM、外RAM及ROM进行数据传送的指令，分别可使用如此寻址方式？实验 算术及逻辑运算

8、指令练习一、实验目的1、熟悉算术及逻辑运算类指令的功能。2、掌握算术及逻辑运算类指令对标志位的影响。3、掌握算术、逻辑运算指令的基本应用。二、实验内容1、求两个16位二进制数的和2、四位十进制数的加法3、算术、逻辑运算指令的基本应用三、实验步骤1、求两个16位数的和设30H和32H开头的两个单元分别存放有两个16位无符号二进制数（低8位在30H或32H单元，高8位在31H或33H单元），如下程序可以使两个数相加并把其和存放在30H和31H单元。ORG 0030HMOV R0，#30HMOV R1，#32HMOV A，R0ADD A，R1MOV R0，AINC R0INC R1MOV A，R0A

9、DDC A，R1MOV R0，ASJMP $END1）把被加数1122H和加数3344H分别送入CPU内部RAM的相应存储单元，即（31H）=33H、（30H）=44H、（33H）=11H、（32H）=22H。如表1所示。2）执行程序并观察31H和30H单元两数之和以及CY中进位位，填入表中相应栏目。3）把被加数和加数分别改为AABBH和CCDDH并送入相应存储单元，然后重新运行程序，并将运行结果填入到表中。表1 求和程序执行前后的结果第一遍执行程序第二遍执行程序CY十六进制数CY十六进制数程序执行前1122H3344HAABBHCCDDH程序执行后计算值4）手工计算上述两组加数和被加数，并填

10、入到表中相应栏目，检查计算值和程序运行值是否一致。2、四位十进制数的加法：设30H和32H开头的两个单元分别存放有两个四位十进制数的压缩BCD码（低8位在30H或32H单元，高8位在31H或33H单元），试编写程序求这两个十进制数的和，并将结果放在从34H单元开始的存储区(低8位在低地址单元)。使用表格中提供的数据执行程序，并将结果填入表中。表2 BCD数求和程序执行前后的结果第一遍执行程序第二遍执行程序CYBCD数CYBCD数程序执行前5656H3344HAABBHCCDDH程序执行后计算值3、分别编写实现如下功能的程序并运行、验证。(1)四个8位无符号二进制数求和。(源数据位于内RAM的连

11、续存储区，结果存储在源数据之后的存储区，低字节在低地址存储单元)(2)外RAM的1000H和2000H单元中分别放着一个8位无符号二进制数X和Y，计算3X+4Y，并将结果存入内RAM的30H单元和31H单元。(低8位位于30H单元)。(3)将两位十进制数的压缩BCD码转换成ASCII码。(源数据在内RAM 20H单元，结果存放在内RAM的31H单元开始的两个单元，低字节在31H单元)四、实验总结：1、算术加、减法指令如何影响PSW中的有关标志位？2、如何实现两个BCD数的减法？实验 P1口控制LED发光二极管一、实验电路(如图3.3.29所示)图3.3.29 P1口控制LED发光二极管二、实验

12、目的1、熟悉51系列单片机2、掌握AT89C51 P1口的使用方法3、掌握LED发光二极管的原理及使用方法4、学习AT89C51的编程、仿真、调试、编译、芯片烧录。对应文件LED.HEX三、实验器材1、单片机主板2、单片机扩展板3、连接导线若干四、实验注意事项1、单片机主板、单片机扩展板均采用+5V电压2、因J14为有极性排阻，故单片机扩展板一定要连接GND和+5V3、图中粗线部分为要求学生自己连线部分五、实验现象1、8个LED发光二极管循环显示（发光的移位），间隔时间为一秒。六、思考1、 将本实验的实验现象改为“不发光二极管循环移位”。2、 将本实验的实验现象改为“每隔0.5秒发光二极管循环

