单片机实验报告山东大学.docx
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单片机实验报告山东大学
第三单元Proteus系统仿真实验
实验一基本并行口I/O口实验自我完成实验
1、实验要求
当按键SW1按下之后，D1-D8轮流点亮，点亮时间为100ms，当按键停下后，停止轮换，
再次按下后继续轮换。
2、编程思路
①进行初始化工作，包括设置堆栈指针SP，将P2口所有位设置为1，使P2口所接发光二
极管全部熄灭。
将显示缓冲单元（设为20H单元）初始化为FEH。
②从P1口读数据，查看P1.0位，如果P1.0位为0，则执行如下循环：
将显示缓冲单元
的值送给P2口，调用100ms延时程序，将显示缓冲单元的值循环左移1位，再送回显示缓
冲单元。
如果P1.0位不为0则不执行上述循环。
③重复上面的操作②
3、实验步骤
①根据上述实验内容，参考1.2.2，在Proteus环境下建立图3.5所示原理图，并将其保
存为basicIO_self.DSN文件。
②根据
（2）和（3）编写控制源程序，将其保存为basicIO_self.asm。
③将源程序添加到U1中，并构造（build）该程序。
④执行仿真过程观察D1-D8的指示，查看程序功能是否正确。
⑤修改延时程序延时参数，重新执行③和④。
4、源程序
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0030H
MAIN:
MOVSP,#60H
MOVP2,#0FFH
MOVA,#0FEH
MOV20H,A;缓冲单元
LOOP:
JNBP1.0,LOOP1;;如果P1.0=0，跳转
SJMPLOOP;否则循环不断检测
LOOP1:
MOVP2,20H;将缓冲单元内的值给P2口
LCALLDELAY100MS;延时100ms
;MOVA,20H
RLA;左移一位
MOV20H,A
JBP1.0,LOOP;如果P1.0=1，跳转到LOOP处
LJMPLOOP1;否则循环
DELAY100MS:
MOVR7,#200;1us
DL:
MOVR6,#248;1us
DJNZR6,$;248*2=496us
NOP;1us
DJNZR7,DL;2us
RET
;（496+1+1+2）*200+1=100.001ms
END
5、电路图
6、仿真结果
当按键SW1按下之后，D1-D8轮流点亮，点亮时间为100ms，当按键停下后，停止轮换，
再次按下后继续轮换。
实验二扩展并行I/O口实验自我完成实验
1、实验要求
仿真实现交通信号灯控制功能。
控制顺序为：
①南北绿灯亮，同时东西红灯亮10s；
②南北黄灯亮，同时东西红灯亮2s；
③南北红灯亮，同时东西绿灯亮10s；
④东西黄灯亮，同时南北红灯亮2s；
⑤重复①～④。
2、编程思路
①进行初始化工作，包括设置堆栈指针SP，将两个373的输出口所有位均设置为1，使所有发光二极管全部熄灭。
②分析两个373的地址：
假定所有无关地址均定义为1，那么U4的锁存地址为：
#0FE00H，U5的锁存地址为：
#0FD00H。
③分析4个状态下两个373的输出数据值：
假定“南北绿灯亮，同时东西红灯亮”为状态1，即：
Stat1；“南北黄灯亮，同时东西红灯亮”为状态2，即：
Stat2；
“南北红灯亮，同时东西绿灯亮”为状态3，即：
Stat3；
“东西黄灯亮，同时南北红灯亮”为状态4，即：
Stat4。
3、实验步骤
①根据上述实验内容，参考1.2.2，在Proteus环境下建立图3.7所示原理图，并将其保
存为expandIO_self.DSN文件。
②根据
（2）和（3）编写控制源程序，将其保存为expandIO_self.asm。
③将源程序添加到U1中，并构造（build）该程序。
④执行仿真过程观察各个方向的交通信号灯指示，查看程序功能是否正确。
4、源程序
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0030H
MAIN:
MOVSP,#60H
MOVA,#0FFH
MOVDPTR,#0FE00H
MOVX@DPTR,A
MOVDPTR,#0FD00H
MOVX@DPTR,A
STAT1:
MOVA,#0F3H
MOVDPTR,#0FE00H
MOVX@DPTR,A
MOVA,#0CH
MOVDPTR,#0FD00H
MOVX@DPTR,A
LCALLDELAY10S
STAT2:
MOVA,#0C3H
MOVDPTR,#0FE00H
MOVX@DPTR,A
MOVA,#0FH
MOVDPTR,#0FD00H
MOVX@DPTR,A
