DPJ实验指导书.docx
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DPJ实验指导书
自动化专业
《单片机原理及应用》
实验指导书
2011.3
实验一数据传送实验
1实验目的
学习使用单片机仿真装置。
掌握MCS-51单片机内部RAM和外部RAM的数据传送方法，掌握内部RAM和外部RAM的特点和区别。
学习编写和调试简单程序。
2实验内容
观察单片机实验系统上单片机、存贮器、发光二极管、LED数码管、拨码开关和键盘上各键的位置与功能命令，观察了解仿真调试窗口。
（2）数据传送指令应用练习。
3实验步骤
系统连接
按照实验系统使用说明，连接实验系统的电源线和与计算机相连的通信线，运行仿真程序，将实验系统与计算机联机。
编辑如下程序
MOVA，#0AAH
MOVDPTR，#1000H
MOVX@DPTR，A
MOVR0，04AH
MOV@R0，A
MOVSP，#70H
PUSHACC
SJMP$
END
读出DPTR、A、SP、R0、内部RAM中4AH、70H、71H和外部RAM的1000H单元内容并填入表4.1中。
编译、下载、单步运行上面程序，重新读出上述各寄存器和RAM单元内容并填入表4.1中。
表4.1实验结果数据表
程序执行
DPTR
SP
A
R0
4AH（内）
4AH（外）
70H
71H
前
后
编辑并单步运行下面程序，将结果填入表4.2中。
MOVSP，#6FH
MOVA，#0AAH
MOVDPL，#0CCH
PUSHACC
PUSHDPL
SJMP$
表4.2实验结果数据表
A
DPL
堆栈指针SP
堆栈单元
6FH
70H
71H
72H
程序执行前
程序执行后
4思考
观察PUSH指令对SP和堆栈中内容的影响。
编写一程序，将外部RAM中内容传送到内部RAM中。
实验二分支和循环程序实验
1实验目的
掌握分支和循环程序的设计方法。
学习用仿真软件调试和运行汇编语言程序。
2实验内容
（1）分支（散转）程序实验
编写程序，要求程序能根据20H中的数i的值（i≤3）进行散转，即根据i的值分别转移到相应的处理程序运行。
实验步骤在20H中分次送入00、01、02、03，以0A10H为起始地址运行程序，每次运行程序后，观察数码管上数字循环情况。
（2）循环程序实验（查找相同数个数）
在2000H～200FH单元中中查出有几个字节是零，把为零的字节数放在2100H中。
实验步骤
在2000H～200FH的任意几个单元中填入零，以0AA0H为起始地址运行本程序后检查2100H中为零的单元数。
思考修改程序，查找其它内容。
3程序流程图
实验三并行I／O口扩展实验
1实验目的
.了解缓冲器/驱动器74LS244和8D触发器74LS273的功能和引脚。
学习在单片机系统中用通用数字电路芯片扩展并行I/O接口的方法，掌握外部接口
芯片选片和读写控制信号的设计。
学习数据输入输出程序的设计方法。
2实验内容
利用74LS244作为输入口，将开关K1-K8接74LS244输入引脚，74LS273作为输出口，将发光二极管LED1-LED8分别接到74LS273的输出引脚上，读取开关状态，并将此状态通过74LS273驱动发光二极管显示出来。
3程序流程图
程序流程图如图4.3所示。
4实验电路
实验电路与接线如图4.4所示。
图4.4实验电路与接线图
5实验步骤
将图4.29中的Y0~Y7接Kl~K8，Q0~Q7接L1～L8，244CS接FFE0孔，273CS接FFE4孔，执行程序，拨动开关Kl～K8，观察L1～L8是否对应点亮，将观察结果填入表4.3中。
表4.3实验结果数据表
K1
K2
K3
K4
K5
K6
K7
K8
L1
L2
L3
L4
L5
L6
L7
L8
6思考
本实验用74LS244扩展并行输入口，74LS244是八缓冲器/驱动器，无锁存功能，实验中用74LS244的使能信号端做选片和读选通信号端，74LS244也可用做单片机的并行输出接口，提高信号驱动能力，请大家考虑：
74LS244做并行输出接口时跟单片机的接口方法。
本实验用74LS273扩展并行输出口，74LS273是八D锁存器，实验中用74LS273的时钟信号端做选片和写选通信号端，74LS273也可做单片机的并行输入接口，请大家考虑：
74LS273做并行输入接口时跟单片机的接口方法。
修改程序，使发光二极管闪亮移位方向和顺序改变。
实验四8253定时/计数器实验
1实验目的
了解8253定时器的工作原理，掌握8253芯片和单片机硬件连接方法及时序关系。
掌握8253的各种工作模式的编程与调试方法。
2实验内容
编写程序将8253的定时器0设置为方式3（方波），定时器2设置为方式2（分频）。
定时器0输出的脉冲作为定时器2的时钟输入。
定时器2输出经过分频后的方波，用示波器观
察各信号之间的时序关系。
3程序流程图
程序流程图如图4.5所示。
4实验电路
实验电路与接线如图4.6所示。
图4.6实验电路图
5实验步骤