13、移位”。实验 数码管静态显示实验一、实验电路（如图3.3.32所示）图3.3.32 数码管静态显示电路原理图二、实验目的1、熟悉51系列单片机2、了解AT89C51 P1口的使用方法3、掌握共阴数码管的原理及使用方法4、学习AT89C51的编程、仿真、调试、编译、芯片烧录。对应文件LEDGT.HEX三、实验器材1、单片机主板2、单片机扩展板3、连接导线若干四、实验注意事项1、单片机主板、单片机扩展板均采用+5V电压3、 图中粗线部分为要求学生自己连线部分五、实验现象数字09循环显示，延迟时间为1秒六、思考在共阴数码管上显示字母AF（不区分大小写 ）实验 矩阵键盘实验一、实验电路(如图3.3.3

14、4所示)图3.3.34 矩阵键盘实验电路原理图二、实验目的1、熟悉51系列单片机2、了解AT89C51 P1口、P2口的使用方法3、了解共阳数码管的原理及使用方法4、掌握矩阵键盘的原理及使用方法5、学习AT89C51的编程、仿真、调试、编译、芯片烧录。对应文件KEY.HEX三、实验器材1、多功能实验板2、单片机扩展板3、连接导线若干四、实验注意事项1、多功能实验板、单片机扩展板接+5V电压2、数码管为共阳数码管，公共端接+5V3、图中粗线部分为要求学生自己连线部分五、实验现象1、ENTER键为全亮键，ESC键为全灭键，其它数字键为按哪一位数字键，在数码管上显示其数字。实验 外部中断实验一、实验

15、电路（如图3.3.45所示）图3.3.45 外部中断实验电路原理图二、实验目的1、熟悉51系列单片机2、了解AT89C51 P1口、P3口的使用方法3、了解键盘的原理及使用方法4、了解发光二极管的原理及使用方法5、掌握外部中断的原理及使用方法6、学习AT89C51的编程、仿真、调试、编译、芯片烧录。对应文件INT.HEX三、实验器材1、单片机主板2、单片机扩展板3、连接导线若干四、实验注意事项1、单片机主板、单片机扩展板接+5V2、因J14为有极性排阻，故单片机扩展板一定要连GND和VCC，否则发光二极管不亮3、图中粗线部分为要求学生自己连线部分五、实验现象正常情况下8个LED发光二极管循环显

16、示，延迟时间为1秒，当有按键按下即产生外部中断时，8个LED发光二极管全亮，延迟时间为2秒。六、思考请同学们自己试一下外部中断0。实验 定时器中断一、实验电路(如图3.3.46所示)图3.3.46 定时器中断电路原理图二、实验目的1、熟悉51系列单片机2、了解AT89C51 P1口的使用方法3、掌握定时器、计数器的原理及使用方法4、学习AT89C51的编程、仿真、调试、编译、芯片烧录。对应文件INT.HEX三、实验器材1、单片机主板2、单片机扩展板3、连接导线若干四、实验注意事项1、单片机主板、单片机扩展板接+5V电压2、因J14为有极性排阻，故单片机扩展板一定要接GND和VCC，否则LED发

17、光二极管不亮3、图中粗线部分为要求学生自己连线部分五、实验现象LED发光二极管循环显示，延迟时间为1秒。六、思考将LED发光二极管的循环延迟时间设置的更长或更短。实验 数码管动态显示实验一、实验电路(如图3.3.33)图3.3.33 数码管动态显示电路原理图二、实验目的1、熟悉51系列单片机2、了解AT89C51 P1口、P2口的使用方法3、学习驱动芯片ULN2003A的原理及使用方法4、学习驱动芯片74HC245的原理及使用方法5、掌握数码管（共阴、共阳两种）的原理及使用方法6、学习AT89C51的编程、仿真、调试、编译、芯片烧录。对应文件LEDDT.HEX三、实验器材1、多功能实验板2、单

18、片机扩展板3、连接导线若干四、实验注意事项1、多功能实验板、单片机扩展板均采用+5V电压2、因图中将74HC245的GND和VCC引脚隐藏，故学生自己连线时一定要将GND和VCC连上，否则芯片不工作3、图中粗线部分为要求学生自己连线部分五、实验现象1、显示数字16。六、思考1、显示其它数字和字符。实验 控制转移命令练习一、实验目的、要求：（1）熟悉控制转移指令的功能。（2）体会偏移量rel在指令中的含义，观察机器代码中rel的具体数值。二、实验仪器、材料：单片仿真机、PC机、导线、万用电表等三、实验内容：1、无条件转移指令练习2、有条件转移指令练习四、实验步骤：1、无条件转移指令练习：分析并验

