单片机实验指导书Word格式文档下载.docx

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1.计算机一台

2.LJD-SY-5200实验系统一套

3.上位机端KeilC51编译系统

4.V8系列仿真器一台

1．熟悉编程器的使用

2．熟悉仿真器使用

1.仿真器

V8系列仿真器的结构如图2-27所示。

图2-27仿真器外形示意图

（1）POD-A8X5X仿真头

图2-28仿真头外形示意图

POD-A8X5X（如图2-28）是采用先进的IP软核技术的仿真头，可灵活配置，可以用内部的寄存器，存储器做为断点条件来控制仿真器的起停，也可以用这些条件来控制逻辑分析仪/跟踪器的采样，可配V8系列仿真器,用于仿真MCS51系列及兼容单片机，可仿真CPU种类为8031/32,8051/52,875X,89C5X,89CX051,华邦的78E5X,LG的97C51/52/1051/2051。

配有40脚DIP封装的转接座,可选配44脚PLCC封装的转接座。

选配2051转接座可仿真20脚DIP封装的89CX051CPU。

当用此仿真头仿真低电压的CPU时，按照上图来跳线。

一般情况下，是用仿真器提供的5V电源，如果想仿真低电压时，把跳线接到EVCC上，这样就由用户板提供仿真电源，用户是什么电压，就仿真多高电压，但要注意，如果用户板电压超过5V，就可能损坏仿真板和仿真器。

（2）POD-A8X5X仿真头的设置

普通的MCS51是12分频工作的，也就是12个时钟一个指令周期，现在有很多CPU具有6分频工作，也就是比标准的MCS51芯片快一倍，[CPU速度]用于选择仿真12分频还是6分频的CPU。

有的用户设计时，用到CPU的XTAL2输出做其它电路的时钟，那就要选择[时钟输出端XTAL2选择]下的“时钟输出端XTAL2输出时钟”，一般情况下，用户板不要XTAL2输

出做为时钟源，所以一般用户只要选择“时钟输出端XTAL2输出低”。

图2-29仿真头设置

POD-A8X5X在仿真看门狗功能时，有三种选择，a）可以选择是关闭看门狗，不让其工作；

b）当使用看门狗时，如果看门狗定时器溢出，中止程序运行，让用户看到是在哪儿溢出的；

c）使用看门狗时，如果看门狗定时器溢出，程序不中止程序运行，而是复位CPU，再从头开始执行程序。

如图2-29所示。

2.编程器

EasyPRO应用软件的用户界面如图2-30所示。

图2-30EasyPRO应用软件的用户界面

A.主菜单：

EasyPRO系列编程器应用软件的所有操作命令都可以在主菜单中找到并执行。

B.工具条：

工具条上提供了打开，保存等常用命令。

C.快捷功能按钮栏：

在该功能按钮栏中可方便地选择编程，校验等操作命令。

D.信息栏：

该栏中CodeMemory指示当前光标位置，NUM指示键盘NumLock是否按下，如果键盘处于大写锁定状态则会出现CAPS字样。

E.基本信息栏：

提示当前所编程芯片基本信息。

F.通信状态指示：

用于指示当前USB通信状态，当图标上电脑与芯片之间连接出现红色叉号则表示通信出错。

G.配置信息栏：

显示当前被编程芯片所设置的配置信息。

H.工程信息栏：

显示工程信息。

I.数据缓冲区：

显示需要烧入芯片中的数据

下面分析编程器烧录器件的步骤：

（1）硬件准备

在您确保正确安装了USB驱动程序，以及EasyPRO系列编程器应用软件之后，连接好电源适配器及USB通讯线。

此时编程器的红色指示灯亮指示电源连接正常，绿色编程结果指示灯处于熄灭状态，EasyPRO系列编程器应用软件下方通信状态指示通信正常。

按编程器锁紧座旁所标示方式正确放置芯片（注意：

某些芯片编程时需要相应适配器，在选择器件后会弹出的适配器信息框进行提示），如果出现芯片反放或错放情况，EasyPRO系列编程器的管脚检测功能将加以提示。

（2）选择编程器型号及器件

在如图2-31所示“型号”选择窗口进行编程器型号的选择，这里选择“EasyPRO800”，然后确定。

单击快捷工具栏中“选择器件”按钮或选择主菜单“芯片”下的“选择芯片”，弹出器件选择窗口，如图2-32所示。

图2-31选择编程器型号

图2-32芯片选择

首先应在Type栏中选择器件类型，如E/EPROM、PLD/GAL或MCU，然后在Manudactor选项栏中选择厂家，并在右侧出现的Device选项栏中选择器件，或者在查找栏输入器件名称，快速选择器件。

