汇编语言与接口技术实验指导书V11.docx
《汇编语言与接口技术实验指导书V11.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汇编语言与接口技术实验指导书V11.docx（82页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
汇编语言与接口技术实验指导书V11
山东建筑大学计算机学院
汇编语言与接口技术
实验指导书
计算机科学与技术教研室
2014.3
第1章
概述
单片机进入我国已20多年了，随着科学技术的发展，计算机技术的普及，单片机已经成为工科院校的一门技术基础课。
1.1Keil软件的安装
1、将带有Keil安装软件的光盘放入光驱，或者从Keil官方网站上下载安装软件，双击setup.exe，进入安装，如图1.1所示；
图1.1
2、单击“Next”按钮；
图1.2
3、选中复选框，单击“Next”按钮；
图1.3
4、单击“Browse”按钮，选择安装路径，默认路径为：
C:
\Keil\；
图1.4
5、输入用户信息，单击“Next”；
图1.5
6、安装完成。
1.2KeilC51软件的使用
KeilC51集成开发环境是以工程的方法来管理文件的，而不是单一文件的模式。
所有的文件包括源程序（包括C程序、汇编程序）、头文件、甚至说明性的技术文档都可以放在工程项目文件里统一管理。
在使用KeilC51前，您应该习惯这种工程管理方式，对于刚刚使用KeilC51的用户来说，一般按照以下步骤来创建一个自己的KeilC51应用程序。
1.创建一个工程项目文件；
2.为工程选择目标器件；
3.为工程项目设置软硬件调试环境；
4.创建源程序文件并输入程序代码；
5.保存创建的源程序项目文件；
6.把源程序文件添加到项目中；
1.3创建工程
下面以创建一个新的工程文件hello.uvproj为例，详细介绍如何建立一个KeilC51的应用程序。
图1.6
1．点击桌面KeilC51快捷图标即可进入如图1.7所示的集成开发环境，各种调试工具、命令菜单都集成在此开发环境中。
图1.7
其中菜单栏为您提高了各种操作菜单，比如编辑器操作、工程维护、开发工具选项设置、程序调试、窗体选择及操作、在线帮助。
工具栏按钮可以快速执行uVision4命令。
或许与您打开的KeilC51界面不一样，但您别着急，这是因为启动uVision4后，uVision4总是打开用户前一次正确处理的工程。
2.点击菜单的Project选项，在弹出的下拉菜单中选择NewProject命令，建立一个新的uVision4工程，这时可以看到如图1.8所示的项目文件保存对话框。
在这里需要完成下列事情：
图1.8
a.为您的工程取一个名称，工程名应便于记忆且文件名不宜过长；
b.选择工程存放的路径，建议为每个工程单独建立一个目录，并且工程中需要的所有文件都放在这个目录下；
c.进入工程目录输入工程名hello后，点击保存返回。
3.在工程建立完毕后，uVision4会立即弹出如下图所示的器件选择窗口，器件选择的目的是告诉uVision4最终使用芯片的型号，因为不同芯片型号的51芯片内部的资源是不一样的，uVision4可以根据选择进行SFR予以定义，在软硬件仿真易于操作的外设浮动窗口等。
图1.9
从图1.9可以看出，uVision4支持所有的CPU器件的型号根据生产厂家形成器件组，用户可以根据需要选择相应的器件组并选择相应的器件型号，本产品的单片机型号为Atmel的AT89S52（可以选择为SST组的SST89E516RD），另外，如果用户在选择完目标器件后想重新更改目标器件，可以点击菜单Project选项，在弹出的下拉菜单中选择SelectDeviceforTarget‘TargetI'命令，也将出现如图1.10所示的对话窗口后点击device重新加以选择。
由于不同厂家的许多型号性能相同或相近，因此如果用户的目标器件型号在uVision4中找不到，用户可以选择其他公司的相近产品。
图1.10
4.到现在用户已经建立了一个空白的工程项目文件，并为工程选择好了目标器件，但是这个工程里没有任何程序文件。
程序文件的添加必须人工进行，如果在程序文件在添加前还没有创立，用户还必须创建它。
点击菜单的File选项，在下拉菜单中选择New命令，这时文件窗口会出现新文件窗口Text1，如果多次执行New命令则会出现Text2、Text3...等多个新文件窗口。
