MCS-51 上机.ppt

1、2020/7/25,1,MCS-51单片机上机与实验,2020/7/25,2,MCS-51上机与实验方法,上机部分(机房验证指令与调试程序) 指令验证：利用软件Debugger8051(EMU8051)验证、熟悉指令和程序段。（注：该软件只能在WIN 9X下运行）。 程序编译、调试 方法一:（1）、编写源程序； （2）、利用宏汇编软件MASM51.exe进行编译，生成.hex(十六进制)的目标文件; （3）、利用软件Debugger8051进行观察、调试。 方法二：采用集成仿真软件伟福WAVE6000或DVCC-52JH进行编译、调试。 实验部分：采用启东DVCC单片机仿真实验系统,2020/

2、7/25,3,相关软件介绍-Debugger8051,Debugger8051的使用： Debugger8051是一个直观易用的单片机仿真软件，适应于与8051完全兼容的单片机，如AT89C51系列。,2020/7/25,4,2020/7/25,5,上机操作要求一,一、熟悉DEBUGGER8051软件的基本用法。 二、运用DEBUGGER8051软件，运行验证课本P51第2小题的指令，观察每条指令的运行结果（若是寄存器的，不仅要观察寄存器中的值，还要观察该寄存器对应的RAM单元的内容，这两者要一致）。（注：应先给RAM59H单元赋值50H）。 三、试用指令实现：将ROM0003H单元的内容送到

3、片外RAM0020H单元中去。 四、试用指令实现：将数89H送到地址为2030H的I/O单元中，并把该单元中的数据（89H），送到P1口。 五、验证、观察课本P51第8、6小题的指令。 六、其它。,2020/7/25,6,MCS-51上机一般过程,WAVE6000集成软件,2020/7/25,7,使用WAVE6000几个应注意问题,WAVE6000的运行方法： 通过项目：源程序-项目-编译-运行。 通过源程序直接运行：源程序-编译-运行。 通过目标文件：直接调入目标文件（.HEX)-打开CPU窗口-运行。 WAVE6000安装或运行中的异常处理： 仿真器的设置是否到位？（会出现P0,P1口无法

4、编译等情况） 调入目标程序前，项目是否己关闭（文件-关闭）。如果没有关闭则会出现不能编译打开的源文件的情况。 REG窗口(内含R1,R2等寄存器)找不到：窗口-CPU窗口。,2020/7/25,8,PDATA与XDATA的区别（一）,PDATA（页存储区）：分页的外部数据存储器，256个字节，地址范围为00HFFH，使用指令MOVX Ri访问。 用PDATA窗口进行观察时，在硬件上表现应为:P2口不用，即不用P2口作为外部数据存储器的高8位地址，而只用Rn中的内容作为外部数据存储器的地址(低8位)，共256个字节。 XDATA （存储区）：外部数据存储器，64K字节，相当于256个（页）PDA

5、TA，地址范围为0000HFFFFH，使用指令MOVX DPTR或MOVX Ri访问。 用XDATA窗口进行观察时，在硬件上表现应为：P2口有用，即用P2口作为外部数据存储器的高8位地址，而且用P0口作为外部数据存储器的低8位地址，共64K个字节。用指令MOVX DPTR时，16位地址都由DPTR中的内容提供；用指令MOVX Rn时，高8位由P2口提供(即P2口的当前值)，低8位由Ri中的内容提供，所以用XDATA （存储区）观察指令MOVX Rn的运行结果时，一定要注意P2口的当前状态。,2020/7/25,9,PDATA与XDATA的区别（二）,注：（1）、对PDATA和XDATA的操作相

6、似，对于PDATA段寻址比对XDATA段寻址要快，因为PDATA为8位，而XDATA是16位地址。 （2）、PDATA用于模拟（观察）只扩展8位地址的外部数据存储器，而XDATA用于模拟（观察）扩展16位地址的外部数据存储器。 （a）、mov r1,#20h；（先在PDATA的20H中设置一个数，如39H） movx a,r1 （b）、mov r1,#20h；（先在A中设置一个数，如39H） movx r1，A 上述指令在XDATA存储区中无法观察到正确答案(此时结果应在P2+R1共同确定的16位地址单元中，由于单片机复位后P2口的地址是FFH，故这时一般应在高8位为FFH低8位为R1中的内容