选择器件后，按“选择”按钮，或者双击器件名选中器件，此时Select对话框自动关闭，回到用户操作界面，在用户界面下方信息栏中将提示您所选器件的基本信息。

（3）将数据装入缓冲区

只有将所需要烧写到芯片的数据装载到数据缓冲区，才能执行编程操作。

点击菜单工具栏中的“打开”按钮，弹出调入选择对话框，如图2-33所示。

图2-33调入文件

从中选择文件格式、调入方式、调入地址，并可选择是否在调入前清空缓冲区，调入后弹出结果信息。

设定后点“确定”按钮，此时将出现提示对话框对您所进行选择进行提示。

根据提示确定无误后，点“确定”按钮，则需编程数据将被装入缓冲区，并出现在用户界面的数据缓冲区内。

如果您所调入的数据量大于芯片容量，EasyPRO系列编程器将会提示您缓冲区溢出。

（4）设置芯片配置信息及加密选项

如果您需要对所编程芯片进行加密或其他配置操作，请点快捷工具栏中的“配置”按钮，弹出配置栏对话框。

配置信息因芯片不同而不同，如果当所选芯片为AT89C51时，将弹出如图2-34所示的对话框。

图2-34加密设置

根据实际需要，对芯片配置字进行具体设置，然后点击对话框中的“设定”按钮，完成设置配置字操作。

此时您所设定的配置信息将会出现在用户操作界面右侧的配置信息栏中。

（5）设置编程操作选项

同样点击快捷工具栏中“编程”按钮，弹出如图2-35所示对话框：

图2-35编程进程窗口

在该编程对话框中进行编程设置：

●CodeMemoey：

编程程序代码区，并可输入起始以及终止地址来限定数据缓冲区中被编程数据的范围。

●配置选项：

编程已经设定的配置信息。

由于不同芯片的配置信息不同，使得配置选项中编程内容也不同，如上图中配置选项内容为“加密字”。

●芯片编号自增：

在指定的位置以默认算法写入数据，使烧录后的每片芯片都有不同的标号。

具体应用请参考完全操作指南。

●蜂鸣器提示：

设定在操作成功或失败后，是否需要蜂鸣器发声提示。

如果不希望声音提示，则用鼠标点击对话框中黄色喇叭，随之会有红色叉号标示禁止声音提示。

●已编程：

提示已编程芯片数目，该值可由用户自行设置。

如果还需进行编程高级设置，则可点设置按钮打开设置对话框，如图2-36所示。

图2-36编程设置

从该对话框中选择所需操作选择后，按“设定”按钮。

如果需要进行手工设置，则点“切换为手工模式按钮”，具体应用见完全操作指南。

如果设置错误则点“取消”按钮重新进行设置。

（6）编程芯片

在您确保正确完成上述步骤后，您便可以点击编程对话框中“编程”按钮对芯片进行编程，如图2-37所示。

图2-37编程设置

四、实验内容

1．学习程序的烧写过程；

2．学习仿真器的使用。

五、实验思考：

如果编程器一直发出一直发出嘀嘀嘀的鸣叫声，该如何操作？

试分析原因。

实验三I/O口基本输出实验

3.上位机端KeilC51编译系统一套

4.Proteus软件一套

5.最小系统电路板及元件一套

二、实验目的

1．掌握MCS-51单片机的P0、P1、P2口的使用方法

2．掌握实现发光二极管的移动、闪烁程序的编写方法。

图2-388051单片机并行I/O口一位的逻辑图

2.74LS245芯片

由于本开发板用到了74lS245芯片对LED灯驱动，下面对74lS245进行说明：

74LS245是三态双向总线收发器，可双向传输数据,可用来驱动LED或者其他的设备，当8051单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。

当片选端/CE低电平有效时，DIR=“0”，信号由B向A传输（接收）；

DIR=“1”，信号由A向B传输（发送）；

当/CE为高电平时，A、B均为高阻态。

7L1S245逻辑功能及引脚如图2-39和2-30所示。

图2-3974lS245的功能说明

图2-4074lS245的引脚图

四、实验线路

实验电路原理及连接如图2-41和2-42。

图2-41系统连接框图

图2-4274lS245驱动数码管

五、实验内容:

P0、P1、P2作为输出，接24个发光二极管，编程实现发光二级管的循环点亮及闪烁。

六、实验步骤

1.进行实验线路连接。

将串口线一端与计算机串口相连另一端与LJD-SY-5200实验系统上的串口相连接。

2.将仿真监控芯片正确（注意方向，谨防插反）地插到实验系统的CPU插座上。

3.用跳线冒连接跳线器JP3，其他的跳线连接方式采用默认的就可以了。

4.建立个一个工程文件（若已建立过工程文件，此步骤可跳过）。

5.设置仿真监控芯片工作参数。

6.将源程序添加进去。

7.编译、下载程序至仿真监控芯片或直接烧录到CPU。

，观察运行结果。

8．改变发光二级管的循环点亮方向、设置闪烁次数观察结果。

实验四Ｉ／Ｏ口基本输入实验

1.掌握MCS-51单片机的P1、P2口的使用方法。

2．掌握CPUＩ／Ｏ输入时的程序设计方法。

参考实验三。

实验电路如图2-43所示。

图2-43P1口P2口框图

P2口做输入控制P1口输出：

P2口作为输入口，接8个按键，如图2-44所示。

所有按键的一端接通过上拉电阻接至＋5V电源，另一端和电源地GND相连接。

在没有按键被按下时P2的输入全为高电平，当有按键被按下时对应的P2的相应引脚被拉低，该引脚输入变成低电平，同时对应的P1的相应引脚输出低电平点亮与其相连的发光二极管。

