工程材料习题.docx
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工程材料习题
单片机原理与应用实验指导书
蔺超文陈跃张清编
徐州工程学院机电学院
2008年10月第一版
微机原理与接口实验箱（超想-3000TC型）使用说明
一、系统简介：
超想-3000TC实验仪综合了微机原理与接口实验、单片机实验和CPLD实验，系统中所有的实验模块和CPU资源都对用户自由开放，可以实现从“验证式”
“模仿式”“探索式”“创新开发式”的各种实验。
系统配备了USB接口的通用仿真器，使软硬件仿真更方便。
二、硬件资源：
系统具有三种工作模式：
USB通讯模式、硬件自动检测功能模式、万用硬件扩展功能模式。
主实验箱为用户扩展的硬件资源较多，主要包括：
脉冲源、模拟量、开关量产生模块；LED彩灯、LED交通灯、LED点阵、LED八段数码管显示实验模块；AD/DA实验、I/O口扩展实验、8155、8255、8279、8253、8251串行通讯、8237DMA数据传输、8259中断、键盘显示、红外线、语音功放模块、压力传感区、直流/步进电机区、按键开关区、万用实验扩展区等。
另外，系统配合CPLD/USB2.0扩展模块，可做CPLD、USB2.0扩展实验；配合IC卡、语音、温度扩展模块，可做IC卡、语音录放、数字温度实验；配合KeilC51仿真器可以做MCS-51单片机实验。
三、软件资源：
系统仿真开发软件界面中附有独特的各实验的电路图、原理图、流程图、实验连线图、芯片查询图，以及实验指导书，方便了用户实时查询。
四、设备使用
将箱内的电源线插入箱体后的插孔中，按动开关按钮，实验电路板上左上角的两个LED（红绿）点亮，说明系统通电正常。
五、使用注意事项
（1）实验箱通电状态下，严禁进行连接电路、插拔芯片或模块等操作，以免损坏设备。
（2）实验完成后，请关闭电源开关，拔下电源线。
图13000TC型单片机/微机接口实验箱资源布置图
KeilC51仿真器的使用说明
一、KeiluVison3编程软件的安装
（1）如计算机中已经安装此软件，无须再安装。
（2）打开随箱的软件安装光盘，在keil750AHK（3000TC）\setup目录下，双击setup图标，显示如图2，点击FullVersion，顺序点击Next、Yes等，在图3中，输入序列号：
k1dzp-5iush-a01ue，其他任意。
安装完成后，默认安装目录为C:
\Keil，此目录下还包括一些实验例程。
图2
图3
二、KeilC51仿真器的使用
（1）仿真器的连接：
将仿真器的40孔插头插入图4所示的插座中，另一端的USB口插入计算机的USB插孔中。
（2）仿真器驱动程序的安装：
打开实验箱电源开关，在计算机上将显示“未知硬件”，按照图5、6的指示，安装硬件驱动（驱动程序在随箱的软件光盘中）。
驱动安装后，在计算机硬件属性串口中可以看到如图7所示的新USB接口设备ProlificUSB-to-SerialBridge（COM5），COM5表示此设备占用了5号COM口（注：
不同的计算机安装后占用的COM口可能不同）。
在图7中点击上端的“端口设置”，可看到如图8所示，此窗口用于设置串口的的波特率等信息，设置的各项参数要与KeiluVision软件中串口设置的一样，方能保证通讯正常。
图4
图5
图6
图7
图8
（3）KeiluVision2软件中对仿真器的设置：
启动KeiluVision2软件，在主界面中，点击工具栏Project（项目）选项中的NewProject（新项目），如图9，文件名任意，点保存后出现图10，在器件目录的Atmel目录中选择所要仿真的芯片（如：
AT89S51）后确认。
点击主界面的工具栏Project（项目）选项中的“为目标1设置选项”，出现如图11所示，此界面用于设置项目的各项参数，在“目标”选项中设置单片机的晶振时钟，在“调试”选项中，选择使用“KeilMonitor-51Driver”仿真器，点击框后的“设置”按钮，弹出仿真器通讯参数设置选项，这里的参数要设置与计算机中串口设置的参数一致（见第2步）。
点击菜单栏File（文件）选项，建立一个新文件，在此文件中编辑自己的软件，保存成*.ASM文件格式后编译，编译无错误，则可进行仿真。
