中南大学信息科学与工程学院微控制器技术实验报告.docx
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中南大学信息科学与工程学院微控制器技术实验报告
微控制器技术实验报告
专业班级：
学号：
姓名：
指导老师：
目录
1、实验目的及要求………………………………………………………1
2、实验基本内容…………………………………………………………1
三、实验设备………………………………………………………………3
四、实验设计思想和结果分析………………………………………………6
4.1清零程序与拆字程序设计……………………………………………6
4.2拼字程序与数据传送程序……………………………………………7
4.3排序程序与散转程序…………………………………………………10
4.4数字量输入输出实验…………………………………………………15
4.5定时器/计数器实验…………………………………………………17
4.6A/D、D/A转换实验……………………………………………………20
4.7串行通讯实验…………………………………………………………25
五、结束语…………………………………………………………………29
一、实验目的及要求：
1.熟练掌握KeilC51集成开发工具的操作及调试程序的方法，包括：
仿真调试与脱机运行间的切换方法；
2.熟练使用SST89C554RC单片机核心板及I/O扩展实验系统；
3.熟练掌握在KeilC51与Proteus仿真软件虚拟联机环境下，基于51单片机控制器数字接口电路的硬件、软件设计与功能调试；
4.完成MCS51单片机指令系统软件编程设计和硬件接口功能设计题；
二、基本实验内容（SST89E554RC单片机实现）
实验一 清零程序与拆字程序设计
根据实验指导书之“第二章单片机原理实验”（P17~P23页）内容，熟悉实验环境及方法，完成思考题1、2（P23）基础实验项目。
实验二 拼字程序与数据传送程序设计
汇编语言完成实验指导书P24思考题3、4题的基础实验项目。
实验三 排序程序与散转程序设计
汇编语言完成实验指导书P24思考题5、6题的基础实验项目。
实验四 数字量输入输出实验
基本部分：
阅读、验证C语言程序功能。
使用汇编语言编程，完成实验指导书之“3.1数字量输入输出实验”基本实验项目（P36），。
提高部分：
（任选一题）
题目一：
LED交通灯控制（使用8255接口芯片）
要求：
使用汇编语言编程，功能为：
通过开关实现LED灯工作方式即时控制，完成LED交通灯的开关控制显示功能和LED交通灯自动循环显示功能。
题目二：
LED灯控制（使用8255接口芯片）
要求：
使用汇编语言编程，功能为：
通过KK1实现LED灯工作方式即时控制，完成LED开关控制显示和LED灯左循环、右循环、间隔闪烁功能。
题目三：
键盘扫描与数码管显示设计
要求：
阅读、验证P69上的C语言参考程序功能。
用汇编语言完成编程与功能调试。
实验五 定时器/计数器实验
基本部分：
阅读、验证C语言程序功能。
使用汇编语言编程，完成实验指导书之“3.3定时/计数器实验”基本实验项目（P40）。
提高部分：
（任选一题完成）
题目一：
定时器控制LED灯
要求：
由单片机内部定时器1，按方式1工作，即作为16位定时器使用每0.05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。
编写程序模拟时序控制装置。
开机后第一秒钟L1，L3亮，第二秒钟L2，L4亮，第三秒钟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LED灯全亮，第八秒钟全灭，以后又从头开始，L1，L3亮，然后L2，L4亮……一直循环下去。
题目二：
计数器实验
要求：
单片机内部定时计数器，按计数器模式和方式1工作，对P3.4（T0）引脚进行计数。
使用T1作定时器，50ms中断一次，看T0内每0.50来了多少脉冲，将其数值按二进制在LED灯上显示出来，5秒后再次测试。
题目三：
急救车与交通灯（外部中断实验）
要求：
