常熟理工学院微机原理与接口技术实验指导书.docx
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常熟理工学院微机原理与接口技术实验指导书
《微机原理与接口技术》
实验指导书
电气与自动化工程学院
常熟理工学院
二零一三年八月
实验一单片机实验设备的使用及简单程序的运行、调试
一、实验目的
通过一简单的实验掌握：
1.掌握PL2303驱动的安装，掌握Keil3开发环境的安装、设置和基本使用；
2.掌握项目、文件的建立方法、程序的下载以及寄存器、存储器内容的查看方法；
3.掌握程序的执行及断点设置方法。
二、实验设备
单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。
三、实验内容
通过了解P1口的开关控制电路和P0的LED电路，编写基本输入输出实验程序。
实验内容为设置P1为输入口，P0口为输出口，将P1口的开关状态发送到P0口，让灯亮灭，将P1的电平状态通过P0口的LED的亮灭表示出来。
四、实验步骤
读懂电路原理图如图1-1和图1-2所示：
，插上USB连接线，将电源选择拨码开关拨至“USB供电”，将示例程序进行编译、装载、下载，下载时将拨码开关S44拨至“开”状态，拨动拨码开关S31~S38的开关状态，观察实验现象，实验电路原理图
图1-1LED接口电路
图1-2拨码开关电路图
五、示例程序
程序清单如下：
#include
voidmain（void）//程序主函数
{
while
（1）//循环用于实时扫描IO状态
{
P0=P1;//将P1口的数据发送给P0口
}
}
六、实验注意事项
1.在输入程序时，其中的字母、符号均须在英文方式下进行。
2.特殊功能寄存器中的字母必须要大写，如若将示例程序中的P0写成p0，程序将提示出错。
七、思考题
1.对P1口进行初始值的幅值，查看P0口的LED提示是否正确，若想实现由LED显示与开关相反的状态程序如何修改？
2.观察Keil3软件中PeripheralsI/O-PortsPort0、Port1的状态即P0、P1的IO状态。
3.简述你在本实验中遇到过哪些问题？
这些问题是解决的？
有何收获和体会？
实验二流水灯实验
一、实验目的
1、掌握单片机实验箱的使用方法与程序调试技巧；
2、学会使用51系列单片机I/O的基本输入输出功能。
二、实验设备
单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。
三、实验内容
设定P1口为8位输入口，P0口为8位输出口，实验电路原理图参考实验一。
。
在8个输入开关（S31~S38）中，本实验只要求用两个两关为：
S31和S32，当S31为高电平时，P0口所接的发光二极管（D19~D26）以一定的速度自左至右循环点亮8次，当S31为低电平时，发光二极管仅D19点亮；当S32为高电平时，P0口所接的发光二极管（D19~D26）以一定的速度自右至左循环点亮8次，当S32为低电平时，发光二极管仅D19点亮。
请编写程序并完成调试。
四、实验步骤
1．自行编写程序，将实验箱电源开关拨至USB供电，并将拨码开关总开关S44拨至“开”状态。
2．下载程序并运行程序，改变开关状态，观察发光二极管显示结果。
五、思考题
1．拨动8个输入开关（S31~S38），把8位数据送到P1口，CPU从P1口读入8个开关（S31~S38）的状态数据，任意使用其中的两个开关控制P0口发光二极管（D19~D26）自左至右、自右至左、自中间至两边、自两边至中间不断循环点亮。
请编写程序并调试。
2．8个拨码开关（S31~S38）实现对P0口发光二极管的亮度控制。
依次拨上开关S31、S32…S38，发光二极管由暗变亮；依次拨下开关S38、S37…S31，发光二极管由亮变暗。
实验三报警产生器
一、实验目的
1、掌握单片机实验箱的使用方法与程序调试技巧；
2、学会使用51系列单片机I/O的基本输入输出功能及相应的驱动模块的设计。
二、实验设备
单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。
三、实验内容
用P1.0输出1KHz和500Hz的音频信号驱动扬声器，作报警信号，要求1KHz信号响100ms，500Hz信号响200ms，交替进行，P1.0由开关控制输出与否，当开关合上响报警信号，当开关断开报警信号停止，请按流程图编出程序，流程图中的开关K1为实验一原理图中的S31。
开关K1按下即S31为高电平，开关K1未按下即S31为低电平。
图3-1所示为蜂鸣器驱动电路，图3-2所示为程序流程图。
图3-1蜂鸣器接口电路
图3-2程序流程图
四、实验步骤
1.信号产生的方法：
500Hz信号周期为2ms，信号电平为每1ms变反1次；1KHz的信号周期为1ms，信号电平每500us变反1次。
2.编写程序，将实验箱电源开关拨至USB供电，并将拨码开关总开关S44拨至“关”状态。
3.下载程序并运行程序，将蜂鸣器开关S1打开，控制蜂鸣器发声。
五、思考题
1．简述你在本次实验中遇到过哪些问题？
这些问题是怎样解决的？
有何收获和体会？
2.本实验的硬件通过编程可以演奏出悦耳的乐曲、可以实现报警声、门铃声音。
现要求单片机产生“嘀、嘀、…”报警声从P1.0端口输出，产生频率为1KHz。
当1KHZ方波从P1.0输出0.2秒，接着0.2秒从P1.0输出电平信号，如此循环下去时，就形成所需的报警声了。
请有兴趣的同学编程调试。
实验四外部中断实验
一、实验目的
1、学习外部中断技术的基本使用方法
2、中断处理的编程方法。
二、实验设备
单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。
三、实验内容
单片机外部中断0（P3.2）已与独立式键盘中S27连接，外部中断1（P3.3）已与S28连接，要求在无外部中断时最右一位发光二极管（D26）点亮。
请编程实现：
当S27按下，外部中断0请求中断，控制发光二极管左移；当S28按下，外部中断1请求中断，控制发光二极管闪烁。
（要求外部中断1优先级高于外部中断0）。
单片机与发光二极管的连续见实验一原理图，独立式键盘原理图如图4-1所示。
4-1独立式键盘原理图
四、思考题
1．51单片机的中断系统由哪几个特殊功能寄存器组成？
