《單片機原理及應(yīng)用》實驗報告

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1、 《單片機原理及應(yīng)用》實驗報告 2017/2018 學(xué)年 第 1 學(xué)期 系 別 計算機學(xué)院 專 業(yè) 軟件工程 班 級 17軟件工程班 姓 名 XXXXXX 學(xué) 號 8888888888 授課老師 ****** 實驗一：流水燈實驗 1．實驗?zāi)康? （1）學(xué)習(xí)編譯和仿真環(huán)境使用 （2）學(xué)習(xí)

2、P3口的使用方法 （3）學(xué)習(xí)延時子程序的編寫 2實驗內(nèi)容 （1）通過對P3口地址的操作控制8位LED流水點亮，從而認識單片機的接口； （2）通過改變并行口輸出電平控制LED燈的點亮與否，通過延時程序控制亮燈時間。 3．實驗運行結(jié)果圖 4．源代碼 //流水燈實驗 #include //包含單片機寄存器的頭文件 sfr x=0xb0; //P3口在存儲器中的地址是b0H， 通過sfr可定義8051內(nèi)核單片機 //的所有內(nèi)部8位特殊功能寄存器,對地址x的操作也就是對P1口的操作 /*******************

3、********************* 函數(shù)功能：延時一段時間 *****************************************/ void delay(void) { unsigned char i,j; for(i=0;i<255i++) for(j=0;j<255j++) ; //利用循環(huán)等待若干機器周期，從而延時一段時間 } /***************************************** 函數(shù)功能：主函數(shù) ******************************

4、************/ void main(void) { while(1) { x=0xfe; //第一個燈亮 delay(); //調(diào)用延時函數(shù) x=0xfd; //第二個燈亮 delay(); //調(diào)用延時函數(shù) x=0xfb; //第三個燈亮 delay(); //調(diào)用延時函數(shù) x=0xf7; //第四個燈亮 delay(); //調(diào)用延時函數(shù) x=0xef; //第五個燈亮 delay(); //調(diào)用延時函數(shù) x=0xdf;

5、 //第六個燈亮 delay(); //調(diào)用延時函數(shù) x=0xbf; //第七個燈亮 delay(); //調(diào)用延時函數(shù) x=0x7f; //第八個燈亮 delay(); //調(diào)用延時函數(shù) } } 實驗二：中斷實驗 1．實驗?zāi)康? （1）熟悉51單片機中斷初始化編程方法。 （2）掌握51單片機外部中斷源的設(shè)計使用。 （3）中斷處理應(yīng)用程序的設(shè)計與調(diào)試技巧。 2．實驗內(nèi)容 通過對P3.2、P3.3引腳的電平控制，實現(xiàn)外部中斷處理，從而控制輸出口P1的輸出效果變化。 3．實驗運行

6、結(jié)果圖 4．源代碼 /用外中斷0的中斷方式進行數(shù)據(jù)采集和處理 #include //包含51單片機寄存器定義的頭文件 sbit S=P3^2; //將S位定義為P3.2， /******************************************* 函數(shù)功能：主函數(shù) ******************************************/ void main(void) { EA=1; //開放總中斷 EX0=1; //允許使用外中斷 IT0=1; //選擇負跳變來

7、觸發(fā)外中斷 P1=0xff; while(1) ; //無限循環(huán)， 防止程序跑飛 } /************************************************************** 函數(shù)功能：外中斷T0的中斷服務(wù)程序 **************************************************************/ void int0(void) interrupt 0 using 0 //外中斷0的中斷編號為0 { P1=~P1; //每產(chǎn)生一次中斷請求，P1取反一次。 }

8、//用外中斷0的中斷方式進行數(shù)據(jù)采集和處理 #include //包含51單片機寄存器定義的頭文件 #define uchar unsigned char void Delay(unsigned int i) { uchar j; for(;i>0;i--) for(j=0;j<125;j++) {;} } //sbit S=P3^2; //將S位定義為P3.2， /******************************************* 函數(shù)功能：主函數(shù) *****************************