用插针把CLK0和振荡单元TX的插孔3相连，GATE0和GATE2孔与5V孔相连，OUT0和CLK2相连，8253CS孔和FFE0孔相连。
8253的OUT2跟发光二极管L1相连，运行后可通过LED1观察方波输出（LED1会不停闪烁）。
也可用示波器观察各对应引脚之间的波形关系。
6实验说明
8253的工作频率是0～2MHz，所以输入的CLK频率必须在2MHz以下。
实验系统中的晶振是4.9512MHz，所以要通过74LS393分频后再作为8253的CLK0的输入。
实验五综合实验—步进电机控制实验
1实验目的
了解步进电机工作原理，掌握用单片机控制步进电机的基本原理和硬件设计方法。
掌握步进电机驱动程序的设计与调试，提高单片机应用系统设计调试水平。
2实验内容
开关K1和K2分别接P3.0和P3.1控制步进电机的转向，K0为1正转，K1为1反转，其他状态停机。
内部RAM的20H单元为设定步数，21H单元为设定转速。
在显示器上显示正、反转命令，转速（16级）和转动步数，转动步数减为零时停止转动。
3程序流程图
程序流程图如图4.7所示。
Y
4实验电路
实验电路与接线如图4.8所示。
图4.8步进电机实验电路图
5实验步骤
步进电机插头接实验系统J1插座，P1.0~P1.3接HA~HD，也可把L1~L4接A、B、C、D孔。
P3.0和P3.1分别接K1和K2，调试时，利用仿真软件的寄存器和RAM读写命令将设定的步数和转速数据写入20H和21H中，用显示器显示步进电机运行状态，第一位为0代表正转，为1代表反转，第2和第3位显示转速，第4~6位为设定步数，可调用实验系统中的显示程序。
执行程序后，选择P3.0或P3.1为1使步进电机正转或反转，步数逐渐减小到零时步进电机停止转动。
6实验说明
步进电机是工业过程控制、仪表及其他电子装置中常用的控制元件之一，广泛用于计算机外围设备、数控机床、自动化仪表和其他电子装置中。
其作用是将脉冲电信号变换为相应的角位移或直线位移。
步进电机的驱动原理是通过顺序切换每相线圈中的电流使电机作步进式旋转，驱动电路由脉冲信号控制，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速，改变各相线圈通电的顺序就可改变步进电机旋转方向，控制驱动脉冲数就可控制步进电机输出的角位移或直线位移，所以非常适合采用单片机控制。
步进电机可采用单拍制或双拍制分配方式运行。
本实验使用的步进电机用直流+12V电压，电机线圈由A、B、C、D四相绕组组成。
驱动方式为四相单四拍方式,各相线圈通电顺序如表4.4。
表中首先向A相线圈输入驱动电流，接着B相、C相、D相线圈驱动，最后又返回到A相线圈驱动，按这种顺序切换，电机轴按顺时针方向旋转。
若通电顺序相反，则电机轴按逆时针方向旋转。
表4.4驱动顺序表
顺序/相
A
B
C
D
1
0
1
1
1
2
1
0
1
1
3
1
1
0
1
4
1
1
1
0
5
0
1
1
1
7思考
为提高步进电机负载能力和运行平稳性，可使用四相八拍驱动方式，试列出各相线圈通电顺序表，编写驱动程序，是否还有其他驱动模式？
设定的步数和设定转速通过键盘输入。
附录部分实验参考程序
1、多分支程序
ORG0A10H
MEMS:
MOVA,20H
MOVDPTR,#KKKK;散转首址
RLA;（20）*2
JMP@A+DPTR;转到（20）*2+DPTR
KKKK:
AJMPMEMSP0
AJMPMEMSP1
AJMPMEMSP2
SJMPMEMSP3
MEMSP0:
MOV20H,#0C0H;0字循环
LJMPSOX0
MEMSP1:
MOV20H,#0F9H;1字循环
LJMPSOX0
MEMSP2:
MOV20H,#0A4H;2字循环
LJMPSOX0
MEMSP3:
MOV20H,#0B0H;3字循环
LJMPSOX0
;---------------------------------------------
SOX0:
MOVA,20H
MOVR0,#0DCH
MOVR1,#0DDH
MOVX@R0,A
MOVA,#01H
SOX1:
MOVX@R1,A
MOVR2,#20H
LCALLDELY
RLA;显示子程序
SJMPSOX1
;---------------------------------------------
DELY:
PUSH02H
DEL2:
PUSH02H
DEL3:
PUSH02H;延时
DEL4:
DJNZR2,DEL4
POP02H
DJNZR2,DEL3
POP02H
DJNZR2,DEL2
POP02H
DJNZR2,DELY
RET
;---------------------------------------------
END
2、查找相同数个数程序
ORG0AA0H
L5800:
MOVR0,#10H;查找16个字节
MOVR1,#00H
MOVDPTR,#2000H
L5811:
MOVXA,@DPTR
CJNEA,#00H,L5816;取出内容与00H相等吗?
