华南师范大学单片机课程实验报告和程序.docx
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华南师范大学单片机课程实验报告和程序
单片机实验报告
华南师范大学
姓名：
学号：
专业：
通信工程
班级：
09通信8班
数字量输入输出实验
一、实验目的
1．熟悉教学板电路及其结构。
2．掌握利用μVisionC51软件编辑、调试（包括仿真调试、单步调试）、运行单片机程序的步骤和方法，掌握利用STC-ISPV39软件和下载线将程序写入单片机的方法。
3．通过实验熟悉51单片机的并行I/O口，并掌握它们的应用。
4．掌握矩阵键盘、LED动态显示的工作原理。
二、实验设备
PC机一台、实验教学板一块。
三、实验准备
1．阅读实验讲义附录一、实验教学板电路图和附录二、μVision软件使用说明
2．按实验题目要求设计好硬件电路，画出电路原理图，设计出相应程序，并给程序加上较详细的注释。
四、实验内容
1.实验线路如附图所示，51单片机的P0口输出接8个发光二极管的阴极，P2.4经NPN三极管9011控制发光管的阳极。
P3口支持一个8位行列式键盘，其中P3.4~P3.7供键盘扫描输出，P3.2、P3.3作键盘扫描输入。
实验要求：
编程实现键盘对发光二极管的控制，每按一个按键，使对应的二极管点亮。
2．51单片机P0口输出同时接4个数码管的阴极，P2.0~P2.3，经NPN三极管9011接数码管的阳极，该端口用于分别控制相应数码管的导通。
实验要求：
编程实现对任意按键动作的次数进行计数（最大99次），同时将计数值实时显示。
五、实验步骤
1.将实验板与PC机通过COM口连接。
启动PC机，进入μVision软件环境，选择建立新工程文件，即可开始输入源程序。
2．完成汇编、编译、连接，若有错误，则修改源程序，直至编译、连接通过为止。
3．接上实验板上的电源。
3．运行“STC-ISPV39.EXE”，将程序代码下载到实验板的单片机中。
操作的顺序是：
1）选择单片机（MCUTYPE）型号。
如：
“STC89C51RC”要与实验板上所装单片机的型号一至。
2）打开文件（OpenFile）。
即把要下载到单片机的程序文件（已通过编译了的机器码文件——二进制（.Bin）或十六进制（.Hex）的）调到“文件缓冲区”，这时可看到右边的“文件缓冲区”有数字变化。
3）选择串行通信口。
选对时，软件上的小灯会变绿。
否则小灯是灰色。
且在左下窗口提示“出错信息”。
4）下载：
按“Download/下载”按键下载。
5）把实验板上的供电的直流电源拔掉或关掉3秒钟再插入或打开电源（为单片机上电复位）。
4．观察单片机运行情况，验证程序是否能完成题目给出的控制要求，若不能达到要求，分析原因、查找错误，修改源程序，再次汇编、连接，重新下载、运行，直至达到题目的控制要求。
六、
参考程序流程图
实验内容1流程图
实验内容2流程图
键盘处理程序流程图
七、相应的程序
1.按键点亮对应相应的二极管。
ORG0000H
MAIN:
MOVP2,#10H//二极管一段高电平，点亮准备
STA:
MOVA,#11101111B//按键测试
MOVR7,#05H
STA1:
MOVP3,A
DJNZR7,NEXT
SJMPSTA//为0时则跳回......
NEXT:
RLA
PRESS0:
JBP3.3,PRESS1//无按键等待
LCALLDELAY30MS//去抖动
JBP3.3,PRESS0//测试是哪一行接通了！
！
！
JNBP3.3,$
SJMPPRE_P33
PRESS1:
JBP3.2,STA1//无按键等待，如果P3.2为1时，则说明木有按过.....