完成交通灯基本功能基础上，当有急救车到达时，两向交通信号为全红，以便让急救车通过。
假定急救车通过路口时间为10秒，急救车通过后，交通灯恢复中断前状态。
本实验题以按键为中断申请，表示有急救车通过。
实验六 Ａ/Ｄ、Ｄ/Ａ转换实验
基本部分：
阅读、验证C语言程序功能。
使用汇编语言编程，完成实验指导书之“4.3A/D转换实验”项目（P64）和“4.4D/A转换实验”项目（P67）。
提高部分：
（要求：
Proteus环境下完成）
小键盘给定（并显示工作状态），选择信号源输出波形类型（D/A转换方式），经过A/D采样后，将采样数据用LED灯，显示当前模拟信号值大小及变化状态。
实验七 串行通讯实验
基本部分：
阅读、调试C语言程序功能。
使用汇编语言编程，完成实验指导书之“3.7串口通讯实验”项目。
（要求：
实验仪器上完成）
提高部分：
（要求：
Proteus环境下完成）
题目一：
利用单片机实验系统，实现与PC机通讯。
功能要求：
将从实验系统键盘上键入的数字，字母显示到PC机显示器上，将PC机键盘输入的字符（0-F）显示到单片机实验系统的数码管上。
题目二：
进行实验六、实验七实验内容综合。
三、实验设备
软件设备：
KEILuv2，PROTEUS7.4
硬件设备：
PC机，TD-51系统板（包括SST89E554RC单片机一片、串行通信线、接口等）
1、TD-51系统板
系统构成
TD-51系统板为开放的最小单片机系统，采用具有在系统可编程和在应用可编程技术的增强型51单片机，单片机内置仿真程序，可以实现调试、仿真功能，配合TD系列微机接口教学实验平台可开展单片机原理及应用的实验教学。
系统功能特点
1.取代硬件仿真器的增强型单型
系统采用具有在系统可编程（ISP）和在应用可编程（IAP）技术的增强型51单片机，单片机内置仿真程序，完全取代传统的硬件仿真器和编程器。
这种先进的单片机将仿真系统和应用系统合二为一，大大降低了应用开发成本，极大地提高了研发效率。
把单片机的仿真开发和应用设计提高到一个崭新的技术领域。
2.先进的集成开发调试调
使用业界著名的KeilC51集成开发环境作为实验设计、调试的工具。
KeilC51提供了强大的调试功能，可单步、断点、全速运行程序，可观察寄存器区、ROM变量区、RAM变量区等的内容。
支持汇编语言和C语言的源语言调试。
3.灵活的组合组
采用开放的系统板结构，可以灵活地配合各型号接口实验平台开展单片机的应用教学。
4.丰富的实验内容
提供了丰富的原理及接口应用实验。
配合接口实验平台可完成数字量输入/输出、中断、定时器/计数器、看门狗、低功耗、PCA、串口通讯、静态存储器、FLASH、A/D、D/A、键盘及数码显示、电子音响、点阵LED、LCD、步进电机、直流电机、温度控制等实验内容。
2、SST89E554RC简介
TD-51系统板上提供了一片SST89E554RC，该器件是SST公司推出的8位微控制器FlashFlex51家族中的一员，具有如下特征：
·\u19982X8051兼容，嵌入SuperFlash存储器
－软件完全兼容
－开发工具兼容
－引脚全兼容
·\u24037X作电压5V，工作时钟0～40MHz
·1Kbyte内部RAM
·\u20004X块SuperFlashEEPROM，主块32Kbyte，从块8Kbyte，扇区为128Byte
·\u26377X三个高电流驱动端口（每个16mA）
·\u19977X个16位的定时器/计数器
·\u20840X双工、增强型UART
－帧错误检测
－自动地址识别
·\u20843X个中断源，四级优先级
·\u21487X编程看门狗定时器（WDT）
·\u21487X编程计数阵列（PCA）
·\u21452XDPTR寄存器
·\u20302XEMI模式（可禁止ALE）
·SPI串行接口
·\u26631X准每周期12个时钟，器件提供选项可使速度倍增，达到每周期6个时钟
·\u20302X功耗模式
－掉电模式，可由外部中断唤醒
－空闲模式
SST89E554RC的功能框图如图1-2-1所示，外部引脚如图1-2-2所示。
SST89E554RC的特殊功能寄存器如表1-2-1所列。
四、实验设计思想与结果分析