5.现在hello.uvproj项目中有了一个名字为Text1新文件框架，在这个源程序编译框内输入自己的代码。
在uVision4中，文件的编辑方法同其他的文本编辑器是一样的，用户可以执行输入、删除、选择、拷贝、粘贴等基本文字处理命令。
uVision4不完全支持汉字的输入和编辑，因此如果用户需要编辑汉字最好使用外部的文本编辑来编辑（如或VC++）。
uVision4中有文件变化感知功能，提示您外部编辑其改变了该文件，是否需要把uVision4中的该文件刷新，选择“是”命令按钮，然后您就可以看到uVision4中文件的刷新。
编辑完毕后保存到磁盘中。
6.输入完毕后点击菜单的File选项，在弹出的下拉菜单中选择“保存”命令存盘源程序文件，这时会弹出如下图所示的存盘源程序画面，在文件名栏内输入源程序的文件名，在此示范中把Text1保存成hello.c。
主要KeilC51支持汇编和C语言，且uVision4要根据后缀判断文件的类型，从而自动进行处理，因此存盘时应注意输入的文件名应带扩展名.ASM或.C。
源程序文件hello.c是一个c语言程序，如果用户想建立的是一个汇编程序，则输入文件名称hello.asm。
保存完毕后请注意观察，保存前后源程序有哪些不同，关键字变成蓝颜色了吗？
这也是用户检查程序命令行的好方法，您体会到了吗？
图1.11
7.需要特别提出的是，这个程序文件仅仅是建立了而以，hello.c文件到现在为止，跟hello.uvproj工程还没建立任何关系，此时用户应该把hello.c源程序添加到hello.uvproj工程中，构成一个完整的工程项目，点击菜单View->ProjectWindow将会弹出项目观察窗口，在项目观察窗口内，选中SourceGroup1后点击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择ADDFilestoGroup“SourceGroup1”（向工程中添加源程序文件）命令，此时会弹出如图1.12所示的添加源程序文件窗口，选择刚才编辑的源程序文件hello.c，单击Add命令即可把源程序添加到项目中。
图1.12
1.4程序文件的编译、连接与调试
1.编译连接环境设置
uVision4调试器可以测试用C51编译器和A51宏汇编器开发的应用程序，uVision4调试器有两种工作模式，用户可以通过点击菜单Project选项，在弹出的下拉菜单中选择OptionForTarget‘Tatget1’命令为目标设置工具选项，这时会出现如图1.10所示的调试环境设置界面，选择Debug选项会出现如图1.13所示的工作模式选择窗口。
图1.13
从图1.13可以看出，uVision4的2种工作模式分别是：
UseSimulator（软件模拟）和Use（硬件仿真）。
其中UseSimulator选项是将uVision4调试器设置成软件模拟仿真模式，在此模式下，不需要实际的目标硬件就可以模拟80C51微控制器的很多功能，在准备硬件之前就可以测试您的应用程序，这样是很有用的。
Use选项是高级GDI驱动，运用此功能可以把KeilC51嵌入到自己的系统中，从而实现在目标硬件上调试程序。
选择软件模拟仿真，即在图1.13中Debug栏内选中UseSimulator选项，点击“确定”命令按钮加以确认，此时uVision4调试器即配置软件仿真。
2.程序的编译和连接
经过以上的工作，到此就可以编译程序了。
点击菜单Project选项，在弹出的下拉菜单中选择BuildTarget命令对源程序文件进行编译，此时会在“OutputWindows”信息输出窗口输出一些相关的信息。
由提示信息可知：
第一行BuildTarget‘Target1’表示此时正对工程1进行编译操作，第二行Compilinghello.c表示此时正在编译hello.c源程序，第三行lingking...表示此时正在连接工程项目文件，第五行Creatinghexfilefrom‘hello’说明已生成目标文件hello.hex，而最后一行说明hello.uvproj项目在编译过程中不存在错误和警告，编译连接成功。
若在编译过程中出现错误，系统会给出错误所在的行和该错误提示信息，用户应根据这些提示信息,更正程序中的错误，重新编译直至完全正确为止，至此我们所需的目标代码hello.hex文件已经生成，用户可以使用相关的软件把该程序代码下载到试验仪的单片机中，复位系统后单片机将全速运行用户的程序。
