微机原理实训指导书.docx

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微机原理实训指导书

《单片机编程实训》指导书

系别：

机电工程系

适用班级：

楼宇081

系主任：

李鸣

教研室主任：

常晓玲

指导教师:

王芳楷、毛诗柱

实训时间：

2010年９月

广东轻工职业技术学院机电工程系

电气教研室

《微机原理实训》任务书

1．课程设计的目的

（1）掌握KeiluVision2集成开发环境的使用方法

（2）巩固和加深“单片机原理及应用”课程中所学的理论知识和实验能力，基本掌握单片机应用电路的一般设计方法，提高电子电路的设计和实验能力，为以后从事生产和科研工作打下一定的基础。

2.课程设计内容

根据时间安排，两周的实训主要通过以下两个阶段进行:

一基本实验

（1）单灯受控闪烁

（2）P1口外接8只LED发光二极管模拟彩灯

（3）电子琴实验，主要掌握定时器和键盘扫描的工作方法和编程

（4）串转并的I/O口实验，掌握串转并的I/O口扩展方法，为第五个实验服务。

（5）8

8LED扫描输出实验，利用单片机的I/O口进行LED点阵的扫描显示

二课程设计

LCD液晶显示模块显示图形和汉字设计

要求：

将学生自己的学校、系别、班级在ZY12864D图型点阵液晶上显示出来

　　　　1．熟悉ZY12864D图型点阵液晶的工作原理及指令系统，了解图型液晶和单片机接口电路的设计，画出原理图

2．了解汉字和数字字库字模的提出方法，以及字模的存储方法。

3．完成设计报告：

编写相应功能程序，包括软件流程图，并附程序清单，和电路原理图

3．实训要求

1）提前预习实验内容，熟悉KeiluVision2集成开发环境和Proteus仿真软件的使用。

2）编写实验程序，按指导书要求进行仿真。

3）完成课程设计报告的书写。

4.课程设计报告要求

（1）画出程序设计框图及硬件实验连接图。

（2）写出程序清单，并给关键语句添加注释。

（3）记录设计过程中观察到的结果、发现的问题的解决办法。

5课程设计考核办法

（1）设计报告条理清楚、内容充实、线路图清晰、准确（30%）

（2）程序语句注释正确、实验结果准确（20%）

（3）考核答辩（30%）

（4）爱护实验设备、遵守纪律、学习态度（20%）

6．具体安排

1）每三人或四人一个小组，共同完成编程和调试。

2）第1周主要熟悉实训设备,参考例程,掌握基本的编程和调试方法.

3）第2周按给定的题目进行设计,要求课余时间编程和完成设计报告

附录一　基本实验指导

（一）闪烁的发光管

1.实验目的：

熟悉mcs-51单片机的内部结构，掌握mcs-51单片机各组成部分的功能和特点。

2.实验设备及条件：

IBMPC机一台,DP-51PRO单片机综合仿真实验仪一台,频率计一台.

3.实验内容

单片机上电工作时，8个灯闪烁（由亮变为灭，或由灭变为亮）。

4.硬件电路与工作原理

从图上可以看出，当P1.0～P1.7中某个引脚输出低电平时，则发光二极管上有电流流过，发光二极管发光，否则，当对应引脚为高电平时，发光二极管上无电流流过，发光二极管熄灭。