19、证下列转移指令的目标地址，并填写表格。(1)ORG 0000H转移指令目的地址计算值目的地址实际值LJMP MAINSJMP 0FCHLJMP MAINORG 1300HMAIN: MOV A, #00HSJMP 0FCHEND(2)ORG 0000HAJMP MAINORG 0120HMAIN:MOV A, #20HMOV DPTR, #1100HJMP A+DPTRORG 111EHLAT:PUSH ACC转移指令目的地址计算值目的地址实际值AJMP MAINJMP A+DPTRPUSH PSWPOP PSWPOP ACCSJMP $END2、有条件转移指令练习：编程并调试、运行验证。（1

20、）编写循环程序将内RAM低128字节内容清0。（2）编写程序将内RAM以30H为始址的数据块传送到以1000H为始址的外RAM区域，遇0终止。(3) 内RAM从40H单元开始的10H个单元中存放着若干8位带符号二进制数，编程分别统计出正、负数的个数，并存入50H、51H单元中。(4) 用子程序调用的方法实现两个数平方和运算，输入并单步执行该程序，并观察运行情况。五、实验报告要求：1、明确实验目的，写出调试正确的程序，说明操作过程，结合理论授课分析实验现象。2、说明第2题中各程序的运行验证方法。六、思考题：（1）如何计算相对地址偏移量？（2）在子程序调用和返回指令执行过程中，PC值如何变化？实验

21、 汇编语言程序设计（一）一、实验目的：1、练习常见的简单的分支、转移、循环程序结构的设计方法。2、练习常见的程序调试方法。3、练习伪指令的使用。二、实验内容：1、数据块移动2、数据查找3、极值查找三、实验步骤：1、编写程序将内RAM的40H单元中存放的压缩BCD码转换成ASCII码30H和31H单元中(高位在低地址单元。上机调试验证，观察运行结果。2、编写程序，将内RAM的30H40H单元存放的单字节无符号数传送到外RAM中以1000H为起始地址的存储区。输入程序完毕后，可以在内RAM的30H-40H随意数据，单步运行，观察结果。3、编写程序，查找内部RAM的20H-50H单元中是否有0AAH

22、这个数，如果有，将51H单元置为01H，如果没有，将51H单元置为00H。输入程序完毕后，可以在20H-50H随意数据，可以安排一个单元内容为0AAH，或者都不为0AAH，进行仿真，观察结果。4、在内部RAM30-5FH单元存放着一组无符号数，编写程序查找出这些无符号数的最大值，将结果存放于60H单元。编写完程序以后，在相关单元中输入一些数据，运行程序，观察实验结果。四、实验报告要求：1、画出程序流程图，并写出调试正确的程序。五、思考题：1、汇编语言程序如何调试？实验 汇编语言程序设计（二）一、实验目的：1、学习汇编语言程序设计方法2、熟悉程序调试技巧二、实验内容：1、循环程序设计及调试2、子

23、程序设计及调试三、实验步骤：1、循环程序设计与调试：外RAM的1000H1020H单元中存放着一些单字节无符号数，求和并将结果存放在外RAM的2000H单元开始的存储区(低字节数据在低地址单元)。程序编写、输入完毕后，在相关单元中随意输入一些数据，执行程序，观察程序执行过程和结果。2、子程序设计与调试：(1)在ROM中存放着十进制数09的平方值，试编程求三个09之间整数的平方和，并将结果存放在外RAM中1000H单元开始的存储区(低字节数据在低地址单元)。编写程序，并调试、运行，注意子程序的调用与返回及数据的保护与恢复。(2)编写子程序将内RAM中指定地址单元开始的指定字节数的数据传送到外RA

24、M的指定存储区域，并在主程序中调用它将内RAM中从30H单元开始的10字节数据传送到外RAM中1000H单元开始的存储区。编写程序，并调试、运行，注意子程序的调用与返回、数据的保护与恢复、参数传递。四、实验报告要求：1、画出各程序的流程图，并写出调试正确的程序。实验 液晶LCD实验一、实验电路(如图3.3.43)图3.3.43 液晶LCD电路原理图二、实验目的1、熟悉51系列单片机2、了解AT89C51 P1口、P2口的使用方法3、了解电位器的使用方法4、掌握液晶模块LCD的原理及使用方法5、学习AT89C51的编程、仿真、调试、编译、芯片烧录。对应文件LCD.HEX三、实验器材1、单片机多功