在主界面左侧项目工作区，右键点击“源代码组1”，在选项中选择“添加文件到源代码组1”，在弹出的添加文件窗口中，选择刚保存的文件名，确认。
在菜单栏“调试”选项中选择“启动/停止调试”，如仿真器通讯正常，即可实现仿真。
仿真时，可以通过“调试”选项中的“运行”、“步进”、“步越”、“设置断点”等选项来控制程序的执行过程。
图9
图10
图11
图12
图13
图14
图15
实验1发光二极管实验
1．实验目的
（1）学习通用I/O口P1的使用。
（2）练习单片机简单延时子程序的编写。
2．实验仪器
（1）超想-3000TC综合实验仪1台
（2）超想3000仿真器1台
（3）连线若干根
（4）计算机1台
（5）数字万用表1台
3．实验内容要求
（1）点亮8只发光二极管，并使8只发光二极管循环亮灯。
（2）运用简单的语句编写延时子程序，以控制发光二极管点亮的间隔时间，并通过调整延时时间来观察延时效果。
4．实验原理
MCS-51单片机共有4个I/O口，其中P0、P2口一般做外部存储器扩展使用。
P1口是用户专用8位准双向I/O口，具有通用输入/输出功能，每一位都能独立地设定为输入或输出。
P1口做输出口使用时，与P0口不同，外电路无须再接上拉电阻；当有输出方式变为输入方式时，该位的锁存器必须写入“1”，然后才能进入输入操作。
在电气性能上，由于P1口硬件内部具有上拉电阻，可以提供10mA左右的输出电流，因此，P1口可以直接接负载输出。
在本实验中，由于使用LED较多，消耗的电流较大，所以在电路中使用了74LS245三态双向总线收发器来驱动8只发光二极管，电路见图1。
74LS245的输出口跟随输入口的电平状态变化，P1口为高电平时，发光二极管点亮。
实验原理图1
5．实验步骤
用连线将P1口的各位端口（P1.0-P1.7）分别接入发光二极管区的L0至L7，将仿真器插入计算机，在KEILuVision软件，新建一个工程，编写软件，并仿真软件运行。
6．思考问题
（1）P1口与P0口的主要区别，如果用P0口的输出来控制发光二极管的点亮，在电路上要做哪些改动？
（2）实现程序延时的方法有哪些？
7．参考程序
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0023H
MAIN:
MOVA,#0FEH;送数据初值
MOVP1,A;数据送P1口点亮发光二极管
ACALLDELAY;延时
MOVR0,#07H;设置左移7次
LOOP:
RLA;左移一位
MOVP1,A;数据送P1口点亮发光二极管
ACALLDELAY;延时
DJNZR0,LOOP;R0是否为0，不为0转LOOP继续执行
AJMPMAIN;返回主程循环执
DELAY:
MOVR1,#100;延时子程序
D1:
MOVR2,#100
D2:
MOVR3,#50
D3:
DJNZR3,D3
DJNZR2,D2
DJNZR1,D1
RET;子程序返回
END;程序结束
实验2通过开关控制发光二极管亮灯实验
1．实验目的
（1）理解单片机中数与位的概念
（2）理解数据传递的概念。
2．实验仪器
（1）超想-3000TC综合实验仪1台
（2）超想3000仿真器1台
（3）连线若干根
（4）计算机1台
（5）数字万用表1台
3．实验内容要求
P2口作为输入口，接8只开关，P1口做为输出口，接8只发光二极管，通过设置8只拨动开关的状态控制8只发光二极管的亮灭。
4．实验原理
如图所示，当拨动开关拨向上端时I/O口得到逻辑电平“1”，拨向下端时得到逻辑电平“0”，P1口有高电平输出时，发光二极管亮，低电平输出时，发光二极管灭。
实验原理图
5．实验步骤
用连线将P1口的各位端口（P1.0-P1.7）分别接入发光二极管区的L0至L7，将仿真器插入计算机，P2口的各位端口（P2.0-P2.7）分别接入开关量发生器区的K0至K7。
在KEILuVision软件，新建一个工程，编写软件，并仿真软件运行。
6．思考问题
通用I/O端口数据输出采用字节输出方式和位输出方式分别怎么实现？
7．参考程序
程序流程
ORG0000H;开始
MOVP1,#0FFH
LOOP:
MOVA,P2;P2口的开关电平状态读到A
MOVP1,A;把A的数据送到P1口
JMPLOOP
END
实验3外部中断实验
1．实验目的
（1）学习外部中断技术的基本使用方法
（2）掌握中断处理程序的编程方法
2．实验仪器
（1）超想-3000TB综合实验仪1台
（2）超想3000仿真器1台
（3）连线若干根
（4）计算机1台
3．实验内容
接P1口的8个发光二极管循环亮，用外部单次脉冲信号申请中断，中断响应后，使小喇叭响，发光二极管停止闪亮。
4．实验原理
MCS-51单片机具有两个外部中断输入口（P3.2、P3.3），中断触发方式有两种：
电平触发和跳沿触发（脉冲触发）。
在本实验中用脉冲源来模拟外部触发信号，使单片机产生中断。
中断服务程序的内容一般包括四个部分：
现场保护与现场恢复、关中断与开中断、中断处理、中断返回。
音响及合成区的声音靠LM386驱动小喇叭产生。
LM386是一种音频集成功放，广泛应用于录音机和收音机之中，实验电路图如下。
我们知道，声音是由振动产生的，每个音符都对应了一个频率。
利用单片机产生的延时，就可以产生不同频率的脉冲，例如想产生523Hz（音符1的发音）的脉冲，其周期为1/523=1912μS，因此只要延时956μS后，使P3.3取反，就可以在P3.3引脚上输出一个频率为523Hz的脉冲，从而使喇叭发出音符1的声音。
音响合成电路
5．实验步骤
用连线将P1口的各位端口（P1.0-P1.7）分别接入发光二极管区的L0至L7，将仿真器插入计算机，P3.2端口接脉冲源的DOWN输出端，P3.3接音响及合成区的Vin1输出口。
在KEILuVision软件，新建一个工程，编写软件，并仿真软件运行。
6．思考问题
（1）外部中断的触发方式对中断服务程序的编写有什么影响？
（2）中断是否能被响应，影响因素有那些？
7．参考程序
程序流程
ORG0000H;开始
JMPSTART
ORG0003H
JMPEXT0
START:
MOVIE,#10000001B
MOVIP,#00000001B
MOVTCON,#00000000B
MOVSP,#70H
MAIN:
MOVP1,#00H;全亮
LCALLDELAY
MOVA,#0FEH
LOOP:
MOVP1,A
LCALLDELAY
RLA;循环左移
AJMPLOOP
EXT0:
PUSHACC
PUSHPSW
CPLP3.3;喇叭响
CALLDEL;喇叭响的速率
POPPSW
POPACC
RETI
DELAY:
MOVR5,#20
D1:
MOVR6,#20
D2:
MOVR7,#250
DJNZR7,$
DJNZR6,D2
DJNZR5,D1
RET
DEL:
MOVR4,#250
DJNZR4,$
RET
END
实验4定时器、计数器实验
1．实验目的
（1）学习单片机内部定时器的应用
（2）进一步掌握中断处理程序的编写
2．实验仪器
（1）超想-3000TB综合实验仪1台
（2）超想3000仿真器1台
（3）连线若干根
（4）计算机1台
3．实验内容
利用单片机内部定时器中断方式定时，实现每一秒钟输出状态发生一次反转。
改变定时时间的长度，观察发光二极管闪亮的频率。
4．实验原理
MCS-51单片机内部有两个16位定时器，具有4种工作方式。
特殊功能寄存器TMOD用于选择定时器/计数器T0、T1的工作模式和工作方式、TCON用于控制T0、T1的启动和停止，同时还包含了T0、T1的状态。
定时器计数满时，会产生溢出中断。
5．实验步骤
用连线将P1口的P1.0接入发光二极管区的L0，将仿真器插入计算机。
在KEILuVision软件，新建一个工程，编写软件，并仿真软件运行，观察发光二极管闪亮的频率。
6．思考问题
定时器工作方式1和工作方式2有什么区别？
7．参考程序
程序流程
;HIGHEQU3CB0H;65536-50000,50ms定时
;LOWEQU3CB0H
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG000BH
AJMPINT_TIMER（）
ORG0030H
MAIN:
MOVTMOD,#01H
MOVTH0,#3CH
MOVTL0,#0B0H