实验一到实验四为软件编程实验，需要熟练掌握KEILuv2编程工具的使用，通过编写程序实现实验要求。
实验四到实验八为硬件接口实验，需要利用TD-51系统板，通过KEILuv2编写好程序，下载到所给的SST89E554RC单片机中，按原理接好硬件接线图，完成实验要求。
实验一 清零程序与拆字程序设计
实验调试步骤及结果分析：
（1）编写好实验程序后，采用ISP模式调试。
（2）运行程序，使用Keil51模拟器中的虚拟存储器监视内容变化。
（访问片外存储器，用“X：
+地址”的格式）。
（3）在清零实验中。
用单步跳过的调试方式。
7000H-7FFFH中内容先被写入0FFH；然后全部清零。
（4）在拆子程序实验中，单步进入调试，先在7000H中，写入1FH，首先送低位0FH至7001H，然后送高位1H至7002H。
程序流程图：
清零程序流程图拆字程序流程图
程序清单：
清零程序：
程序如下：
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
MOVDPTR,#7000H;片内RAM首地址
MOVA,#01H;写入数据初值
MOVR6,#20H;循环变量
LOOP2:
MOVR7,#80H
LOOP1:
MOVX@DPTR,A;写数据到RAM
INCDPTR;地址加1
DJNZR7,LOOP1
DJNZR6,LOOP2
SJMP$
END
结果如下：
单步运行下，第一步为：
最后一步为：
8000h为0
拆字程序：
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
MOVDPTR,#7000H;
MOVA,#12H;
MOVX@DPTR,A;
RRA;
RRA;
RRA;
RRA;
ANLA,#0FH;高位送7001H低位
MOVDPTR,#7001H;
MOVX@DPTR,A;
MOVDPTR,#7000H;
MOVXA,@DPTR;
ANLA,#0FH;低位送7002H低位
MOVDPTR,#7002H;
MOVX@DPTR,A;
SJMP$;设置断点,观察实验结果中的内容
END
结果如下：
实验二 拼字程序与数据传送程序设计
实验步骤及结果分析：
（1）编写好实验程序后，采用ISP模式调试。
（2）拼字程序里，将两个字节内容分别存为12H，34H。
低位相拼，结果是24H。
（3）运行程序，使用Keil51模拟器中的虚拟存储器监视内容变化。
（访问片外存储器，用“X：
+地址”的格式）。
程序流程图：
拼字程序流程图数据传输程序流程图
程序清单：
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
MOVDPTR,#7000H;
MOVA,#01H;
MOVX@DPTR,A;
ANLA,#0FH;屏蔽高位
SWAPA;
MOVB,A;
MOVDPTR,#7001H;送7001H
MOVA,#0AH;
MOVX@DPTR,A;
ANLA,#0FH;
ORLA,B;拼送后送7002H
MOVDPTR,#7002H;
MOVX@DPTR,A;
SJMP$;设置断点,观察实验结果中的内容
END
结果如下：
数据传输程序
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
MOVR2,#70H;
MOVR3,#00H;源地址
MOVR4,#71H;
MOVR5,#00H;目的地址
MOVR6,#00H;
MOVR7,#07H;传送个数
MOVR1,#10H;
MOVR0,#07H;
MOVDPH,R2;
MOVDPL,R3;
MOVA,R1;
L0:
MOVX@DPTR,A;
INCDPTR;
DJNZR0,L0;赋值
L2:
MOVR7,#0FFH;
L1:
MOVDPH,R2;
MOVDPL,R3;
MOVXA,@DPTR;
INCDPTR;
MOVR2,DPH;
MOVR3,DPL;
MOVDPH,R4;
MOVDPL,R5;
MOVX@DPTR,A;
INCDPTR;
MOVR4,DPH;
MOVR5,DPL;
DJNZR7,L1;
