单片机实验指导书封面+正文最终版.docx
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单片机实验指导书封面+正文最终版
电子信息工程专业
《微机及单片机应用实验》实验指导书
撰写人：
项慧慧审定人：
王吉林
目 录
第一部分绪论1
第二部分基本实验指导2
实验一单片机I/O口应用实验＿P3.3口输入P1口输出2
实验二并行I/O接口8255应用5
实验三简单I/O口扩展实验7
实验四A/D转换实验9
实验五键盘显示控制器8279应用实验11
实验六继电器控制实验13
实验七单片机双机通信实验_用RS485总线15
实验八16X16LED点阵显示实验18
第一部分绪论
本指导书是根据《微机与单片机应用实验》课程实验教学大纲编写的，适用于电子信息工程专业。
一、本课程实验的作用与任务
微机与单片机应用实验是单片机原理课程的重要实践环节，对更好地学习单片机原理有很大的帮助。
通过实验，使学生具有初步分析、处理单片机实验中出现的各种问题的能力，并且锻炼学生独立完成单片机技术实验的能力，从而使学生具备初步的工程实践能力。
二、本课程实验的基础知识
本课程实验需要掌握单片机的基本原理，内容包括：
使用8031的I/O应用实验、A/D转换实验、继电器控制实验及单片机双机通信实验、并行I/O接口8255应用、键盘显示控制器8279应用、使用8255的16X16LED点阵显示实验。
三、本课程实验教学项目及其教学要求
序
号
实验项目名称
学
时
教学目标、要求
1
单片机I/O口应用实验
_P3.3口输入P1口输出
2
掌握单片机P3口、P1口简单使用。
学习延时程序的编写和使用。
2
并行I/O接口8255应用
2
了解8255芯片的结构及编程方法。
3
简单I/O口扩展实验
2
学习在单片机系统中扩展简单I/O口的基本方法。
4
A/D转换实验
2
掌握A/D转换与单片机的接口方法。
了解A/D芯片0809转换性能及编程方法。
通过实验了解单片机如何进行数据采集。
5
键盘显示控制器
8279应用实验
2
掌握8031系统中，扩展8279键盘显示接口的方法。
掌握8279工作原理和编程方法。
6
继电器控制实验
2
掌握用继电器控制的基本方法和编程。
7
单片机双机通信实验
_用RS485总线
2
掌握单片机双机通信原理。
采用RS485通信接口，实现双机收发通信。
8
16X16LED点阵显示实验
2
掌握单片机与LED点阵显示器之间接口设计与编程。
利用LED点阵显示器显示汉字或图形。
合 计
16
第二部分基本实验指导
实验一单片机I/O口应用实验＿P3.3口输入P1口输出
一、实验目的
1、掌握单片机P3口、P1口简单使用。
2、学习延时程序的编写和使用。
二、实验内容
1、P3.3口做输入口，外接一脉冲，每输入一个脉冲，P1口按十六进制加一输出。
2、P1口做输出口，编写程序，使P1口接的8个发光二极管L0—L7按16进制加一的方式点亮发光二极管。
三、实验说明
1、P1口是准双向口，它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同，由准双向口结构可知：
当P1口作为输入口时，必须先对它置高电平，使内部MOS管截止，因内部上拉电阻是20KΩ—40KΩ，故不会对外部输入产生影响。
若不先对它置高，且原来是低电平，则MOS管导通，读入的数据不正确。
2、延时子程序的延时计算。
对于延时的程序
DELAY：
MOVR6，#00H
DELAY1：
MOVR7，#80H
DJNZR7，$
DJNZR6，DELAY1
查指令表可知MOV、DJNZ指令均需用两个机器周期，而一个机器周期时间长度为12/6.0MHZ，所以该段指令执行时间为：
[（（128+1）+1）×2×256+2]×（12÷6000000）=133.124ms。
四、实验原理图
图1-1
五、实验程序框图
六、实验步骤
1、P3.3用插针连至K1，JU2（P1.0～P1.7）用8芯线连至JL（L0～L7）。
2、调试、运行程序test1中的MCUIO.ASM。
3、开关K1每拨动一次，L0～L7发光二极管按16进制方式加一点亮。
实验二并行I/O接口8255应用
一、实验目的