第2章
STCMonitor51仿真器使用指南
2.1安装Keil版本的仿真驱动
如上图，首先选择“Keil关联设置”页面，点击“添加MCU型号到Keil中”，在出现的如下面的目录选择窗口中，定位到Keil的安装目录（一般可能为“C:
\Keil\”），“确定”
若出现下面的提示框，表示安装成功
2.2在Keil中创建项目
若第一步的驱动安装成功，则在Keil中新建项目时选择芯片型号时，便会有“STCMCUDatabase”的选择项
然后从列表中选择响应的MCU型号（目前STC支持仿真的型号只有STC15F2K60S2），所以我们在此选择“STC15F2K60S2”的型号，点击“确定”完成选择
添加源代码文件到项目中，如下图：
保存项目，若编译无误，则可以进行下面的项目设置了
2.3项目设置，选择STC仿真驱动
如上图，首先进入到项目的设置页面，选择“Debug”设置页，第2步选择右侧的硬件仿真“Use…”，第3步，在仿真驱动下拉列表中选择“STCMonitor-51Driver”项，然后点击“Settings”按钮，进入下面的设置画面，对串口的端口号和波特率进行设置，波特率一般选择或者57600。
到此设置便完成了。
2.4创建仿真芯片
准备一颗IAP15F2K61S2或者IAP15L2K61S2的芯片，并通过下载板连接到电脑的串口，然后如上图，选择正确的芯片型号，然后进入到“Keil关联设置”页面，钩选“单CPU方案”，再选择“独立方案（不占用串口和定时器）”项，选择完成后，点击左下角的“下载/编程”按钮，当程序下载完成后仿真器便制作完成了。
2.5开始仿真
将制作完成的仿真芯片通过串口与电脑相连接。
将前面我们所创建的项目编译至没有错误后，按“Ctrl+F5”开始调试。
若硬件连接无误的话，将会进入到类似于下面的调试界面
断点设置的个数目前最大允许20个（理论上可设置任意个，但是断点设置得过多会影响调试的速度）。
第3章
必修实验
按照《汇编语言与接口技术》课程教学要求，本课程设置16学时实验课程，让让学生能够掌握51系列单片机最基础的软硬件实验，通过这些实验的练习，学生能够掌握51系列的基本软件编写，为基于51系统应用系统的开发打下基础。
必做实验是学习《汇编语言与接口技术》课程的最低要求，学生想要学好51系列单片机的开发，仅仅依靠必修实验是远远不够的，需要学生不断在编写程序，调试，由易而难逐步推进，不断学习才能掌握好。
必修实验安排及学时要求如表3.1所示。
表3.1必修实验及学时要求
序号
实验名称
计划学时
主要设备仪器
名称
每组学生数
1
应用系统开发过程及常用指令实验
2
计算机、51单片机开发板
2-3人
2
I/O实验
2
计算机、51单片机开发板
2-3人
3
中断系统应用实验
2
计算机、51单片机开发板
2-3人
4
定时器系统应用实验
2
计算机、51单片机开发板
2-3人
5
串行通信实验
2
计算机、51单片机开发板
2-3人
6
显示接口实验
2
计算机、51单片机开发板
2-3人
7
键盘接口实验
2
计算机、51单片机开发板
2-3人
8
A/D、D/A转换器接口实验
2
计算机、51单片机开发板
2-3人
一、必修实验要求
1.学生在每次上课前做好实验预习，明确每次实验的内容，做好相关知识储备；
2.上课前用汇编语言或C语言写出完整的源程序，并进行软件仿真调试；
3.实验课上在实验开发板上进行程序调试；
4.用规定的实验报告撰写实验报告并提交；
二、实验报告要求
1.实验报告应该完整，主要包括实验名称、实验目的、实验原理图、程序流程图、实验源程序、实验结果、实验的收获或实验心得、注意事项等。
2.同一小组的同学实验源程序允许相同，但其余部分不能雷同，否则视为抄袭；小组之间的源程序应不同，否则视为抄袭。
三、实验课程考核
1.实验课程成绩占总成绩的15%；取每次实验的平均成绩作为评判依据。
2.实验课程考勤为旷课的，在未主动补做的情况下，该次实验成绩评定为零分。
3.不提交实验报告者，该次实验成绩为零分。
3.1实验一应用系统开发过程及常用指令实验
一、实验目的
1.熟悉KeiluVision4单片机开发平台的使用。
2.掌握汇编语言程序的调试。
3.掌握C51源程序的调试。
4.了解单片机软件编程规范。
二、实验原理
本实验的实验原理图如图1.1、图1.2、图1.3所示，实现键S20、S21、S22、S23按下时，对应于LED4、LED5、LED6、LED7亮，松开时，LED灯熄灭。
