《单片机原理与接口技术》实验指导书.docx
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GUILIN UNIVERSITY OF ELECTRONIC TECHNOLOGY单片机原理与接口技术实验指导书林科桂林电子科技大学计算机科学与工程学院2015．10目录实验一单片机开发环境及I/O 口应用 3实验二定时器/计数器及其应用 7实验三 中断系统及其应用 9实验四 A/D 和 D/A 的应用 11实验五 单片机应用系统设计 17实验一单片机开发环境及I/O 口应用一、 实验目的1、 掌握Keil软件的基本使用2、 掌握 Proteus 软件的基本使用3、 掌握单片机汇编语言基本编程4、 了解51 单片机的内部结构、引脚、寄存器的组成5、 学会使用51系列单片机I/O 口的基本输入、输出功能二、 实验原理1、 Keil 软件（具体使用见附件一）Keil》Vision2是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机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语言易 学易用,而且大大的提高了工作效率和项目开发周期,他还能嵌入汇编，您可以在 关键的位置嵌入，使程序达到接近于汇编的工作效率 Keil C51 标准 C 编译器 为8051微控制器的软件开发提供了 C语言环境，同时保留了汇编代码高效，快速 的特点。
C51编译器的功能不断增强，使你可以更加贴近CPU本身，及其它的衍 生产品 C51 已被完全集成到》 Vision2 的集成开发环境中，这个集成开发环境 包含：编译器，汇编器，实时操作系统，项目管理器，调试器 》 Vision2 IDE 可为它们提供单一而灵活的开发环境2、 Proteus 软件（具体使用见附件二）Proteus 软件是英国 LabCenterElectronics 公司出版的 EDA 工具软件（该 软件中国总代理为广州风标电子技术有限公司）它不仅具有其它 EDA 工具软件 的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件它是目前比较好的仿真单片机及外围 器件的工具 Proteus 从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真， 一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计，是目前世界上唯一 将电路仿真软件、 PCB 设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理 器模型支持 8051、 HC11、 PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430等，2010年又增加了 Cor tex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处 理器模型。
在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译器3、 I/O 口应用MCS-51具有P0-P3四个端口，每个口有8条线，共计32条双向且可被独立 寻址的I/O 口线本实验将P3 口作输入口，接两个拨动开关，P1 口作输出口， 接 8 个 LED P1 口、 P3 口为 8 位准双向口，每一位可独立定义为输入或输出， CPU对P1 口、P3 口的操作可以是字节操作，也可以是位操作当P1 口、P3 口 用作输入时，必经先对它置“1”三、实验电路电路原理图如下，所需元件为：AT89C51、SW-SPST、LED-RED图中用单片机的 P0 口作输出口接 8 个 LED， 8 个 LED 按共阳极连接，端口 逻辑值为0点亮LED； P3 口作输入口接3个SW-SPST开关，P3 口内含上拉电 阻，当开关打开时逻辑值为1，开关闭合时逻辑值为0本实验中要实现循环输出，最常用的方法是循环计数实现循环次数控制，对 计数器值进行查表转换得出输出值，输出到P1 口进行显示，“0”表示灯亮，“1” 表示灯灭本实验中的延时，用软件延时方法产生，延时时间=程序总机器周期数*循环 次数*机器周期延时程序）DELAY: MOV R1,#1Q 2uSLOOP: MOV R2,#250； 2uSDJNZ R2,$； 4uSDJNZ R1,LOOP； 4uSRET延时时间的计算：若系统的晶振频率为6MHz （本实验晶振频率为22.1184.MHz）,即一 个机器同期时间为12/6MHz即2uS，所以该段程序的执行时间为：2+（2+4X250+4）X10 = 10.06 mS输出表格确定发光模式，实验中定义表格如下：TAB1: DB 01H,03H,02H,06H,04H,0CH,08H,18HTAB2: DB 01H,02H,04H,08H,10H,20H,40H,80HTAB3: DB 80H,40H,20H,10H,08H,04H,02H,01H,TAB4: DB 用户自己定义输入信号使用P3 口的2个位，如P3.0和P3.1，可以确定4种模式。