5.实验参考程序

Org0000h

LOOP：

SETBP1.0　　　　；（１）

　　　　LCALLDELAY　　；（２）

　　　　CLRP1.0　　　　；（３）

　　　　LCALLDELAY　　；（４）

　　　　AJMPLOOP　　　；（５）

；以下子程序

DELAY：

MOVR7，#250　　；（６）

D1：

MOVR6，#250　　　；（７）

D2：

DJNZR6，D2　　　；（８）

　　DJNZR7，D1　　　　；（９）

　　RET　　　　　　　　；（１０）

　　END　　　　　　　　；（１１）

（二）P1口外接8只发光二极管模拟彩灯

1、实验目的：

掌握MCS-51单片机的数据传送指令的功能及MCS-51单片机的寻址方式。

2、实验设备及其条件：

IBMPC机一台,DP-51PRO单片机综合仿真实验仪一台,频率计一台。

3、实验内容：

利用P1口外接的8只LED发光二极管模拟彩灯。

常见的彩灯模式有：

流水式彩灯、追逐式彩灯、累积式彩灯、开幕式与闭幕式彩灯以及将上述模式组合而成的复合式彩灯。

大多数的彩灯都是采用单片机控制的，简单的彩灯单片机的控制程序也较为简单，复杂的彩灯单片机控制程序也较为复杂。

4、实验电路和工作原理

当P1.0~P1.7中的某端口为低电平时，对应的发光二极管亮，为高电平灭。

我们只要控制P1口各位的电平状态，就可以控制8只LED的亮与灭。

例如使（P1）=B=55H，D7、D5、D3、D14只LED亮，D6、D4、D2、D04只LED灭，从效果上看亮与灭是相间隔的；反之，使（P1）=B=AAH，则另外4只LED亮，若反复以一定时间间隔不断从P1口轮流输出55H和AAH，则P1口上8只LED会呈现流水彩灯的效果。

5、实验程序

1）将立即数送P1口的程序

ORG0000H；定义程序从程序存贮器0000H单元开始存放

LOOP：

MOVP1，#55H；立即数55H送P1口，4只LED亮

SJMPLOOP；原地踏步

END；程序结束

2）通过累加器A控制P1口的程序

ORG0000H

LOOP：

MOVA，#0AAH；将立即数AAH送累加器A

MOVP1，A；累加器A中的数送P1端口

SJMPLOOP；转移到LOOP

END

3）流水式彩灯程序

开始

55H送P1口

延时0.3秒

AAH送P1口

延时0.3秒

流水式彩灯程序流程图

ORG0000H

LOOP：

MOVP1,#55H

；将立即数55H送P1端口

LCALLTIME；调延时子程序TIME

MOVP1,#0AAH

；将立即数AAH送P1端口

LCALLTIME；调延时子程序TIME

SJMPLOOP；转移到LOOP

TIME：

MOVR6,#200；延时子程序TIME

TIME1：

MOVR7,#200

TIME2：

NOP

NOP

NOP

DJNZR7,TIME2

DJNZR6,TIME1

RET

END

4）开幕式与闭幕式彩灯程序

ORG0000H

LJMPMAIN；跳转到主程序

ORG0030H

MAIN：

MOVR0,#8；R0送循环次数8

MOVDPTR,#TAB；给数据指针赋值

LOOP：

MOVA,#00H；

MOVCA,@A+DPTR

MOVP1,A

LCALLTIME

INCDPL

DJNZR0,LOOP

SJMPMAIN

TIME：

MOVR6,#200

TIME1：

MOVR7,#200

TIME2：

NOP

NOP

NOP

DJNZR7,TIME2

DJNZR6,TIME1

RET

TAB：

DB81H,0C3H,0E7H,0FFH,18H,3CH,7EH,0FFH

END

（三）电子琴实验

1、实验目的

利用实验仪上提供的K1-K7作为电子琴按键,控制蜂鸣器发声,使用户了解计算机的发声原理,熟悉定时器和键盘扫描电路的工作原理和编程方法。

2、实验设备及条件

IBMPC机一台,DP-51PRO单片机综合仿真实验仪一台,频率计一台.

3、实验内容

1）编写一段程序,用p3.3口控制（输出7种音阶标称频率的方波）,使D4区的蜂鸣器发出不同的音调.程序检测按键的状态,当某一键按下时蜂鸣器发出对应的音调.

2）按照歌曲的音调,使用D1区的按键K1-K7,弹奏一首简单的音乐.

4、实验步骤

1）用导线将A2区J58接口P3.3口（INT1）和D4区的J8接口相连,然后将D1区的J53接口和A2区的J61接口一一对应相连.

2）编写按键的动态键盘扫描程序,根据不同音阶的频率编写蜂鸣器的音调控制程序,然后完成电子琴的主程序设计.

3）调试编写好的程序,使用频率计校准音阶的频率,然后使用键盘演奏一段好听的音乐.