7、共同确定的XDATA单元中去观察)，而在PDATA存储区中就可以观察到正确答案。,2020/7/25,10,WAVE6000仿真软件中几个问题的讨论（一）,显示问题。 SFR区(80HFFH)中内部数据存储单元的内容无法反映对应特殊功能寄存器的值。 如：MOV A,#87H MOV B,A 执行第一条指令后,A中的内容无法在其对应的字节地址单元E0H中体现(在DEBUGGER8051中则可以)。 编译问题。 PUSH A在MASM51.EXE中通不过,在WAVE6000中可通过. PUSH RnPOP Rn MOV R1,R0 在MASM51.EXE中可通过,在 WAVE6000中通不过.,2

8、020/7/25,11,WAVE6000仿真软件中几个问题的讨论（二）,原因：指令书写不够规范，编译软件功能不同。 （1）、A指的是寄存器，ACC表示A的直接地址E0H，故规范应写成： PUSH ACC。 （2）、由于通用寄存器Rn所代表的直接地址不够确定（受PSW.4和PSW.3的控制)，所以在指令PUSH direct/POP direct中要用Rn时最好写成: PUSH 00H/POP 00H的形式,不要写成: PUSH R0/POP R0的形式 注:(1).编程时,标点符号应用半角形式. (2).累加器A中位的表示:ACC.3,不能表示为A.3。,2020/7/25,12,WAVE60

9、00仿真软件中几个问题的讨论（三）,调试一段指令,当运行完最后一条指令继续单步或跟踪时,会跳出意想不到的窗口(或R7被赋一个新值) 原因:程序存储器中每个存储单元默认的值是FFH,即没有写上代码机器码的单元的值都是FFH,而机器码FFH对应的指令是MOV R7,A,所以运行没有写上代码机器码的单元时,其实就是运行MOV R7,A指令. 单步与跟踪 单步:依次执行主程序中的每一条指令.但不跟踪函数或过程的内部. 跟踪:依次执行任一条指令,跟踪函数或过程的内部.,2020/7/25,13,XCH指令对PSW中P位的影响问题 MOV A,#0FFH MOV 40H,#0AAH XCH A,40H 运

10、行XCH指令后PSW.0(P)=1,如何解释?,WAVE6000仿真软件中几个问题的讨论（四）,2020/7/25,14,综合上机实践编 加一减一实时显示系统的 开发与实践,2020/7/25,15,实验目的,加深对单片机基本知识、子程序、中断系统等的理解，熟悉单片机的指令系统。 熟练应用单片机程序设计的基本知识和基本思想，编程解决单片机的实际应用问题。 在软件开发系统、硬件仿真系统的支持下，熟悉编程的方法、技巧、调试，处理开发中碰到的问题，熟悉单片机开发的一般过程。 通过综合实验，为今后的开发、设计奠定重要的基础。,2020/7/25,16,加一减一实时显示系统的开发与实践,开发与实践的环境

11、： WAVE6000+PROTEUS 按给出的电路图进行编程，在PROTEUS中进行调试。 单片机综合实验要求： 运行中，按下”加一”按钮后，LED数码管能实时加一。 运行中，按下”加一”按钮后， LED数码管能实时加一，按下”减一”按钮后，LED数码管能实时减一。 解决运行中碰到的其它问题，如：显示范围、显示闪烁、实时性不太好等问题。,2020/7/25,17,开发与实践电路图,2020/7/25,18,数据定义及存储单元的分配,JIAYI BIT P2.4 JIANYI BIT P2.5 SHU1 EQU 40H SHU2 EQU 41H DIS_1 EQU 44H DIS_2 EQU 4

