单片机实验指导书新版04.docx
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单片机实验指导书新版04
《单片机应用技术》
实验指导书
主编：
储忠
合肥学院电子信息与电气工程系
2013年2月
前言
单片机应用技术课程为一门理论与实践相结合的课程，本课程安排的实验旨在培养学生软硬件开发能力，用编程语言及硬件设备实现串、并行通讯、计数/定时、A/D、D/A等硬件接口的功能，进一步加深对常用硬件芯片的了解和应用，以及学习用单片机解决实际问题。
实验要求学生利用编程语言及硬件设备实现单片机的方案设计、程序编写、硬件连接、调试，从中体会具体硬件接口的应用技巧，进一步理解硬件接口芯片，逐步掌握单片机系统的开发和应用方法。
STARES598PCI提供实验仪具有与微机同步演示功能,允许学生在Windows操作系统下编写、编译、连接、错误定位、调试、观察、修改系统,不需要使用早期的PWB、TD等DOS下的调试环境。
通过本实验的学习,学生可以熟悉各种类型的接口芯片,汇编语言程序的编写、调试,充分锻炼动手及编程能力。
目录
合肥学院电子信息与电气工程系实验室实验守则1
实验一构建单片机最小系统和实验环境熟悉2
实验二跑马灯实验及74HC138译码器4
实验三8255控制交通灯实验7
实验四8253方波实验9
实验五继电器控制/光偶控制实验11
合肥学院电子信息与电气工程系实验室实验守则
为了培养严肃认真、实事求是的科学实验态度和善于思考、勤于动手的学习作风以及保证实验教学的正常进行，电子信息与电气工程系实验室特制定以下规则，望遵照执行：
1、禁止一切无关人员随意进入实验室和动用实验仪器设备和实验室内物品，确需进入实验室工作学习的一切人员要必须严格遵守实验室的规章制度，服从实验室管理人员的安排。
2、学生应认真预习实验内容，预习不合格者不得参加实验，认真完成指定的实验内容或实验作业，并交指导教师审阅。
3、学生不得迟到、早退、无故缺席，进入实验室后应按指定位置就座，迟到超过五分钟不得参加实验，实验未完成早退者均按旷课论处。
严禁代替他人做实验，缺实验者，课程结束后，考试前主动来补做实验，否则不得参加考试。
4、进入实验室请自带鞋套。
书包、水杯等个人物品应放到指定处，且衣冠整齐，保持安静，严禁吸烟、吃食物、随地吐痰和乱丢杂物等不文明行为,否则实验工作人员有权停止其实验。
5、实验前应先检查实验所需的工具、仪器、材料等是否齐全完好。
如有缺漏、损坏应及时报告请老师处理。
6、听从指导教师的指导，带硬件的实验接好线路后，应先认真检查，关键处确保无误。
如无把握时，须请指导教师审核后方可通电；进行大型仪器和强电实验务必经指导教师检查同意后，才可按操作规程通电实验。
7、实验时必须持严谨的科学态度，励行节约，严格按照实验步骤和正确的方法进行操作，要细心观察记录实验结果，碰到疑难故障，应冷静分析原因，积极排除，如发生意外及时报告；独立完成实验任务，不得抄袭他人实验结果。
8、欲增加或改变实验内容，须征得指导教师同意。
9、注意人身安全，爱护仪器和设备，实验时仪器、设备、工具、材料不得乱放、乱抛；不做与实验无关的事情，不动与本次实验无关的仪器设备，不进入与实验无关的场所，不随便串组，有以上表现而又不服从管理教育者，不得参加实验；
10、完成实验后主动整理放好相关设备，搞好卫生，实验中的废弃固体物品、腐蚀性液体必须倒入指定的容器中，不许倒入水池中，经实验室工作人员、指导教师同意后方可离去。
11、实验室的任何物资不可擅自带走，在实验室中损坏仪器、工具等，应及时向工作人员报告，主动说明原因，并按实验室仪器设备损坏、丢失赔偿制度处理。