5、实验参考程序

BUZZEQUP3.3；端口定义

ORG8000H

LJMPMAIN

ORG800BH

LJMPINT_T0

ORG8100H

MAIN：

MOVSP,#60H；初始化堆栈指针

MOVP1,#0FFH；设置P1口为输入模式

MOVTMOD,#01H；设置定时器0为工作模式

SETBET0；开定时器0中断

SETBEA；开总中断

CLRTR0；关闭定时器

START：

MOVR0,P1

CJNER0,#0FFH,KEY1；键盘扫描

CLRTR0

SJMPSTART

KEY1：

CJNER0,#0FEH,KEY2；K1键按下

MOV30H,#0FBH；设置音阶1

MOV31H,#0E9H

LJMPSET_TIMER

KEY2：

CJNER0,#0FDH,KEY3；K2键按下

MOV30H,#0FCH；设置音阶2

MOV31H,#5CH

LJMPSET_TIMER

KEY3：

CJNER0,#0FBH,KEY4；K3键按下

MOV30H,#0FCH；设置音阶3

MOV31H,#0C1H

LJMPSET_TIMER

KEY4：

CJNER0,#0F7H,KEY5；K4键按下

MOV30H,#0FCH；设置音阶4

MOV31H,#0EFH

LJMPSET_TIMER

KEY5：

CJNER0,#0EFH,KEY6；K5键按下

MOV30H,#0FDH；设置音阶5

MOV31H,#045FH

LJMPSET_TIMER

KEY6：

CJNER0,#0DFH,KEY7；K6键按下

MOV30H,#0FDH；设置音阶6

MOV31H,#092H

LJMPSET_TIMER

KEY7：

CJNER0,#0BFH,NOKEY；K1键按下

MOV30H,#0FDH；设置音阶1

MOV31H,#0D6H

SET_TIMER：

SETBTR0；发声

SJMPSTART

NOKEY：

CLRTR0；无键按下

SJMPSTART

INT_T0：

MOVTH0,30H；定时器赋初值

MOVTL0,31H

CPLBUZZ；输出方波

RETI

；

END

（四）串转并的I/O实验

1、实验目的

熟悉并掌握串转并的I/O扩展方法.

2、实验设备及器件

IBMPC机一台,DP-51PRO单片机综合仿真实验仪一台

3、实验内容

1）编写程序,通过单片机的P1口控制74HC164的串口实现串并转换.

2）验证串转并转换数据的正确性.

4、实验要求

熟悉串转并转换芯片的工作原理,学会使用串转并转换芯片扩展单片机的I/O口资源.

5、实验步骤

1）短接C5区JP10接口,将C5区J43接口与A2区J61接口的P10-P13对应相连,.

2）运行编写好的软件程序,完成一次串并转换.

3）使用C2区的逻辑笔或D1区的J52接口（LED）指示灯测试并行输出数据Q0-Q7数据的正确性.

6、实验预习要求

认真阅读本实验内容,提前作好准备工作。

7．实验参考程序

CLKEQUP1.0

DINAEQUP1.1

DINBEQUP1.2

CLR164EQUP1.3

ORG8000H

LJMPMAIN

ORG8100H

MAIN：

MOVSP,#60H；设置堆栈指针

NOP；设置以下端口的初始状态

CLRCLK；CLK=0

SETBDINB；DINB=1

CLRCLR164；CLR=0输出端口清零

SETBCLR164；CLR=1

MOVA,#0AAH；用户数据初始化

MOVR4,#08H

SLCHG：

RLCA

MOVDINA,C；串行输出一位数据

SETBCLK；置位时钟

NOP

CLRCLK

NOP

DJNZR4,SLCHG

SJMP$；程序结束完成一次串并转换

;

