单片机原理与接口技术实验指导书0.docx
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单片机原理与接口技术实验指导书0
单片机实验指导书
实验1Keil软件的使用
1.1创建一个KeilC51使用程序
开发单片机的第一步就是用KeilC51软件编写程序，并形成最终的“*.hex”目标文件，然后用编程器将该文件烧写到单片机中,最后将烧写好的单片机插到电路板上，接通电源就可以工作了。
在KeilC51集成开发环境下使用工程的方法来管理文件的，而不是单一文件的模式。
所有的文件包括源程序（包括C程序，汇编程序）、头文件、甚至说明性的技术文档都可以放在工程项目文件里统一管理。
在使用KeilC51前，用户应该习惯这种工程的管理方式。
对于使用KeilC51的用户来讲，一般可以按照下面的步骤来创建一个自己的KeilC51使用程序。
1．新建一个工程项目文件；
2．为工程选择目标器件（例如选择SST的SST89C58）；
3．为工程项目设置软硬件调试环境；
4．创建源程序文件并输入程序代码；
5．保存创建的源程序项目文件；
6．把源程序文件添加到项目中。
下面以创建一个新的工程文件Led_Light.µV2为例，详细介绍如何建立一个KeilC51的使用程序。
（1）双击桌面的KeilC51快捷图标，进入如图1.1所示的KeilC51集成开发环境。
或许打开KeilC51界面有所不同，这是因为启动µVision2后，µVision2总是打开用户前一次正确处理的工程，可以点击工具栏的Project选项中的CloseProject命令关闭该工程。
图1.1KeilC51集成开发界面
（2）点击工具栏的Project选项，在弹出如图1.2所示的下拉菜单中选择NewProject命令，建立一个新的µVision2工程，这时可以看到如图2.10所示的项目文件保存对话框。
图1.2新建工程项目下拉菜单
在这里需要完成下列事情：
为工程取一个名称，工程名应便于记忆且文件名不宜太长；
选择工程存放的路径，建议为每个工程单独建立一个目录，并且工程中需要的所有文件都放在这个目录下；
选择工程目录F:
\示范程序\Led_Light和输入项目名Led_Light后，点击保存返回。
点击选择工程存放路径
填写新建工程的名称
图1.3新建工程项目对话窗口
在工程建立完毕以后，µVision2会立即弹出如图1.4所示的器件选择窗口。
器件选择的目的是告诉µVision2最终使用的80C51芯片的型号是哪一个公司的哪一个型号，因为不同型号的51芯片内部的资源是不同的。
，µVision2可以根据选择进行SFR的预定义，在软硬件仿真中提供易于操作的外设浮动窗口等。
图1.4器件选择窗口
由图1.4可以看出，µVision2支持的所有CPU器件的型号根据生产厂家形成器件组，用户可以根据需要选择相应的器件组并选择相应的器件型号，如Philips器件组内的P80/P87C52X2CPU。
另外，如果用户在选择完目标器件后想重新改变目标器件，可点击工具栏project选项，在弹出的如图1.5所示的下拉菜单中选择是selectdevicefortarget‘target1’命令。
也将出现如图1.4所示的对话窗口后重新加以选择。
由于不同厂家的许多型号性能相同或相近，因此如果用户的目标器件型号在µVision2中找不到，用户可以选择其它公司的相近型号。
图1.5器件选择命令下拉菜单
（4）到现在用户已经建立了一个空白的工程项目文件，并为工程选择好了目标器件，但是这个工程里没有任何程序文件。
程序文件的添加必须人工进行，但如果程序文件在添加前还没有建立，用户还必须建立它。
点击工具栏的File选项，在弹出的如图1.6所示的下拉菜单中选择New命令。
这时在文件窗口会出现如图1.7所示的新文件窗口Text1，如果多次执行New命令则会出现Text2，Text3．等多个新文件窗口。
图1.6新建源程序下拉菜单
图1.7源程序编辑窗口
（5）现在Led_Light.µV2项目中有了一个名为Text1新文件框架，在这个源程序编辑框内输入自己的源程序Led_Light.asm。
下面是完整的Led_Light.asm源程序代码，用户可以输入。