实验一构建单片机最小系统和实验环境熟悉
一、预习要求
1．构建单片机最小系统，熟悉51单片机的结构及编程方法
2．按照程序流程图编写出程序
二、实验目的
1．熟悉星单片机最小系统的组成和工作原理，熟悉KeilC51集成环境软件的使用方法。
2．熟悉MCS51汇编指令，能自己编写简单的程序，控制硬件。
三、实验内容
单片机最小系统实验：
1、熟悉单片机最小系统的组成和工作原理，熟悉KeilC51集成环境软件的安装和使用方法。
2、作出单片机最小系统的组成原理图，分析其各构成单元的工作原理。
存储单元数据传输实验
1、熟悉MCS51汇编指令。
2、进行存储单元数据传输实验，编写程序。
3、运行程序，验证译码的正确性。
四、实验原理
1、作出单片机最小系统的组成原理图
2、分析单片机最小系统的工作原理
3、进行存储单元数据传输实验，观察实验结果，验证程序是否正确。
五、实验仪器、设备
1、单片机最小系统
2、KeilC51集成环境软件
六、实验注意事项
1．注意在星研集成环境下如何进行程序调试
2．注意保护实验箱
七、实验方法及步骤
1、调试单片机最小系统板。
2、安装KeilC51集成环境软件。
八、实验报告要求
1、作出单片机最小系统的组成原理图
2、分析单片机最小系统的工作原理
3、进行存储单元数据传输实验，观察实验结果，验证程序是否正确。
4、写出实验心得
九、思考题
1、在单片机最小系统的构建中，应注意哪些因素。
实验二跑马灯实验及74HC138译码器
一、预习要求
1．熟悉51单片机的结构及编程方法
2．按照程序流程图编写出程序
二、实验目的
1．熟悉集成环境软件或熟悉KeilC51集成环境软件的使用方法。
2．熟悉MCS51汇编指令，能自己编写简单的程序，控制硬件。
三、实验内容
跑马灯实验：
1、熟悉集成环境软件或熟悉KeilC51集成环境软件的安装和使用方法。
2、照接线图编写程序：
使用P1口控制G6区的8个指示灯，循环点亮，瞬间只有一个灯亮。
3、观察实验结果，验证程序是否正确。
74HC138译码器实验：
1、设计74HC138接口电路，编写程序：
使用单片机的P1.0、P1.1、P1.2控制74HC138的数据输入端，通过译码产生8选1个选通信号，轮流点亮8个LED指示灯。
2、运行程序，验证译码的正确性。
四、实验原理
参考实验原理图如下：
（跑马灯原理图）
（译码器原理图）
五、实验仪器、设备
1、单片机最小系统。
2、KeilC51集成环境软件
六、实验注意事项
1．注意在集成环境下如何进行程序调试
2．注意保护实验箱
七、实验方法及步骤
跑马灯实验步骤：
1、设计接口电路。
2、编写程序或运行参考程序。
3、实验结果：
通过G6区的LED指示灯（8个指示灯轮流点亮），观察实验的输出结果是否正确。
演示程序
ORG
0000H
LJMP
START
ORG
0100H
START:
MOV
SP,#60H
MOV
A,#0FFH
CLR
C
START1:
RLC
A
MOV
P1,A
ACALL
Delay
SJMP
START1
Delay:
MOV
R5,#2
;延时
Delay1:
MOV
R6,#0
Delay2:
MOV
R7,#0
DJNZ
R7,$
DJNZ
R6,Delay2
DJNZ
R5,Delay1
RET
END
译码器实验步骤：
1、设计接口电路。
2、调试程序，查看运行结果是否正确。
八、实验报告要求
1．列写出所编程序，做思考题
2．写出实验心得
九、思考题
1、在单片机系统中，74HC138通常用来产生片选信号，请考虑一下，应如何处理
实验三8255控制交通灯实验
一、预习要求
1．熟悉51单片机的结构及编程方法