9、*************/ void main(void) { uchar display[9]={0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; unsigned int a; while(1){ EA=1; //開放總中斷 EX0=1; //允許使用外中斷 EX1=1; IT0=1; //選擇負跳變來觸發(fā)外中斷 IT1=1; IP=0; for(a=0;a<9;a++){ Delay(500); P1=display[a];

10、 } } } /************************************************************** 函數(shù)功能：外中斷T0的中斷服務(wù)程序 **************************************************************/ void int0_isr(void) interrupt 0 using 1 //外中斷0的中斷編號為1 { uchar n; for(n=0;n<10;n++){ p1=0x0f; Delay(500); P1=0xf0; Delay(50

11、0); } } void int1_isr (void) interrupt 2 using 2{ uchar n; for(n=0;n<10;n++){ p1=0xff; Delay(500); P1=0; Delay(500); } } 實驗三：定時器/計數(shù)器實驗 1．實驗?zāi)康? （1）熟悉51單片機中斷初始化編程方法 （2）熟悉51單片機定時計數(shù)器的初始化編程方法 （3）掌握定時計數(shù)器的應(yīng)用 2．實驗內(nèi)容 通過使用定時器T0的中斷來控制P2.0引腳的的LED的燈閃爍，要求閃爍時間2S，既亮1 S

12、，滅1 S。 3．實驗運行結(jié)果圖 4．源代碼 #include // 包含51單片機寄存器定義的頭文件 sbit D1=P1^4; //將D1位定義為P1.4引腳 unsigned char Countor; //設(shè)置全局變量，儲存定時器T0中斷次數(shù) /************************************************************** 函數(shù)功能：主函數(shù) **************************************************************/

13、void main(void) { EA=1; //開總中斷 ET0=1; //定時器T0中斷允許 TMOD=0x01; //使用定時器T0的模式2 TH0=(65536-15536)/256; //定時器T0的高8位賦初值 TL0=(65536-15536)%256; //定時器T0的高8位賦初值 TR0=1; //啟動定時器T0 Countor=0; //從0開始累計中斷次數(shù) while(1)

14、//無限循環(huán)等待中斷 ; } /************************************************************** 函數(shù)功能：定時器T0的中斷服務(wù)程序 **************************************************************/ void Time0(void) interrupt 1 using 0 //"interrupt"聲明函數(shù)為中斷服務(wù)函數(shù) //其后的1為定時器T0的中斷編號；0表示使用第0組工作寄存器 { Coun

15、tor++; //中斷次數(shù)自加1 if(Countor==20) //若累計滿20次，即計時滿1s { D1=~D1; //按位取反操作，將P2.0引腳輸出電平取反 Countor=0; //將Countor清0，重新從0開始計數(shù) } TH0=(65536-15536)/256; //定時器T0的高8位重新賦初值 TL0=(65536-15536)%256; //定時器T0的高8位重新賦初值 } 實驗四：串行口實驗 1．實驗?zāi)康? （1）掌握單片機的串行口的工作原理 （2）掌握單片機串行口收發(fā)數(shù)據(jù)的方法 2．實驗

16、內(nèi)容 本實驗要求單片機U1通過其串行口TXD向單片機U2發(fā)送數(shù)據(jù)。單片機U1的P1口接8個開關(guān)，U2的P1口接8個發(fā)光二極管。U1設(shè)置為只能發(fā)送不能接收，U1讀入P1口的8個開關(guān)狀態(tài)后，通過串行口發(fā)送到U2，U2將接收到的數(shù)據(jù)送入P1口，由P1口上連接的8個發(fā)光二極管顯示8個開關(guān)的狀態(tài)。 3．實驗運行結(jié)果圖 4．源代碼 /*********發(fā)送單片機的發(fā)送程序***********/ #include //包含寄存器的頭文件 /*********向PC發(fā)送一個字節(jié)數(shù)據(jù)**************/ void Send(unsigne

17、d char date) { SBUF=date; while(TI==0); TI=0; } /*********延時約150ms*********/ void delay(void) { unsigned char m,n; for(m=0;m<200;m++) for(n=0;n<250;n++) ; } /*******函數(shù)功能：主函數(shù)*********/ void main(void) { unsigned char temp; TMOD=0x20; //定時

