单片机实验指导书配套TSC51实验开发系统.docx
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单片机实验指导书配套TSC51实验开发系统
《单片机技术及应用》
实验指导书
刘伟群/龚翱编写
湖南人文科技学院计算机科学技术系
2011年10月
前言
《单片机技术与应用》是计算机科学与技术（类）学生选修的一门重要的专业技术课。
本课程的教学目的是通过理论教学与实验环节，使学生获得单片机应用系统设计的基本理论、基本知识与基本技能，掌握单片机应用系统各主要环节的设计、调试方法，初步具备应用单片机进行设备技术改造、产品开发的能力。
《单片机技术及应用》是一门实践性很强的课程，在教学中应该既重视课堂理论教学又应重视实验实践教学，通过实验，加强学生对单片机技术的基本理论、基本工作原理的理解，从而达到培养学生设计、调试和开发单片机应用系统的能力。
本实验指导书共有八个实验，其中验证性实验6个，综合性实验2个。
本实验指导书配套实验设备是TSC－51/98实验开发系统。
实验一P1口试验（验证性试验/必做）
（1）学习P1口的使用方法。
（2）学习延时子程序的编写和使用。
实验二简单I/O口扩展实验（验证性试验）
（1）学习在单片机系统中扩展简单1/0接口的方法。
（2）学习数据输出程序的设计方法。
（3）学习模拟交通灯控制的实验方法。
实验三定时器实验（综合性试验）
（1）学习8031内部计数器的使用和编程方法。
（2）进一步掌握中断处理程序的编程方法。
实验四数码显示实验（验证性试验/必做）
（1）进一步掌握定时器的使用和编程方法。
（2）了解七段数码显示数字的原理。
（3）掌握用一个段锁存器，一个为锁存器同时显示多位数字的技术。
实验五D/A转换实验（验证性试验）
（1）了解DVCC计算机控制技术实验仪结构。
（2）了解和掌握各典型环节的传递函数及模拟电路图。
（3）观察和分析各典型环节的响应曲线。
实验六中断实验（验证性试验/必做）
（1）进一步了解DAC0832的性能及编程方法；
（2）了解直流电机控制的基本方法。
实验七计算机钢琴实验（综合性试验）
（1）学习使计算机发出不同音调声音的编程方法；
（2）了解键盘电路的编程及使用方法。
实验八步进电机控制实验（综合性试验/必做）
（1）了解步进电机控制的基本原理
（2）掌握控制步进电机转动编程方法。
根据实验大纲要求，本门课程安排六个实验，其中实验一、实验四、实验六、实验八为必做实验，另二个实验由实验指导教师从本指导书的其余四个实验中选取。
目录
实验一P1口试验5
实验二简单I/O口扩展实验9
实验三定时器实验15
实验四数码显示实验21
实验五D/A转换实验30
实验六中断实验36
实验七计算机钢琴实验40
实验八步进电机控制实验48
附件1TSC－51/98实验开发系统原理与组成54
一、总体框图54
二、元件位置图55
系统启动55
附件2TMSD多种源语言调试程序57
一、TMSD菜单方式及提示行58
二、窗口操作60
三、对话框62
四、各子菜单目录项说明62
五、TMSD启动66
六、程序预处理66
七、程序调试68
八、存储器窗口71
九、EPROM空白检查、读、写操作73
十、仿真功能74
十一、热键快速检索78
实验一P1口试验
一、实验内容
1、P1口做输出口，接八只发光二极管，编写程序，使发光二极管循环点亮。
2、P1口做输入口，接八个扭子开关，以实验台上74LS273做输出口，编写程序读取开关状态，在发光二极管上显示出来。
二、实验目的
1、学习P1口的使用方法
2、学习延时子程序的编写和使用。
三、实验说明
P1口为准双向口，P1的每一位都能独立地定义为输出线或输入线，作为输入的口线，必须向锁存器相应位写入“1”，如果后来在口锁存器写入过“0”，在需要时应写入一个“1”使它再成为一个输入。
可以用第二个实验做一下试验。
先按要求做好程序并调试成功后，可将P1口锁存器中置“0”，此时将P1作输入口，会有什么结果。
再来看一下延时程序的实现。
现常用的有两种方法，一是用定时器中断来实现，一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6.144MHZ，则一个机器周期为12/6.144us即1/0.512us。