要进行单片机应用系统软件开发，首先必须要学会阅读原理图，只有读懂原理图，了然于胸才能在编写软件时事半功倍。
从图1.1可以看出，实验板中采用的是STCIAP15F2K61S2单片机，这是宏晶公司推出的一款带仿真功能的51系列兼容单片机。
在本系统中，P0口作为地址/数据复用线，P1口作为普通I/O口，P2口作为高位地址线或普通I/O口使用，P3口主要使用第二功能。
图1.1单片机外部总线连接图
根据电路原理图绘制规则，名称相同的连接点，无论画在何处，它们是连接在一起的。
图1.2LED灯接口电路
图1.3键盘接口电路
根据上述电路图，使用汇编语言或C语言编写程序，实现：
当键S20按下时，LED0亮，键抬起时，LED0熄灭；
当键S21按下时，LED1亮，键抬起时，LED1熄灭；
当键S22按下时，LED2亮，键抬起时，LED2熄灭；
当键S23按下时，LED3亮，键抬起时，LED3熄灭；
三、实验内容
1）按照实验内容，首先需要建立本实验的工程，具体参见第1.3节步骤；注意在选择
2）根据第1.4节和第2.2~2.4节步骤，进行程序调试；
3）调试完成后，将程序生成HEX文件，使用stc-isp-15xx-v6.66软件，将程序下载到单片机中，运行，看是否满足要求。
4）本实验汇编语言参考程序如下：
ORG0000H
LJMPCODEMAIN
ORG20H
CODEMAIN:
CLRP2.6
CLRP2.7
MAIN:
MOVP0,#0FFH;关闭灯
BACK:
MOVP1,#0FFH;P1高四位作为输入口，应该先写1
;通过先读入P1口内容，保存入A寄存器，并屏蔽掉低四位记录按键状态，
;延时一段时间再次读入P1口，并和第一次读入的数据进行逻辑与运算，
;若确实有键按下，则相应口为低电平，否则应为高电平,从而确认按键
;是否按下，用于按键消除抖动
MOVA,P1
CON:
ANLA,#0F0H;读P1口，记录按键状态
ACALLDELAY1;延时
ORLA,P1;确认是否有键按下
ANLA,#0F0H;屏蔽低四位
SWAPA
ORLA,#0F0H;关闭led4-led7
MOVP0,A;送出led驱动信号
SETBP2.5;led信号锁存
ACALLDELAY2
LJMPMAIN
;******************************************************
;延时程序，通过双循环实现延时10ms
DELAY1:
MOVR3,#40;延时10ms
CON2:
MOVR4,#125
CON1:
DJNZR4,CON1
DJNZR3,CON2
RET
;********************************************************
;延时程序，通过双循环实现延时20ms
DELAY2:
MOVR5,#80;延时20ms
CON3:
MOVR6,#125
CON4:
DJNZR6,CON4
DJNZR5,CON3
RET
;******************************************************
END
5）本实验的C51语言参考程序为：
#include"STC/STC15F2K60S2.H"
#defineucharunsignedchar
sbitLEDLE=P2^5;/*led驱动锁存器锁存控制端*/
sbitDIGLE=P2^6;/*数码管位选驱动锁存器锁存控制端*/
sbitSEGLE=P2^7;/*数码管段选驱动锁存器锁存控制端*/
sbitKEY4=P1^4;/*s20键*/
sbitKEY5=P1^5;/*s21键*/
sbitKEY6=P1^6;/*s22键*/
sbitKEY7=P1^7;/*s23键*/
unsignedcharkeystate;/*键的中间状态*/
unsignedcharledstate;/*led驱动状态*/
/*延时程序，用于按键消抖及显示延时*/
voiddelay（ucharms）
{
ucharj;
while（ms--）
{
for（j=0;j<125;j++）;
}
}
/*主程序*/
voidmain（）
{
/*将数码管的段选和位选关闭防止干扰*/
P0=0xFF;
LEDLE=1;
LEDLE=0;
P0=0x00;
DIGLE=1;
DIGLE=0;
SEGLE=1;
SEGLE=0;