LCALLDELAY2S
STAT3:
MOVA,#0FCH
MOVDPTR,#0FE00H
MOVX@DPTR,A
MOVA,#03H
MOVDPTR,#0FD00H
MOVX@DPTR,A
LCALLDELAY10S
STAT4:
MOVA,#3CH
MOVDPTR,#0FE00H
MOVX@DPTR,A
MOVA,#0FH
MOVDPTR,#0FD00H
MOVX@DPTR,A
LCALLDELAY2S
LJMPSTAT1
DELAY2S:
MOVR7,#20
DL2:
MOVR6,#200
DL1:
MOVR5,#250
DJNZR5,$
DJNZR6,DL1
DJNZR7,DL2
RET
DELAY10S:
MOVR7,#100
DL3:
MOVR6,#200
DL4:
MOVR5,#250
DJNZR5,$
DJNZR6,DL4
DJNZR7,DL3
RET
END
5、电路图
6、实验结果
①南北绿灯亮，同时东西红灯亮10s；
②南北黄灯亮，同时东西红灯亮2s；
③南北红灯亮，同时东西绿灯亮10s；
④东西黄灯亮，同时南北红灯亮2s；
实验三静态LED显示实验自我完成实验
1、实验要求
图中7SEG2为十位显示数码管，7SEG1为个位显示数码管，KEY_LOAD为倒计时初
值按钮，KEY_START为倒计时启动按钮。
要求实现的功能是：
当KEY_LOAD按钮按下时加载倒计时初值（如：
10s），当按下KEY_START按钮时，开始倒计时，每过1s，计时器减1，直到减到“00”为止。
减到“00”时使P3.0引脚上的LED按10Hz频率进行闪烁，直到再次按下KEY_LOAD按钮才重新加载初值，并熄灭LED。
再次按下KEY_START按钮又一次开始倒计时，如此反复。
2、编程思路
①分析两个373的地址：
假定所有无关地址均定义为1，那么U2的锁存地址为：
#0FE00H，U3的锁存地址为：
#0FD00H。
②程序流程图：
3、实验步骤
①根据上述实验内容，参考1.2.2，在Proteus环境下建立图3.9所示原理图，并将其保
存为staticLED_self.DSN文件。
②根据
（2）和（3）编写控制源程序，将其保存为staticLED_self.asm。
③将源程序添加到U1中，并构造（build）该程序。
④执行仿真过程观察秒表程序功能是否正确。
4、源程序
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0030H
MAIN:
MOVSP,#60H;堆栈初始化
MOVR0,#0
;各位
MOVR1,#1;十位
SETBP3.0;关掉LED1
CLRF0
LOOP:
JBP1.1,LOOP2;如果P1.1=1,跳转到LOOP2，
LOOP1:
CLRF0
MOV30H,R0
MOV31H,R1;装载初值
SETBP3.0;关闭LED1
LCALLDISPLAY;显示
LOOP2:
JBP1.0,LOOP;如果P1.0=1，跳回LOOP，否则继续执行
LOOP3:
LCALLDISPLAY;刷新显示
LCALLDELAY1S;延时1s
LCALLADJUST2;调整计时器寄存器
JBF0,LOOP4
LJMPLOOP3
LOOP4:
CLRP3.0;LED闪烁程序
LCALLDELAY100MS
SETBP3.0
LCALLDELAY100MS
JBP1.1,LOOP4
LJMPLOOP1
DISPLAY:
;显示子程序
MOVA,30H
MOVDPTR,#TABLE
MOVCA,@A+DPTR
MOVDPTR,#D1ADD
MOVX@DPTR,A
MOVA,31H
MOVDPTR,#TABLE
MOVCA,@A+DPTR
MOVDPTR,#D10ADD
MOVX@DPTR,A
RET
ADJUST2:
DEC30H
MOVA,30H
CJNEA,#-1,GOTORET
MOV30H,#9
DEC31H
MOVA,31H
CJNEA,#-1,GOTORET
SETBF0
RET
GOTORET:
RET
DELAY1S:
MOVR7,#10
DL2:
MOVR6,#200
DL1:
MOVR5,#250
DJNZR5,$
DJNZR6,DL1
DJNZR7,DL2
RET
DELAY100MS:
MOVR7,#200
DL:
MOVR6,#248
DJNZR6,$
NOP
DJNZR7,DL
RET
TABLE:
DB0C0H,0f9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H
D1ADDEQU0FE00H;U3的锁存地址
D10ADDEQU0FD00H