INCR1;取出个数加1
L5816:
INCDPTR
DJNZR0,L5811;未完继续
MOVDPTR,#2100H
MOVA,R1
MOVX@DPTR,A;相同数个数送2100H
L581E:
SJMPL581E
END
3、定时/计数器（8253方波）
ORG0EC0H
L8253:
MOVDPTR,#0FFE3H
MOVA,#36H
MOVX@DPTR,A;置8253工作方式
MOVDPTR,#0FFE0H
MOVA,#00H;启动8253方波程序
MOVX@DPTR,A
MOVA,#10H
MOVX@DPTR,A
SJMP$;结束
END;结束
4、步进电机控制实验
ORG0CA0H
DOJ0:
MOVSP,#53H
CALLLEDP
DOJ6:
LCALLX2;调键扫显示子程序
JBACC.4,DOJ5
LCALLX3;调数字键处理子程序
DB79H,7EH
SJMPDOJ6
DOJ5:
CJNEA,#16H,DOJ6;不是执行键转
MOVA,7AH
SWAPA
ORLA,79H
MOVR6,A;低字节步距数送R6
MOVA,7CH
SWAPA
ORLA,7BH
MOVR7,A;高字节步距数R7
MOVA,7EH
CJNEA,#00H,DOJ2;判转动方向
DOJ1:
MOVP1,#03H;顺时针转动
CALLDEL0Y
CALLGGJ0
MOVP1,#06H
CALLDEL0Y
CALLGGJ0
MOVP1,#0CH
CALLDEL0Y
CALLGGJ0
MOVP1,#09H
CALLDEL0Y
CALLGGJ0
SJMPDOJ1
DOJ2:
MOVP1,#09H;逆时针转动
CALLDEL0Y
CALLGGJ0
MOVP1,#0CH
CALLDEL0Y
CALLGGJ0
MOVP1,#06H
CALLDEL0Y
CALLGGJ0
MOVP1,#03H
CALLDEL0Y
CALLGGJ0
SJMPDOJ2
DEL0Y:
MOVA,7DH;根据（7D）内容改变延时时间
SWAPA
CLRC
RRCA
RRCA
MOVR2,A
DELY1:
MOVR5,#01H
DEL1Y:
CALLDIS
DJNZR5,DEL1Y
DJNZR2,DELY1
RET
GGJ0:
CJNER7,#00H,GGJ1;步距数为0停止
CJNER6,#00H,GGJ1;不为0减1后显示
AJMPDOJ4
GGJ1:
DJNZR6,DOJ3
CJNER7,#00H,DDJ8
DOJ4:
CALLDOJ7
SJMPDOJ4
DDJ8:
DJNZR7,DOJ3
AJMPDOJ4
DOJ3:
CALLDOJ7
RET
DOJ7:
MOVR0,#79H
MOVA,R6
CALLPTDS5
MOVA,R7
CALLPTDS5
CALLSSEE;显示
RET
PTDS5:
MOVR1,A
CALLPTDS6
MOVA,R1
SWAPA
PTDS6:
ANLA,#0FH
MOV@R0,A
INCR0
RET
;-----------------------------------
LEDP:
MOV50H,#7EH
MOVA,#10H
MOVR0,#79H
LEDS:
MOV@R0,A
INCR0
CJNER0,#7EH,LEDS
INCA
MOV@R0,A
RET
;--------------------------------
X3:
MOVR4,A
MOVR0,#50H
MOVA,@R0
MOVR1,A
MOVA,R4
MOV@R1,A
CLRA
POPDPH
POPDPL
MOVCA,@A+DPTR
INCDPTR
CJNEA,01H,X30
decr1
clra
MOVCA,@A+DPTR
X31:
MOV@R0,A
INCDPTR
PUSHDPL
PUSHDPH
RET
;------------------------------------
X30:
DECR1
MOVA,R1
SJMPX31
;--------------------------
X2:
MOVR6,#50H
X0:
ACALLXLE
JNBACC.5,XX0
DJNZR6,X0
MOVR6,#20H
MOVR0,#50H
MOVA,@R0
MOVR0,A
MOVA,@R0
MOVR7,A
MOVA,#10H
MOV@R0,A
X1:
ACALLXLE
JNBACC.5,XX1
DJNZR6,X1
MOVA,R7
MOV@R0,A
SJMPX2
XX1:
MOVR6,A
MOVA,R7
MOV@R0,A
MOVA,R6
XX0:
RET
;----------------------------
LS3:
DB07H,04H,08H,05H,09H,06H,0AH
DB0BH,01H,00H,02H,0FH,03H,0EH
DB0CH,0DH
DIS:
PUSHDPH
PUSHDPL
SETBRS1
MOVR0,#7EH
MOVR2,#20H
MOVR3,#00H
MOVDPTR,#LS0
LS2:
MOVA,@R0
MOVCA,@A+DPTR
MOVR1,#0DCH
MOVX@R1,A
MOVA,R2
incR1
MOVX@R1,A
LS1:
DJNZR3,LS1
CLRC
RRCA
MOVR2,A
DECR0
JNZLS2
movx@r0,a
decr0
cpla
movx@r0,a
CLRRS1
POPDPL
POPDPH
RET
LS0:
DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H
DB82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H
DB0A1H,86H,8EH,0FFH,0CH,89H,7FH,0BFH
;-----------------------------
SSEE:
SETBRS1;换工作区
MOVR5,#05H
SSE2:
MOV30H,#20H
MOV31H,#7EH
MOVR7,#06H
SSE1:
MOVR1,#0DDH
MOVA,30H
MOVX@R1,A;字位送入
MOVR0,31H
MOVA,@R0
MOVDPTR,#DDFF
MOVCA,@A+DPTR;取字形代码
MOVR1,#0DCH
MOVX@R1,A;字形送入
MOVA,30H;右移
RRA
MOV30H,A
DEC31H
MOVA,#0FFH
MOVX@R1,A;关显示
DJNZR7,SSE1;6位显示完了吗?
DJNZR5,SSE2;5次显示完了吗?
CLRRS1
RET
;------------------------------
XLE:
ACALLDIS
ACALLKEY
MOVR4,A
MOVR1,#48H
MOVA,@R1
MOVR2,A
INCR1
MOVA,@R1
MOVR3,A
MOVA,R4
XRLA,R3
MOVR3,04H
MOVR4,02H
JZX10
MOVR2,#88H
MOVR4,#88H
X10:
DECR4
MOVA,R4
XRLA,#82H
JZX11
MOVA,R4
XRLA,#0EH
JZX11
MOVA,R4
JZX12
MOVR4,#20H
DECR2
SJMPX13
X12:
MOVR4,#0FH
X11:
MOVR2,04H
NOP
NOP
MOVR4,03H
X13:
MOVR1,#48H
MOVA,R2
MOV@R1,A
INCR1
MOVA,R3
MOV@R1,A
MOVA,R4
JBACC.5,X113
JBACC.4,X113
MOVDPTR,#LS3
MOVCA,@A+DPTR
X113:
RET
;------------------------------
DDFF:
DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H
DB88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH,0FFH,0CH,89H,0DEH
;----------------------------------
KEY:
SETBRS1
MOVR2,#0FEH
MOVR3,#08H
MOVR0,#00H
LP1:
MOVR1,#0DDH
MOVA,R2
MOVX@R1,A
RLA
MOVR2,A
incr1
MOVXA,@R1
CPLA
ANLA,#0FH
JNZLP0
INCR0
DJNZR3,LP1
XP33:
MOVA,#20H
XP3:
movr2,a
clra
movr1,#0ddh
movx@r1,a
mova,r2
CLRRS1
RET
;----------------------------
LP0:
CPLA
JBACC.0,XP0
MOVA,#00H
SJMPLPP
XP0:
JBACC.1,XP1
MOVA,#08H
SJMPLPP
XP1:
JBACC.2,XP2
MOVA,#10H
SJMPLPP
XP2:
JBACC.3,XP33
MOVA,#18H
LPP:
ADDA,R0
sjmpxp3
;--------------------------------
END
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