ORG0000H
JMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
MOVA,#0FEH;流水灯向左移动
LEFT_MOV:
MOVP1,A
CALLDELAY
RLA
CJNEA,#0FEH,LEFT_MOV
MOVA,#7FH;流水灯向右移动
RIGHT_MOV:
MOVP1,A
CALLDELAY
RRA
CJNEA,#7FH,RIGHT_MOV
JMPMAIN
;-----------------------延时子程序----------------------
DELAY:
MOVR2,#250
DEL:
MOVR3,#250
NOP
DJNZR3,$
DJNZR2,DEL
RET
END
（6）输入完毕后点击工具栏的File选项，在弹出的下拉菜单中选择是save命令存盘源程序文件。
这时会弹出如图1.8所示的存盘源程序文件画面，在文件名栏内输入源程序的文件名，在此示范中把Text1保存成Led_Light.asm。
注意文件的扩展名不能省略，而且必须是.asm（如果是C则保存为*.c）。
保存完毕后请注意观察，保存前后源程序有哪些不同，关键字变成蓝颜色了吗?
这也是用户检查程序命令行的好方法。
图1.8源程序存盘对话框
（7）需要特别提出的是，这个程序文件仅仅是建立了而已，Led_Light.asm文件到现在为止跟Led_Light.µV2工程还没有建立起任何关系。
此时用户应该把Led_Light.asm源程序填加到Led_Ligh.µV2工程中，构成一个完整的工程项目。
在projectwindow窗口内，选中sourcegroup1后点击鼠标右键，弹出如图1.9所示的快捷菜单中选择AddFilestoGroup‘SourceGroup1’（向工程中加入源程序）命令。
图1.9添加源程序快捷菜单
此时会出现如图1.10所示的添加源程序文件窗口，选择刚才创建编辑的源程序文件Led_Light.asm。
单击Add命令即可把源程序文件添加到项目中。
由于添加源程序文件窗口中的默认文件类型是CSourceFile（*.c），这样在搜索显示区中则不会显示刚才创建的源程序文件（由于它的文件类型是*.asm）。
改变搜索文件类型为AllFile（*.*），选择Led_Light.asm源程序文件后点击Add命令将弹出如图1.11所示的文件类型确认窗口，在type下拉菜单中选择assemblylanguagefile后确认返回图1.10添加源程序文件窗口，此时点Add命令即可将源程序添加进项目工程中。
图1.10添加源程序文件窗口
图1.11文件类型确认窗口
1.2程序文件的编译、连接
（1）编译环境的设置
工程建立好后，还要对工程进行进一步的设置，以满足要求。
首先单击左边窗口的‘Target’,然后选择optionsforTarget‘Target1’参考图1.12。
这时即出现如图1.13所示的调试环境设置窗口。
图1.12调试环境设置窗口下拉菜单
点击Output选项卡在出现的窗口中选中CreateHexFile选项，在编译时系统将自动生成目标代码文件*.HEX。
选择Debug选项会出现如图1.14所示的工作模式选择窗口，在此窗口中我们可以设置不同的仿真模式。
图1.13KeilC51调试环境设置窗口
图1.14Debug设置窗口
从图1.14可以看出，µVision2的2种工作模式分别是：
UseSimulator（软件模拟）和Use（硬件仿真）。
其中UseSimlator选项是将µVision2调试器设置成软件模拟仿真模式，在此模式下不需要实际的目标硬件就可以模拟80C51微控制器的很多功能，在准备硬件之前就可以测试您的使用程序，这是很有用的。
（2）程序的编译、连接、运行
完成以上的工作就可以编译程序了。
点击如图1.15所示的RebuildAllTargetFiles命令,对所有的工程文件进行重新编译，此时会在“Outputwindows”信息输出窗口输出一些相关信息，如图1.16所示。
图1.15编译命令菜单
图1.16输出提示信息