END

（五）8

8LED扫描输出实验

1、实目的

学会利用单片机的I/O口进行LED点阵的扫描显示，掌握综合应用程序的设计与分析方法，掌握运用开发系统调试应用程序的基本方法。

2、实验设备

IBMPC机一台、DP-51PRO单片机综合仿真实验仪一台。

3、实验原理

1）8×8LED点阵简介

8×8LED点阵的外观及引脚图如图1所示，其等效电路图如图2所示。

图2中只要各LED处于正偏（Y方向为1，X方向为0），则对应的LED发光。

如Y7（0）=1，X7（H）=0时，则其对应的右下角的LED会发光。

各LED还需接上限流电阻，实际应用时，限流电阻即可接在X轴，也可接在Y轴。

8x8点阵的外观及引脚

8X8点阵的硬件电路

２）集成移位寄存器（74LS164）原理

移位寄存器是暂时记忆数据的“寄存器”，其特征是具有将数据向左或向右移动的功能。

移位寄存器有各种形式。

按存数据的位数有4位、8位等，按“输入/输出数据”形式有“串入/串出”、“串入/并出”、“并入/串出”、“并入/并入”等。

图4.6.3（a）是串行输入/并行（串行）输出移位寄存器74LS164的管脚排列图。

其功能表见表4-9所示。

74LS164有两个串行数据DA、DB输入端，使用时一般把它们连在一起；

为清零输入端，低电平有效，当该端加入低电平时，寄存器输出Q0～Q7全为低电平。

在正常情况下，清零输入端接高电平，当CP信号上升沿到来时，数据右移一位；Q0～Q7为并行数据输出端，同时Q7端也是串行数据输出端，对于串行输入的数据，最先输入的从Q7输出，最后进入的从Q0输出。

CP为移位脉冲。

图4.6.3常用移位寄存器管脚排列图

表4-974LS164的真值表

输入

输出

CPDADB

Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7

0XXX

00000000

10XX

Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6Q7

1↑11

1Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6

1↑0X

0Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6

1↑X0

0Q0Q1Q2Q3Q4Q5Q6

３）．实验内容

编写一段程序，用p1口控制扫描，用C5区的74HC164控制显示输出，使C区的8X8LED显示一个“

”。

4、实验要求

学会使用单片机对LED点阵进行扫描显示。

5、实验步骤

1）使用导线把A2区的J61接口与C3区的J46接口从P10-P17到LD-1~LD-8对应相连。

2）使用导线把C5区的J97接口与C3区的J47接口从Q0~Q7到LD-A~LD-H对应相连。

3）使用导线把A2区的J58接口与C5区的J43接口从INT0到CLK，从INT1到DINA，从T0到DINB，从T1到CLR对应相连，另外再短接C5区JP10和C3区JP2。

4）参考实验7编写一段从74HC164输出8位数据的程序。

5）再编写一个完整的LED点阵扫描程序，显示“

”。

6、实验预习要求。

理解硬件结构，先编写好程序，然后在KeilC51环境下进行软件仿真。

7、实验参考程序

CLKEQUP3.2

DINAEQUP3.3

DINBEQUP3.4

CLEAREQUP3.5

ORG8000H

AJMPMAIN

ORG8100H

MAIN：

MOVSP,#70H；设置堆栈指针

MOV50H,#07EH；设置发送的列数据

MOV51H,#0BDH

MOV52H,#0DBH

MOV53H,#0E7H

MOV54H,#0E7H

MOV55H,#0DBH

MOV56H,#0BDH

MOV57H,#07EH

CLRCLEAR；初始化I/O口

SETBCLK

SETBDINA

SETBDINB

SETBCLEAR

MAINLOOP：

MOVR6,#8H；设置扫描次数

MOVDPTR,#09000H；读取扫描端口数据

MOVR1,#50H；指定列数据指针

FLASHCY:

MOVA,@R1；读取列数据

MOVR0,A

INCR1；列数据指针加1

CLRA

MOVCA,@A+DPTR；读取扫描端口数据

MOVP1,0FFH

LCALLSENDTO；发送列数据

MOVP1,A

INCDPTR

LCALLDELAY

DJNZR6,FLASHCY

SJMPMAINLOOP

SENDTO：

；发送数据程序

PUSHACC

CLRCLK

SENDTIME：

MOVR7,#08H

MOVA,R0

CLRC

SENDCY：

RRCA

MOVDINA,C

SETBCLK

CLRCLK

DJNZR7,SENDCY

POPACC

RET

DELAY：

MOVR7,#01

DELAY0：

MOVR4,#17

DELAY1：

MOVR3,#28

DJNZR3,$

DJNZR4,DELAY1

DJNZR7,DELAY0

RET

ORG09000H

DB0FEH,OFDH,OFBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH

;