LCALLDELAY30MS//去抖动
JBP3.2,PRESS1
JNBP3.2,$
SJMPPRE_P32
PRE_P33:
DECR7//点亮对应的LED灯
MOVA,R7
MOVDPTR,#TABLE
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A
SJMPSTA
PRE_P32:
DECR7
MOVA,R7
MOVDPTR,#TABLE1
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A
SJMPSTA
DELAY30MS:
MOVR4,#55
DELAY:
MOVR3,#250
DJNZR3,$//1.085us（指令周期）*2*250+2=547.5us
DJNZR4,DELAY
RET
TABLE:
DB0F7H,0FBH,0FDH,0FEH//第一行按键，对应LED左边的4个灯
TABLE1:
DB7FH,0BFH,0DFH,0EFH//第二行按键，对应LED右边的4个灯
END
2.按键让数码管从00-99计数。
ORG0000H
STA:
MOVDPTR,#TABLE
MOVP2,#0H//关闭数码管选通
MOVP3,#0FFH
MOVR0,#0H//R0作为计数
KEY:
MOVA,#0EFH//按键扫描初始化第一列
MOVR1,#4H
KEYB:
MOVP3,A
JNBP3.2,KEYC
JNBP3.3,KEYC
JMPMUY//该列无按键按下，进入下一列扫描
KEYC:
LCALLDELAY20
JNBP3.2,KEYCC
JNBP3.3,KEYCC
JMPMUY
KEYCC:
JNBP3.2,$
JNBP3.3,$
INCR0//按一次，增加R0的值
MUY:
RLA
DJNZR1,KEYB//一轮扫描结束后
MOVA,R0
CJNEA,#100,DIS//判断是否达到100,不是，转到显示区
MOVA,#0//是，重新给A赋值0
MOVR0,#0
DIS:
MOVB,#10
DIVAB//把A/10的商给A，余数给B
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A
MOVP2,#4//十位显示
LCALLDELAY1
MOVA,B
MOVCA,@A+DPTR
MOVP0,A
MOVP2,#8//个位显示
LCALLDELAY1
JMPKEY
DELAY1:
MOVR6,#2
DE11:
MOVR5,#248
DJNZR5,$
DJNZR6,DE11
RET
DELAY20:
MOVR7,#10
DJNZR7,DELAY1
RET
TABLE:
DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H
END
八、思考题
1.按键程序为什么要有去抖动功能，如何去抖动？
答：
按键由于机械弹性的作用，键在闭合与断开的瞬间均有抖动过程，所以需要去抖动功能，去抖动有软件和硬件的方法，比如采用滤波电路防抖等硬件方法，软件去抖是检测到有键按下，执行一个10-20ms的延时程序，再确认该键是否仍保持闭合状态，若仍闭合则确认为此键按下，消除抖动影响。
2.在显示时，为什么要延时1ms，这个时间过长或过短，会出现什么现象？
答：
因为人眼看事物有一个暂留效果，如果延时过短的话，可能看不到led灯或者数码管的变化，如果延时太长，则一直保持那原来的效果，没有变化。
交通灯控制实验
一、实验目的
通过实验熟悉51单片机的并行I/O口，并掌握它们的应用。
二、实验内容及原理
模拟实现一个路口交通灯管理
在路口当中，一条为“干线”，另一条为“支线”。
两个方向上各设有红、黄、绿3盏交通灯。
一般情况下（初始状态），干线亮绿灯，支线亮红灯。
当支线上有三辆车到达路口（用按键按下模拟一辆车到达），则6秒后，干线亮黄灯，持续3秒后，转为干线亮红灯，支线亮绿灯，过24秒后，支线转黄灯亮，3秒后，回到初始状态。
交通灯实验程序
ORG0000H
STA:
MOVP0,#11011011B//干线亮绿灯，支线亮红灯
MOVP2,#0001000B//选通LED
MOVP3,#11101111B//K1列线置0
MOVR7,#3
STA1:
JBP3.3,$//无按键等待
LCALLDELAY30MS//去抖动
JBP3.3,STA1
JNBP3.3,$//等键释放
DJNZR7,STA1
MOVR6,#200
STA2:
LCALLDELAY30MS//延时30MS
DJNZR6,STA2//延时6秒
MOVP0,#10111011B//干线亮黄灯，支线亮红灯
MoVR6,#100
STA3:
LCALLDELAY30MS
DJNZR6,STA3//延时3秒
MOVP0,#01111110B//干线亮红灯，支线亮绿灯
MOVR5,#4
STA4:
MOVR6,#200
STA5:
LCALLDELAY30MS
DJNZR6,STA5
DJNZR5,STA4//延时24秒
MOVP0,#01111101B//干线亮绿灯，支线亮黄灯
MOVR6,#100
STA6:
LCALLDELAY30MS
DJNZR6,STA6//延时3秒
LJMPSTA
DELAY30MS:
MOVR4,#55
DELAY:
MOVR3,#250
DJNZR3,$//1.085us（指令周期）*2*250+2=547.5us
DJNZR4,DELAY
RET
定时与中断实验
一、实验目的
1．通过实验掌握51单片机的定时/计数器的应用。
2．掌握51单片机的中断原理及应用。
3.进一步学习系统应用程序的设计和调试方法
二、实验设备
PC机一台、实验教学板一块。
图2-1
三、实验内容
实验线路如图2-1,通过定时器的定时，产生一定频率的波形信号，经P2.5输出，驱动蜂鸣器，便可发出某一频率的音调，若按乐曲的音调连续发出，并使其按节拍变化，便可演奏一首乐曲。
实验要求：
编程实现演奏一首乐曲
C调常用音频及其对应频率如下表：
音符
频率
T值
音符
频率
T值
SI
494
64603
5So
784
64948
1DO
523
64654
6La
880
65012
2Re
587
64751
7Si
987
65069
3Mi
659
64837
DO
1046
65095
4Fa
698
64875
RE
1174
65143
定时器初值计算方法：
由于软件是通过定时器溢出后对P2.5取反产生方波，故定时器溢出时间为1//2f，则计数器计数初值为：
X=65536—n=65536—（1/2f）/12/fosc=65536—fosc/24f
电路板上的晶振频率为11.0593MHZ，根据不同音调的频率值，就可以计算出上表的初值。
用乐曲最短的1/4拍为一个基本节拍时间，定为0.5秒，基本节拍时间由另一个定时器产生，设此定时器定时时间为50ms，定时时间常数（计数器初值）=65536—（50000*12/11.0593）=02C13H，可以分别通过该定时中断10、20、40、80次满足1/4拍、1/2拍、1拍、2拍的定时要求。
软件编程时，要先将乐谱转换成包含有音符和音长信息的代码，然后，以查表方式通过乐谱代码控制喇叭演奏出乐曲。
具体方法如下：
（1）乐谱代码用字节结构，字节高4位代表音符，从SI到RE分别用0到9表示；字节低4位代表该音符的节拍，用1、2、3、、、8分别表示1/4拍、1/2拍、1拍、、、4拍，按照这样的规则，将整段音乐变换成相应的代码数据表，最后一个字节内容为00H，代表数据表的结束。
（2）在程序执行时按顺序查表，从字节数据中取出音符代码和节拍代码，查频率表得该音符对应频率的定时初值，再根据节拍代码控制音长，启动两个定时器后，即可发出要求的音，这样就控制演奏出完整的乐曲。
四、实验汇编主程序：
ORG0000H
RESET:
AJMPMAIN
ORG000BH//定时器0中断入口
AJMPTT0P
ORG001BH//定时器1中断入口
AJMPTT1P
ORG0030H
MAIN:
MOVSP,#70H//设堆栈区
CLRP2.5//关声音
MOVIE,#8AH//开中断
AJMPKEY//调用键盘程序段
KEY:
MOVP3,#0F0H
MOVA,P3
ACALLDELAY
CJNEA,P3,SI//不相等时，跳到SI
AJMPKEY//相等时，循环
SI:
MOVR4,P3
ACALLDELAY
MOV51H,R4
CJNEA,51H,COUNTKEY
AJMPKEY
COUNTKEY:
MOVA,P3
ANLA,#0F0H
