《單片機(jī)原理及應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)

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1、 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū) 通信與電子工程學(xué)院 通信與信息工程中心 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 1、信息與通信工中心程地址：電工電子實(shí)驗(yàn)中心5樓機(jī)房； 2、不準(zhǔn)遲到、早退，請(qǐng)假須持請(qǐng)假條； 3、不準(zhǔn)帶食品進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室； 4、進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后不準(zhǔn)大聲喧嘩，不準(zhǔn)亂動(dòng)儀器設(shè)備； 5、每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束擺放好實(shí)驗(yàn)設(shè)備，將凳子置于實(shí)驗(yàn)桌下并擺放整齊； 6、每次實(shí)驗(yàn)要提前預(yù)習(xí)，寫(xiě)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)程序； 7、詳實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告認(rèn)真、完整； 8、實(shí)驗(yàn)成績(jī)由四部分構(gòu)成：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)20%、實(shí)驗(yàn)過(guò)程20%、實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄30%、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析30%。

2、 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概述 1.1 系統(tǒng)組成 Dais系列單片機(jī)微機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與仿真由管理CPU、目標(biāo)CPU 和通用電路、接口實(shí)驗(yàn)電路及穩(wěn)壓電源組成，通過(guò)RS232C串行接口與PC微機(jī)相連，系統(tǒng)硬件主要內(nèi)容如下： CPU 管理CPU 、目標(biāo)CPU 8032/78E438/STC系列單片機(jī) 系統(tǒng)存儲(chǔ)器 監(jiān)控管理程序在管理CPU的FLASH中、RAM 61256二片（64K）、BPRAM 61256（32K）。 接口芯片 及單元實(shí)驗(yàn) 8251、8253、8255、8259、ADC0809、DAC0832、164、74LS273、74LS244、電子發(fā)聲單元，電機(jī)控制

3、單元， 開(kāi)關(guān)及發(fā)光二極管、單脈沖觸發(fā)器、繼電器控制等 外設(shè)接口 打印接口，RS232C串口、51仿真接口 顯示器 6位LED、二路雙蹤示波器 鍵盤(pán) 32鍵自定義鍵盤(pán) EPROM編程器 對(duì)EPROM 2764/27128快速讀出 系統(tǒng)電源 +5V/2A，12V/0.5A 1.2 系統(tǒng)資源分配 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)尋址范圍定義如下： 空間地址 器件選用 用途與說(shuō)明 0000H~7FFFH 6116 監(jiān)控程序空間 0000H~0FFFFH PROM 目標(biāo)機(jī)程序空間 0000H~0FFFFH 實(shí)驗(yàn)接口電路 數(shù)據(jù)及IO空間 系統(tǒng)已定義的I/O地址如下： 接口芯

4、片 口地址 用途 74LS273 0FFDDH 字位口 74LS273 0FFDCH 字形口 74LS245 0FFDEH 鍵入口 8255A口 0FFD8H EP總線(xiàn) 8255B口 0FFD9H EP地址 8255C口 0FFDAH EP控制 8255口 0FFDBH 控制字 1．3硬件安裝 ⑴電源連接：通過(guò)隨機(jī)所配的三芯電源線(xiàn)接入AC220V電網(wǎng)。 ⑵打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)系統(tǒng)應(yīng)顯示閃動(dòng)的“P.”，若否應(yīng)按下RESET鍵，如仍不顯示閃動(dòng)的“P.”，應(yīng)立即切斷電源，檢查后重新進(jìn)行或與本公司駐當(dāng)?shù)劁N(xiāo)售服務(wù)中心聯(lián)系。 ⑶系統(tǒng)功能自檢 在閃動(dòng)的“P

5、.”狀態(tài)下按鍵：[MOVE]→0000→[STEP]→[EXEC]，系統(tǒng)以連續(xù)方式運(yùn)行“8”字循環(huán)右移程序，若6位LED出現(xiàn)跑“8”顯示，說(shuō)明系統(tǒng)已進(jìn)入正常工作狀態(tài)，可按RESET鍵返“P.”待令。 1.4 快捷使用 在Windows環(huán)境下： ⑴在桌面上點(diǎn)擊圖標(biāo)，然后選擇以實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所插串口一致的選項(xiàng)(串口1；波特率：57600)，點(diǎn)擊“確定”便進(jìn)入Dais集成調(diào)試環(huán)境。 ⑵點(diǎn)擊工具條中“”圖標(biāo)，在打開(kāi)對(duì)話(huà)框中雙擊LED51.asm文件，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)源程序的編輯窗口。 ⑶點(diǎn)擊工具條中“”圖標(biāo)，進(jìn)行源文件的編譯、裝載，在出現(xiàn)編譯成功的對(duì)話(huà)框后點(diǎn)擊“OK”框自動(dòng)進(jìn)入源文件調(diào)試狀態(tài)。 ⑷在