END

8、根据参考例程，编写循环显示“广东轻工业职业技术学院”的程序。

附件２：

LCD液晶显示模块显示图形和汉字设计指导书

一、概述

TG12864B是一种图形点阵液晶显示器，它主要由行驱动器/列驱动器及128×64全点阵液晶

显示器组成。

可完成图形显示,也可以8×4个（16×16点阵）汉字。

主要技术参数和性能：

1.电源：

VDD：

+2.7~+5V;模块内自带-10V负压，用于LCD的驱动电压。

2.显示内容：

128（列）×64（行）点

3.全屏幕点阵

4.七种指令

5.与CPU接口采用8位数据总线并行输入输出和8条控制线

6.占空比1/64

7.工作温度：

-10℃~+60℃，储存温度：

-20℃~+70℃,可选择宽温：

-20℃~+70℃（工作温度）；

二、外形尺寸图

三、模块主要硬件构成说明

IC3为行驱动器，IC1，IC为列驱动器。

IC1，IC2，IC3含有如下主要功能器件。

了解如下器件有利于对LCD模块之编程。

1.指令寄存器（IR）

IR是用来寄存指令码，与数据寄存器寄存数据相对应。

当D/I=1时，在E信号下降沿的作用下，指令码写入IR。

2.数据寄存器

DR是用来寄存数据的，与指令寄存器寄存指令相对应。

当D/I=1时，在E信号的下降沿的作用下，图形显示数据写入DR，或在E信号高电平作用下由DR读到DB7~DB0数据总线。

DR和DDRAM之间的数据传输是模块内部自动执行的。

3.忙标志:

BF

BF标志提供内部工作情况。

BF=1表示模块在进行内部操作，此时模块不接受外部指令和数据。

BF=0时，模块为准备状态，随时可接受外部指令和数据。

利用STATUSREAD指令，可以将BF读到DB7总线，从而检验模块之工作状态。

4.显示控制触发器DFF

此触发器是用于模块屏幕显示开和关的控制。

DFF=1为开显示（DISPLAYON），DDRAM的

内容就显示在屏幕上，DDF=0为关显示（DISPLAYOFF）。

DDF的状态是指令DISPLAYON/OFF和RST信号控制的。

5.XY地址计数器

XY地址计数器是一个9位数计数器。

高三位是X地址计数器，低6位为Y地址计数器，XY

地址计数器实际上是作为DDRAM的地址指针，X地址计数器为DDRAM的页指针，Y地址计数器为DDRAM的Y地址指针。

X地址计数器是没有记数功能的，只能用指令设置。

Y地址计数器具有循环记数功能，各显示数据写入后，Y地址自动加1，Y地址指针从0到63。

6.显示数据RAM（DDRAM）

DDRAM是储存图形显示数据的。

数据为1表示显示选择，数据为0表示显示非选择。

DDRAM

与地址和显示位置的关系见DDRAM地址表（见第页）。

7.Z地址计数器

Z地址计数器是一个6位计数器，此计数器具有循环记数功能，它是用于显示行扫描同步。

当一行扫描完成，此地址计数器自动加1，指向下一行扫描数据，RST复位后Z地址计数器为0。

Z地址计数器可以用指令DISPLAYSTARTLINE预置。

因此，显示屏幕的起始行就由此指令控制，即DDTAM的数据从哪一行开始显示在屏幕的第一行。

此模块的DDRAM共64行，屏幕可以循环滚动显示64行。

四、模块的外部接口

五.指令说明

指令表

1.显示开关控制（DISPLAYON/OFF）

代码R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0

形式000011111D

D=1:

开显示（DISPLAYON）意即显示器可以进行各种显示操作

D=0:

关显示（DISPLAYOFF）意即不能对显示器进行各种显示操作

2.设置显示起始行（DISPLAYSTARTLINE）

代码R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0

形式0011A5A4A3A2A1A0

前面在Z地址计数器一节已经描述了显示起始行是由Z地址计数器控制的.A5-A06位地址自动送入Z地址计数器.起始行的地址可以是0-63的任意一行。

例如:

选择A5-A0是62,则起始行与DDRAM行的对应关系如下:

DDRAM行:

62630123┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉2829

屏幕显示行:

123456┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉┉3132

3.设置页地址（SETPAGE“XADDRESS”）

代码R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0

形式0010111A2A1A0

所谓页地址就是DDRAM的行地址,8行为一页,模块共64行即8页,A2~A0表示0~7页.读写地址对数据没有影响,页地址由本指令或RST信号改变复位后页地址为0.页地址与DDRAM的对应关系见DDRAM地址表.

4.设置Y地址（SETYADDRESS）

代码R/WD/IDB7DB6DB5DB4DB3DB2DB1DB0

形式0001A5A4A3A2A1A0

此指令的作用是将A5~A0送入Y地址计数器,作为DDRAM的Y地址指针.在对DDRAM进

行读写操作后,