12、5H DIS_3 EQU 46H DIS_4 EQU 47H,2020/7/25,19,采用一般方法（二进制,不用中断）的设计,开始,赋初值 (SP)=60H (40H)=0 (41H)=0 (CY)=0,(41H)(40H) 2710H(10000D) ?,JIAYI=1?,JIAYI=0?,(41H)(40H)加一,求出各位数并查表显示,JIANYI=1?,JIANYI=0?,(41H)(40H)减一,是,否,是,是,是,是,否,否,否,否,2020/7/25,20,关于41H40H中两个字节的数和10000D(2710H)的比较问题,可以将41H40H中两个字节的数减去两字节数2710H

13、(10000D),然后判断CY位,若CY=1说明41H40H中两个字节的数2710H;若CY=0说明41H40H中两个字节的数2710H. 示例:CLR C MOV A,40H SUBB A,#10H MOV A,41H SUBB A,#27H JNC BEGIN ;BEGIN: 41H40H中两个字节的数2710H,重新赋值. ; 41H40H中两个字节的数2710H,正常判断.,2020/7/25,21,关于41H40H中两个字节的数的加一处理问题,问题产生的原因:由于内部存储器的每个单元只能存放8位二进制(最多是十进制的255),所以若一个数X在范围25665535间,则在51单片机中必

14、须用两个存储单元存放,然而,要对X一直加一,若只对低位字节加一显然是不行的,原因是低位字节可能向高位字节进位.何时进位要去判断. 解决方法之一:将41H40H中两个字节的数看成是和0001H这个两个字节的数相加,且将运算的和放回到41H40H中. 示例: CLR C MOV A,40H ADD A,#01H MOV 40H,A MOV A,41H ADDC A,#00H MOV 41H,A,2020/7/25,22,关于41H40H中两个字节的数的减一处理问题,问题产生的原因:由于内部存储器的每个单元只能存放8位二进制(最多是十进制的255),所以若一个数X在范围25665535间,则在51单

15、片机中必须用两个存储单元存放,然而,要对X一直减一,若只对低位字节减一显然是不行的,原因是低位字节可能向高位字节借位.何时进位要去判断. 解决方法之一:将41H40H中两个字节的数看成是和0001H这个两个字节的数相减,且将运算的和放回到41H40H中. 示例: CLR C MOV A,40H SUBB A,#01H MOV 40H,A MOV A,41H SUBB A,#00H MOV 41H,A,2020/7/25,23,关于多字节数除以多字节数的问题(一),问题的提出:要将一个二进制数转化成为十进制数(BCD码),常用的方法是做除法运算.然而51单片机中没有多字节数除以多字节数的指令,故

16、做这种的运算需要另外编程. 解决办法之一:套用课本例题(例4-32的DIVD子程序, (R2R3R4R5)除以(R6R7), 商放在(R4R5)中, 余数放在(R2R3)中. 示例:MOV R2,#00H MOV R3,#00H MOV R4,41H MOV R5,40H MOV R6,#03H ;除以1000 MOV R7,#0E8H ACALL DIVD MOV DIS_1,R5 ;求出千位,2020/7/25,24,MOV A,R3 MOV R5,A MOV A,R2 MOV R4,A MOV R2,#00H MOV R3,#00H MOV R6,#00 ;除以100 MOV R7,#6

17、4H ACALL DIVD MOV DIS_2,R5 ;求出百位,MOV A,R3 MOV R5,A MOV A,R2 MOV R4,A MOV R2,#00H MOV R3,#00H MOV R6,#00 MOV R7,#0AH ;除以10 ACALL DIVD MOV DIS_3, R5 ; 求出十位 MOV DIS_4,R3 ;求出个位,关于多字节数除以多字节数的问题(二),NDIV: RET,2020/7/25,25,关于多字节数除以多字节数的问题(三),解决办法之二:套用课本例题(例4-36的BINBCD子程序, (R2R3)=被转换的二进制数;(R4R5R6)=转换结果(压缩型BC

18、D码). 示例:MOV R3,40H MOV R2,41H ACALL BINBCD MOV A,R6 ANL A,#0FH MOV DIS_4,A MOV A,R6,SWAP A ANL A,#0FH MOV DIS_3,A MOV A,R5 ANL A,#0FH MOV DIS_2,A MOV A,R5 SWAP A ANL A,#0FH MOV DIS_1,A,2020/7/25,26,关于查表显示的问题,示例:(多位显示中的一位查表显示) MOV DPTR,#NUMTAB MOV A,DIS_1 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A CLR P2.0 ;开第1位显示 ACALL