DJNZR6,L2;
SJMP$
END
结果如下：
把7000h中的8个数据发给7100h中：
实验三 排序程序与散转程序设计
实验步骤及结果分析：
排序实验：
（1）编写实验程序，编译、链接无误后联机调试；
（2）为30H～39H赋初值，如：
在命令行中键入ECHARD:
30H＝9,11H,5,31H,20H,16H,1,1AH,3FH,8后回车，可将这10个数写入30H～39H中；
（3）将光标移到语句行命令，将程序运行到该行；
（4）查看存储器窗口中30H～39H中的内容，验证程序功能；
（5）重新为30H～39H单元赋值，反复运行实验程序，验证程序的正确性。
实验流程图
程序清单：
散转程序：
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0100H
MAIN：
MOVA,#01H
MOVR2,A
RLA
ADDA,R2
MOVDPTR,#PTAB
JMP@A+DPTR
PTAB:
LJMPPM0
LJMPPM1
LJMPPM2
LJMPPM3
PM0:
[程序体0]
PM1:
[程序体1]
PM2:
[程序体2]
PM3:
[程序体3]
SJMP$
END
冒泡排序子程序：
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
MOVR0,#10H;初始地址
MOVR7,#04H;外循环次数（参与比较的数的个数-1）
ACALLMAOP
SJMP$
MAOP:
L1:
MOVA,R0;赋给初始地址
MOVR1,A
INCR1;取第二个数的地址
MOVA,R7
MOVR6,A
L2:
MOVA,@R0
CLRC
SUBBA,@R1;两数进行比较
JCL3;前数小于后数则保持位置不变
MOVA,@R0;否则，交换位置
XCHA,@R1
MOV@R0,A
L3:
INCR1
DJNZR6,L2;内循环是否完成
INCR0
DJNZR7,L1;外循环是否完成
RET;返回主程序
END
实验四数字量输入输出实验
实验步骤：
（1）按图11接好试验线路图，图中圆圈表示不要通过排线连接
（2）编写实验程序，编译链接无误后进入调试状态
（3）运行实验程序，观察实验现象，验证程序正确性
（4）按复位键，结束程序运行，退出调试状态
实验硬件接线图：
程序清单：
基础部分：
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
MOVP1,#0FFH;初始化
MOVA,P1;将输入写进累加器A
SWAPA
ANLA,#0FH
MOVP1,A;输出显示
LJMPMAIN;循环不断检测P1口输入端的新状态
SJMP$
END
LED灯控制：
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
MOVTMOD,#60H;设置T1为模式2，外部计数方式
MOVTH1,#0FFH;T1计数器赋初值
MOVTL1,#0FFH
MOVDPTR,#7300H
MOVA,#80H
MOVX@DPTR,A
MOVDPTR,#7100H
SETBTR1;开启计数器
LEFT:
MOVR0,#08H;左循环
MOVA,#01H
A1:
MOVX@DPTR,A
LCALLDELAY
RLA
DJNZR0,A1
JBCTF1,RIGHT;查询T1溢出标志，TF1=1时转移
JMPLEFT
RIGHT:
MOVR0,#08H;右循环
MOVA,#80H
A2:
MOVX@DPTR,A
LCALLDELAY
RRA
DJNZR0,A2
JBCTF1,SHANSHUO;查询T1溢出标志，TF1=1时转移
JMPRIGHT
SS:
MOVR0,#08H;闪烁
LP1:
MOVA,#55H
MOVX@DPTR,A
LCALLDELAY
MOVA,#0AAH
MOVX@DPTR,A
LCALLDELAY
DJNZR0,LP1
JBCTF1,LEFT;查询T1溢出标志，TF1=1时转移
JMPSHANSHUO
DELAY:
MOVR1,#0FFH
DEL1:
MOVR2,0FFH
DEL2:
DJNZR2,DEL2