18、器T1工作于方式2 SCON=0x40; //串口工作方式1 PCON=0x00; //波特率9600 TH1=0xfd; //根據(jù)規(guī)定給定時器T1賦初值 TL1=0xfd; //根據(jù)規(guī)定給定時器T1賦初值 TR1=1; //啟動定時器T1 P1=0xff; //讀取P1端口數(shù)據(jù) while(1) { temp=P1; Send(temp); //發(fā)送數(shù)據(jù)i delay(); //50ms發(fā)送一次檢測數(shù)據(jù) } } /********

19、**接收單片機的接收程序***********/ #include //包含單片機寄存器的頭文件 /**接收一個字節(jié)數(shù)據(jù)******/ unsigned char Receive(void) { unsigned char date; while(RI==0) ; //只要接收中斷標(biāo)志位RI沒有被置“1” //等待，直至接收完畢（RI=1） RI=0; //為了接收下一幀數(shù)據(jù)，需將RI清0 date=SBUF; //將接收緩沖器中的數(shù)據(jù)存于dat return date;

20、 } /*****主函數(shù)*******/ void main(void) { TMOD=0x20; //定時器T1工作于方式2 SCON=0x50; //SCON=0101 0000B，串口工作方式1,REN=1 PCON=0x00; //PCON=0000 0000B，波特率9600 TH1=0xfd; //根據(jù)規(guī)定給定時器T1賦初值 TL1=0xfd; //根據(jù)規(guī)定給定時器T1賦初值 TR1=1; //啟動定時器T1 REN=1; //允許接收 while(1) {

21、 P1=Receive(); //將接收到的數(shù)據(jù)送P1口顯示 } } 實驗五：輸入接口實驗 1．實驗?zāi)康? （1）掌握共陰極、共陽極LED的使用方法 （2）掌握矩陣鍵盤輸入掃描和識別程序編寫 2．實驗內(nèi)容 設(shè)計一個4X4的矩陣鍵盤，鍵盤的號碼0~15，要求編寫出一個鍵盤輸入掃描程序，要求單片機能根據(jù)鍵盤排列順序，能將按下去鍵盤號正確識別出來，并采用兩個數(shù)碼管分別鍵盤號碼的個位和十位。 3．實驗運行結(jié)果圖 4．源代碼 #include //包含51單片機寄存器定義的頭文件 sbit P14=P1^4;

22、 sbit P15=P1^5; sbit P16=P1^6; sbit P17=P1^7; unsigned char code Tab[ ]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //數(shù)字0~9的段碼 unsigned char keyval; /************************************************************** 函數(shù)功能：數(shù)碼管動態(tài)掃描延時 **************************

23、************************************/ void led_delay(void) { unsigned char j; for(j=0;j<200;j++) ; } /************************************************************** 函數(shù)功能：按鍵值的數(shù)碼管顯示子程序 **************************************************************/ void display(unsigned char k

24、) { P2=0xbf; P0=Tab[k/10]; led_delay(); P2=0x7f; P0=Tab[k%10]; led_delay(); } /************************************************************** 函數(shù)功能：軟件延時子程序 **************************************************************/

25、 void delay20ms(void) { unsigned char i,j; for(i=0;i<100;i++) for(j=0;j<60;j++) ; } /************************************************************** 函數(shù)功能：主函數(shù) **************************************************************/ void main(void) { EA=1;

26、 ET0=1; TMOD=0x01; TH0=(65536-500)/256; TL0=(65536-500)%256; TR0=1; keyval=0x00; while(1) { display(keyval); } } /************************************************************** 函

27、數(shù)功能：定時器0的中斷服務(wù)子程序，進行鍵盤掃描，判斷鍵位 **************************************************************/ void time0_interserve(void) interrupt 1 using 1 { TR0=0; P1=0xf0; if((P1&0xf0)!=0xf0) delay20ms(); if((P1&0xf0)!=0xf0)

28、 { P1=0xfe; if(P14==0) keyval=1; if(P15==0) keyval=2; if(P16==0) keyval=3; if(P17==0) keyval