19、 D1MS ;显示1ms SETB P2.0 D1MS: PUSH 07H ;R7进栈,1MS延时(按12MHZ算) MOV R7,#80 DJNZ R7,$ POP 07H ;R7出栈 RET numtab: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH DB 6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H,2020/7/25,27,主程序流程图,采用外部中断方法的设计,开始,赋初值 (SP)=60H (40H)=0 (41H)=0 (CY)=0 开外部中断 (IE)=85H (IT1)=1 (IT0)=1,中断返回 RETI,(41H)(40H) 2

20、710H(10000D) ?,求出各位数并查表显示,外部中断0服务程序流程图,外部中断1服务程序流程图,(41H)(40H)加一,(41H)(40H)减一,中断返回 RETI,是,否,2020/7/25,28,采用定时中断方法的设计-主程序流程图,开始,JIAYI=1?,(41H)(40H)加一,JIANYI=1?,JIANYI=0?,(41H)(40H)减一,是,否,是,是,是,否,否,否,赋初值: (SP)=60H (40H)=0 (41H)=0 (CY)=0 T0初始化,开中断: MOV TH0,#0F0H ;T0赋初值 MOV TL0, #0CH MOV TMOD, #00H SETB

21、 TR0 ; 启动T0 SETB ET0 ; 开T0中断 SETB EA ; 开总允许中断,JIAYI=0?,2020/7/25,29,采用定时中断方法的设计-中断服务程序流程图,(41H)(40H) 2710H(10000D) ?,赋初值 (SP)=60H (40H)=0 (41H)=0 (CY)=0,求出各位数并查表显示,MOV TL0, #0CH MOV TH0, #0F0H RETI,是,否,注:用定时中断的方式时,要注意定时器的初值不能定得太小,否则会看不到显示的.,2020/7/25,30,关于开发与实践报告的书写问题,实验的目的和意义 硬件系统图 软件设计流程图（可另附程序） 碰

22、到问题的分析与处理的过程 实验结果如何？是否达到预期目的？ 收获与体会,2020/7/25,31,实验报告的命名:#(学号后三位) 名字 统一用A4文档 上交时间,先交给学委,下周一(4月28日)晚上实验课交齐.,2020/7/25,32,硬件实验编 -DVCC实验系统,2020/7/25,33,DVCC系统的一些特点,全部实验内容均为设计性买验,有利于实现创新教学。 系统中的实验部件均为模块化电路，每一个模块实际上给学生的可以认为仅仅是一个独立的接口电路器件，而全部的引脚都引出，让学生通过理论学习，自己去设计该接口器件的应用电路，一般接口器件的数据线(共8根)以排线引出，这样既域轻繁琐的连线

23、工作，又提高学生的实验工作能力。 提供两种工作方式，以满足不同层次用户要求。 第一种工作方式：单机独立运行。 无须任何外部设备，利用实验机上键盘、数码管、管理监控和微控制器，自成系统，通过一系列键盘命令来完成实验程序的输入、编辑、调试运行等功能，以满足部分用户上位机配置不足的情况。 第二种工作方式：联上位机工作。 通过RS232通信接口，在Win9XNT集成软件的支持下，利用上位机丰富的软硬件资源，实现用户程序的编辑、编译、调试运行，提高实验效率。,2020/7/25,34,联上位机工作时注意事项,联接DVCC系统 将随机提供的通信电缆线一头D型9芯插头插入DVCC实验系统J2插座，另一头插入

24、PC机的串行口COMl或COM2任选。接通DVCC实验系统电源，在DVCC实验系统显示“P”状态下，按PCDBG键(96系统不按此键)，显示器全暗。上位机菜单上选择“联接DVCC系统”菜单项。联机正常，屏幕上出现：寄存器窗口、反汇编窗口。 DVCC系统的复位 同时按复位键”+ “PCDBG键”,点击上位机屏幕上的”OK”。,2020/7/25,35,实验一 P3.3口输入、P1口输出,（8个灯全灭）,2020/7/25,36,注意：开关K向上打时，输出高电平“1”；向下打时输出低电平“0”。 思考：按该流程图编程，应是高电平、低电平、上升沿还是下降沿时“加一”？实验时，注意观察。,2020/7