现要写一个延时0.1S的程序，大致写出如下：
MOVR7，#200
（1）
DE1：
MOVR6，#X
（2）
DE2：
DJNZR6，DE2（3）
DJNZR7，DE1（4）
上面MOV、DJNZ指令均需要两个机器周期，所以每执行一条指令需要1/0.256us现求出X的值：
（X*1/0.256+1/0.256+1/0.256）*200+1/0.256=0.1*1000000
指令（3）
（2）（4）
（1）
所需时间需时间需时间需时间
指出X=126。
代入上式可知实际延时约为0.100004S，很精确了。
四、连线方法
执行程序1时：
P1.0—P1.7接发光二极管L1—L8。
执行程序2时：
P1.0—P1.7接扭子开关K1—K8；74LS273（U4）的011—018接发光的二极管L1—L8；74LS273片选端CS2—OF。
此时74LS2731/0口地址为1B08H。
程序一图
程序二图
五、程序图
1、
2、
六、参考程序
（一）程序一T01_1.ASM
ST_ADDREQU4000H
ORGST_ADDR
LJMPSTART
ORGST-ADDR+200H
START：
MOVA，#01；高电平对应的发光二极管灭，
；先让第一个发光二极管亮。
LOOP：
MOVP1，A；从P1口输出到发光二极管
MOVR1，#10；延时1秒
DEL1：
MOVR2，#200
DEL2：
MOVR3，#126
DEL3：
DJNZR3，DEL3
DJNZR2，DEL2
DJNZR1，DEL1
RLA；左移一位，下一个发光二极管亮
LJMPLOOP；循环
END
（二）程序二T01-2.ASM
AT-ADDREQU4000H
PORTEQU1B08H
ORGST-ADDR
LJMPS1
ORGST-ADDR+200H
S1：
MOVP1，#0FFH
START：
MOVA，P1；从P1口读入开关状态
MOVDPTR，#PORT
MOVX@DPTR，A；从74LS273输出到发光二极管显示
LJMPSTART；循环
END
实验二简单I/O口扩展实验
（交通灯控制实验）
一、实验内容
以两个74LS273做为输出口，控制十二个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。
二、实验目的
1.学习在单片机系统中扩展简单1/0接口的方法。
2.学习数据输出程序的设计方法
3.学习模拟交通灯控制的实验方法。
三、实验说明
要完成本实验，首先必须了解交通灯的燃灭规律。
设有一十子路口2，4为南，北方向。
1，3为东西方向，初始状态为四个路口的红灯全亮。
之后东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西路口方向通车。
延迟一段时间后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。
闪烁若干次后，东西路口的红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北路口方向开始通车。
延迟一段时间后，南北路口的绿灯灭。
黄灯开始闪烁。
闪烁若干次后，再切换到东西路口方向。
之后，重复上述过程。
各LED发光二极管共阳极，但是各发光二极管阴极接有与非门。
因而使其电亮应使相应位置为高点平
四、接线方法。
74LS273（U4）的输出011—018接发光二极管L1—L8，CS2端接I/O译码的08—0F，另一片74LS273（U5）的021—024接发光二极管L9—L12，CS3端接I/O译码的10—17端，此时U4的I/O地址为1B08H，U5为1B10H。
五、程序框图
六、参考程序T03.ASM
ST_ADDREQU4000H
ORGST_ADDR
LJMPSTART
START:
ORGST_ADDR+200H
MOVP2,#1BH
MOVR0,#08H
MOVR1,#10H
MOVA,#24H
MOVX@R0,A
MOVA,#09H
MOVX@R1,A
ACALLDE6S
LLL:
MOVA,#OCH
MOVX@R0,A
MOVA,#03H
MOVX@R1,A
