单片机实验指导.doc

目 录Keil软件介绍与仿真器设置 1实验一、80C51汇编指令练习 6实验二、80C51汇编语言程序设计 9实验三、中断应用实验 13实验四、定时器/计数器应用实验 16实验五、A/D转换器应用实验 19实验六、D/A转换器应用实验 22实验七、综合技能训练（键盘、LED显示、D/A、A/D及电机等）（6课时） 22实验电路图 24Keil软件介绍与仿真器设置8051单片机采用CISC指令集，111条汇编指令，因单片机硬件资源远小于8086微机，所以单片机的汇编指令是汇编语言的子集,另外,结合8051单片机硬件特点扩展了一部分汇编指令,有些指令执行的功能也有区别；同样，单片机的C语言仅是ANSI—C的较小子集，使用时须针对单片机硬件结构,随着单片机技术几十年的发展,形成了符合单片机结构特点的C语言风格要想高效开发实用的单片机系统，就要熟练掌握C语言编程，并至少能读懂汇编指令单片机应用系统开发的一般过程有项目组织、编制程序、程序编译、仿真调试、编程下载等过程项目管理针对目标器件设置开发环境参数、配备初始文件等；编译过程将C或汇编程序翻译成机器码，并连接生成可执行文件，在编译过程查找并修改程序的语法性错误；仿真是模拟程序的运行，查找程序功能性错误，验证程序执行效果，其中软件仿真是用PC机模拟程序的运行，硬件仿真是使用仿真器代替单片机接入实际电路中运行。

国内常用的单片机开发软件工具有IAR、Keil、WAVE等使用Keil可以完成程序编辑、编译、连接、软硬件仿真过程Keil自带Simulator软件仿真器，也可以安装使用Proteus仿真模拟演示系统的动画效果Keil已安装支持四种种硬件仿真器，使用其它型号仿真器需要安装驱动文件一. Keil界面1. 编辑界面：打开计算机，运行Keil C51 集成开发环境，观察菜单和工具栏图1 Keil C项目和文件编辑界面File、Edit—同一般软件，对单独程序文件的新建、打开、保存、各种编辑...View—对各种工具栏、窗口的管理Project—项目的建立、设置、编译等工具Windows—管理各窗口的排列布局快捷工具栏里也准备了最常用的工具，鼠标停留时提示操作任务，在图中依次有文件打开、编辑、对齐、标记、查找...调试等，下一行有编译、项目设置工具左侧是项目窗口，列举出当前项目的各种文件，也可以切换成Regs或Books区右侧灰色区域是工作区，对程序文件的编辑底部是OUTPUT窗口,显示编译、连接等信息2. 调试界面：编译完成进入调试界面如图图2 调试界面DEBUG—各种调试操作,主要是运行、断点设置。

Peripherals—对外围模块中断、IO口、串口、定时器的观察设置常用快捷工具如图注释：图3 调试状态快捷工具二. Keil操作过程操作方法、步骤不是唯一，可根据实际需求与个人爱好自行确定，基本过程如下：1. 建立工程：Project \ New Project... ，输入项目名、选定保存目录2. 自动跳出Select Device for Target...指定目标器件的窗口，选择Atmel公司的AT89C51单片机随后跳出的Copy Standard 8051 Startup...是将文件STARTUP.A51文件添加到项目中，这个文件用于在软件仿真前对RAM区清零等，建议选择“是”3. 建立程序文件：File \ New...，键入程序代码，保存文件时按类型加后缀，如.ASM或.C或.H4. 为工程添加文件：快捷的添加方法是—在工程文件目录区单击选中Source Group 1 ,右键出现下拉菜单，选Add Files to Group ...，找到文件所在文件夹，指定文件类型，选中文件，单击一次Add即可添加结束后，可以用鼠标点击工程项目窗口中的“+”，展开工程项目内部的文件，从中可以看到添加进来的文件名称。

5. 设置工程项目环境： Project \ Options for Target ‘Target1’，对，选取其中的“Debug”标签，出现如下的项目设置对话框： 图4 Keil项目设置在Device Target 标签下修改Xtal（晶振频率）值，在Debug标签下设置仿真器：Use Simulator是软件仿真，图中选择了伟福V系列仿真器，是硬件仿真其余可选择默认6. 编译项目：编译是综合环境设置，将程序文件翻译、连接、生成目标文件或可执行文件的过程，要逐条修正出现的错误直至编译成功Translater current file仅编译当前文件，Build target连接并生成目标文件，Rebuild all target files编译连接所有需要的文件，如果修改了程序和环境设置，在调试前一定要Rebuild all target files一次才有效7. 调试过程：点击Start / Stop Debug Session进入和退出调试状态调试过程中可观察到寄存器、内存、变量...随指令执行的变化情况，可单步、全速执行，可设置断点，需根据要求自行选择在Keil运行期间，RAM区可能出现非0随机数，可将如下的程序片段添加到汇编文件开始位置，编译并运行一次软件仿真即可，一旦清零后再次启动Keil仍然保持是0，片段如下：MOV R0,#200CLR AIDATALOOP: MOV @R0,A DJNZ R0,IDATALOOP三. 实验注意事项1. 实验前应预习，看懂程序和电路，准备好记录数据的表格。