25、/25,37,实验二 工业顺序控制,(P3.4为低启动),(每工序间都延时1秒),注:报警,即是用软件延时,间隔约2ms,P1.7交替输出高低电平,重复次数160次.,P1.0灯亮,P1.1灯亮,P1.6灯亮,2020/7/25,38,PNP管三极管放大条件：VeVbVc 喇叭的声音受b极周期信号频率的控制，不同的频率发出的声音不同。,2020/7/25,39,DEL: mov r1,#1 ;警声的形成,延时 DEL0: mov r2,#2 DEL1: mov r3,#248 DEL2: DJNZ R3,DEL2 DJNZ r2,DEL1 DJNZ r1,DEL0 RET,DELAY: mov

26、 r5,#5 ;每道工序之间的延时1秒 DELAY0: mov r6,#200 DELAY1: mov r7,#248 DELAY2: DJNZ R7,DELAY2 DJNZ r6,DELAY1 DJNZ r5,DELAY0 RET,2020/7/25,40,2020/7/25,41,注 意,该实验中,P3.4(T0)引脚作为一般的I/O口用,不作为定时/计数器的外部脉冲输入端. 报警声音的形成电路和形成原理. 若该实验要求既用P3.4引脚控制”开工”,又要用P3.4引脚控制工作的暂停或停止,应如何编程等. 不要按实验说明中的地址编程.,2020/7/25,42,补充实验,如右图的电路。试用查

27、询的方法编程实现：P1口高4位所接的LED灯的亮灭能实时地反映P1口低4位开关的状态（P1.0P1.4,P1.1P1.5)。,2020/7/25,43,实验七 串并转换实验,要求:编写程序，在数码管下每秒钟显示一位，循环显示09这10个数字，系统晶振频率为6MHZ。,2020/7/25,44,实验七 串并转换实验,2020/7/25,45,与非门,09的共阴极段码表: 0FCH,60H,0DAH,0F2H,66H,0B6H,0BEH,0E0H,0FEH,0F6H ;送出的低位去dp,高位去a.按顺序:a,b,c,d,e,f,g,dp,2020/7/25,46,实验五 A/D转换实验,2020/

28、7/25,47,2020/7/25,48,流程图,开始,串口初始化(SCON=0),启动转换,等待或查询,读结果,取结果低4位,查表,送给SBUF,取结果高4位,查表,送给SBUF,发送完否?,(延时)(稳定显示),是,否,发送完否?,是,否,2020/7/25,49,段码,0-F对应的段码(串口输出): OFCH,60H,0DAH,0F2H,66H,0B6H,0BEH,0E0H, 0FEH,0F6H,0EEH,3EH,9CH,7AH,9EH,8EH,2020/7/25,50,H55S: MOV A,R0 SWAP A ANL A,#0FH MOVC A,A+DPTR MOV SBUF,A W

29、AIT2:JBC TI,H55S1 SJMP WAIT2 H55S1: LCALL DELAY AJMP START TAB:DB 0fch,60h,0dah,0f2h,66h,0b6h,0beh,0e0h,0feh,0f6h,0eeh,3eh,9ch,7ah,9eh,8eh DELAY:MOV R6,#0FFh DELY2:MOV R7,#0FFh DELY1:DJNZ R7,DELY1 DJNZ R6,DELY2 RET END,ORG 0000H mov scon,#00H MOV A,#00H MOV SBUF,A MOV SBUF,A START: MOV A,#00H MOV DP

30、TR,#9000H MOVX DPTR,A jb p3.3,$ jnb p3.3,$ MOVX A,DPTR DISP: MOV R0,A ANL A,#0FH LP: MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR MOV SBUF,A wait1:jbc TI,H55S SJMP WAIT1,2020/7/25,51,实验设备Y0-Y7地址说明,2020/7/25,52,实验设备的时钟电路T4等说明,T0-T7分别为4MHZ的1,28次分频.,2020/7/25,53,实验六 D/A转换实验,要求：利用0832输出一个从-5V开始逐渐升到0V再逐渐升至5V，再从5V逐渐降至0V，再

