基于Proteus单片机实验指导书教师使用版.docx
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基于Proteus单片机实验指导书教师使用版
宜春学院
ProteusMCS-51教学实验指导书
（教师使用版）
何剑锋编
自动化专业实验室
（2009年3月编）
目录
第一部分验证性实验
实验一I/O口输出实验—LED流水灯实验7
一、实验要求7
二、实验目的7
三、实验电路及连线7
四、实验说明8
五、实验流程图8
六、实验步骤8
七、实验结果和体会9
八、建议……………………………………………………………………………………9
实验二I/O口输入/输出实验—模拟开关灯10
一、实验要求10
二、实验目的10
三、实验电路及连线10
四、实验说明10
五、实验程序流程图11
六、实验步骤11
七、实验结果和体会12
八、建议……………………………………………………………………………………..12
实验三8255I/O扩展实验13
一、实验要求13
二、实验目的：
13
三、实验电路及连线13
四、实验说明14
五、实验程序流程图14
六、实验步骤14
七、实验结果和体会：
15
八、建议..……………………………………………………………………………………15
实验四无译码的七段数码管显示实验16
一、实验要求16
二、实验目的16
三、实验电路及连线16
四、实验说明16
五、实验程序流程图17
六、实验步骤17
七、实验结果和体会18
八、建议……………………………………………………………………………………..18
实验五BCD码译码的多位数码管扫描显示实验19
一、实验要求19
二、实验目的19
三、实验电路及连线19
四、实验说明19
五、实验程序流程图20
六、实验步骤20
七、实验结果和体会21
八、建议21
实验六独立式键盘实验22
一、实验要求22
二、实验目的22
三、实验电路及连线22
四、实验说明22
五、实验程序流程图23
六、实验步骤23
七、实验结果和体会24
八、建议24
实验七计数器实验25
一、实验要求25
二、实验目的25
三、实验电路及连线25
四、实验说明25
五、实验程序流程图25
六、实验步骤26
七、实验结果和体会26
八、建议26
实验八定时器实验27
一、实验要求27
二、实验目的27
三、实验电路及连线27
四、实验说明27
五、实验程序流程图…..28
六、实验步骤28
七、实验结果和体会29
八、建议29
实验九单个外部中断实验30
一、实验要求30
二、实验目的30
三、实验电路及连线30
四、实验说明30
五、实验程序流程图31
六、实验步骤31
七、实验结果和体会32
八、建议32
实验十多个中断同时存在实验33
一、实验要求33
二、实验目的33
三、实验电路及连线33
五、实验程序流程图34
六、实验步骤34
七、实验结果和体会：
36
八、建议36
实验十一矩阵键盘扫描实验37
一、实验要求37
二、实验目的37
三、实验电路及连线37
四、实验说明37
五、实验流程图38
六、实验步骤38
七、实验结果和体会40
八、建议40
实验十二串行端口输出扩充实验41
一、实验要求41
二、实验目的41
三、实验电路及连线41
四、实验说明41
五、实验流程图42
六、实验步骤42
七、实验结果和体会44
八、建议44
实验十三串行端口输入扩充实验45
一、实验要求45
二、实验目的45
三、实验电路及连线45
四、实验说明46
五、实验流程图46
六、实验步骤46
七、实验结果和体会47
八、建议47
实验十四8051与PC之间串行通信实验48
一、实验要求48
二、实验目的48
三、实验电路及连线48
四、实验说明48
五、实验流程图49
六、实验步骤50
七、实验结果和体会51
八、建议51
第二部分综合性实验
实验十五两8051单片机通信实验53
一、实验要求53
二、实验目的53
三、实验电路及连线53
四、实验说明53
五、实验流程图54
六、实验步骤54
七、实验结果和体会57
八、建议57
实验十六I2C总线——AT24Cxx存储器读写58
一、实验要求58
二、实验目的58
三、实验电路及连线58
四、实验说明58
五、实验流程图59
六、实验步骤61
七、实验结果和体会65
八、建议65
实验十七温度传感器DS18B20实验66
一、实验要求66
二、实验目的66
三、实验电路及连线66
四、实验说明66
五、实验流程图67
六、实验步骤67
七、实验结果和体会72
八、建议72