END
5、电路图
6、仿真结果
当KEY_LOAD按钮按下时加载
倒计时初值（如：
10s），当按下KEY_START按钮时，开始倒计时，每过1s，计时器减1，
直到减到“00”为止。
减到“00”时使P3.0引脚上的LED按10Hz频率进行闪烁，直到再次
按下KEY_LOAD按钮才重新加载初值，并熄灭LED。
再次按下KEY_START按钮又一次开始倒计时，如此反复。
实验四矩阵键盘扫描实验自我完成实验
1、实验要求
D1～D8八个发光二极管构成彩色旋转灯，D9～D13为档位指示灯，一档旋转速度最慢（周期1s，D13亮），二档较快（周期0.8s，D12亮），三档更快（周期0.6s，D11亮），四档再快（周期0.4s，D10亮），五档最快（周期0.2s，D10亮）。
四个按键KEY0-KEY1于设定旋转方向为顺时针旋转或者逆时针旋转，KEY2-KEY3用于增快或则减慢旋转速度。
2、编程思路
按键扫描的方式可以采用前面示例程序中的方法：
线反转法或行扫描法。
可以用汇编语言
实现，也可以用C语言实现。
建议如前面示例所示，汇编采用行扫描法，C语言用线反法。
程序控制流程是：
首先初始化设置默认运行参数，然后读取按键，识别键码，并根据键码
的不同执行运行参数调整，最后根据当前的运行参数执行发光二极管D1-D8的轮流旋转。
速度的控制通过控制调用延时程序的次数来决定，假设延时程序的延时长度为5ms。
延时
程序可以按如下方式实现（假设晶振频率为12MHz）：
voiddelays（）
{
uchart,ms;
ms=5;//延时5ms
while（ms--）for（t=0;t<120;t++）;
}
或者采用内嵌汇编来实现：
voiddelays（）
{
#pragmaasm
MOVR2,#50//;5ms延时程序
DL1:
MOVR1,#48
DL2:
DJNZR1,DL2//;内循环100us
NOP
DJNZR2,DL1//;中循环10ms
#pragmaendasm
}
旋转彩灯线反转法C语言程序控制流程图
（1）主控流程图
（2）键盘扫描子程序Keyscan流程图
旋转彩灯行扫描法汇编控制流程图
3、实验步骤
①根据上述实验内容，参考1.2.2，在Proteus环境下建立图3.11所示原理图，并将其
保存为keyscan_self.DSN文件。
②根据
（2）和（3）编写控制源程序，将其保存为keyscan_self.asm或keyscan_self.c。
③将源程序添加到U1中，并构造（build）该程序。
④执行仿真过程观察秒表程序功能是否正确。
4、源程序
#include"reg52.h"
#include"intrins.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
sbitg0=P0^4;
ucharcodeT_TABLE[]={200,160,120,80,40};//周期值表
ucharcodekey_code[]={0x22,0x12,0x21,0x11};
voiddelay（）//延时5ms
{
uchart,ms;
ms=5;
while（ms--）
for（t=0;t<120;t++）;
}
voidmain（）
{
intaa=0xfe;
uintdir=1;
uintspeed=0;
inttemp,temp2,keycode;
intj,key;
g0=0;
while
（1）
{
P3=0x30;
temp=P3;
if（（temp&0x30）!
=0x30）//按键检测
{
delay（）;
delay（）;
P3=0x30;
temp=P3;
if（（temp&0x30）!
=0x30）
{
P3=0x03;
temp2=P3;
keycode=temp|temp2;
for（j=0;j<4;j++）
{
if（keycode==key_code[j]）
{
key=j;
}
}
if（key==0）dir=1;//正转
if（key==1）dir=0;//反转
if（key==2）
{
speed++;
if（speed==5）speed=4;//换档
}
if（key==3）
{
if（speed==0）speed++;//换档
speed--;
}
switch（speed）
{
case0:
P0=0xef;break;
case1:
P0=0xf7;break;
case2:
P0=0xfb;break;
case3:
P0=0xfd;break;
case4:
P0=0xfe;break;
default:
break;
}
P3=0x03;
while（!