29、=4; P1=0xfd; if(P14==0) keyval=5; if(P15==0) keyval=6; if(P16==0) keyval=7; if(P17==0) keyval=8;

30、 P1=0xfb; if(P14==0) keyval=9; if(P15==0) keyval=10; if(P16==0) keyval=11; if(P17==0) keyval=12; P1=0xf7; if(P14==0)

31、 keyval=13; if(P15==0) keyval=14; if(P16==0) keyval=15; if(P17==0) keyval=16; } TR0=1; TH0=(65536-500)/256;

32、 TL0=(65536-500)%256; } 實驗六：LCD循環(huán)顯示實驗 1．實驗?zāi)康? （1）掌握單片機驅(qū)動顯示屏的方法 （2）掌握LCD1602的使用方法 2．實驗內(nèi)容 采用1602型LCD循環(huán)顯示字符串“Welcome to Heifei Normal University”。其中LCD顯示模式為：16*2顯示、5*7點陣、8位數(shù)據(jù)口；顯示開、有光標(biāo)開且光標(biāo)閃爍；光標(biāo)右移，字符不移。 3．實驗運行結(jié)果圖 4．源代碼 #include //包含單片機寄存器的頭文件 #include

33、s.h> //包含_nop_()函數(shù)定義的頭文件 sbit RS=P2^0; //寄存器選擇位，將RS位定義為P2.0引腳 sbit RW=P2^1; //讀寫選擇位，將RW位定義為P2.1引腳 sbit E=P2^2; //使能信號位，將E位定義為P2.2引腳 sbit BF=P0^7; //忙碌標(biāo)志位，，將BF位定義為P0.7引腳 unsigned char code string[ ]={"Welcome to China "}; /***************************************************** 函數(shù)

34、功能：延時1ms (3j+2)*i=(333+2)10=1010(微秒)，可以認為是1毫秒 ***************************************************/ void delay1ms() { unsigned char i,j; for(i=0;i<10;i++) for(j=0;j<33;j++) ; } /***************************************************** 函數(shù)功能：延時若干毫秒 入口參數(shù)：n *******************

35、********************************/ void delay(unsigned char n) { unsigned char i; for(i=0;i

36、ned char BusyTest(void) { bit result; RS=0; //根據(jù)規(guī)定，RS為低電平，RW為高電平時，可以讀狀態(tài) RW=1; E=1; //E=1，才允許讀寫 _nop_(); //空操作 _nop_(); _nop_(); _nop_(); //空操作四個機器周期，給硬件反應(yīng)時間 result=BF; //將忙碌標(biāo)志電平賦給result E=0; return result; } /***************

37、************************************** 函數(shù)功能：將模式設(shè)置指令或顯示地址寫入液晶模塊 入口參數(shù)：dictate ***************************************************/ void WriteInstruction (unsigned char dictate) { while(BusyTest()==1); //如果忙就等待 RS=0; //根據(jù)規(guī)定，RS和R/W同時為低電平時，可以寫入指令 RW=0; E=0;

38、 //E置低電平(根據(jù)表8-6，寫指令時，E為高脈沖， // 就是讓E從0到1發(fā)生正跳變，所以應(yīng)先置"0" _nop_(); _nop_(); //空操作兩個機器周期，給硬件反應(yīng)時間 P0=dictate; //將數(shù)據(jù)送入P0口，即寫入指令或地址 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); //空操作四個機器周期，給硬件反應(yīng)時間 E=1;

39、 //E置高電平 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); //空操作四個機器周期，給硬件反應(yīng)時間 E=0; //當(dāng)E由高電平跳變成低電平時，液晶模塊開始執(zhí)行命令 } /***************************************************** 函數(shù)功能：指定字符顯示的實際地址 入口參數(shù)：x ***************************************************/ void Writ

40、eAddress(unsigned char x) { WriteInstruction(x|0x80); //顯示位置的確定方法規(guī)定為"80H+地址碼x" } /***************************************************** 函數(shù)功能：將數(shù)據(jù)(字符的標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼)寫入液晶模塊 入口參數(shù)：y(為字符常量) ***************************************************/ void WriteData(unsigned char y) { while(BusyTe