实验十八实时时钟DS1302实验73
一、实验要求73
二、实验目的73
三、实验电路及连线73
四、实验说明73
五、实验流程图74
六、实验步骤74
七、实验结果和体会81
八、建议81
实验十九A/D转换实验82
一、实验要求82
二、实验目的82
三、实验电路及连线82
四、实验说明83
五、实验程序流程图83
六、实验步骤83
七、实验结果和体会84
八、建议84
实验二十D/A转换实验85
一、实验要求85
二、实验目的85
三、实验电路及连线85
四、实验说明85
五、实验程序流程图86
六、实验步骤86
七、实验结果和体会87
八、建议87
实验二十一液晶显示的控制1（44780）88
一、实验要求88
二、实验目的88
三、实验电路及连线88
四、实验说明88
五、实验程序流程图89
六、实验步骤89
七、实验结果和体会92
八、建议92
实验二十二液晶显示的控制2（KS0108）93
一、实验要求93
二、实验目的93
三、实验电路及连线93
四、实验说明94
五、实验程序流程图94
六、实验步骤94
七、实验结果和体会105
八、建议105
第三部分设计性实验
实验二十三基于Proteus的外部扩展实验107
一、设计任务和要求107
二、课题的具体工作内容107
三、设计分工建议：
107
四、课题成果的要求及评分意见107
实验二十四基于Proteus的接口技术实验108
一、设计任务和要求108
二、课题的具体工作内容108
三、设计分工建议：
108
四、课题成果的要求及评分意见108
实验二十五基于Proteus的数据采集存储测试系统仿真109
一、设计任务和要求109
二、课题的具体工作内容109
三、设计分工建议：
109
四、课题成果的要求及评分意见109
实验二十六利用单片机实现对FLASH存储器坏块的自动检测110
一、设计任务和要求110
二、课题的具体工作内容110
三、设计分工建议：
110
四、课题成果的要求及评分意见110
第一部分验证性实验
实验一I/O口输出实验—LED流水灯实验
一、实验要求
利用51单片机及8个发光二级管等器件，构成一个流水灯单片机系统。
二、实验目的
1、掌握单片机最小系统的构成；
2、掌握I/O口的使用及驱动能力的概念；
3、熟悉移位指令和软件延时程序。
三、实验电路及连线
1、Proteus实验电路
2、硬件验证实验（51板+006板）
CPU板
006板
P1.0
LED1
P1.1
LED2
P1.2
LED3
P1.3
LED4
P1.4
LED5
P1.5
LED6
P1.6
LED7
P1.7
LED8
+5V
+5V
GND
GND
四、实验说明
1、主要知识点概述：
本实验涉及到三个知识点：
单片机最小系统的构成、单片机I/O口的使用以及软件延时程序的编写。
1）单片机最小系统由单片机芯片、时钟电路以及复位电路构成。
2）I/O口的使用：
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，即当P1口用为输入口时，必须先对它置“1”。
若不先对它置“1”，读入的数据可能是不正确的。
3）延时子程序的延时计算问题。
对于程序
DELAY：
MOVR6，#200
DEL1：
MOVR7，#250
DEL2：
DJNZR7，DEL2
DJNZR6，DEL1
RET
由指令表可知MOV、DJNZ指令均需用两个机器周期，在采用12MHz晶振时，一个机器周期时间长度为1us，所以该段程序执行时间约为：
[（250*2+2）*200+2]*1us=1000402≈100ms
2、实验效果说明：
发光二级管进行流水灯操作，从上到下依次点亮。
五、实验流程图
六、实验步骤
1、Proteus仿真
a、在Proteus中打开设计文档流水灯.DSN；
b、建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；
c、如不能正常工作，打开调试窗口进行调试
参考程序：
ORG00H
START:
MOVR2,#8
MOVA,#0FEH
LOOP:
MOVP1,A
LCALLDELAY
RLA；循环左移
DJNZR2,LOOP；判断移动是否超过8位，未超过继续循环
LJMPSTART
DELAY:
MOVR5,#20;延时程序，延时0.2s
D1:
MOVR6,#20
D2:
MOVR7,#248
DJNZR7,$
DJNZR6,D2
DJNZR5,D1
RET
END
2、实验板验证
a、用ISP下载hex程序到CPU
b、按连接表连接电路
