单片机原理及应用实验指导书15春修订版.doc

《单片机原理及应用》实验指导书电气工程与信息工程学院专业实验室2015.3目 录前 言 1实验一 仿真系统的使用与程序的调试 3实验二 编程练习 5实验三 定时器、中断系统 5实验四 单片机程序烧写 8实验五 A/D转换 10实验六 D/A转换 14实验七 综合性实验——十字路口交通灯的通行指示控制 17实验八 综合性实验——生产线货物自动计数设备 17实验九 综合性实验——全自动洗衣机控制器 18实验十 综合性实验——彩灯的循环闪烁控制 18附录1：51Tracer仿真器的使用及Keil uVision2快速入门 20附录2：Keil uVision2仿真调试高级技巧 25前 言1、《单片机原理及应用》课程实验的任务通过本课程的实验环节，学生应进一步巩固和加深对单片机原理与应用基本知识的理解，提高综合运用所学知识，独立编程和设计电路的能力，培养自身独立分析问题、解决问题的能力实验要求学生经历由软件环境练习、简单程序编写及软件仿真、复杂程序调试、单片机中断定时功能的学习掌握及硬件仿真，最后到实践一个小型控制器的设计过程，学生必须根据实验要求完成每一个环节，期间培养自身的观察能力、动手能力，以及根据所学知识解决实际问题的能力。

学生须具备基本的自拟实验步骤、分析和综合实验结果以及撰写实验报告的能力 2、实验设备安装有中文版Keil uVision2的计算机、学林51TRACER仿真器以及配合相关实验的实验板、实验工具，其中实验板配有按键、二极管、数码管显示电路、AD和DA模块等KEIL uVISION2由美国Keil Software公司出品，是众多单片机应用开发软件中的优秀软件之一提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，生成的目标代码效率较高，多数语句生成的汇编代码较紧凑，容易理解软件仿真方面也具有较强的功能，其兼容51系列单片机C语言软件开发系统，使用接近于传统C语言的语法来开发与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用, 而且可以提高了工作效率和项目开发周期KEIL uVISION2支持汇编语言，并且支持在C语言中嵌入汇编，使程序达到接近于汇编的工作效率 51tracer(追踪者)独立仿真器兼容KEILC51 UV2 调试环境，支持单步、断点调试，随时可查看寄存器、变量、IO、内存内容可仿真各种51指令兼容单片机，包括ATMEL、WINBOND、INTEL、SST、ST等等。

51tracer下载仿真通讯速度为BPS，是目前KEIL支持的最高速度　　3、对参加实验学生的要求(1) 实验时应有严谨的实验态度和良好的爱护实验仪器的习惯(2) 仔细阅读实验指导书，复习与实验有关的理论知识，明确每次实验的目的，了解实验内容和方法，认真写好预习报告方可进入实验室参与实验3) 了解和掌握单片机开发系统的使用方法(4) 按实验指导书要求进行接线和操作，经检查和指导同意后方能通电，实验中禁止热插拔(5) 在实验中注意观察，记录有关中间过程和结果(6) 要培养按图接线，查线，排除故障的能力4、实验安排序号实验项目名称学时数实验类别必做选做实 验 内 容 简 述1仿真系统的使与程序的调试2验证√在Keil环境下简单程序的编写与软硬件仿真调试的方法2编程练习2验证学生在课本中自己选择较为复杂程序的编写调试，并验证3定时与外部中断控制实验1验证√编写单片机按键控制闪灯点亮的程序，要求调用中断功能及定时器的功能（需要经历软硬件仿真）4单片机程序烧写1验证√掌握利用单片机程序烧写器进行程序烧写5A/D转换1选做√掌握单片机与ADC0809的工作关系6D/A转换1选做√掌握单片机与DAC0832的工作关系7综合性试验（四选一）（1）十字路口交通灯的通行指示控制设计（2）生产线货物自动计数设备的设计（3）全自动洗衣机控制器的设计（4）彩灯的循环闪烁控制2综合√ 根据控制要求，完成实验电路设计、软件控制流程图的设计，进而完成程序的编写及软件仿真调试、连接实验电路、硬件仿真，直至芯片烧制，单片机系统投入运行的全过程。