MOVR3,A
MOVP3,#0CH
MOVA,P3
ANLA,#0CH
ADDA,R3
MOV52H,A
MOVDPTR,#KEYZHI
MOVR1,#00H
SUAN:
MOVA,R1
MOVCA,@A+DPTR
CJNEA,52H,JIN
CJNEA,#78H,TT0PCS//按键8播音乐
AJMPBOYIN//转到播音乐程序
AJMPTT0PCS
JIN:
INCR1
AJMPSUAN
TT0PCS:
MOVIE,#8AH
MOVTMOD,#11H
MOVDPTR,#TABL2
MOVA,R1
RLA
MOVR2,A
MOVCA,@A+DPTR
MOVTH0,A
MOV41H,A
MOVA,R2
INCA
MOVCA,@A+DPTR
MOVTL0,A
MOV40H,A
SETBTR0
HERE:
MOVA,P3
ANLA,#0FH
CJNEA,#0FH,HERE
CLRP2.5
CLRTR0
AJMPMAIN//按键释放，关声音关定时器，转到主程序
BOYIN:
MOVIE,#8AH//开中断
MOVR1,#0H//乐谱数据偏移量
ACALLPTOM//调乐曲输出子程序
CLRTR0
CLRTR1
CLRP2.5
HERR:
AJMPHERR//程序结束
PTOM:
MOVTMOD,#11H//设定定时器的工作方式
PTOM1:
MOVDPTR,#MUCI//乐谱的首地址送DPTR
MOVA,R1
MOVCA,@A+DPTR//取乐谱数据
JNZPTOM2//如果数据为00H，则结束
RET
PTOM2:
MOVR2,A//在R2中暂存
ANLA,#0F0H//取得音符数据
SWAPA//把A的高四位和低四位对调
RLA//因为音符是字类型，需要两个字节，所以要乘2
MOVR3,A
MOVDPTR,#TABL//频率表
MOVCA,@A+DPTR//取得频率表的高8位
MOVTH0,A
MOV41H,A
MOVA,R3
INCA
MOVCA,@A+DPTR//取得频率表的低8位
MOVTL0,A
MOV40H,A
MOVA,R2
ANLA,#0FH//保留节拍数据
MOVB,#5//乘8得定时的中断次数
MULAB
MOVR0,A
MOVTH1,#4CH//50MS定时的初值
MOVTL1,#00H
SETBTR1//启动定时器
SETBTR0
HERE2:
CJNER0,#0H,HERE2//判断当前节拍是否已完成
INCR1//如果完成则取下一个数据
AJMPPTOM1
TT0P:
PUSHAcc//定时器0中断服务程序
PUSHPSW
CPLP2.5
MOVTL0,40H
MOVTH0,41H
POPPSW
POPAcc
RETI
TT1P:
MOVTH1,#4cH//定时器1中断服务程序，50MS定时的初值
MOVTL1,#00H
DECR0
RETI
DELAY:
MOVR7,#10//延时程序段
D1:
MOVR6,#50
DJNZR6,$
DJNZR7,D1
RET
TABL2:
DW64654,64751,64837,64875,64948,65012,65069,65095
TABL:
DW64603,64654,64751,64837,64875,64948,65012,65069,65095,65143
KEYZHI:
DB0E4H,0D4H,0B4H,74H,0E8H,0D8H,0B8H,78H
MUCI:
DB54H,32H,52H,88H,64H,82H,62H,58H,54H,12H,22H,34H
DB22H,12H,2CH,54H,32H,52H,86H,72H,64H,84H,58H,54H
DB22H,32H,46H,02H,1CH,64H,84H,88H,74H,62H,72H,88H
DB62H,72H,82H,62H,62H,52H,32H,12H,28H,28H,54H,32H
DB52H,84H,72H,64H,86H,58H,54H,22H,32H,46H,02H,1CH
DB00H
END
串行通信实验
一、实验目的
1．了解51单片机串行口的结构、串行通讯的原理。
2．掌握51单片机与PC机之间通讯的方法。
3.学习系统应用程序的设计和调试
二、实验设备
PC机一台、实验教学板一块。
三、实验原理