MOVIE,#82H
MOV30H,#10
MOV31H,#6
SETBTR0
AJMP$
INT_TIMER（）:
MOVTH0,#3CH
MOVTL0,#0B0H
DJNZ30H,L1
MOV30H,#10
DJNZ31H,L1
MOV31H,#6
CPLP1.0
L1:
RETI
END
实验5脉冲计数（定时/计数器的记数功能实验）
1．实验目的
（3）熟悉8051定时/计数器的记数功能
（4）掌握初始化编程方法
（5）掌握中断程序的调试方法
2．实验仪器
（1）超想-3000TB综合实验仪1台
（2）超想3000仿真器1台
（3）连线若干根
（4）计算机1台
3．实验内容
定时/记数器0对外部输入的脉冲进行计数，并送显示器显示。
4．实验原理
MCS-51有两个16位的定时/计数器：
T0和T1。
计数和定时实质上都是对脉冲信号进行计数，只不过脉冲源不同。
当工作在定时方式时，计数脉冲来自单片机的内部，每个机器周期使计数器加1，由于计数脉冲的频率是固定的（即每个脉冲为1个机器周期的时间），故可通过设定计数值来实现定时功能。
当工作在计数方式时，计数脉冲来自单片机的引脚，每当引脚上出现一个由1到0的电平变化时，计数器的值加1，从而实现计数功能。
可以通过编程来指定时计数器的功能，以及它的工作方式。
在读取运行中的计数器的当前值时，应读3次。
这样可以避免在第一次读完后，第二次读之前，由于低位溢出向高位进位时的错误。
读的次序是：
先读（THX），后读（TLX），再读（THX）若两次读得（THX）相同，则读得的计数器数据是正确的，若不同，则需重读。
5．实验步骤
用连线把“总线插孔”的P3.4孔连“脉冲源”的“DOWN”孔，执行程序，按动TR3（红色）带锁按钮，观察数码管上计数脉冲的个数。
6．思考问题
（1）把P3.4孔分别与“脉冲源”的2MHZ、1MHZ、0.5MHZ孔相连时，显示值反而比连0.25MHZ孔更慢，为什么？
（2）当fosc=6MHZ时,能够计数的脉冲信号最高频率为多少？
7．实验程序
程序流程
;对定时器0外部输入的脉冲信号进行计数且显示
OUTBITequ0e101h
CLK164equ0e102h;段控制口（接164时钟位）
DAT164equ0e102h;段控制口（接164数据位）
LEDBufequ40h
INequ0e103h
ORG0000h
MOVSP,#60H
MOVDPTR,#0e100H;8155初始化
MOVA,#03H
MOVX@DPTR,A
MOVTMOD,#05H;定时器初始化
MOVTH0,#00H
MOVTL0,#00H
SETBTR0
LOOP0:
MOVR2,TH0
MOVR3,TL0
LCALLLOOP1
MOVR0,#40H
MOVA,R6
LCALLPTDS
MOVA,R5
LCALLPTDS
MOVA,R4
LCALLPTDS
LCALLDISPLAY
SJMPLOOP0
LOOP1:
CLRA;二转十子程序
MOVR4,A
MOVR5,A
MOVR6,A
MOVR7,#10H
LOOP2:
CLRC
MOVA,R3
RLCA
MOVR3,A
MOVA,R2
RLCA
MOVR2,A
MOVA,R6
ADDCA,R6
DAA
MOVR6,A
MOVA,R5
ADDCA,R5
DAA
MOVR5,A
MOVA,R4
ADDCA,R4
DAA
MOVR4,A
DJNZR7,LOOP2
RET
PTDS:
MOVR1,A;拆字子程序
ACALLPTDS1
MOVA,R1
SWAPA
PTDS1:
ANLA,#0FH
MOV@R0,A
INCR0
RET
Delay:
movr7,#0;延时子程序
DelayLoop:
djnzr7,DelayLoop
djnzr6,DelayLoop
ret
DISPLAY:
setb0d3h
movr0,#LEDBuf
movr1,#6;共6个八段管
movr2,#00000001b;从左边开始显示
Loop:
movdptr,#OUTBIT
mova,#00h
movx@dptr,a;关所有八段管
mova,@r0
movdptr,#LEDmap
movca,@a+dptr
movB,#8;送164
DLP:
rlca