LCALL DE12s
MOVA,#04H
MOVX@R0,A
MOVA,#01H
MOVX@R1,A
MOVR2,#08H；闪烁8次
TTT:
MOVA,#14H
MOVX@R0,A
MOVA,#05H
MOVX@R1,A
ACALLDE02S
MOVA,#04H
MOVX@R0,A
MOVA,#01H
MOVX@R1,A
ACALLDE02S
DJNZR2,TTT；闪烁不到8次，返回标号TTT
MOVA,#24H
MOVX@RO,A
MOVA,#09H
MOVX@R1,A
ACALLDE02S
MOVA,#61H
MOVX @R0,A
MOV A,#08H
MOVX @R1,A
ACALLDE12S
MOVA,#20H
MOVX@R0,A
MOVA,#08H
MOVX@R1,A
MOVR2,#08H
GGG:
MOVA,#0A2H
MOVX@R0,A
ACALLDE02S
MOVA,#20H
MOVX@R0,A
ACALLDE02S
DJNR2,GGG
MOVA,#24H
MOVX@R0,A
MOVA,#09H
MOVX@R1,A
ACALLDE02S
JMPLLL
DE12S:
MOVR5,#120；延时12秒
LJMPDE1
DE6S:
MOVR5,#60；延时6秒
LJMPDE1
DE02S:
MOVR5,#02H；延时0.2秒
DE1:
MOVR6,#200；延时0.1秒
DE2:
MOVR7,#126
DE3:
DJNZR7,DE3
DJNZR6,DE2
DJNZR5,DE1
RET
END
实验三定时器实验
一、实验内容
由8031内部定时器1，按方式1工作，即为16位定时器使用每0.1秒钟T1溢出中断一次。
P1口的P1.0—P1.7分别接八个发光二极管。
要求编写程序模拟一时序控制装置，开机后第一秒钟L1，L3亮，第二秒钟L2，L4亮，地三秒钟L5，L7亮，第四秒钟L6，L8亮，第五秒钟L1,L3，L5，L7亮，第六秒钟L2，L4，L6，L8亮，第七秒钟八个二极管全亮，第八秒钟全灭，以后又重头开始，L1，L3亮，然后L2，L4亮，……一直循环下去。
二、实验目的
1.学习8031内部计数器的使用和编程方法。
2.进一步掌握中断处理程序的编程方法。
三、实验原理
1.定时常数的确定
定时器/计数器的输入脉冲周期和机器周期一样，为震荡器频率的1/12。
本
实验中时钟频率为6.144MHZ，现要采用中断方法来实现1秒延时，要在定时器
1中设置一个时间常数，使其每隔0.1秒产生一次中断，CPU响应中断后将R0
中计数值减一，令（R0）=0AH，即可实现1S延时。
时间常数可按下方法确定：
机器周期=12/晶振频率=12/6.144*106=1.9531*10-6s。
需设置初始值为X，则（216-X）*1.9531*10-6=0.1,
216-X=51200X=65536-51200=14336，化为十六进制：
X=3800H，
故初始值为TH1=38H，TL1=00H
2.初始化程序
包括定时器初始化和中断系统初始化，主要是对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，由于只有定时器中断，1P便不必设置。
注意一点，定时器1初始化时建议用下述指令：
ANLTMOD，3OFH
ORLTMOD，#10H
而不要用MOVTMOD，#10H
否则定时器0被屏蔽，可能会影响串行口波特率，使程序不能执行。
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，为下一次中断做准备，主程序则用来控制发光按要求顺序亮灭。
四、接线方法
P1.0－P1.7分别接发光二极管L1－L8即可
五、程序框图
中断子程序框图：
六、参考程序T06.ASM
ST_ADDREQU4000H
ORGST_ADDR
LJMPSTART
ORGST_ADDR+1BH
JMPIT11
START:
ORGST_ADDR+200H
MOVA，#05H
MOVR1,#02
MOVR0，#OAH
ANLTMOD,#OFH
ORLTMOD,#10H
MOVTL1,#00H
MOVTH1,#38H
ORL1E,#88H
SETBTR1
LOOP1:
CJNER0，#00,DJSP