41、st()==1); RS=1; //RS為高電平，RW為低電平時，可以寫入數(shù)據(jù) RW=0; E=0; //E置低電平(根據(jù)表8-6，寫指令時，E為高脈沖， // 就是讓E從0到1發(fā)生正跳變，所以應(yīng)先置"0" P0=y; //將數(shù)據(jù)送入P0口，即將數(shù)據(jù)寫入液晶模塊 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); //空操作四個機器周期，給硬件反應(yīng)時間 E=1;

42、 //E置高電平 _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); //空操作四個機器周期，給硬件反應(yīng)時間 E=0; //當(dāng)E由高電平跳變成低電平時，液晶模塊開始執(zhí)行命令 } /***************************************************** 函數(shù)功能：對LCD的顯示模式進行初始化設(shè)置 ***************************************************/ void LcdInitiate(void) {

43、 delay(15); //延時15ms，首次寫指令時應(yīng)給LCD一段較長的反應(yīng)時間 WriteInstruction(0x38); //顯示模式設(shè)置：162顯示，57點陣，8位數(shù)據(jù)接口 delay(5); //延時5ms　 WriteInstruction(0x38); delay(5); WriteInstruction(0x38); delay(5); WriteInstruction(0x0f); //顯示模式設(shè)置：顯示開，有光標(biāo)，光標(biāo)閃爍 delay(5); WriteInstruction(0x06);

44、//顯示模式設(shè)置：光標(biāo)右移，字符不移 delay(5); WriteInstruction(0x01); //清屏幕指令，將以前的顯示內(nèi)容清除 delay(5); } void main(void) //主函數(shù) { unsigned char i; LcdInitiate(); //調(diào)用LCD初始化函數(shù) delay(10); while(1) { WriteInstruction(0x01);//清顯示：清屏幕指令 WriteAddress(0x00); // 設(shè)置顯

45、示位置為第一行的第5個字 i = 0; while(string[i] != \0) { // 顯示字符 WriteData(string[i]); i++; delay(150); } for(i=0;i<4;i++) delay(250); } } 實驗七：簡易計算器設(shè)計實驗 1．實驗?zāi)康? （1）學(xué)會將單片機的輸入、輸出和內(nèi)部定時計數(shù)器等功能綜合應(yīng)用 （2）掌握各部分功能綜合調(diào)試能力 2．實驗內(nèi)容 設(shè)計一個簡

46、易計算器，能夠進行加減乘除運算。 3．實驗運行結(jié)果圖 4．源代碼 #include //包含單片機寄存器的頭文件 #include //包含_nop_()函數(shù)定義的頭文件 //#include sbit P0_4 = 0x84; sbit P0_5 = 0x85; sbit P0_6 = 0x86; sbit P0_7 = 0x87; void delay10ms() { unsigned char a,b; for(a=100;a>0;a--) for(b=50;b>0;b--)

47、; } void delay1ms() { unsigned char a,b; for(a=10;a>0;a--) for(b=50;b>0;b--); } unsigned char code tab[]= { 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f, 0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71 }; void main() { unsigned char m,i,j,k,l,p,cc2,cc3,cc4,cc5,o; unsigned long c1,c2,cc; unsig

48、ned int cc1; unsigned char aa0,aa1,aa2,aa3,bb0,bb1,bb2,bb3; unsigned char a0,a1,a2,a3,b0,b1,b2,b3; bit q,n; while(1) { static dian=0x80,fuhao=0; for (j=0;j<=3;j++) { k=0xfe<>(8-j); P0=k|l; if(P0_4==0) { delay10

49、ms(); if(P0_4==0) { while(P0_4==0) { P2=b0; P1=0xfe; delay1ms(); P2=0; P2=b1; P1=0xfd; delay1ms(); P2=0; P2=b2; P1=0xfb; delay1ms(); P2=0;

50、 P2=b3; P1=0xf7; delay1ms(); P2=0; P2=a0; P1=0xef; delay1ms(); P2=0; P2=a1; P1=0xdf; delay1ms(); P2=0; P2=a2; P1=0xbf; delay1ms(); P2=0;