movr3,a
movacc.0,c
anla,#0fdh
movdptr,#DAT164
movx@dptr,a
movdptr,#CLK164
orla,#02h
movx@dptr,a
anla,#0fDh
movx@dptr,a
mova,r3
djnzB,DLP
movdptr,#OUTBIT
mova,r2
movx@dptr,a;显示一位八段管
movr6,#1
callDelay
mova,r2;显示下一位
rla
movr2,a
incr0
djnzr1,Loop
movdptr,#OUTBIT
mova,#0
movx@dptr,a;关所有八段管
clr0d3h
ret
LEDMAP:
;八段管显示码
db3fh,06h,5bh,4fh,66h,6dh,7dh,07h
db7fh,6fh,77h,7ch,39h,5eh,79h,71h
END
实验6RAM扩展实验（A6264）
1．实验目的
（1）学习单片机外扩存储器的方法
（2）练习A6264的使用
2．实验仪器
（1）超想-3000TC综合实验仪1台
（2）超想3000仿真器1台
（3）连线若干根
（4）计算机1台
3．实验内容要求
为单片机扩展一片A6264存储器，A6264中写入一串数据，然后读出，进行比较。
4．实验原理
A6264为8KB容量的数据存储器，有13根地址线A0~A12。
在实验仪内部，A6264已经通过8155芯片进行了扩展，地址范围是8000H-8FFFH。
5．实验步骤
在KEILuVision软件，新建一个工程，编写软件，并仿真软件运行
6．思考问题
7．参考程序
程序流程
OUTBITequ0e101h
CLK164equ0e102h;段控制口（接164时钟位）
DAT164equ0e102h;段控制口（接164数据位）
LEDBufequ40h
INequ0e103h
ORG0000H
movsp,#60h
MOVDPTR,#0e100H;8155初始化
MOVA,#03H
MOVX@DPTR,A
START:
MOVDPTR,#8000H;往6264的8000H-9FFFH单元送入#55H
MOVA,#55H
DD:
MOVX@DPTR,A
INCDPTR
movr0,dph
CJNer0,#0A0H,DD
MOVDPTR,#8000h
DD1:
MOVXA,@DPTR;读出数据进行比较
CJNEA,#55H,ERR
INCDPTR
MOVR0,DPH
CJNER0,#0A0H,DD1
mov40h,#06h;显示缓冲器初始化
mov41h,#05h
mov42h,#06h
mov43h,#04h
mov44h,#10h
mov45h,#00h
START1:
LCALLDISPLAY;正确的显示“6464-0”
SJMPSTART1
ERR:
mov40h,#06h
mov41h,#05h
mov42h,#06h
mov43h,#04h
mov44h,#10h
mov45h,#0Eh;不正确的显示“6264-E。
”
START2:
LCALLDISPLAY
SJMPSTART2
DISPLAY:
setb0d3h
movr0,#LEDBuf
movr1,#6;共6个八段管
movr2,#00100000b;从左边开始显示
Loop:
movdptr,#OUTBIT
mova,#00h
movx@dptr,a;关所有八段管
mova,@r0
movdptr,#LEDmap
movca,@a+dptr
movB,#8;送164
DLP:
rlca
movr3,a
movacc.0,c
anla,#0fdh
movdptr,#DAT164
movx@dptr,a
movdptr,#CLK164
orla,#02h
movx@dptr,a
anla,#0fDh
movx@dptr,a
mova,r3
djnzB,DLP
movdptr,#OUTBIT
mova,r2
movx@dptr,a;显示一位八段管
movr6,#01
callDelay
mova,r2;显示下一位
rRa
movr2,a
inc
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