图2-44P2口与按键连接图

五、实验步骤

1.进行实验线路连接。

将串口线一端与计算机串口相连另一端与LJD-SY-5200实验系统上的串口相连接。

8.拨动P2口上的开关，观察P1口的点亮情况。

实验5单片机外部中断实验

目的：

掌握编写中断程序的方法；

内容：

P3.2没有中断时，P0口8个灯以闪烁，响应中断后则以广告灯的形式显示，由于采用下降沿触发，所以对于中断有一次

记忆功能。

要求：

（1）画出相应电路原理图

（2）编写相应的程序

（3）用单片机开发板实现（将SW21－2短接，SW32－3短接）

实验6Proteus仿真软件的使用

学习Proteus仿真软件在单片机系统设计中的使用方法

1．Proteus软件的功能和使用方法；

2．利用Proteus软件实现基本I/O实验的设计：

使P1口连接的发光二级管闪烁，定时时间为1ms（1s）

实验原理：

1.PROTEUS仿真环境

Proteus是英国Labcenter公司开发的电路分析与实物仿真软件。

它运行于Windows操作系统上，可以仿真、分析（SPICE）各种模拟器件和集成电路，该软件的特点是：

（1）实现了单片机仿真和SPICE电路仿真相结合。

具有模拟电路仿真、数字电路仿真、单片机及其外围电路组成的系统的仿真、RS232动态仿真、I2C调试器、SPI调试器、键盘和LCD系统仿真的功能；

有各种虚拟仪器，如示波器、逻辑分析仪、信号发生器等。

（2）支持主流单片机系统的仿真。

目前支持的单片机类型有：

ARM7（LPC21xx）、8051/52系列、AVR系列、PIC10/12/16/18系列、HC11系列以及多种外围芯片。

（3）提供软件调试功能。

在硬件仿真系统中具有全速、单步、设置断点等调试功能，同时可以观察各个变量、寄存器等的当前状态，因此在该软件仿真系统中，也必须具有这些功能；

同时支持第三方的软件编译和调试环境，如KeilC51μVision2、MPLAB等软件。

（4）具有强大的原理图绘制功能。

总之，该软件是一款集单片机和SPICE分析于一身的仿真软件，功能极其强大。

（5）Proteus产品系列也包含了革命性的VSM技术,用户可以对基于微控制器的设计连同所有的周围电子器件一起仿真。

用户甚至可以实时采用诸如LED/LCD、键盘、RS232终端等动态外设模型来对设计进行交互仿真。

1.1Proteus界面

安装完Proteus后，运行ISIS7Professional，会出现如图2-13所示主界面：

图2-13Proteus主界面

（1）原理图编辑窗口（TheEditingWindow）：

顾名思义，它是用来绘制原理图的。

蓝色方框内为可编辑区，元件要放到它里面。

注意，这个窗口是没有滚动条的，你可用预览窗口来改变原理图的可视范围。

（2）预览窗口（TheOverviewWindow）：

它可显示两个内容，当你在元件列表中选择一个元件时，它会显示该元件的预览图；

当你的鼠标焦点落在原理图编辑窗口时（即放置元件到原理图编辑窗口后或在原理图编辑窗口中点击鼠标后），它会显示整张原理图的缩略图，并会显示一个绿色的方框，绿色的方框里面的内容就是当前原理图窗口中显示的内容，因此，你可用鼠标在它上面点击来改变绿色的方框的位置，从而改变原理图的可视范围，如图2-14所示。

图2-14原理图预览区

（3）模型选择工具栏（ModeSelectorToolbar）：

主要模型（MainModes）：

1）

选择元件（components）（默认选择的）

2）

放置连接点

3）

放置标签（用总线时会用到）

4）

放置文本

5）

用于绘制总线

6）

用于放置子电路

7）

用于即时编辑元件参数（先单击该图标再单击要修改的元件）

（4）配件（Gadgets）：

终端接口（terminals）：

有VCC、地、输出、输入等接口

2）

器件引脚：

用于绘制各种引脚

仿真图表（graph）：

用于各种分析，如NoiseAnalysis

录音机

5）

信号发生器（generators）

6）

电压探针：

使用仿真图表时要用到

7）

电流探针：

8）

虚拟仪表：

有示波器等

（5）2D图形（2DGraphics）：

画各种直线

画各种方框

画各种圆

4）

画各种圆弧

画各种多边形

画各种文本

画符号

画原点等

（6）元件列表（TheObjectSelector）：

用于挑选元件（components）、终端接口（terminals）、信号发生器（generators）、仿真图表（graph）等。

举例，当你选择“元件（components）”，单击“P”按钮会打开挑选元件对话框，选择了一个元件后（单击了“OK”后），该元件会在元件列表中显示，以后要用到该元件时，只需在元件列表中选择即可。

（7）方向工具栏（OrientationToolbar）：

旋转：

旋转角度只能是90的整数倍。

翻转：

完成水平翻转和垂直翻转。

使用方法：

先右键单击元件，再点击（左击）相应的旋转图标。

（8）仿真工具栏

仿真控制按钮：

运行

单步运行

暂停

停止

1.2PROTEUS操作

绘制原理图：

绘制原理图要在原理图编辑窗口中的蓝色方框内完成。

原理图编辑窗口的操作是不同于常用的WINDOWS应用程序的，正确的操作是：

用左键放置元件；

右键选择元件；

双击右键删除元件；

右键拖选多个元件；

先右键后左键编辑元件属性；

先右键后左键拖动元件；

连线用左键，删除用右键；

改连接线：

先右击连线，再左键拖动；

中键放缩原理图。

具体操作见下面例子。

定制自己的元件：

有三个实现途径，一是用PROTEUSVSMSDK开发仿真模型，并制作元件；

另一个是在已有的元件基础上进行改造，比如把元件改为bus接口的；

还有一个是利用已制作好（别人的）的元件，我们可以到网上下载一些新元件并把它们添加到自己的元件库里面。

由于我没有PROTEUSVSMSDK，所以我只介绍后两个。

Sub-Circuits应用：

用一个子电路可以把部分电路封装起来，这样可以节省原理图窗口的空间。

下面通过一个具体的例子说明Proteus仿真调试的过程：

进入Proteus的仿真环境如图2-15所示，点击P（PickDevice/Symbol）,选择要摆放的元件名称：

图2-15操作主界面

如果知道元件的关键字可以通过搜索功能查找，如图2-16，例如选取At89c51，则会出现在左下端，如图2-17：

图2-16选择元件主界面

图2-17元件选择

在元件列表中选择已经搜到的元件，在绘图区域单击左键就可以摆到想要放到的位置。

Proteus支持自动布线，分别单击两个引脚，就可以实现自动走线。

布线后的电路图如图2-18所示：

图2-18点阵电路原理图

上图当中的终端可以通过点击2-19中

找到：

图2-19终端元件列表

当各种参数都设置完毕后，我们可以通过双击器件AT89c51，添加程序如图2-20：

图2-20添加程序

也可以通过与KeilC联调的方式实现。