其中第二行assemblingLed_Light.asm表示此时正在编译Led_Light.asm源程序，第三行linking．．表示此时正在连接工程项目文件，第五行Creatinghexfilefrom‘Led_Light’说明已生成目标文件Led_Light.hex，最后一行说明Led_Light.µV2项目在编译过程中不存在错误和警告，编译链接成功。
若在编译过程中出现错误，系统会给出错误所在的行和该错误提示信息，用户应根据这些提示信息，更正程序中出现的错误，重新编译直至完全正确为止。
对源程序进行编译之后，还需要实际的运行来验证程序的正确性。
点击如图1.17所示的start/stopdebugsession命令,将程序和硬件进行连接，如果和硬件连接正确，会在Outputwindows窗口出现如图1.18所示的提示信息，如果连接不正确，会出现如图1.19所示的信息，此时请复位硬件，然后重新编译、连接。
图1.17start/stopdebugsession命令窗口
图1.18和硬件连接正确提示信息
图1.19和硬件连接不正确提示信息
完成以上步骤，和硬件连接正确之后，用户就可以按图1.20所示的运行命令进行在线仿真了。
图1.20运行命令窗口
以下和实验内容无关，作为了解，可以跳过。
在调试环境设置窗口的target页面下，（参考图1.13）,xtal后面的数值是晶振频率值，默认值是所选目标CPU的最高频率值。
一般将其设置成为实际所使用的晶振频率值。
MemoryModel用于设置RAM使用情况，有3个选择项。
．small:
是所有变量都在单片机的内部RAM中，如果内部RAM空间不够，才会存到外部RAM中。
这种数据存储方式的好处在于运算速度最快，也是我们一般常选择的方式。
．Compact:
变量存储在外部RAM里，使用8位间接寻址。
即将变量放在外部RAM的前256个字节里。
．Large:
变量放在外部RAM里，使用16位间接寻址。
CodeRomsize用于设置ROM空间的使用，也有3个选项。
．Small:
只用低于2K的程序空间，适用于AT89C2051这些芯片。
．Compact:
单个函数的代码量不能超过2KB，整个程序可以使用64KB的程序空间。
．Large:
可用全部64KB的空间，表示程序和子函数代码都可以大到64KB。
Operating项是操作系统选择项，KeilC51提供了两种操作系统：
Rtxtiny和Rtxfull。
通常不使用任何操作系统，用该项的默认值：
None（不使用任何操作系统）。
Useon-chipROM（0x0-0xfff）选择项，表示使用片上的ROM。
该选项取决于单片机使用系统，如果单片机的EA接高电平，则选中，表示使用内部的ROM，如果单片机的EA接低电平，则不选中该选项，表示使用外部的ROM。
Off-chipCodememory:
表示片外ROM的开始地址和大小。
如果没有外接程序存储器，那么不需要填任何数据。
Off-chipXdatamemory:
用于确定系统扩展RAM的地址范围，可以填上外接Xdata外部
数据存储器的起始地址和大小。
这些选择项必须根据所用硬件来决定。
在Output页面下，见图1.21。
selectFolderforobjects：
用来选择最终的目标文件所在的文件夹，默认则表示和工程文件在同一个文件夹中。
NameofExecutable：
设置生成的目标文件的名字，默认情况下和项目的名字一样。
CreatExecutable:
creathex用于生成可执行代码文件，默认情况下该项未选中，如果要烧录芯片做硬件实验，就必须选中该项。
图1.21output设置窗口
（3）本实验当中编译环境的设置说明
1．在调试环境设置窗口的Device选项卡中器件选择SST89C58。
（参考图1.4）
2.在调试环境设置窗口的Target选项卡中xtal（Mhz）项填写12。
选中Useon-chipROM。
其它项不必改动，具体设置参考图1.13。
3在调试环境设置窗口的debug设置窗口中选择keilmonitor-51drive仿真设置。
（参考图1.14）用鼠标点击keilmonitor-51drive后的setting，将弹出1.22所示的窗口。
在实验当中根据和计算机连接情况选择串口，波特率固定选择38400。
图1.22串口设置窗口
实验2基本算术运算