31、降至-5V的三角波电压。,电路为双极性输出。AOUT=(D-128)*VREF/128，D为待转换的数字量。D按0,1,128255规律重复循环,得到一锯齿波。D按0,1,128255,254,2531281,0规律重复循环,得到一三角波。,2020/7/25,54,接线: 8032的WR-单片机端的XWR 8032的D7D0-单片机端的XD7XD0(注意线的顺序) 8032的VREF-+5V(也可接VIN经分压输出的VREF) 8032的CS-实验箱的Y0(对应的地址为8000H) 注意:运放LM324的电源内部己接好! 软件设置:选项-系统设置-仿真模式选择:内程序外数据. 用示波器观察（

32、要求编程输出多种波形）,2020/7/25,55,实验十二 小直流电机调速实验,1.AOUT=(D-128)*VREF/128，D为待转换的数字量。D按0,1,128255规律重复循环,得到一锯齿波。D按0,1,128255,254,2531281,0规律重复循环,得到一三角波。 2.输出端的两个三极管起到驱动即提高驱动能力的作用,DOUT和AOUT的波形不变. 3.为了便于观察,每个数字量转化后都要经过一段时间的延时.,2020/7/25,56,DOUT的波形与电机的转动情况,在此期间内,电机的转动为一个方向(如顺时针方向),在此期间内,电机的转动为另一个方向(如逆时针方向),A,B,C,D

33、点时(此时的数字量是128),电机的转速最慢(停下来), E,F,G,H点时电机的转速最快.,2020/7/25,57,Delay:mov r4,#0ah Dely2:mov r5,#0ffh Dely1:djnz r5,dely1 djnz r4,dely2 ret,2020/7/25,58,实验十四 继电器控制,GND,注意:1.74LS04:六缓冲器/驱动器 2.继电器的JZ端应接地,不是接VCC.,2020/7/25,59,实验十五 数据存贮器扩展实验,P1.0-L1 P1.1-L2,2020/7/25,60,实验十五 数据存贮器扩展实验(一),准备工作: 查看实验指导书(表2-2和图

34、2-8),理解并熟悉8个74LS138输出端(Y0、Y1Y7)所确定的地址范围. 参考课本图7.12(P111)理解并熟悉6264与单片机的硬件连接. 按实验要求做好硬件连接,且P1.0连L1,P1.1连L2.,2020/7/25,61,实验十五 数据存贮器扩展实验(二),按下面的要求编写实验程序(数据传送及数据检测): 编一程序实现:初始时L1,L2灯亮,然后将数55H分别送至片外8000H开始的8K个单元(因Y0的地址范围为8000H8FFFH,8K个),传送完L1灯灭.然后,逐个读出进行判断,若某单元中的数不为55H,则暂停,且L2灯灭,若4K个单元中的数全为55H,则L2灯闪烁(高低电

35、平间隔半秒左右). 注: 可据需要编程实现:用L1灯的闪烁代表数据正在传送,L1灭时代表数据传送结束 (占用的时间较长) .,2020/7/25,62,初始化，L1,L2亮,送数55H,全送完?,L1灯灭,读存储单元,=55H ?,全读完?,L2灯闪烁,L2灯灭,N,Y,N,Y,Y,N,2020/7/25,63,DELAY: MOV R5,#0ffH DELAY1: MOV R4,#0FFH DJNZ R4,$ DJNZ R5,DELAY1 RET,2020/7/25,64,实验十一 步进电机控制,查阅资料(实验指导书、上网、其它书籍等）,了解步进电机的工作原理及其控制方法. 20BY-0型步进电机:步距角18,4相激磁方式.顺时针转的控制字: 03H,06H,0CH,09H.逆时针转的控制字: 09H,0CH,06H,03H. 控制字均为4个字.,2020/7/25,65,硬件接法:K1P3.0;K2P3.1,其它的见实验接线图. 实验基本要求,用K1控制电机的正转(0)/反转(1).K2控制电机步数,为0时代表转的步数是