2．按照要求画出流程图及程序
二、实验目的
1、了解8255芯片的工作原理，熟悉其初始化编程方法以及输入、输出程序设计技巧。
学会使用8255并行接口芯片实现各种控制功能，如本实验（控制交通灯）等。
2、熟悉8255内部结构和与单片机的接口逻辑，熟悉8255芯片的3种工作方式以及控制字格式。
3、尝试自行编写程序，填写实验报告。
三、实验内容
1、设计8255接口电路，编写程序：
使用8255的PA0..2、PA5..7控制LED指示灯，实现交通灯功能。
2、连接线路验证8255的功能，熟悉它的使用方法。
四、实验原理
参考电路原理图
五、
五、实验仪器、设备
实验室电脑，集成软件
六、实验注意事项
1．注意在集成环境下程序调试的方法
2．注意保护实验箱
七、实验内容及步骤
1、设计8255接口电路，并分析其工作原理。
2、观察实验结果，是否能看到模拟的交通灯控制过程。
八、实验报告要求
1．列写出所编程序，做思考题
2．写出实验心得
九、思考题
1、如何对8255的PC口进行位操作？
实验四8253方波实验
一、预习要求
1．熟悉51单片机的结构及编程方法
2．按照要求画出流程图及程序
二、实验目的
了解8253的内部结构、工作原理；了解8253与单片机的接口逻辑；熟悉8253的控制寄存器和初始化编程方法，熟悉8253的6种工作模式。
三、实验内容
1、设计接口电路，编写程序：
使用8253的计数器0和计数器1实现对输入时钟频率的两级分频，得到一个周期为1秒的方波，用此方波控制蜂鸣器，发出报警信号，也可以将输入脚接到逻辑笔上来检验程序是否正确。
2、连接线路，验证8253的功能，熟悉它的使用方法。
四、实验原理
参考电路原理图如下：
五、实验仪器、设备
实验室电脑，集成软件及STARES598实验仪
六、实验注意事项
1．注意在集成环境下程序调试的方法
2．注意保护实验箱
七、实验方法及步骤
1、设计接口电路并分析工作原理。
2、测试实验结果：
三种方法选择其一：
蜂鸣器发出时有时无的声音；用逻辑笔测试蜂鸣器的输入端口；红绿灯交替点亮。
八、实验报告要求
1．列写出所编程序并做出注释，做思考题
2．写出实验心得
九、思考题
1、8253还有其它五种工作方式，其它工作模式下，硬件如何设计？
程序如何编写？
2、使用8253，编写一个实时钟程序。
实验五继电器控制/光偶控制实验
一、预习要求
1．了解继电器/光偶器件的原理及应用
2．认真预习本节实验内容，尝试自行编写程序。
二、实验目的
1、掌握使用继电器控制外设的基本方法和编程。
2、掌握光耦的工作原理，熟悉它的使用方法。
三、实验内容
继电器控制：
1、预备知识
自动化控制设备中，存在一个电子与电气电路的互连问题，一方面，电子电路需要控制电气电路的执行元件，如：
电动机、电磁铁、电灯等；一方面又要为电子电路提供良好的电隔离，以保护电子电路和人身安全，减少干扰源。
继电器就起这个桥梁作用。
2、实验过程：
设计接口电路，通过继电器控制直流电机转动、停止。
光偶控制：
1、预备知识
为了消除控制电路与外设共地的影响，对外界的输入输出采用了光电隔离措施，以最大限度的减少外界电路对内部电路的干扰。
STARES59PA用了两种光耦，普通光耦采用TOSHIBA公司的TLP521-4芯片，它的反应速度通常为几十的us，高速光耦采用了HP公司的6N137，它的反应速度小于75ns。
TLP521的工作电压范围很宽，通过光耦，可将较高电压的外部信号转化为单片机可以接收的信号，也可以将单片机发出的信号转化为较高电压的
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