25、能实验板2、单片机扩展板3、连接导线若干四、实验注意事项1、单片机扩展板、单片机多功能实验板均采用+5V电压2、单片机多功能实验板接GND和VCC时一定不能接反，否则会烧毁LCD液晶模块3、图中粗线部分为要求学生自己连线部分五、实验现象1、显示“CS&S”字样。六、思考1、请同学们在液晶模块上显示“HOW ARE YOU”。实验 交通灯控制（定时器延时法）一、实验目的1. 进一步理解单片机内部定时器/计数器的工作原理和使用方法。2. 学习模拟交通灯控制的方法。3. 学习数据输出程序的设计方法。4. 学习中断处理程序的编程方法。二、实验内容用CPU的P1口输出控制信号，控制六个LED灯(红，绿，

26、黄)，模拟交通灯管理。LED0、LED1、LED2分别表示南北方向红、黄、绿灯三、实验电路连接P10 - LED0 LED3、LED4、LED5分别表示东西方向红、黄、绿灯P11 - LED1 P12 - LED2 P13 - LED3 P14 - LED4 P15 - LED5四、实验说明l. 因为本实验是交通灯控制实验，所以要先了解实际交通灯的变化规律。假设一个十字路口为东西南北走向。初始为状态0。状态0：东西红灯，南北红灯；然后转入状态1：南北绿灯通车，东西红灯；过一段时间转入状态2：南北绿灯闪几次转黄灯亮，延时几秒，东西仍然红；再转入状态3：东西绿灯通车，南北红灯；过一段时间转入状态4

27、：东西绿灯闪几次转黄灯亮，延时几秒，南北仍然红灯;最后循环至状态1。2. 各用一组红、黄、绿色LED分别表示南北方向和东西方向。3. 由定时器来产生通车延时时间，时间长短1秒以上（由同学自己确定）。提示：内部计数器用作定时器时，是对机器周期计数。每个机器周期的长度是12个振荡器周期。因为实验系统的晶振是12MHZ，本程序定时器工作于方式1（16位方式）时，最大定时时间为：216*1s=65536s=65.536ms所以需要配合软件记数。如要延时2秒，则需要T0中断32次，所用时间为65536*32=s2s因此在T0中断处理程序中，要判断中断次数是否到32次，若不到32次，则只使中断次数加1，然

28、后返回，若到了32次，定时2秒时间到。 4. 用软件延时方法产生“闪”延时时间（参考硬件实验一）。五、实验仪器和设备PC机、WAVE软件、E2000/S仿真器+POD8X5X仿真头、MULT1A用户板、实验板、开关电源等。六、参考程序框图（见下页）开始设置T0时间常数0000H设置状态记数初值B=0置T0工作方式1，定时器通过P1口送初始状态（东西南北都是红灯）设置秒计数值R6=32（2秒）中断允许,定时开始动态停机等待中断T0中断入口保护现场并重新设置T0时间常数秒计数值R6减1是否到2秒？否 是重新设置秒计数值R6=32状态值B加1 是否状态1？ 否 是 是否状态2？南北绿灯，东西红灯是 南北绿灯闪转黄灯亮，东西红灯 否主程序框图是否状态3？ 是 南北红灯，东西绿灯否进入状态4，南北红灯，东西绿灯闪转黄灯亮 重设状态记数初值R2=0 恢复现场中断返回中断处理程序框图实验 循环程序与子程序调用一、实验目的1、掌握子程序的编写方法和调用过程1、2、掌握SJMP、AJMP、LJMP的使用方法3、掌握循环程序的编制二、实验设备DVCC仿真系统一套、计算机一台。三、实验内容1、在外部数据存储器0130H013FH和片内RAM 30H 3FH分别存放数据00H、01H0FH。2、在片内数据存储器20H23H中压缩BCD码拆成单字节BCD码依次存放到28H2FH中。四、实验步