MOVRO，#OAH
INCR1
CJNER1,#0AH,LOOP2
MOVR1,#02
LOOP2:
MOVA,R1
MOVCA,@A+PC
LJMPDISP
DB05H
DB0AH
DB50H
DB0A0H
DB55H
DBOAAH
DBOFFH
DB00H
DISP:
MOVP1,A
JMPLOOP1
IT11:
CLRTR1
DECRO
MOVTL1,#00H
MOVTH1,#38H
SETBTR1
RETI
END
实验四数码显示实验
一、实验内容
利用定时器0定时中断，控制电子时钟走时，利用实验台上的六个数码管显示分、秒，做成一个电子时钟。
显示格式：
X
X
-
-
X
X
分秒
定时时间常数计算方法：
定时器0工作与方式1，主振频率为6.144HZ，故预置值TX为：
（216-TX）*12*1/（6.144*106）=0.1S
TX=14336D=3800H，故TH0=38H，TL1=100H
二、实验目的
1.进一步掌握定时器的使用和编程方法。
2.了解七段数码显示数字的原理。
3.掌握用一个段锁存器，一个为锁存器同时显示多位数字的技术。
由于有六个LED，用静态显示所需1/0口太多，故适合于动态显示。
动态显示就是一位一位地轮流点亮显示器各个位（扫描）。
本实验中用一个位数锁存器74LS273作为数据口，用另一个74LS273作为段数据口，具体连接见电路图。
三、实验原理
七段LED显示器有共阳极和共阴极两种，共阴极LED显示器是发光二极管的阴极连在一起，通常此公共阴极接地；共阳极LED显示器是发光二极管的阳极连在一起，公共阳极接正电压。
通过LED显示器中二极管的亮灭，则显示不同的字符或数字。
数码管外形图如下,共阴极显示“0123456789”的数据代码如下。
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
D0
显示
数值代码
h
g
f
e
d
c
b
a
0
0
1
1
1
1
1
1
0
3FH
0
0
0
0
0
1
1
0
1
06H
0
1
0
1
1
0
1
1
2
5BH
0
1
0
0
1
1
1
1
3
4FH
0
1
1
0
0
1
1
0
4
66H
0
1
1
0
1
1
0
1
5
6DH
0
1
1
1
1
1
0
1
6
7DH
0
0
0
0
0
1
1
1
7
07H
0
1
1
1
1
1
1
1
8
7FH
0
1
1
0
1
1
1
1
9
6FH
0
1
0
0
0
0
0
0
—
40H
共阴极发光二极管内部结构图
四、连线方法
首先将数码显示部分与8279之间连接的短路片全部拔掉，然后第一片74LS273（U4）：
CS2接08—0F；011—018接LED的a—h；第二片74LS273（U5）：
CS3接10—17；021—026接LED的LD0—LD5（LD0～LD5为高电平时对应位发光，为低电平时对应位熄灭）。
五、流程框图
主程序：
中断程序：
六、参考程序T10.ASM
ST-ADDREQU4000H
BUFEQU23H；记数单元
SBFEQU22H；SBF为秒值单元
MBFEQU21H；MBF为分值单位
PORT1EQU1B08H
PORT2EQU1B10H
ORGST-ADDR+1BH
LJMPCLOCK
ORGST-ADDR+200H
MAIN：
MOVR0，#40H；40H—45H是显示缓冲单元，依次存
MOVA，#00H；放分高位，分底位，0A，0A（对应短横；
MOV@R0，A；线），秒高为，秒低位
INCR0
MOV@R0，A
INCR0
MOVA，#0AH
MOV@R0，A
INCR0
MOV@R0，A
MOVA，#00H
INCR0
MOV@R0，A
INCR0
MOV@R0，A
ANLTM0D，#0FH；定时器1初始化为方式1
ORLTM0D，#10H
ORLTL1，#00H；置时间常数，延时0.1S
MOVTH1，#38H
MOVBUF，#00H；三个单元置初始值0
MOVSBF，#00H
MOVMBF，#00H
SETBET1
SETBEA
SETBTR1
DS1：
MOVR0，#40H；置显示缓冲单元首址
MOVR2，#20H；20H=00100000，显示扫描码初值
