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单片机试验答案

由于单片机具有高可靠性、超小型、低价格、容易产品化等特点，在仪器仪表智能化、实时工业控制、实时数据采集、智能终端、通信设备、导航系统、家用电器等控制应用领域，具有十分广泛的用途。

目前在国内单片机应用中，MCS-51系列单片机仍然是一种主流单片机。

为配合《单片机应用技术》课程的教学，使学生尽快了解、掌握89C51单片机的使用，特编写了这本上机指导书（基础篇）。

《单片机》是一门实践性很强的课程，提高教学质量的一个重要环节是上机实习和训练，无论是学习汇编语言程序设计，还是学习接口电路和外设与计算机的连接，或者软硬兼施地研制单片机应用系统，不通过加强动手是不能获得预期效果的。

本实验指导书提供了9个实验的指导性材料，实验还有一些思考题，可以根据课时的安排和教学要求进行取舍。

为了达到某些实验的目的，书中提供的参考程序与实际应用中的程序会有些差别，所以不一定是最优的。

由于时间紧迫，加上编者学识有限，如有不妥之处，欢迎读者批评指正。

编者

实验须知

1.实验前必须阅读教科书的有关部分和本实验指导书，了解实验目的、内容、步骤，做好实验前的准备工作，编写好实验中要求自编或修改的程序；完成实验前要求完成的准备工作后方可以上机实验，否则不得上机操作。

2.各种电源的电压和极性不能接错，严禁带电接线和接插元器件。

通电前须经过指导教师检查认可后方能通电。

3.不准随意拨弄各种与实验无关的旋钮和开关，凡与本次实验无关的任何设备都禁止动用和摸弄，注意安全。

4.严禁用手触摸实验系统印制电路板和元器件的引脚，防止静电击穿

H-R丄芯片。

5.实验中若损坏仪器或元器件，应及时向指导教师报告，听候处理。

6.在实验室内保持安静和卫生，不得随意走动和喧哗，集中精力完成实验。

7.实验完成后，关掉电源，及时整理实验台桌面，保持环境整洁。

8.按规定认真完成实验报告，对实验中出现的现象进行分析，在规定的时间内交上实验报告。

9.凡实验或实验报告未能按规定完成的学生，不能参加本课程的考试或考查。

第一章实验系统介绍

本实验系统采用

EL-MUT-HI型单片机教学实验系统。

1.系统概述

1）微处理器：

89S51,P1口、P3口对用户开放，供用户使用。

2）时钟频率：

6.0MHz

3）存储器：

程序存储器与数据存储器统一编址，最多可达64KB，板载ROM（监控程序27C256）12KB；RAM1（程序存储器6264）8KB供用户下载实验程序，可扩展达32KB；RAM2（数据存储器6264）8KB供用户程序使用，可扩展达32KB。

0000H----2FFFH为监控程序存储器区，用户不可用。

4000H----5FFFH为用户实验程序存储区，供用户下载实验程序。

数据存储器的范围为：

6000H----7FFFH，供用户实验程序使

用。

用户在编写实验程序时要注意，程序的起始地址应为4000H,所用的中断入口地址均应

在原地址的基础上，加上4000H。

用户中断入口地址见表1-1。

表1-1:

用户中断程序入口表

中断名称

8051原中断程序入口

用户实验程序响应程序入口

外中断0

0003H

4003H

定时器0中断

000BH

400BH

外中断1

0013H

4013H

定时器1中断

001BH

401BH

串行口中断

0023H

4023H

2.资源分配

本系统采用可编程逻辑器件（CPLD）EPM7128做为地址的译码。

地址的编译码分为两部分。

一部分为系统CPLD，提供了系统器件（如监控程序存储

器、用户程序存储器、数据存储器、系统显示控制器、系统串行通讯控制器等）的地址译码功能，此外还通过插孔CS0、CS1、CS2、CS3、CS4、CS5提供固定的译码地址给用户使用。

译码地址见表1-2。

另一部分为用户CPLD，它完全对用户开放，用户可通过芯片的JTAG接口与PC机相

LCS6、LCS7输出，供使用。

表1—2:

CPLD地址分配表

地址范围

输出孔/映射器件

性质（系统/用户）

0000H---2FFFH

监控程序存储器

系统*

3000H---3FFFH

数据存储器

系统*

4000H---7FFFH

用户程序存储器

系统*

8000H---CFDFH

LCS0---LCS7

用户

CFE0H

PC机串行通讯芯片8250

系统*

CFE8H

显示、键盘芯片8279

系统

CFA0H---CFA7H

CS0

系统

CFA8H---CFAFH

CS1

系统

CFB0H---CFB7H

CS2

系统

CFB8H---CFBFH

CS3

系统

CFC0H---CFC7H

CS4

系统

CFC8H---CFCFH

CS5

系统

CFD0H---FFFFH

LCS0——LCS7

用户

注：

系统地址中带"*”的表示用户不可用，也不可改，其他系统地址用户可用，但不可改。

3.系统使用方法

RS232接口与PC机

1）用通信电缆将EL-MUT-III型单片机教学实验系统侧面的

的COM口相连接。

2）启动EL-MUT-III型单片机教学实验系统的电源开关，EL-MUT-III型单片机

教学实验系统面板上的LED显示“199502”，几秒后显示P-。

3）双击桌面MCS51快捷图标如图1-1，启动51实验系统，启动后的界面如图1-2。

MCS51

图1-1图1-2

4）如需改变串口和波特率，在相应列表框中修改。

点击“确定”按钮后，立即实验系

统面板上的“PRESET”键，面板上的LED显示“C-”，同时PC机屏幕显示“51EL型（80C51）教学实验环境”界面，如图1-3。

图1-351EL型（80C51）教学实验环境界面

5）通过“文件”菜单新建或打开汇编语言文件，也可通过工具按钮口新建汇编文件。

新建汇编文件的扩展名为.ASM。

6）用“编译”菜单下的汇编命令或工具按钮刖对汇编文件进行汇编。

如有错误，应对文件重新编辑，直至汇编无错误为止。

7）用“调试”菜单下的“调试”命令或工具按钮IBL进入“调试”界面，如图1-4。

图1-4“调试”界面

8）用“调试”菜单下各调试命令，如图1-5对汇编文件进行调试，或用工具按钮

.对汇编文件进行调试。

工具按钮的功能如图1-6。

图1-5

9讣H

3IUHII；｛卜血电B料滋

irjamws^usyhem戦工曹“g辱茶匱©w述必肖銅霍囚』跚

第二章上机指导

实验一P1口实验

（一）

、实验目的：

1.学习P1口作为输出口的使用方法。

2•延时子程序的编写和使用。

、实验设备：

EL-MUT-HI型单片机实验箱、8051CPU模块。

、实验原理：

实验原理如图2-1-1。

图2-1-1P1口输出实验电路

1.P1口的使用方法

P1口为准双向口，每一位都能独立地定义为输入位或输出位。

作为输入位时，必须向锁存器相应位写入“1”。

89S51在复位时所有口锁存器均置为“1”，如果曾对口锁存器写过

“0”，此时要使它作为一个输入口，则应再次写入一个“1”。

2.延时程序的实现

常用两种方法实现延时程序，一是用定时器中断来实现，二是用指令循环来实现。

在系

统时间允许的情况下可以采用后一种方法。

本实验系统晶振为6.0MHZ，则一个机器周期为12%us=2us。

延时0.1s的程序如下：

MOVR7,

（1）

DEL1:

MOVR6,

#200

（2）

DEL2:

DJNZR6,

DEL2

（3）

程序中X为延时值。

指令MOV、DJNZ需两个机器周期，所以每执行一条指令需要4us。

延时程序中X值应满足下式：

4+X（4+200>4+4）=0.1M0

指令

（1）时间指令

（2）时间指令（3）时间指令（4）时间

故X=123.75D=7CH。

将X=123.75D=7CH代入上式，得到实际延时时间约为0.1002S。

3•程序流程图：

程序流程图见图2-1-2和图2-1-3。

开始

|开始

点亮LED

点臺］位g

延时0.1S

延时01S

▼

片f

熄灭LED

左移位

图2-1-2点亮发光二极管程序流程图图2-1-3左移循环点亮发光二极管程序流程图

四、实验内容与步骤

1•实验内容：

1）P1口做输出口，接八只发光二极管，根据程序流程图2-1-2，编写程序使P1口8个发光二极管同时熄灭-----延时-----点亮。

2）根据程序流程图1-3,编写程序使P1口8个发光二极管每隔一个左移循环点亮。

2.实验步骤：

1）将P1.0〜P1.7分别连接发光二极管L1〜L8。

2）按流程图2-1-2编写程序，对程序进行编辑、汇编直至无语法错误。

3）调试程序：

（1）单步调试，观察并记录相应寄存器内容及发光二极管L1〜L8的状态。

（2）全速运行程序，观察并记录发光二极管L1〜L8的状态。

4）重复2、3步骤，进行实验内容2的实验。

五、实验报告

1•写出使P1口8个发光二极管同时熄灭-----延时-----点亮源程序清单，并对每条指令给予注解。

2.写出使P1口8个LED每隔一个（或二个）左移循环点亮源程序清单，并对每条指令给予注解。

六、思考题

1．改变延时常数，重做实验。

2．修改程序，使LED发光方式、方向等改变。

七、参考程序：

1．点亮8个LED程序清单

ORG

4000H

LJMPSTART

ORG

4100H

START：

MOV

A，#00H

MOV

P1，A

；点亮

8个LED

LCALL

DELAY

；延时

0.1秒

MOV

A，#0FFH

MOV

P1，A

；熄灭

8个LED

LCALL

DELAY

；延时

0.1秒

JMP

START

DELAY

：

MOV

R1，#124

；延时

0.1秒

DEL1：

MOV

R2，#200

DEL2：

DJNZ

R2，DEL2

DJNZ

R1，DEL1

RET

END

2．循环点亮LED程序清单

ORG4000H

LJMPSTART

ORG

4100H

START：

MOV

A，#0FEH

LOOP：

MOV

P1，A

；点亮1个LED

RLA

；左移一位，点亮下一个发光二极管

LCALL

DELAY

；延时0.1秒

JMP

LOOP

DELAY：

MOVR1，#124

；延时0.1秒

DEL1：

MOVR2，#200

DEL2：

DJNZ

R2，DEL2

DJNZ

R1，DEL1

RET

END

实验二P1口实验

（二）

、实验目的:

1.P1口作为输入口的使用方法。

2•掌握数据输入、输出程序的设计方法。

、实验设备：

EL-MUT-HI型单片机实验箱、8051CPU模块

三、实验原理:

+57

1.P1口作为输入口实验原理见图

•d

匚

•4

J«

CLOCK

Pl1

P04*

PCI"