6、工具條中點(diǎn)擊所需的運(yùn)行方式：“”單步、“”宏單步、“”運(yùn)行。 ⑸若需要以斷點(diǎn)方式運(yùn)行，可直接點(diǎn)擊源語(yǔ)句行前的“”圖標(biāo)來(lái)完成所需斷點(diǎn)的設(shè)置與清除，然后再點(diǎn)擊“”圖標(biāo)進(jìn)入斷點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)。 ⑹系統(tǒng)一旦進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后若需終止該程序的運(yùn)行請(qǐng)點(diǎn)擊“”圖標(biāo)退出當(dāng)前操作返回待令狀態(tài)。 1.5 實(shí)驗(yàn)過(guò)程要求 1、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中所列的實(shí)驗(yàn)程序可以作為參考運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中每個(gè)實(shí)驗(yàn)均需事先預(yù)習(xí)編寫(xiě)，在系統(tǒng)上編輯、編譯下載到CPU中進(jìn)行調(diào)試，結(jié)果需經(jīng)老師檢查后才算完成實(shí)驗(yàn)。 2、實(shí)驗(yàn)時(shí)必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求進(jìn)行電路連接。 3、注意對(duì)同一問(wèn)題的 解決辦法往往不是唯一的，希望同學(xué)們能提出不同的設(shè)計(jì)方法完成

7、實(shí)驗(yàn)。 4、所有實(shí)驗(yàn)應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)程序。 1.6軟件實(shí)驗(yàn)的接線(xiàn)圖 圖1 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器電路 實(shí)驗(yàn)一 外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展及數(shù)據(jù)區(qū)傳送（2學(xué)時(shí)） 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、熟悉實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，掌握51單片機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成，學(xué)會(huì)開(kāi)發(fā)環(huán)境的應(yīng)用。 2、掌握8051內(nèi)部RAM和外部RAM之間的數(shù)據(jù)傳送方法；掌握這兩部分RAM存貯器的特點(diǎn)與應(yīng)用，掌握各種數(shù)據(jù)傳送方法。 3、掌握匯編語(yǔ)言的編輯和調(diào)試方法，掌握散轉(zhuǎn)程序編寫(xiě)方法。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1、把R2、R3源RAM區(qū)首址內(nèi)的R6、R7字節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)傳送到R4、R5目的RAM區(qū)。 編寫(xiě)并調(diào)試一個(gè)數(shù)據(jù)傳送程序，①將4

8、0～4FH 數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)存貯器1E00～1E0FH中，②將數(shù)據(jù)存貯器1E00～1E0FH中的數(shù)據(jù)送到8051內(nèi)部RAM 50～5FH中，③將以(R2，R3)為源RAM區(qū)首地址內(nèi)的(R6，R7)個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，傳送到以(R4，R5)為末地址的RAM區(qū)。 2、編寫(xiě)程序，散轉(zhuǎn)8051片內(nèi)20H中的內(nèi)容(00或01或02或03)。 三、實(shí)驗(yàn)程序參考圖 (40)~(4FH)傳送到1E00~1E0FH 再將數(shù)據(jù)傳送到50~5F單元 BP1 BP2 按首末地址傳送(R6，R7)個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)

9、 結(jié)束 圖2 數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)程序框圖 四、實(shí)驗(yàn)步驟 ⑴ 在實(shí)驗(yàn)箱沒(méi)上電的情況下，連接RS232電纜，檢查安全性后，打開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱電源，在計(jì)算機(jī)桌面上雙擊圖標(biāo)MCS-51，選擇57600波特率，進(jìn)入Dais集成調(diào)試環(huán)境。 ⑵ 編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，編譯下載，如出現(xiàn)錯(cuò)誤，修改重新編譯。 ⑶ 下載后可以采用單步運(yùn)行（斷點(diǎn)設(shè)在BP1，程序運(yùn)行至斷點(diǎn)），檢查外部RAM(1E00～1F0FH)數(shù)據(jù)是否與40～4FH數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)。 ⑷ 再次編程下載實(shí)現(xiàn)外部數(shù)據(jù)傳送到50~5F單元，斷點(diǎn)執(zhí)行到BP2，檢查結(jié)果。 ⑸ 變成實(shí)現(xiàn)按首末地址傳送(R6，R7)個(gè)字節(jié)數(shù)，運(yùn)行后檢查