实验程序框图如图 1.1 和图 1.2 所示：图 1.2 转换输出子程序图 1.1 主程序四、实验内容及步骤 1、Keil 软件使用练习设(RO) =20H, (R1) =25H, (20H) =8OH, (21H) =90H,(22H) =0A0H, (25H) =0A0H, (26H) =6FH, (27H) =76H,执行程序后, 问程序完成什么功能,写出运行结果见参考程序一)参考程序一：ORG OOOOHMOV RO,#2OHMOV R1,#25HMOV 2OH,#8OHMOV 21H,#9OHMOV 22H,#OAOHMOV 25H,#OAOHMOV 26H,#6FHMOV 27H,#76HCLR C MOV R2,#3 LOOP: MOV A,@ROADDC A,@R1MOV @RO,ACLR CINC ROINC R1DJNZ R2,LOOPJNC NEXTMOV @RO,#O1HSJMP $NEXT: DEC ROSJMP $ END2、霓虹灯控制程序设计用P0 口控制8个LED,按P3 口输入信号的不同模式选择4种16次循环点 亮方式，用软件延时实现 1 秒的扫描周期。
要求先画出程序流程图，再编写程序， 用 protues 进行仿真五、实验预习1、 学习汇编语言编程的有关知识2、 提前预习KEIL软件的使用方法，写出预习报告六、实验报告1 、总结出实验的详细步骤2、写出调试正确的程序及运行结果实验二 定时器/计数器及其应用一、实验目的1、掌握定时器的基本编程方法2、掌握计数器的基本编程方法二、实验原理1、定时器/计数器当晶振为 12.000Mhz 时,一个机器周期为 1 微秒，要实现 500 毫秒的定时， 需要500000 个机器周期，对于51 单片机内部定时器来说，最大只能定时65536 个机器周期，定时 65.536 毫秒，不能满足要求，为此必须借助软件循环进行扩 展实现的方法是：用定时器中断定时 10 毫秒，再用软件扩展 50 倍即可得到 500毫秒的定时当到达500毫秒时，对P3.7输出取反，可得到周期为1秒的方 波选择模式1,每个10ms中断一次，设初值为X,根据下面公式，可求得X 的值216-计数初值)*机器周期=定时时间12(216 - X ) X = 10 X 10-322.1184 x 106有关定时计数器的特殊功能寄存器，请参考课本。
2、七段LED共阴数码管秒计时器的显示器件为七段LED共阴数码管，电路如图所示:七段 LED 共阴数码管的段码表如表：数字0123456789段码3FH06H5BH4FH66H6DH7DH07H7FH6FH三、实验电路参考电路原理图如下，所需元件为： AT89C52、7SEG-COM-CAT-GRNLED-YELLOW、F2.7W1S PZJSTA1 + F2SA13 P2.4/A12 PZ3fA11 口PZ.KA9 PZD'.hEP3.1fTXD P3IYRXDP3JIMT1PZ33IHT0P3.7f R DP3.SiAip7P1.TP1j5P1£P1.+P13P12P1.1fT2B
2、提前预习单片机定时/计数器的使用方法，写出预习报告六、实验报告1 、总结出实验的详细步骤2、写出程序款图、调试正确的程序及运行结果实验三 中断系统及其应用一、实验目的1、了解单片机的中断原理，中断处理过程、外部中断的中断方式 2、掌握中断响应及处理的编程方法3、掌握计数器的扩展编程二、实验原理 中断是指计算机在执行某一程序的过程中，由于计算机系统内、外的某种原 因而必须终止原程序的执行，转去完成相应的处理程序，待处理结束之后再返回 继续执行被终止原程序的过程外部中断是指从单片机外部引脚INTO和INT1输入中断请求信号的中断，即 外部中断源有两个外部中断请求和有电平触发和跳变（边沿）触发两种触发方式这两种触发 方式可以通过对特殊功能寄存器TCON编程来选择位地址8FH8EH8DH3CH汨H8AH89H8SH位定义TF1TR1TFOTROIE1IT1IE0IT0TCON 中的中断请求标志位IT0：选择外部中断0的中断触发方式IT0=0，为电平触发方式，低电平有效；IT0=1，为边沿触发方式，P3.2引脚信号出现负跳变有效IT1：选择外部中断1的中断触发方式其功能与IT0类同MCS-51对中断源的开放或屏蔽是由中断允许寄存器IE控制的，IE的字节地址为 0A8H位地址AFHAEHADHACHABHAAHA9HASH位定义EAESET1EX1ETOEXOEA：总中断允许控制位。
EA=0时，屏蔽所有的中断；EA=1时，开放所有的中断ES:串行口中断允许控制位ES=O时，屏蔽串行口中断；ES=1且EA=1时，开放串行 口中断ET1：定时/计数器T1的中断允许控制位当ET1=O时，屏蔽T1的溢出中断；当ET1=1 且EA=1时，开放T1的溢出中断EX1：外部中断1的中断允许控制位当EX1=0时，屏蔽外部中断1的中断；当 EX1=1 且 EA=1 时，开放外部中断1 的中断ETO：定时/计数器TO的中断允许控制位功能与ET1相同EX0：外部中断0的中断允许控制位功能与EX1相同单片机复位以后，IE被清0,所有的中断请求被禁止在MCS-51内部提供了一个中断优先级控制寄存器（IP）其字节地址为B8H,既可按字节形式访问，又可按位形式访问，其位地址范围为0B8H〜0BFH位地址BCBBBAB9B8位定义PSPT1PX1PT0PX0三、实验电路参考电路图如下：所需元件为：AT89C52、7SEG-BC。