51单片机的串行接口是全双工的，它能做异步接收器/发送器（UART），也能做同步移位寄存器使用。
在做UART使用时，相关的寄存器有SBUF、SCON、和PCON中的波特率倍增位SMOD。
SBUF是数据发送缓冲器和接收缓冲器，逻辑上用同一个地址，物理上是分开的，用读写操作来选择。
SCON是串行口控制寄存器，用于设定串行口的工作方式；保存方式2和方式3的第9位数据；存放发送、接收的中断标志。
在串行通讯的方式1和方式3中，通信的波特率是可以设置的，满足下式：
PC机的串行通讯口是借助通用异步接收发送器8250（或16C550等）实现的，可使用comdebug.exe等提供了有关串行口的收、发操作窗口的软件实现通讯。
PC机的串行通讯采用RS232电平，因此要求单片机的实验板也要配置RS232接口，解决逻辑电平的配接。
如果通讯距离较远，则要配接调制解调器。
四、实验内容
1，自发自收
用一根短路线，将实验板中RS232插口的RXD和TXD两个插孔短路。
然后编程设定串行口为工作方式1，传送55H和0AAH两个数据。
实验要求：
程序采用查询方式。
每传送、接收一个数据，做一次检查，看是否正确，若两次都正确，则在显示器上显示“GOOD”，若不正确，则不显示，并要重新传送。
2，单片机与PC机的通信
先使用通讯电缆将单片机的RS232接口与PC机的COM1口连接，PC机起动并运行comdebug.exe软件，窗口上设置波特率为1200，8位数据、一个停止位。
单片机端也采用工作方式1，波特率为1200，完成单片机与PC机的通信。
实验要求：
编程实现先由单片机发送8个数据，01、02、03、04、05、0ABH、0CDH、0EFH。
然后进入接收状态，在PC机发送窗口上设置发送数据，点击发送按钮，单片机接收数据后将数据显示在显示器上。
五、程序参考流程图
（a）自发自收程序流程图（b）与PC机通讯程序流程图
六、汇编程序
1.自发自收
ORG0000H
MOVTMOD,#20H//设置计时器工作于方式2
MOVTL1,#0E8H//波特率为1200
MOVTH1,#0E8H
SETBTR1
MOVSCON,#50H
MOVP2,#0FH
MOVP3,#11101111B//设置按键1
START:
KEY1:
LCALLKEY_STATE//调用按键程序
TX_1:
MOVA,#55H
MOVSBUF,A
WAIT1:
JBCTI,REX_YES1//TI为1时，转移，并清零
SJMPWAIT1
REX_YES1:
JBCRI,NEXT1//测试接收中断RI是否为1，
SJMPREX_YES1
NEXT1:
MOVA,SBUF//把SBUF的值送给A
CJNEA,#55H,KEY1//判断是否相等，不相等的话就悲剧了.......
MOVP0,#92H//相等的话，数码管显示“5555”
KEY2:
LCALLKEY_STATE//同上
TX_2:
MOVA,#0AAH//同上
MOVSBUF,A
WAIT2:
JBCTI,REX_YES2
SJMPWAIT2
REX_YES2:
JBCRI,NEXT2
SJMPREX_YES2
NEXT2:
MOVA,SBUF
CJNEA,#0AAH,KEY2//判断是否相等
MOVP0,#88H//相等的话，数码管显示“AAAA”
JMPSTART
DELAY30MS:
MOVR4,#55
DELAY:
MOVR3,#250
DJNZR3,$//1.085us（指令周期）*2*250+2=547.5us
DJNZR4,DELAY
RET
KEY_STATE:
JBP3.3,$//无按键等待
LCALLDELAY30MS//去抖动
JBP3.3,KEY_STATE//JB等于1转移
JNBP3.3,$//等键释放
RET
END
2．单片机与PC机的通信
ORG0000H
MOVTMOD,#20H//设置计时器工作于方式2
MOVTL1,#0E8H//波特率为1200
MOVTH1,#0E8H
SETBTR1//设置为1
MOVSCON,#50H
MOVDPTR,#TABLE
MOV30H,#00H//存储数码管码型
MOVR0,#08H
MOVP2,#
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