2. 项目安排有一定连贯性，实验结束后及时完成实验报告，解决遗留问题3. 建议在个人计算机上安装软件4. 实验期间需要认真思考，禁止上网5 建议将已经掌握的子程序写进自己的包含文件，自带U盘保存四. 实验报告要求1．符合实验报告格式要求2．明确实验目的、实验步骤清晰、实验报告内容充实3．程序关键语句、结构要有注释，注释应清楚、简练4. 实验现象描述准确，现象要结合实验原理5. 功能性实验应画出流程图6．字迹清楚，图表数据规范7．实验报告独立完成8．完成思考题实验一、80C51汇编指令练习一、实验目的1.熟悉Keil C51 集成开发环境的使用方法2．掌握数据传送指令的用法3．掌握算术运算指令的用法4. 掌握逻辑运算指令的用法5．掌握位操作指令的用法6．掌握控制转移指令的用法二、实验步骤1．按照Keil C51 集成开发环境的要求，建立程序，然后进行编译、调试并记录结果2．完成数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令的实验三、实验内容1.将下列汇编指令组合为汇编程序，观察内部RAM数据传输指令的功能，记录各指令执行后目标RAM的数值，描述寻址方法—26—ORG 0000HMOV R0，#40H MOV R1，#41HMOV A， R0 MOV 30H，A MOV 20H，30H MOV A，#30H MOV @R0，A MOV A，30H MOV R1，A MOV A，@R0 MOV R7，A MOV DPTR，#1700H MOV 30H，R7 MOV 20H，@R0 MOV 21H，#10HMOV @R0，21H MOV @R1，#01H SJMP $END提示：观察内存数据操作—打开Memory Winds,在Address栏输入D：0030H即可观看数据存储区从0030H开始的各单元数据，外部数据区用X，程序ROM区用C。

在Disassembly Windows窗可观察汇编指令的机器码和单元地址2.外部RAM数据传输指令ORG 0000HMOV DPTR，#0A330HMOV A，#80H MOVX @DPTR，A MOV A，#00H MOVX A，@DPTR MOV P2，#80HMOV R0，#31H MOV R1，#32H MOVX @R0，A MOV A，#30H MOVX @R1，A MOVX A，@R0 MOVX A，@R1END3. 加法指令练习，观察记录目标寄存器及PSW内容、运算对标志位的影响ORG 0000HMOV 40H，#0F0HMOV R0，#3EHMOV A，R0ADD A，R0ADD A，40HADD A，#0A0HADDC A，R0ADDC A，40HINC A INC R0 INC R0 ADDC A，@R0INC 40H INC @R0ADDC A，#0B2HADD A，@R0MOV DPTR，#0A30FH INC DPTR MOVX @DPTR，A END4.减法指令练习，观察记录目标寄存器及PSW内容ORG 0000HMOV 30H，#37HMOV R0，#32H MOV A，30H SUBB A，R0SUBB A，30HDEC R0DEC 30H SUBB A，#0CBHDEC R0DEC A SUBB A，@R0DEC @R0NOPEND5.逻辑操作指令练习，解释指令并验证执行结果ORG 0000HMOV A，#35HMOV R0，#50H MOV 50H，#55HMOV 30H，#78HANL A，R0ORL A，R0CPL AANL A，#9AHORL A，30HXRL 30H，A RL A ANL 30H，#0F0H XRL A，@R0 ORL A，@R0XRL 30H，#0D5HANL A，@R0END6.位操作指令练习，解释指令并验证执行结果ORG 0000HMOV P1，#74HMOV 20H，#31HMOV 30H，#00HCPL 05H MOV C，00H ANL C，01H SETB P1.0MOV A，#33HANL C，ACC.3 ORL C，ACC.7END7．控制转移指令练习，加注释并说明该程序所完成的功能。

本实验用硬件仿真，在Project \ Options for Target...设置使用WAVE仿真器；用排线连接仿真头P1口与LED指示灯(J7)ORG 0000HSTART： MOV A，#01HLOOP： MOV P1，AMOV R1，#10HDEL1： MOV R2，#200DEL2： MOV R3，#126DEL3： DJNZ R3，DEL3DJNZ R2，DEL2DJNZ R1，DEL1RL AAJMP LOOPEND观察实验现象，分析程序并画出流程图四、思考题1.数据传送指令中直接寻址、间接寻址、立即数寻址有什么区别，请各举两例说明2.内部RAM和外部RAM的地址范围各是多少？在2中各MOVX指令是对哪个单元的操作？3.总结影响C、CY、Z标志位的操作指令有哪些4. 逻辑操作有哪些指令？可以不需要A参与的有哪些？5.怎样区别一条指令是位操作还是单元操作？。