c、检查验证结果
3、扩展实验
a.改变延时时间为1s
b.改变流水灯流动方向
c.改变流水灯的流动样式
设计流程和程序：
七、实验结果和体会
八、建议
实验二I/O口输入/输出实验—模拟开关
一、实验要求
利用51单片机，按钮和发光二级管，构成一个模拟开关灯的单片机系统。
二、实验目的
1、了解单片机I/O输入输出的使用；
2、掌握单片机I/O口位操作的编程；
3、掌握分支程序的设计与分析方法。
三、实验电路及连线
1、Proteus实验电路
2.硬件验证实验（CPU板+006板）
硬件连接表
CPU板
006板
P1.0
LED1
P3.0
SW1
+5V
+5V
GND
GND
四、实验说明
1．主要知识点概述：
1）开关状态的检测过程
单片机对开关状态的检测相对于单片机来说，是从单片机的P3.0端口输入信号，而输入的信号只有高电平和低电平两种，当拨开开关K1拨上去，即输入高电平，相当开关断开，当拨动开关K1拨下去，即输入低电平，相当开关闭合。
单片机可以采用JB BIT，REL或者是JNB BIT，REL指令来完成对开关状态的检测即可。
2）输出控制
如图中所示，当P1.0端口输出高电平，即P1.0＝1时，根据发光二极管的单向导电性可知，这时发光二极管L1熄灭；当P1.0端口输出低电平，即P1.0＝0时，发光二极管L1亮；我们可以使用SETB P1.0指令使P1.0端口输出高电平，使用CLR P1.0指令使P1.0端口输出低电平。
2．实验效果说明：
按下按钮，灯亮，松开按钮，灯灭。
五、实验程序流程图
六、实验步骤
1、Proteus仿真
a.在Proteus中打开设计文档I/O实验.dsn；
b.建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；
c.如不能正常工作，打开调试窗口进行调试。
参考程序：
ORG00H
START:
JBP3.0,LIG；判断开关状态
CLRP1.0；开关闭合，灯亮
SJMPSTART
LIG:
SETBP1.0；开关打开，灯灭
SJMPSTART；返回
END
2、实验板验证
a．用ISP下载hex程序到CPU
b．按连接表连接电路
c．检查验证结果
3、扩展实验
a．设计三路开关输入，三路发光二级管输出的电路及程序；
b．设计开关触发———延时1s灯灭程序。
设计流程和程序：
七、实验结果和体会
八、建议
实验三8255I/O扩展实验
一、实验要求
利用8255可编程并行口芯片，实现输入/输出实验，实验中用8255P口做输出，PB口作输入。
二、实验目的：
1．了解8255芯片结构及编程方法；
2．了解8255输入/输出实验方法。
三、实验电路及连线
1、Proteus实验电路
2、硬件验证实验
8255的CS接地址译码CS0，则命令字地址为7003H，PA口地址为7000H，PB口地址为7001H，PC口地址为7002H。
PA0~PA7（PA口）接LED0~LED7，PB0~PB7（PB口）接K0~K7（开关量）。
硬件连接表
CPU板
006板
8255板
P2.7
CS0
P0.0-P0.7
D0-D7
KEY0-KEY7
PB0-PB7
LED1-LED8
PA0-PA7
ALE
LE
WR,RD
WR,RD
RESET
RESET
四、实验说明
可编程通用接口芯片8255A有三个八位的并行I/O口，它有三种工作方式。
本实验采用的是方式0：
PA、PC口输出，PB口输入。
很多I/O实验都可以通过8255来实现。
五、实验程序流程图
六、实验步骤
1、Proteus仿真
a.在Proteus中打开设计文档8255.dsn；
b.建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；
c.如不能正常工作，打开调试窗口进行调试。
参考程序：
PA－>PB：
流水灯：
ORG00HORG00H
MAIN:
ACALLDELAYMAIN:
ACALLDELAY
MOVDPTR,#7003HMOVDPTR,#7003H
MOVA,#82HMOVA,#82H
MOVX@DPTR,AMOVX@DPTR,A
LOOP:
MOVDPTR,#7001HMOVA,#11111110B
MOVXA,@DPTRMOVDPTR,#7000H
MOVDPTR,#7000HLOOP:
MOVX@DPTR,A
MOVX@DPTR,ARLA
SJMPLOOPACALLDELAY
DELAY:
MOVR1,#00HSJMPLOOP
DLP:
MOVR2,#50HDELAY:
….