本章内容采用软件仿真，请在图1.14中选择左边usesimulator项，其余设置采用默认项即可。
2.1二进制加法
设在内部RAM的40H~44H单元开始有一组无符号数据块，值分别为从1~5，编程求无符号数据块的和，将结果放入45h（低位）、46H（高位）中。
实现程序为：
datastartDATA40H;数据块开始地址
SUMLDATA45H;累加和低位地址定义
SUMHDATA46H;累加和高位地址定义
datanumDATA48H;保存数据个数的地址
ORG0000H;程序上电或复位入口
JMPstart
ORG0100H
start:
MOVSP,#60h;设置堆栈
MOVdatastart,#01H;求和数据初始化
MOVdatastart+1,#02H
MOVdatastart+2,#03H
MOVdatastart+3,#04H
MOVdatastart+4,#05H;
MOVdatanum,#05H;数据个数
CALLSUM;调用求和子程序
JMP$;停机
;========================
;无符号数据块求和子程序
;影响资源：
R0
;========================
SUM:
PUSHACC;保护ACC中值
PUSHPSW;保护PSW
MOVSUML,#00H
MOVSUMH,#00H;累加和单元清零
MOVR0,#datastart;数据块起始地址送R0
SUMLOOP:
MOVA,@R0;将R0指向地址中的数据放入A中。
ADDA,SUML
MOVSUML,A
JNCNEXT;如果发生进位，SUMH单元+1
INCSUMH;
NEXT:
INCR0;R0指向下一个地址
DJNZdatanum,SUMLOOP
POPPSW
POPACC;恢复现场
RET
END
对于程序运行结果的观察，可参考如下步骤：
．在图1.14中选择usesimulator。
．在程序JMP$处设立一个断点。
．在对源程序进行编译、连接、运行之后（参考第一章1.2
（2）节），为观察程序运行结果，点击图2.1所示的memorywindow命令，将出现图2.2所示的数据观察窗口。
图2.1memorywindows命令
图2.2数据观察窗口
．在数据观察窗口的Address项中输入d:
0x49，即可观察内部RAM中0x49地址开始单元中的数据。
以下几个运算程序调试方法和此类似。
2.2双字节除单字节除法
设在内部RAM的45H~46H（45h中是低位数据、46H中是高位数据）单元存有一组无符号数据。
编程求此组数据除以一个单字节数据的结果，将结果放入49H单元中。
实现程序为：
SUMLDATA45H;被除数低子节
SUMHDATA46H;被除数高字节
datanumDATA48H;保存数据个数的地址
averageDATA49H;除的结果存放单元
ORG0000H
JMPstart
ORG0100H
start:
MOVSP,#60H
MOVSUML,#0FH
MOVSUMH,#00H
MOVdatanum,#05H;初始化
MOVR4,SUMH
MOVR5,SUML;装入被除数
MOVR7,datanum;装入除数
CALLAVER;调用求平均值子程序
MOVaverage,R3;结果放入average单元中
JMP$
;======================
;双字节二进制无符号数除以单字节二进制数
;输入参数：
被除数在R4、R5中，除数在R7中
;输出参数：
结果在R3中
;如果结果溢出，则0v=1.反之为0
;影响资源：
R3R4R5R7
;=======================
AVER:
CLRC
MOVA,R4
SUBBA,R7
JCDV50
SETBOV;；商溢出
RET
DV50:
MOVR6,#8;；求平均值（R4R5／R7－→R3）
DV51:
MOVA,R5
RLCA
MOVR5,A
MOVA,R4
RLCA
MOVR4,A
MOVF0,C
CLRC
SUBBA,R7
ANLC,/F0
JCDV52
MOVR4,A
DV52:
CPLC
MOVA,R3
RLCA
MOVR3,A
DJNZR6,DV51
MOVA,R4;；四舍五入
ADDA,R4
JCDV53
SUBBA,R7