10、結(jié)果應(yīng)滿(mǎn)足要求。 如果程序運(yùn)行不能進(jìn)入某一斷點(diǎn)，則應(yīng)單步、斷點(diǎn)分段檢查程序， 排除錯(cuò)誤直至正確為止。也可以采用連續(xù)運(yùn)行。 五、思 考 數(shù)據(jù)區(qū)傳送 (1)、記錄電路板上的各集成電路的型號(hào)（10個(gè)以上），并查資料說(shuō)明其功能。 序號(hào) 型號(hào) 功能 (2)、試編寫(xiě)將外部的數(shù)據(jù)存貯區(qū)2030～207FH的內(nèi)容寫(xiě)入外部RAM 3030～307FH中。 實(shí)驗(yàn)二 P1口亮燈實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? （1）學(xué)習(xí)P1口的使用方法； （2）學(xué)習(xí)延時(shí)子程序的編寫(xiě)。 二、實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識(shí) （1）P1口對(duì)準(zhǔn)雙向口，每一位都可獨(dú)立地

11、定義為輸出或輸入。 （2）本實(shí)驗(yàn)中延時(shí)子程序采用指令循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，機(jī)器周期（12/6MHz）*指令所需機(jī)器周期數(shù)*循環(huán)次數(shù)，在系統(tǒng)時(shí)間允許的情況下可以采用此方法。 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 P1口作為輸出口，接八個(gè)發(fā)光二極管，編寫(xiě)程序，使發(fā)光二極管循環(huán)點(diǎn)亮。 四、程序框圖 五、實(shí)驗(yàn)電路 六、實(shí)驗(yàn)步驟 1、實(shí)驗(yàn)連線(xiàn) P1.0～P1.7用插針連至L1～L8。 2、LED環(huán)境 （1）在“P.”狀態(tài)下按“0→EV/UN”，裝載實(shí)驗(yàn)所需的代碼程序。 （2）在“P.”狀態(tài)下鍵入0790，然后按“EXEC”進(jìn)入實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的運(yùn)行。 3、PC環(huán)境 在與PC聯(lián)機(jī)狀態(tài)下，編譯、

12、連接、下載PH51\he01.asm，用連續(xù)方式運(yùn)行程序。 4、觀察運(yùn)行結(jié)果 在連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下，觀察發(fā)光二極管閃亮移位情況。 5、終止運(yùn)行 按“暫停圖標(biāo)”或?qū)嶒?yàn)箱上的“暫停按鈕”，使系統(tǒng)無(wú)條件退出該程序的運(yùn)行返回監(jiān)控狀態(tài)。 七、思考 改變延時(shí)常數(shù)，使發(fā)光二極管閃亮?xí)r間改變。 修改程序，使發(fā)光二極管閃亮移位方向改變。 實(shí)驗(yàn)三 外部中斷實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)） 一、實(shí)驗(yàn)要求 本實(shí)驗(yàn)?zāi)M交通信號(hào)燈控制，一般情況下正常顯示，有急救車(chē)到達(dá)時(shí)，兩個(gè)方向交通信號(hào)燈全紅，以便讓急救車(chē)通過(guò)。設(shè)急