DS2：
MOVDPTR，#PORT1；1B08H为第一片74LS273端口地址，
MOVA，@R0；得到段码输出到段数据口
ACALLTABLE
MOVX@DPTR，A
MOVDPTR，#PORT2；向LED位锁存器输出
MOVA，R2
MOVX@DPTR，A
MOVR3，#0FFH；延时
DJNZR3，￥
INCR0；显示缓冲单元加一
CLRC
MOVA，R2
RRCA；最末一位是否已显示完毕？
如无则
MOVR2，A；继续往下显示，否则执行后面程序
JNZDS2
MOVR0，#45H
MOVA，SBF；把秒单元值分别放于显示缓冲单元44H、45H
ACALLGET
DECR0；跳过负责显示‘一’的两个单元
DECR0
MOVA，MBF；把分单元值分别放于显示缓冲单元40H、41H
ACALLGET；转DS1从头显示起
TABLE：
INCA；取数字对应的段码
MOVCA，@A+PC
RET
DB3FH
DB06H
DB5BH
DB4FH
DB66H
DB6DH
DB7DH
DB07H
DB7FH
DB6FH
DB40H
GET：
MOVR1，A；把从分或秒值单元取来的值的高位屏蔽掉ANLA，#0FH；送如显示缓冲单元
MOV@R0,A
DECR0
MOVA，R1；把从分或秒值单元取来的值的低位屏蔽掉
SWAPA；送入显示缓冲单元
ANLA，#0FH
MOV@R0,A
DECR0；R0指针下移一位
RET
CLOCK：
MOVTL1，#00H；置时间常数
MOVTH1，#38H
PUSHPSW
PUSHACC
INCBUF；计数单元加一
MOVA，BUF；计到10否？
没有则转到QU1T退出中断
CJNEAM#0AH，QU1T
MOVBUF，#00H；BUF单元置初值00
MOVA，SBF
INCA；秒单元加一，经十进制调整再放入秒单元
DAA
MOVSBF，A
CJNEA，#60H，QU1T；秒值为60否？
不是则推出中断
MOVSBF，#00H；是，秒单元清零
MOVA，MBF
INCA；分单元加一，十进制调整再放入
DAA；分单元
MOVMBF，A
CJNEA，#60H，QU1T；分单元值为60否？
不是则退出中断
MOVMBF，#00H；是，清零
QUIT：
POPACC；中断返回
POPPSW
RETI
END
实验五D/A转换实验
一、实验内容
利用0832，编制程序输出一串脉冲，经放大后驱动小电机，改变输出脉冲的电平及持续时间，达到使电机正转、反转，加速、减速之目的。
可以用K1—K8键通过74LS244输入数据来控制小直流电机的转动来实现正转四种转速，反转四种转速。
二、实验目的
1.进一步了解DAC0832的性能及编程方法；
2.了解直流电机控制的基本方法。
三、原理简述
小直流电机转动原理：
转动方向是由电压的正负来控制的，电压为正则正转，电压为负则反转。
转速大小则是有A0UT输出的脉冲的占空比来决定的，正向占空比越大，则转速越快。
反向转则占空比越小转速越快。
见下面图例：
正向快转
正向慢转
反向快转
反向慢转
本实验电路中，模拟量输出为双极性，当输入数字量小于80H时输出为负，输入等于80H则输出为0V，输入大于80H则输出为正。
因而，本实验电路中DAC0832输入数字只需三个，再通过不同的延时即可达到目的。
五、连线方法
0832片选端CS6接28—2F，AOUT接电机放大器的DJ插孔，插头J1接电机；74LS244D的I1—I8，片选端CS4接18—1F。
六、程序框图
六、参考程序T18.ASM
ST-ADDREQU4000H
PORT1EQU1B18H
PORT2EQUPORT1+10H
ORGST_ADDR
LJMPSTART
START:
ORGST_ADDR+200H
OLREA
OLREA
MOT1：
MOVDPTR，#PORT2
MOVA，#80H；向0832输入80H，使其输出0V电平
MOVX@DPTR，A
INCDPTR
MOVX@DPTR，A；启动D/A
MOVDPTR，#POTR1
MOVX@DPTR；读入开关状态
JBACC.0，Z1；ACC.0为1则转向Z1
JBACC.
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