while
（1）
{
P0=0xFF;/*关闭led灯*/
P1=0xFF;/*P1口做键盘输入口，需要先写入1*/
keystate=P1;//保存P1口状态
delay（10）;
ledstate=keystate|P1;//确认按键是否按下
ledstate=ledstate>>4;//按键情况移送低4位
P0=ledstate|0xf0;//输出按键情况
LEDLE=1;
delay（20）;
}
}
四、思考题
3.2实验二I/O实验
一、实验目的
1.掌握51单片机基本I/O接口使用
2.掌握51单片机基本I/O接口软件编写
3.熟悉基本软件编码规范
二、实验原理
本实验的所用的原理图如图2.1和图2.2所示。
LED0控制原理已在实验3-1中分析。
在图2.2中，蜂鸣器的控制信号BELL信号连接单片机的P4.5引脚，同时连接到PNP三极管的基极上，故当信号BELL为高电平时，三极管截止，BELL不发声；当信号BELL为低电平时，三极管导通，BELL发声。
图2.2LED灯接口电路
图2.2蜂鸣器控制电路
三、实验内容
在实验中，要求设计一个应用系统，当LED0闪烁时，蜂鸣器产生声音。
1）分析本实验控制原理，画出程序流程图。
2）撰写本实验C51程序，并在实验板上进行调试
四、思考题
3.3实验三中断系统应用实验
一、实验目的
1.掌握中断的相关概念
2.掌握51单片机中断系统的构成
3.掌握51单片机中断程序设计
二、实验原理
图3.1外部中断模拟键
图3.2继电器接口电路
图3.3LED灯接口电路
图3.4蜂鸣器电路
在图3.1中，使用键INT0和INT1模拟51单片机的外部中断，该两键接在P3口的P3.2和P3.3，根据P3口使用规则，在使用作为中断输入口前，应对P3口初始化。
在图3.2中，继电器由三极管进行驱动，三极管的基极接P5.5口线，由于三极管是PNP型三极管，故当P5.5=1时，继电器不工作；当P5.5=0时，继电器工作。
其他两个电路分析见前面实验。
三、实验内容
本实验实现如下功能：
a）正常工作状态下，LED0闪烁；
b）当按下键INT0键时，LED1点亮，蜂鸣器发声，继电器动作；松开INT0键后恢复到正常工作状态
实验要求：
1）分析本实验控制原理，画出程序流程图。
2）根据实验要求，编写系统程序，并在实验板上进行调试；
四、思考题
本实验中，LED0在发生中断的情况下是点亮还是熄灭？
为什么？
请多次做实验验证你的观点。
3.4实验四定时器系统应用实验
一、实验目的
1.掌握51单片机定时器/计数器的工作原理
2.掌握51单片机定时器/计数器的控制字
3.掌握51单片机定时器/计数器的中断
二、实验原理
本实验的所用的原理图如图2.1和图2.2所示。
LED0控制原理已在实验3-1中分析。
在图2.2中，蜂鸣器的控制信号BELL信号连接单片机的P4.5引脚，同时连接到PNP三极管的基极上，故当信号BELL为高电平时，三极管截止，BELL不发声；当信号BELL为低电平时，三极管导通，BELL发声。
图2.2LED灯接口电路
图2.2蜂鸣器控制电路
三、实验内容
在实验中，要求设计一个应用系统，每间隔1秒钟，LED0闪烁一次，蜂鸣器产生声音一次，要求用定时器中断实现程序中的时间控制。
1）分析本实验控制原理，画出程序流程图。
2）根据实验要求，编写系统程序，并在实验板上进行调试；
四、思考题
长延时时间如何通过定时器解决？
3.5实验五串行通信实验
一、实验目的
1.理解串行通信的概念
2.掌握51单片机串行接口及控制
3.掌握51单片机串行通信工作方式
4.掌握51单片机串行通信编程
二、实验原理
为便于串口通信调试，stc-isp-15xx-v6.66软件打开口，选择“串口助手”选项卡，可以得到图5.1所示串口调试窗口，首选选择与单片机连接的串口，再设定二者之间的波特率、校验位及奇偶校验等信息，注意一定要保证两端相同，否则会出错。
在发送缓冲区输入数据，点击发送数据，即可向单片机发送数据。
在接收缓冲区，可以查看单片机发送来的信息。
三、实验内容
PC机发送一个字符给单片机，单片机接收到后即在个位、十位数码管上进行显示，同时将其回发给PC机。
要求：
单片机收到PC机发来的信号后用串口中断方式处理，而单片机回发给PC机时用查询方式。
1）分析本实验控制原理，画出程序流程图。
2）根据实验要求，编写系统程序，并在实验板上进行调试；
四、思考题
3.6实验
升级会员 