DJNZR2,$END
DJNZR1,DLP
RET
END
2、实验板验证
a．用ISP下载hex程序到CPU
b．按连接表连接电路
c．检查验证结果
3、扩展实验
设计按键控制的流水灯，要求不同按键按下时流水灯以不同方式闪动，闪动方案自定。
设计流程和程序：
七、实验结果和体会：
八、建议：
实验四无译码的七段数码管显示实验
一、实验要求
利用51单片机，一个7段数码管，构成一个单个LED显示系统。
二、实验目的
1．了解数码管显示原理。
2．掌握读表程序的编写。
三、实验电路及连线
1、Proteus实验电路
2、硬件验证实验（CPU板+004板）
硬件连接表（CPU板+004板）
CPU板
LED板
P0.0
LED-A
P0.1
LED-B
P0.2
LED-C
P0.3
LED-D
P0.4
LED-E
P0.5
LED-F
P0.6
LED-G
P0.7
LED-COM
+5V
+5V
GND
GND
注：
P0口在CPU板上已经接上拉电阻。
四、实验说明
1．主要知识点概述：
1）LED数码显示原理
七段LED显示器内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各管的极管的接线形式，可分成共阴极型和共阳极型。
LED数码管的g~a七个发光二极管因加正电压而发亮，因加零电压而不以发亮，不同亮暗的组合就能形成不同的字形，这种组合称之为字形码，下面给出共阳极的字形码见表2
“0”
0C0H
“8”
80H
“1”
0F9H
“9”
90H
“2”
0A4H
“A”
88H
“3”
0B0H
“b”
80H
“4”
99H
“C”
0B6H
“5”
92H
“d”
0B0H
“6”
82H
“E”
86HH
“7”
F8H
“F”
8EH
2）段码表格
由于显示的数字0－9的字形码没有规律可循，只能采用查表的方式来完成我们所需的要求了。
这样我们按着数字0－9的顺序，把每个数字的笔段代码按顺序排好！
建立的表格如下所示：
TABLE DB 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h
2．实验效果说明：
数码管循环显示0~9。
五、实验程序流程图
六、实验步骤
1、Proteus仿真
a.在Proteus中打开设计文档LED.dsn；
b.建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；
c.如不能正常工作，打开调试窗口进行调试。
参考程序：
ORG00H
START:
MOVDPTR,#TABLE;指针指向表头地址
S1:
MOVA,#00H;设置地址偏移量
MOVCA,@A+DPTR;查表取得段码,送A存储
CJNEA,#01H,S2;判断段码是否为结束符
LJMPSTART
S2:
MOVP0,A;段码送LED显示
LCALLDELAY;指针加1
INCDPTR
LJMPS1
DELAY:
MOVR5,#20;延时子程序
D2:
MOVR6,#20
D1:
MOVR7,#248
DJNZR7,$
DJNZR6,D1
DJNZR5,D2
RET
TABLE DB 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h;段码表
DB01H;结束符
END
2、实验板验证
a．用ISP下载hex程序到CPU
b．按连接表连接电路
c．检查验证结果
3、扩展实验
a．将程序改为循环显示一串号码（如学号）；
b．设计一个组成“0”的各段流动点亮的程序。
设计流程和程序：
七、实验结果和体会
八、建议
实验五BCD码译码的多位数码管扫描显示实验
一、实验要求
利用51单片机、BCD译码芯片74LS47和两位LED构成一个数码管扫描显示系统。
二、实验目的
1．掌握BCD译码电路的工作原理。
2．掌握多位数码管显示的编程。
三、实验电路及连线
1、Proteus实验电路
2、硬件验证实验（CPU板+004显示板）
硬件连接表
CPU板
004板
P0.0
BCD-A
P0.1
BCD-B
P0.2
BCD-C
P0.3
BCD-D
P3.0
SEG1
P3.1
SEG2
+5V
+5V
GND
GND
四、实验说明
1．主要知识点概述：
二进制编码的十进制数，简称BCD码（BinarycodedDecimal），此例中，74LS47完成BCD编码的功能。
多位LED显示，先往段码端口输出段码，再选通位选，对应的LED显示。
2．实验效果说明：
两个数码管同时循环显示0~9。
五、实验程序流程图
六、实验步骤
1、Proteus仿真
a.在Proteus中打开设计文档BCDLED.dsn；
b.建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；
c.如不能正常工作，打开调试窗口进行调试。
参考程序：
ORG00H
L:
MOVA,#0；设置显示初值
MOVR0,#10；设置显示个数
START：
MOVP0,A；向P0口输出显示段码
SETBP3.0
SETBP3.1；位选
LCALLDELAY
INCA
DJNZR0,START
JMPL
DELAY:
MOVR5,#50；延时程序
D1:
MOVR6,#20
D2:
MOVR7,#248
DJNZR7,$
DJNZR6,D2
DJNZR5,D1
RET
END
2、实验板验证
a．用ISP下载hex程序到CPU
b．按连接表连接电路
c．检查验证结果
3、扩展实验
设计一个99计数器。
设计流程和程序：
七、实验结果和体会
八、建议
实验六独立式键盘实验
一、实验要求
利用51单片机，8个按钮，8路发光二级管构成一个独立式键盘系统。
二、实验目的
1、掌握多路I/O输入输出的编程。
三、实验电路及连线
1、Proteus实验电路
2、硬件验证实验
硬件连接表（CPU板+006板）
CPU板
006板
P1.0~P1.7
LED1~LED8
P3.0~P3.7
SW1~SW8
+5V
+5V
GND
GND
四、实验说明
1．主要知识点概述：
使用分支程序编程方法，对开关状态进行监测，输入电平有变化，跳转到相应的处理程序进行处理，输出处理结果。
2．实验效果说明：
按下8个按钮，点亮对应的灯。
五、实验程序流程图
六、实验步骤
1、Proteus仿真
a.在Proteus中打开设计文档独立式键盘.dsn；
b.建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；
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