（P3==0x03））;
}
}
if（dir==1）//正转时执行
{
P1=aa;
for（j=0;jdelay（）;
aa=_crol_（aa,1）;//左移
}
if（dir==0）//反转时执行
{
P1=aa;
for（j=0;jdelay（）;
aa=_cror_（aa,1）;//右移
}
}
}
5、电路图：
6、仿真结果：
D1～D8八个发光二极管构成彩色旋转灯，D9～D13为档位指示灯，一档旋转速度最慢，二档较快，三档更快，四档再快，五档最快。
四个按键KEY0-KEY1于设定旋转方向为顺时针旋转或者逆时针旋转，KEY2-KEY3用于增快或则减慢旋转速度。
实验五定时器计数器实验自我完成实验
1、实验要求
用NE555构成的脉冲信号发生器,右边是用定时/计数器0和定时/计数器1构成的频率计。
为了检验频率计量是否准确，用Proteus的虚拟频率计来进行测量脉冲信号频率进行比对。
7SEG1-7SEG6用于频率计百分位、十分位、个位、十位、百位、千位的显示，
单位为Hz。
要求单片机上电运行后作为频率计将一直运行，改变脉冲发生器所产生的脉冲
频率，则频率计的显示将跟随变化。
2、编程思路
定时/计数器0工作在定时器模式方式1（16位），定时/计数器1工作在计数器模式方
式2（8位自动重装初值）。
定时/计数器1计数200个脉冲后（每计数200个脉冲产生一次中断）统计这200个脉
冲总的时间长度，计算出平均每个周期的时间长度。
200个脉冲所用时间长度的测量是靠定时/计数器0来实现的，定时/计数器0的初值为
0。
当定时/计数器1产生中断时，读出定时/计数器0当前计数器值，再加上在定时/计数器0中断中累积的值即可得到。
3、实验步骤
①根据上述实验内容，参考1.2.2，在Proteus环境下建立图3.11所示原理图，并将其保存为frequencycounter.DSN文件。
②根据
（2）和（3）编写控制源程序，将其保存为frequencycounter.c。
③运行KeiluVision2开发环境，按照1.1.3节介绍的方法建立工程
frequencycounter.uV2，CPU为AT89C51，包含启动文件STARTUP.A51。
④按照1.2.2第（6）节介绍的方法将C语言源程序frequencycounter.c加入工程
frequencycounter.uV2，并设置工程frequencycounter.uV2属性，将其晶振频率设置
为12MHz，选择输出可执行文件，仿真方式为选择硬仿真，并选择其中的“PROTEUSVSM
MONITOR51DRIVER”仿真器。
⑤构造（Build）工程frequencycounter.uV2。
如果输入有误进行修改，直至构造正确，
生成可执行程序frequencycounter.hex为止。
⑥为AT89C51设置可执行程序frequencycounter.hex。
⑦运行程序，观察数码管的显示与虚拟频率计是否一致。
⑧改变RV2的值，继续观察频率测量结果，观察数码管的显示与虚拟频率计是否一致。
4、源程序
#include"reg52.h"
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
ucharcodeled_table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};
ucharxdatada001_at_0xfe00;
ucharxdatada01_at_0xfd00;
ucharxdatada1_at_0xfb00;
ucharxdatada10_at_0xf700;
ucharxdatada100_at_0xef00;
ucharxdatada1k_at_0xdf00;
uchardv001,dv01,dv1,dv10,dv100,dv1k;
longsumtime=0;//总时间
floatfrequency,ptime;//分别为频率，单周期时间
uinttimer0H;
uinttimer0L;
voids_timer0（）interrupt1
{
EA=0;
sumtime=sumtime+65536;
TH0=timer0H;
TL0=timer0L;
EA=1;
}
voids_timer1（）interrupt3
{
EA=0;
sumtime=sumtime+TH0*256+TL0;
TH0=timer0H;
TL0=timer0L;
ptime=（float）sumtime/200;
sumtime=0;
frequency=（float）1000000/ptime;
dv1k=（uchar）（frequency/1000）;
frequency=frequency-dv1k*1000;
dv100=（uchar）（frequency/100）;
frequency=frequency-dv100*100;
dv10=（uchar）（frequency/10）;
frequency=frequency-dv10*10;
dv1=（uchar）frequency;
frequency=frequency-dv1;
frequency=frequency*10;
dv01=（uchar）frequency;
frequency=frequency-dv01;
frequency=frequency*10;
dv001=（uchar）frequency;
da001=led_table[dv001];
da01=led_table[dv01];
da1=led_table[dv1];
da10=led_table[dv10];
da100=led_table[dv100];
da1k=led_table[dv1k];
EA=1;
}
voidmain（）
{
TMOD=0X61;//T1计数器，方式2，T0定时器，方式1
timer0H=0;//T0定时器初值
timer0L=0;
TH1=TL1=56;//T1计数器初值256-200=56
EA=1;//开总中断
ET0=1;//开定时器0中断
TR0=1;//启动定时器0
ET1=1;//开启T1中断
TR1=1;//开启T1
while
（1）;
}
5、电路图
6、仿真结果
频率计显示的与脉冲发生器的频率基本一致。
实
升级会员 