F0.6^

Pl.7

Pl.4

怕

U3B74LS273D404

图2-2-1P1口作为输入口实验电路

2•程序流程图：

程序流程图见图2-2-2。

将A的內容送

74LS273显示

图2-2-2

显示P1口状态程序流程图

四、实验内容与步骤：

1．实验内容：

P1口做输入口：

如图2-2-1,P1口的P1.0-P1.8分别接8个单刀双郑开关K1~K8,74LS273

做输出口接八个LED，编写程序读取开关K1-K8状态，并在LED上显示出来。

2．实验步骤：

1）根据图2-2-1连线，CS273接CS0。

2）根据流程图2-2-2编写相应程序，对程序进行编辑、汇编直至无语法错误。

3）调试程序，拨动开关K1-K8，观察并记录程序运行结果。

五、实验报告仿照实验一，写出相应的实验报告。

六、思考题

1．图2-2-1中芯片74LS273的作用是什么？

2．在图2-2-1中，若LED反转1800，电路和程序如何修改？

七、参考程序：

通过LED将P1口的状态显示

实验三P1口实验（三）

、实验目的：

1.掌握P1口既做输入又做输出的使用方法。

2•掌握分支程序的设计方法。

、实验设备：

EL-MUT-HI型单片机实验箱、8051CPU模块

、实验原理：

P1口同时作输入、输出口电路原理见图2-3-1。

图2-3-1P1口同时作输入、输出口实验电路

2•程序流程图：

程序流程图见图2-3-2。

四、实验内容与步骤：

1•实验内容：

图2-3-1为模拟汽车转向灯控制电路图，K1为左转弯开关，L5、L6做为左转弯灯；K2

为右转弯开关，L7、L8做为右转弯灯。

编写程序实现表2-3-1的功能。

表2-3-1:

开关K1、K2功能表

左转弯灯（L5>L5）

右转爲灯（L7、L3）

灭

以一定频率闪烁

灭

亮

2.实验步骤：

1）根据图2-3-1连线。

2）输入相应程序，对程序进行编辑、汇编直至无语法错误。

3）调试程序，拨动开关K1-K2，观察并记录程序运行结果。

五、实验报告

仿照实验一，写出相应的实验报告。

六、思考题

当K1K2=11时，左转弯灯和右转弯灯同时闪烁，程序应如何修改？

编程并调试。

七、参考程序：

；P1口同时作输入、输出口实验程序

ORG4000H

LJMPSTART

ORG4100H

START:

SETBP1.0

L0：

MOV

A，P1

ANL

A，#03H

；从P1口读入开关状态，取低两位

CJNE

A，#00H，L1

LJMP

PRG0

L1：

CJNE

A，#01H，L2

LJMP

PRG1

L2：

CJNE

A，#02H，L3

LJMP

PRG2

L3：

CJNE

A，#03H，L4

LJMP

PRG3

L4：

LJMP

PRG0：

MOV

P1，#0FFH

;向P1口输出#OFFH,LED全灭

;此时K2K1=00

LJMP

START

PRG1：

MOV

P1，#0F3H

;只点亮L5、L6，

表示左转弯

ACALL

DELAY

;此时K2K1=01

MOV

P1，#0FFH

;熄灭LED0.5秒

ACALL

DELAY

;延时0.5秒

LJMP

START

PRG2：

MOV

P1，#0CFH

;只点亮L7、L8，

表示右转弯

ACALL

DELAY

;此时K2K1=10

MOV

P1，#0FFH

;熄灭LED0.5秒

ACALL

DELAY

LJMP

START

PRG3：

MOV

P1，#00H

;LED全亮，此时

K2K1=11

LJMP

START

DELAY

：

MOV

R1，#5

;延时0.5秒

DEL1：

MOV

R2，#200

DEL2：

MOV

R3，#126

DEL3：

DJNZ

R3，DEL3

DJNZ

R2，DEL2

DJNZ

R1，DEL1

RET

END

实验四中断实验

、实验目的：

1•外部中断技术的基本使用方法。

2•中断处理程序的编程方法。

3•中断嵌套处理程序的编程方法。

、实验设备：

EL-MUT-III型单片机实验箱、8051CPU模块

、实验原理：

实验原理如图2-4-1。

GNDPl3

LED3

LED4

LED3

LEDC

LED7

LED串

P1J5

P1.7

[

半

阳

1——

*—

r-L—

1^-

J1f

5V*

图2-4-1外部中断实验电路

2•程序流程图：

程序流程图见图2-4-2。

主程厚

开始

中断服勞程序

初始化

闪烁褂数诙R0

8个LED闪烁5rfc

设定外部中断0

图2-4-2

中断返回

K1中断控制LED程序流程图

四、实验内容与步骤:

1•实验内容：

1）单一外部中断控制：

按K1在INT0端产生中断信号，从而使P1的8个LED同时闪烁5次。

2）两级中断控制（中断嵌套）：

按K1使8个LED闪烁后，按K2使LED右循环点亮。

3）根据图2-4-3，编写程序：

-丄的下降沿产生中断，中断服务程序为读入P1.4~P1.7

开关状态，并通过P1.0~P1.3输出。

PL5

7•

二

一

89S51

T4LS132

IWTO

图2-4-3

2.实验步骤：

1）按图2-4-1连接线路。

2）根据程序流程图编写程序，编辑程序并进行汇编。

3）用“单步连续运行程序”命令运行程序，观察程序运行等待中断过程，在等待中断

过程时，按K1（K2）键，观察并记录程序运行过程和LED显示情况。

4）对实验内容2编程，重复2-3步骤。

观察并记录程序运行结果。

5）对实验内容3编程，重复2-3步骤。

观察并记录程序运行结果。

6）在中端服务程序中设置断点，重复2-3步骤。

观察并记录程序运行结果。

五、实验报告

1•根据实验1内容写出相应的实验报告。

2.画出实验内容2的程序框图

3•对程序语句加以注解。

六、思考题

1.中断时，需保护现场（如PSW,ACC等寄存器的内容），中断服务程序应如何修改?

2.如何在程序中实现INT1的中断优先权高于INTO中断优先权？

七、参考程序:

;实验四

;INT0中断实验程序

;主程序8个LED熄灭，等待INT0中断

ORG4000H

LJMPSTART

ORG4003H

LJMPEXT0

ORG4013H

LJMPLPT

ORG4100H

START:

MOV

A，#0FFH

MOV

BAH，A

SETB

EX0

SETB

EX1

CLR

IT0

SETB

MOV

SP,#70H

MOV

A,#0FFH

MOV

P1,A

SJMP

DELAY:

MOV

R1,#5

DEL1:

MOV

R2,#200

DEL2:

MOV

R3,#126

DEL3:

DJNZ

R3,DEL3

DJNZR2,DEL2

DJNZR1,DEL1

RET

;INT0中断服务程序:

8个LED闪烁5次。

EXT0:

MOV

R0,#10

MOV

A,#00H

LOOP:

MOV

P1,A

CALL

DELAY

CPL

MOV

P1,A

DJNZ

R0,LOOP

MOV

A,#0FFH

MOV

P1,A

RETI

LPT:

MOVA，

#01H

SHIF:

LCALLFLASH

RRA

SJMPSHIFT

FLASH:

MOV

P1,A

LCALL

DELAT

MOV

P1,#00H

LCALL

DELAY

DJNZ

R2,FLASH

RET

DELAY:

MOVR5,#200

D1:

MOVR6,#123

NOP

DJNZR6,$

DJNZR5,D1RET

实验五定时器/计数器实验

（一）

、实验目的：

1掌握89S51内部定时器、计数器的使用和编程方法。

2•定时器中断处理程序的编程方法。

、实验设备：

EL-MUT-HI型单片机实验箱、8051CPU模块

、实验原理：

1.实验原理如图2-5-1。

ri3

89S51

P1A

XTAL1

KTAL2

P15

PLU

Pl.T

图2-5-1定时器实验电路

1）定时常数的确定

采用定时器中断方法可实现时间延时，延时时间由主频和定时器方式来确定。

本实验中时钟频率为6.0MHZ，其延时时间最大值约为0.13s（方式一下）。

若要产生

0.5秒延时时间，需采用定时器定时和软件计数的方法来实现。

为此我们可在主程序中设置

软件循环次数初值为05H（用R0）的软件计数器和定时时间为0.1s的定时器。

这样定时器

每隔0.1s产生一次中断，CPU响应中断后将R0中计数值减一，即可实现0.5s延时。

定时器时间常数的确定方法如下：

机器周期=12—晶振频率=12/（6XI06）=2（us）=2X10-6（s）

定时器工作于方式一，设计数初值为X，则有（216-X）X2X10-6s=0.1s，由此可求得

X=15536D=3CB0H。

故初始值为TH=3CH,TL=B0H

2）初始化程序

初始化程序包括定时器初始化和中断系统初始化，即对IP、IE、TCON、TMOD的相应

位进行正确的设置，并将时间常数送入定时器中。

3）设计中断服务程序和主程序

中断服务程序除了要完成计数减一工作外，还要将时间常数重新送入定时器中，为下一

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