JCDV54
DV53:
INCR3
DV54:
CLROV
RET
END
2.3二进制转BCD码
设在内部RAM的49H单元存有一个二进制数据。
编程求将该数据转换成BCD码，将结果放入4AH为起始的连续单元中。
实现程序为：
averageDATA49H;欲转换的二进制数存放单元
displaydataDATA4AH;转换后的BCD码存放单元
ORG0000H
JMPstart
ORG0100H
start:
MOVSP,#60H
MOVaverage,#0x0ff
MOVA,average
CALLHBCD
JMP$
;==============================================
;单字节十六进制整数转换成单字节ＢＣＤ码整数
;入口：
ACC-----欲转换的十六进制数
;出口：
displaydata----转换后的数据存放地址
;displaydata----百位
;dispalydata+1----十位
;displaydata+2----个位
;==============================================
HBCD:
MOVB,#100;分离出百位，存放在R3中
DIVAB
MOVdisplaydata,A
MOVA,#10;余数继续分离十位和个位
XCHA,B
DIVAB
MOVdisplaydata+1,A
MOVdisplaydata+2,B
RET
END
实验3分支和循环程序设计实验
1实验目的
（1）熟悉分支程序的编写方法
（2）掌握循环程序设计技巧。
2实验内容
（1）散转程序设计
（2）求最小值程序设计
3实验要求
（1）画出程序流程图
（2）编写实验程序
4实验步骤
（1）散转程序
试编一个能根据20h中的数i（i≤3）进行循环散转的程序。
该程序要能该据i值转移到相应处理程序BRi，BRi处理程序功能是能使Ri加1，然后实现（（20H）+1∧03H20H操作，以便重复根据20H中的内容散转。
程序流程如图所示。
（2）求最小值程序
编一个能在内部RAM20H为始址的连续10个存储单元中找出最小值并存入1FH单元的程序。
编译、连接、进入调试状态。
程序流程如图所示。
在数据存储器窗口，使用d：
0x20显示片内ram20H开始数据，修改从20H开始的连续10个单元，并记住最小的数。
执行程序，检查结果是否正确，若不正确，可单步运行、断点运行排除错误。
实验4汇编基本指令和片内RAM操作实验
1实验目的
（1）熟悉单片机片内RAM的结构和操作方法
（2）掌握单片机的基本指令系统
2实验内容
（1）片内RAM数据传送指令操作
（2）清零子程序操作子程序设计
（3）BCD码减法子程序设计
4实验步骤
（1）数据块传送程序设计
编写程序将40H开始的16个数据送到90H开始的16个单元中，程序如下：
ORG0000H
JMP100H
ORG100H
MOVR0，#40H
MOVR1,#90H
MOVR7,#16
MOVA,@R0
LOOP:
MOV@R1,A
INCR0
INCR1
DJNZR7,LOOP
SJMP$
END
（2）清零程序
编写程序将20H开始的32个单元清零，程序如下
ORG0000H
JMP100H
ORG0100H
MOVR0，#20H
MOVA,#0
MOVR7,#32
LOOP:
MOV@R0,A
INCR0
DJNZR7,LOOP
SJMP$
END
（3）BCD码减法
已知在20h中有一个BCD码91H和21H中有一个BCD码36H，如下BCD键发程序可以完成91-36并把差送到21H中。
ORG0000H
JMPMAIN
MAIN:
CALLBCD_SUB
SJMP$
BCD_SUB:
CLRC
MOVA,#9AH
SUBBA,21H
ADDA,20H
DAA
MOV21H,A
CLRC
RET
END
4思考题
（1）BCD减法中，对减法球部和二进制数的球部有何差别
（2）体会设置断点和断点次数对于调试程序的作用
实验5C语言基本指令及程序设计
1实验目的
（1）熟悉C语言基础知识
（2）掌握单片机的C语言的编程方法
2实验原理
（1）C语言中的数据
1.数据类型
1）char：
字符型数据，占一个字节，
升级会员 