2．中断函数与函数调用有何不同？
3．MCS-51单片机若要把外部中断源扩充为6个，另采用哪些方法？
如何确定其优先级？
实验五数码管实验
一、实验目的
1、学习并掌握74HC573锁存器的使用方法；
2、学会使用8段共阴极数码管的动态显示方法。
二、实验设备
单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。
三、实验内容
通过编程，实现8段数码管的动态扫描显示，要求8个数码管从左到右分别显示“1”、“2”、“3”、“4”、“A”、“b”、“C”、“d”。
数码管接口电路如图5-1所示：
图5-1数码管接口电路原理图
四、思考题
1．何谓数码管的动态显示，其原理是什么？
2．简述锁存器的工作原理，在本实验中具有什么作用？
实验六定时器/计数器实验
（一）
一、实验目的
掌握单片机定时器和定时中断的编程方法。
二、实验设备
单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。
三、实验内容
编写实验程序，实现59秒倒计时功能，初始状态数码管最后两位显示数字“59”，要求定时器0每10ms产生一次中断，在定时中断服务程序里进行计数，计数满一秒，数码管显示相应减1，倒计时结束时，数码管显示“00”，并以周期1秒进行闪烁，单片机与数码管接口电路原理图见实验五中图5-1所示。
四、思考题
1．画出主程序和定时中断流程图；
2．实验中有何故障、问题出现，是否得到解决？
如何解决的？
实验七定时器/计数器实验
（二）
一、实验目的
1、掌握单片机定时器/计数器的工作方式和编程原理；
2、掌握外部脉冲计数方法。
二、实验设备及器材
单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。
三、实验内容
单片机的定时器/计数器就是一个16位二进制加法计数器，当选择计数模式时，计数脉冲来自于外部引脚P3.4（T0），P3.5（T1），因此，只需要初始化时将计数寄存器清零，启动计数器，然后读取计数寄存器的数值即可知外部脉冲个数。
编写程序实现对T0引脚输入的外部脉冲进行计数，并在数码管上显示计数结果。
外部脉冲由独立按键S29产生，要求S29每按一次，产生一个脉冲，数码管显示的数字加1。
画出程序流程图，编写程序，并下载调试。
独立式按键原理图见实验四中图4-1所示，单片机与数码管接口电路原理图见实验五中图5-1所示。
四、思考题
1、按键的抖动对本实验有何影响？
如何消除？
2、请设计程序，实现每当外部脉冲计数达到5个时，数码管显示的数字加1。
实验八串口通信实验
一、实验目的
1、掌握串行口的工作方式及其设置；
2、掌握串行口工作方式1的应用；
3、掌握串行口的波特率设置。
二、实验设备及器材
单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。
三、实验内容
自行编制程：
要求利用PL2303实现51单片机串口通信，51单片机发送数据，利用串口调试助手接收并查看数据，串口通信原理图如图7-1所示，PL2003实现串口转USB原理图如图7-2所示。
（1）51单片机发送十六进制“5A”到PC机；
（2）51单片机发送字符串“0123456789”到PC机。
图7-1单片机与PC机串行通信原理图
图7-2串口转USB原理图
四、思考题
1.串行通信中波特率是如何进行设置的？
2.串行通信4种方式有何区别？
3.设计程序实现PC机发送数据，51单片机接收数据，并将接收的数据发送至PC机。
实验九8255接口扩展
（一）
一、实验目的
掌握单片机外部扩展接口技术，熟悉8255的扩展方法及其性能。
二、实验设备及器材
单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。
三、实验内容及步骤
（1）自行编制程序：
要求用8255的PA口接按键作输入口，PB口接发光二极管作输出口；从PA口读取输入的按键状态送到PB口以发光二极管显示。
（2）自行编制程序：
要求用8255的B口做输出口，控制八位发光二极管的亮、灭，使发光二极管从左向右移位点亮，再从右向左移位点亮。
（3）请在实验箱上用8255实现以下功能：
8255B、C口输出方波，即在8255的B、C口可观察发光二极管的闪烁变化。
图9-18255接口扩展原理图
四、思考题
1.8255的功能是什么？
2.如何计算8255的端口地址？
实验十8255接口扩展
（二）
一、实验目的
掌握可编程I/O接口芯片8255的接口原理，熟悉对8255初始化编程和输入、输出软件的设计方法。
二、实验设备
单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。
三、实验内容
自行编制程序用8255实现交通红绿灯的控制。
其控制要求如下：
（a）初始状态全为红灯。
（b）南北红灯亮并维持25s。
在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，并维持20s。
到20s时，东西绿灯闪亮，闪亮3s后熄灭，在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2s。
到2s时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮。
与此同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。
（c）东西红灯亮维持30s。
南北绿灯亮维持25s，然后闪亮3s再熄灭。
同时南北黄灯亮，维持2s后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。
（d）周而复始。
其时序如图10-1所示。
实验原理图见实验九中的图9-1。
图10-1 交通灯控制时序图
五、思考题
1.8255的功能是什么？
2.如何计算8255的端口地址？
实验十一矩阵键盘识别实验
一、实验目的
（1）掌握4×4矩阵键盘的工作原理和键盘的扫描方式。
（1）掌握键盘的去抖方法和
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