DJNZR1,DEL1
RET
SJMP$
END
结果分析：
利用计数器T1外部技术方式，当外部输入脉冲引脚上出现电平负跳变时，T1计数器加一，溢出标志TF1置一，然后改变LED灯亮的方式，同时，将标志位TF1复位，进入下一轮的计数溢出等待。
因此，而形成三种亮灯方式的自动循环。
若是用开关实现三种方式的亮灯，则需要在最开始和每种亮灯之后通过8255对开关状态进行采集并进行判断。
因此事先还要先设置好哪个开关的闭合表示哪种亮灯方式。
实验五定时器/计数器实验
实验步骤：
（1）编写实验程序，编译、链接后联机调试；
（2）运行实验程序，使用示波器观察P1.0引脚上的波形并记录周期；
（3）改变计数初值，观察实验现象，验证程序功能。
实验硬件接线图：
定时器LED控制PROTEUS仿真接线图
程序流程图：
程序清单：
#include
unsignedcharcount;
voidmain（）
{
unsignedcharvalue,i;
TMOD=0x01;
TH0=0x4C;
TL0=0x00;
ET0=1;
PT0=1;
EA=1;
TR0=1;
while
（1）
{if（count==20）
P1=05H;
if（count==40）
P1=0AH;
if（count==60）
P1=50H;
if（count==80）
P1=0A0H;
if（count==100）
P1=55H;
if（count==120）
P1=0AAH;
if（count==140）
P1=0FFH;
if（count==160）
P1=00H;
count=0;
}
}
voidTimer0（）interrupt1
{
TR0=0;
TH0=0x4C;
TL0=0x00;
TR0=1;
count++;
实验六Ａ/Ｄ、Ｄ/Ａ转换实验
实验接线图：
LED灯PROTEUS仿真接线图
程序清单：
PRO_DAEQU7FFFH
PRO_ADEQU0BFFFH
ORG0000H
SJMPMAIN
ORG001BH
LJMPKEYSCAN
ORG0030H
MAIN:
SETBEA
SETBEX1
SETBIT1
MOVP1,#0FH
MOVR5,#0FFH
TEST:
MOVR5,#03H
CJNER5,#01H,L1
LCALLSQUARE
AJMPTEST
L1:
CJNER5,#02H,L2
LCALLTRIANGLE
AJMPTEST
L2:
CJNER5,#03H,L3
LCALLSAWTOOTH
L3:
AJMPTEST
;键盘扫描中断
KEYSCAN:
ACALLT12MS
;MOVR6,A
ACALLSCAN
JNZKEY1
SJMPEXIT
KEY1:
MOVR2,A
MOVR3,#07FH
MOVR4,#03H
LOOP1:
MOVP1,R3
MOVA,P1
CPLA
ANLA,#0FH
JNZKEY2
MOVA,R3
RRA
MOVR3,A
DJNZR4,LOOP1
SJMPEXIT
KEY2:
DECR4
CJNER2,#01H,LOOP3
MOVA,#01H
SJMPLOOP6
LOOP3:
CJNER2,#02H,LOOP4
MOVA,#04H
SJMPLOOP6
LOOP4:
CJNER2,#04H,LOOP5
MOVA,#07H
SJMPLOOP6
LOOP5:
CJNER2,#08H,LOOP6
MOVA,#0AH
LOOP6:
ADDA,R4
MOVR5,A
MOVP1,#0FH
;MOVA,R6
EXIT:
RETI
;延时后再次扫描有无按键按下
SCAN:
MOVP1,#0FH
MOVA,P1
CPLA
ANLA,#0FH
RET
T12MS:
MOVR7,#15H;12MS
TM:
MOVR6,#0FFH
DJNZR6,$
DJNZR7,TM
RET
;D/A产生方波
SQUARE:
MOVDPTR,#PRO_DA
MOVA,#0FFH
MOVX@DPTR,A
MOVDPTR,#0BFFFH
MOVX@DPTR,A
ACALLDELAY
MOVA,#00H
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