51、 P2=a3; P1=0x7f; delay1ms(); P2=0; P2=dian; P1=0xef; delay1ms(); P2=0; P2=fuhao; P1=0xef; delay1ms(); P2=0; } if(tab[4*j]==0x39) {

52、n=1; i=3; } else { m++; if(m<=4&n==0) { a3=a2; a2=a1; a1=a0; a0=tab[4*j]; aa3=aa2; aa2=aa1; aa1=aa0; aa0=4*j;

53、 } else { if(p<=3&n==1) { b3=b2; b2=b1; b1=b0; b0=tab[4*j]; bb3=bb2; bb2=bb1; bb1=bb0; bb0=4*j; p++;

54、 } } } } } if(P0_5==0) { delay10ms(); if(P0_5==0) { while(P0_5==0) { P2=b0; P1=0xfe; delay1ms(); P2=0; P2=b1; P1=0xfd; delay1ms(); P2

55、=0; P2=b2; P1=0xfb; delay1ms(); P2=0; P2=b3; P1=0xf7; delay1ms(); P2=0; P2=a0; P1=0xef; delay1ms(); P2=0; P2=a1; P1=0xdf; delay1ms(); P2=0;

56、 P2=a2; P1=0xbf; delay1ms(); P2=0; P2=a3; P1=0x7f; delay1ms(); P2=0; P2=dian; P1=0xef; delay1ms(); P2=0; P2=fuhao; P1=0xef; delay1ms();

57、P2=0; } if(tab[4*j+1]==0x5e) { i=4; n=1; } else { m++; if(m<=4&n==0) { a3=a2; a2=a1; a1=a0; a0=tab[4*j+1]; aa3=aa2; aa2=aa1;

58、 aa1=aa0; aa0=4*j+1; } else { if(p<=3&n==1) { b3=b2; b2=b1; b1=b0; b0=tab[4*j+1]; bb3=bb2; bb2=bb1; bb1=bb0;

59、 bb0=4*j+1; p++; } } } } } if(P0_6==0) { delay10ms(); if(P0_6==0) { while(P0_6==0) { P2=b0; P1=0xfe; delay1ms(); P2=0; P

60、2=b1; P1=0xfd; delay1ms(); P2=0; P2=b2; P1=0xfb; delay1ms(); P2=0; P2=b3; P1=0xf7; delay1ms(); P2=0; P2=a0; P1=0xef; delay1ms(); P2=0; P2=a1;

61、 P1=0xdf; delay1ms(); P2=0; P2=a2; P1=0xbf; delay1ms(); P2=0; P2=a3; P1=0x7f; delay1ms(); P2=0; P2=dian; P1=0xef; delay1ms(); P2=0; P2=fuhao

62、; P1=0xef; delay1ms(); P2=0; } if(tab[4*j+2]==0x77) { i=1; n=1; } else { if(tab[4*j+2]==0x79) { q=1; n=1; } else { m++; if(m<=4&n==0)

63、 { a3=a2; a2=a1; a1=a0; a0=tab[4*j+2]; aa3=aa2; aa2=aa1; aa1=aa0; aa0=4*j+2; } else { if(p<=3&n==1) { b3=b2;

64、 b2=b1; b1=b0; b0=tab[4*j+2]; bb3=bb2; bb2=bb1; bb1=bb0; bb0=4*j+2; p++; } } } } } } if(P0_7==0) { dela

65、y10ms(); if(P0_7==0) { while(P0_7==0) { P2=b0; P1=0xfe; delay1ms(); P2=0; P2=b1; P1=0xfd; delay1ms(); P2=0; P2=b2; P1=0xfb; d

66、elay1ms(); P2=0; P2=b3; P1=0xf7; delay1ms(); P2=0; P2=a0; P1=0xef; delay1ms(); P2=0; P2=a1; P1=0xdf; delay1ms(); P2=0; P2=a2; P1=0xbf; delay1ms(); P2=0; P2=a3; P1=0x7f; delay1ms(); P2=0; P2=dian;