13、救車(chē)通過(guò)路口時(shí)間為10秒，急救車(chē)通過(guò)后，交通恢復(fù)正常，本實(shí)驗(yàn)用單次脈沖申請(qǐng)外部中斷，表示有急救車(chē)通過(guò)。 二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1、學(xué)習(xí)外部中斷技術(shù)的基本使用方法。 2、學(xué)習(xí)中斷處理程序的編程方法。 三、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明 中斷服務(wù)程序的關(guān)鍵是： 1.保護(hù)進(jìn)入中斷時(shí)的狀態(tài)，并在退出中斷之前恢復(fù)進(jìn)入時(shí)的狀態(tài)。 2.必須在中斷程序中設(shè)定是否允許中斷重入，即設(shè)置EXO位。本例中使用了INTO中斷(P3.2)，一般中斷程序進(jìn)入時(shí)應(yīng)保護(hù)PSW、ACC以及中斷程序使用但非其專(zhuān)用的寄存器。本例的中斷程序保護(hù)了PSW、ACC等三個(gè)寄存器并且在退出前恢復(fù)了這三個(gè)寄存器。 另外中斷程序中涉及到關(guān)鍵數(shù)據(jù)的設(shè)置時(shí)應(yīng)關(guān)中斷，

14、即設(shè)置時(shí)不允許重入。本例中沒(méi)有涉及這種情況。 中斷信號(hào)由單次脈沖按鈕SP產(chǎn)生。 四、程序流程 五、實(shí)驗(yàn)電路（見(jiàn)右上圖） 六、實(shí)驗(yàn)連線(xiàn) 　　P1.0與發(fā)光二極管單元的L1、L7相連； 　　P1.1與發(fā)光二極管單元的L2、L8相連； 　　P1.2與發(fā)光二極管單元的L3、L9相連； 　　P1.3與發(fā)光二極管單元的L4、L10相連； 　　P1.4與發(fā)光二極管單元的L5、L11相連； 　　P1.5與發(fā)光二極管單元的L6、L12相連； 　　P3.2(INT0)與單脈沖單元的SP相連。 七、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與PC聯(lián)機(jī)狀態(tài)下，編譯、連接、下載，運(yùn)行程序，交通燈正常顯示；

15、 當(dāng)按動(dòng)單脈沖單元的AN按鈕（模擬急救車(chē)通過(guò)），兩個(gè)方向交通信號(hào)燈全紅，延遲10秒以便讓急救車(chē)通過(guò)；急救車(chē)通過(guò)以后，交通燈恢復(fù)正常顯示。 按“暫停圖標(biāo)”，使系統(tǒng)無(wú)條件退出該程序的運(yùn)行，返回監(jiān)控狀態(tài)。 實(shí)驗(yàn)四　LCD液晶顯示接口實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? ⑴掌握單片機(jī)擴(kuò)展液晶顯示接口的設(shè)計(jì)與編程。 ⑵利用字符式液晶顯示器顯示字符。 二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 ⑴編制程序，在液晶顯示器上顯示： Welcome to Dais! P ⑵利用系統(tǒng)鍵盤(pán)輸入數(shù)字鍵“0~F”，液晶顯示器第二行自左向右顯示該鍵入的數(shù)值。 ⑶按“MON”命令鍵，液晶顯示器清屏顯示待令符“P”。

16、 三、實(shí)驗(yàn)電路 四、實(shí)驗(yàn)步驟 1、實(shí)驗(yàn)連線(xiàn) ⑴連接138譯碼輸入端A.B.C，其中A連A2，B連A3，C連A4，138使能控制輸入端G與總線(xiàn)單元上方的GS相連。 ⑵液晶顯示區(qū)的RS、R/W分別與地址總線(xiàn)A0、A1相連；液晶顯示區(qū)的E與02門(mén)電路的①腳相連，02門(mén)電路的②腳與08門(mén)電路的③腳相連，02門(mén)電路的③腳與譯碼單元Y0相連；08門(mén)電路的①腳、②腳分別與系統(tǒng)的IOW、IOR相連。 ⑶用8芯扁平電纜將8251串行通信單元的數(shù)據(jù)總線(xiàn)插座與數(shù)據(jù)總線(xiàn)單元任一插座相連。 2、LED環(huán)境 （1）在“P.”狀態(tài)下按“0→EV/UN”，裝載實(shí)驗(yàn)所需的代碼程序。 （2）在“P.”狀態(tài)下鍵入OFFC，然后按“EXEC”進(jìn)入實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的運(yùn)行。 3、PC環(huán)境 在與PC聯(lián)機(jī)狀態(tài)下，編譯、連接、下載PH51\he21.asm，用連續(xù)方式運(yùn)行程序。 4、終止運(yùn)行 按“暫停圖標(biāo)”或?qū)嶒?yàn)箱上的“暫停按鈕”，使系統(tǒng)無(wú)條件退出該程序的運(yùn)行返回監(jiān)控狀態(tài)。