了解8255芯片的结构及编程方法。
二、实验内容
用8255的PA口做输入口，PB口做输出口，控制PA口状态从PB口输出显示。
三、实验说明
通过PA口接8个开关K1～K8，PB口接8个发光二极管，从PA口读入8位开关的状态送PB口显示，拨动K1～K8，PB口上接的8个发光二极管L0～L7对应显示K1～K8的状态。
四、实验接线图
图2-1
五、实验程序框图
六、实验步骤
1、8255芯片的PA（PA0～PA7）插座用8芯线连接开关JK（K1～K8）。
2、8255芯片的PB（PB0～PB7）连接发光二极管JL（L0～L7）。
3、8255芯片的片选8255CS插孔接译码输出Y0。
4、调试、运行程序test3中8255.ASM。
拨动开关，相对应的发光二极管显示其状态。
实验三简单I/O口扩展实验
一、实验目的
学习在单片机系统中扩展简单I/O口的基本方法。
二、实验内容
MCS—51外部扩展空间很大，但数据总线口和控制信号的负载能力是有限的，若需要扩展的芯片较多，则MCS—51总线口负载过重，74LS244是一个输入扩展口，同时也是一个单向驱动器，以减轻总线负担。
74LS273作为同向输出口，控制8个发光二极管的亮灭。
三、实验接线图
图3-1
四、实验程序框图
五、实验步骤
1、74LS244的输入端PI0～PI7接JK（K1～K8），74LS273的输出端OUT0～OUT7接JL（L0～L7），244CS接Y2，273CS2接Y3。
2、调试、运行程序test4中的IO.ASM。
3、拨动K1～K8，观察L0～L7点亮情况。
实验四A/D转换实验
一、实验目的
1、掌握A/D转换与单片机的接口方法。
2、了解A/D芯片0809转换性能及编程方法。
3、通过实验了解单片机如何进行数据采集。
二、实验内容
利用实验仪上的0809做A/D转换实验，实验仪上的电位器提供模拟量输入。
编制程序，将模拟量转换成数字量，通过显示接口芯片8279在七段数码管上显示。
三、实验说明
A/D转换器大致分有三类：
一是双积分A/D转换器，优点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但速度慢；二是逐次逼近式A/D转换器，精度、速度、价格适中；三是并行A/D转换器，速度快，价格也昂贵。
实验用ADC0809属第二类，是8位A/D转换器。
每采集一次一般需100μs。
由于ADC0809A/D转换器转换结束后会自动产生EOC信号（高电平有效），取反后将其与8031的INT0相连，可以用中断方式读取A/D转换结果。
四、实验接线图
显示部分原理图参考键盘显示控制器8279应用实验。
图4-1
五、实验程序框图
六、实验步骤
1、把0809的0通道IN0用插针线接至电位器模拟电压产生区Vout插孔（0～5V）。
2、0809的时钟CLK_0809插孔与固定脉冲输出端500KHz相连。
3、0809的片选CS_0809连接至系统译码Y0。
4、将8279键盘接口显示部分的DU（a-h）用8芯线连接至数码管显示区的DU（a-h），BIT（BIT0-BIT7）连接至数码管显示区的BIT（BIT0-BIT7）；将8279CS连接到系统译码Y6，8279CLK连接到固定脉冲的1MHZ。
5、调试、运行程序test5中AD0809.ASM，在数码管上显示当前采集的电压值转换后的数字量，调节模拟电压的电位器，数码管显示将随着电压变化而相应变化，
典型值为：
0V—00H，2.5V—80H，5V—FFH。
实验五键盘显示控制器8279应用实验
一、实验目的
1、掌握8031系统中，扩展8279键盘显示接口的方法。
2、掌握8279工作原理和编程方法。
二、实验内容
按下数字键，数码管上能够显示相应的数字。
三、实验说明
利用8279可以实现对键盘/显示器的自动扫描，以减轻CPU负担，具有显示稳定、程序简单、不会出现误动作等优点。
本实验利用8279实现显示扫描自动化。
四、实验接线图
图5-1
五、实验程序框图
六、实验步骤
1、用8芯排线将8279区DU（a-h）连接到数码管显示区的DU（a-h），8279区BIT（BIT0-BIT7）连接到数码管显示区的BIT（BIT0-BIT7）。