必须设计时间显示电路（学生也可以根据实验设备的具体情况，自己查找切合实验要求的题目）5、实验报告的要求按照实验室资料入库的标准化要求，认真完成4个实验报告（实验3和4写一个实验报告）,每个同学的报告按照实验顺序排列，最后在左侧钉上钉书针，作为一份完整的实验报告上交实验报告中实验名应当与实验项目名称一致，实验分析必须填写，综合性实验要有流程图和程序清单及详细注释实验一 仿真系统的使用与程序的调试1. 实验目的：（1）了解Keil uVision2环境的基本使用方法（2）了解实验板的资源分布及各个资源之间的工作关系（3）了解51TRACER仿真器的基本原理及使用方法 （4）练习基本的单片机指令,掌握简单程序的软件仿真方法 （5）掌握在Keil uVision2环境下实现实验板上流水灯的控制2. 实验器材：安装有中文版Keil uVision2的计算机、51TRACER仿真器、实验板、杜邦插线若干注意：51TRACER仿真器通过USB给实验板供电，实验板不需要单独通过变压器供电（除了DA实验）3. 实验内容：（1）双击桌面上的Uv2.exe快捷图标，打开KEIL uVISION2开发环境。

点击桌面上的“实验一软件环境的基本练习.exe”，与视频教程同步学习KEIL uVISION2开发环境的基本使用方法学会使用播放程序控制面板上的暂停功能，学会使用“alt+tab”组合键实现视频教程和KEIL uVISION2开发环境之间的切换视频教程中提到的单片机选型ATMEL89S51可以用ATMEL89C51代替；视频教程里提到的项目在我们的软件里是指“工程”)除了视频教程，也可以参考阅读附录1中的“51Tracer仿真器的使用及Keil uVision2快速入门”中的“Keil快速入门”一节)视频中使用的参考程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 080HMAIN: MOV P0,#00H MOV P1 ,#00H MOV P2 ,#00H MOV P3 ,#00H ACALL DEL MOV P0 ,#0FFH MOV P1 ,#0FFH MOV P2 ,#0FFH MOV P3 ,#0FFH ACALL DEL AJMP MAIN ORG 0200HDEL: MOV R5,#04HF3: MOV R6,#0FFHF2: MOV R7,#0FFHF1: DJNZ R7,F1 DJNZ R6,F2 DJNZ R5,F3 RET END注意：尝试使用KEIL uVISION2菜单栏外围设备中的软仿真工具“51实验仿制板”及“键盘LED”仿制板（2）阅读附录1中的“51Tracer仿真器的使用及Keil uVision2快速入门”，之后自己分别设计流水灯的汇编和C控制程序，正确连接51Tracer仿真器及实验板,观察实验结果。

汇编流水灯参考程序：ORG 0000HMOV P1,#0FFHMOV A,#0FEHLOOP: MOV P1,A ACALL DELAY RL A SJMP LOOPDELAY: MOV R0,#0FFHDL0: NOP MOV R1,#0FFHDL1: NOP DJNZ R1,DL1 DJNZ R0,DL0 RET ENDC51流水灯参考程序：#include#include void delayms(unsigned char ms) // 延时子程序{ unsigned char i; while(ms--) { for(i = 0; i < 120; i++); }}main(){ unsigned char LED; LED = 0xfe; P1 = LED; while(1) { delayms(800); LED = _crol_(LED,1); //循环左移1位，点亮下一个LED;_cror_为循环右移1位 P1 = LED; }}提示：同学们可以分别通过改变汇编及C语言程序里的延时时间，观察流水灯的变化效果实验二 编程练习1. 实验目的：（1）进一步熟悉MCS-51单片机的各类指令（2）进一步熟悉Keil uVision2编程环境及软件仿真工具（3）进一步熟悉51TRACER仿真器的使用2. 实验器材：安装有中文版Keil uVision2的计算机、51TRACER仿真器、实验板、杜邦插线若干3. 实验内容：在教材中选择一到两个长度适中，具有代表性的程序进行调试。

进一步熟悉51单片机的汇编及C语言的编写方法，进一步熟悉软硬件开发环境选择的程序能够对软件的各种指令有兼顾，并且对数字量输入及数字量输出有应用4．程序由学生自己在预习报告中编好，在实验室进一步调试5. 实验步骤:(1)输入程序，进行编译，调试，完成软件仿真环节2)在未通电情况下，按照实验线路连线，连好后经指导老师检查后方可接入硬件仿真器注意：请勿带电插拔仿真器 实验三 定时器、中断系统4. 实验目的：（1）建立数字量输入输出控制的基本概念（2）应用单片机的中断功能编写简单的程序（3）掌握定时中断与外部中断的概念5. 实验器材：安装有中文版Keil uVision2的计算机、51TRACER仿真器、实验板、杜邦插线若干6. 实验内容：（1）定时中断：使用定时中断功能，使单片机总可以实现P1.0~P1.3的按键在被按下后，相应的P4.0~P1.7的灯会由亮变灭汇编参考程序： ORG 0000H SJMP MAIN ORG 000BH SJMP ITOPMAIN: MOV SP,#40H MOV TMOD,#01H MOV TH0,#0FH MOV TL0,#0FFH SETB ET0 SETB EA SETB TR0ITOP: MOV C,P1.0 CPL C MOV P1.4,C MOV C,P1.1 CPL C MOV P1.5,C 。