2、用4芯排线将8279区的KH（H1-H7）连到键盘区的KH（H1-H4）上，KL（L4-L1）连到键盘区的KL（L4-L1）上。
3、8279区8279CS连到系统译码的Y6上，8279CLK连接到固定脉冲的1MHz。
4、调试、运行程序test7中的8279.ASM。
数码管显示“8279－1”，按下数字键，数码管上显示相应的数字。
实验六继电器控制实验
一、实验目的
掌握用继电器控制的基本方法和编程。
二、实验内容
利用P1口输出高低电平，控制继电器的开合，以实现对外部装置的控制。
三、预备知识
现代自动化控制设备都存在一个电子与电气电路的互相联结问题，一方面要使电子电路的控制信号能够控制电气电路的执行元件（电动机、电磁铁、电灯等），另一方面又要为电子电路和电气电路提供良好的电隔离，以保护电子电路和人身的安全，电子继电器便能完成这一桥梁作用。
本实验采用JZC—23F型继电器，其控制电压为5V。
继电器电路中一般要在继电器的线圈两头加一个二极管以吸收继电器线圈断电时产生的反电势，防止干扰。
四、实验原理图
图6-1
五、实验程序框图
六、实验步骤
1、把8031的P1.0插孔接到JIN端。
2、把继电器的JZ（中心轴头）接GND，JB常闭开关接L1，JK常开开关接L2。
3、编制程序，使P1.0电平变化，低电平时继电器吸合，常开触点接上L1熄灭，L2点亮，高电平时继电器不工作，常闭触点闭合，L1点亮，L2熄灭。
4、调试运行程序test11中的JDQ.ASM，L1、L2交替亮灭。
实验七单片机双机通信实验_用RS485总线
一、实验目的
1、掌握单片机双机通信原理。
2、采用RS485通信接口，实现双机收发通信。
二、实验内容
1、利用8031单片机串行口，通过RS485总线实现与双机通信。
2、本实验实现以下功能：
将1号实验机键盘上键入的数字显示到2号实验机上的数码管。
三、实验说明
1、两台机必须共地。
2、RS485为半双工通信，WR_485低电平接收数据，高电平发送数据。
四、实验原理图
图7-1
五、实验程序框图
图7-2
六、实验步骤
1、两台机器各自在RS485通信区域连RXD_485→单片机P3.0，TXD_485→单片机P3.1，WR_485→单片机P1.0（如果RS232/485是独立模块，那先将模块插到主机的扩展模块位置，连线和上面一样）
2、用串行通信线将两台机器的232/485串行接口连在一起（如果RS232/485是独立模块，只要将两个模块上的RS485插座用三芯线连接即可）。
3、用8芯排线将8279区DU（JB51）（a-h）连接到数码管显示区的DU（CODE）（a-h），BIT（JB53）（BIT0-BIT7）连接到数码管显示区的BIT1-BIT8；用4芯排线将8279区的KH（JB52）（H1-H7）连到键盘区的KH（H1-H4）上，KL（JB54）（L4-L1）连到键盘区的KL（L4-L1）上；8279区8279CS2连到系统译码的Y6上，8279CLK连接到固定脉冲的1MHz。
4、在1#机上运行，发送程序test18中的“TXD485.ASM”。
5、在2#机上运行，接收程序test18中的“RXD485.ASM”。
6、1#机的键盘上输入数字显示在2#机的显示器上。
注意：
如果只有一个串口，则先关闭上位机的调试软件，不复位单片机，然后再打开串口调试软件。
实验八 16X16LED点阵显示实验
一、实验目的
1、掌握单片机与LED点阵显示器之间接口设计与编程。
2、利用LED点阵显示器显示汉字或图形。
二、实验内容
编制程序，建立字库，在LED点阵显示器上显示图形、文字。
三、实验原理
图8-1
四、实验步骤
1、8255CS接Y0，I/O口简单扩展单元的273CS2接Y2。
2、用8芯线把I/O口简单扩展单元的OUT0－OUT7连到点阵JA04（H15—H8），8255的PA（PA0—PA7）连到点阵JA03（H7—H0），PB（PB0—PB7）连到点阵JA02（L8—L15），PC（PC0—PC7）连到点阵JA01（L0—L7）。
3、调试、运行程序test20中的LED.ASM，显示横向左移“DVCC系列产品”然后纵向上移“欢迎使用”。
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