单片机实验指导书.docx
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单片机实验指导书
实验一、输入输出接口编程
一、实验目的
1、掌握Keil软件的基本使用。
2、掌握单片机汇编语言基本编程。
二、实验内容
1、学习用Keil软件进行51单片机的软件开发；
学习Keil软件的一般操作，步骤为：
项目建立、程序录入、添加文件、编译生成HEX文件、仿真调试。
（见参考程序一）
2、霓虹灯控制程序设计
用P1口控制8个LED，按P3口输入信号的不同模式选择4种16次循环点亮方式，用软件延时实现1秒的扫描周期。
将生成的HEX文件下载到实验板上验证。
（见参考程序二）
三、实验原理
1、Keil软件使用练习
设（R0）=20H，（R1）=25H，（20H）=80H，（21H）=90H，
（22H）=0A0H，（25H）=0A0H，（26H）=6FH，（27H）=76H，执行程序后，问程序完成什么功能，写出运行结果。
（见参考程序一）
2、霓虹灯控制程序设计
电路原理图如下，所需元件为：
AT89C51、SW-SPST、LED-RED
图中用单片机的P1口作输出口接8个LED，8个LED按共阳极连接，端口逻辑值为0点亮LED；P3口作输入口接2个SW-SPST开关，P3口内含上拉电阻，当开关打开时逻辑值为1，开关闭合时逻辑值为0。
本实验中要实现循环输出，最常用的方法是循环计数实现循环次数控制，对计数器值进行查表转换得出输出值，输出到P1口进行显示，灯亮表示输出为“0”，灯灭表示输出为“1”。
本实验中的延时，用软件延时方法产生，延时时间=程序总机器周期数*循环次数*机器周期。
输出表格确定发光模式，实验中定义表格如下：
TAB1:
DB01H,02H,04H,08H,10H,20H,40H,80H（SW3，SW4为：
00）
TAB2:
DB03H,06H,0CH,18H,30H,60H,0CH,81H（SW3，SW4为：
01）
TAB3:
DB80H,40H,20H,10H,08H,04H,02H,01H（SW3，SW4为：
10）
TAB4:
DB用户自己定义（SW3，SW4为：
11）
输入信号使用P3口的2个位，如P3.2和P3.3，可以确定4种模式。
实验程序框图如下：
图1.1主程序图1.2转换输出子程序
四、实验预习
1、学习汇编语言编程的有关知识。
2、提前预习KEIL软件的使用方法，写出预习报告。
五、实验报告
1、总结出实验的详细步骤。
2、写出调试正确的程序及运行结果。
六、参考程序：
参考程序一
ORG0000H
MOVR0,#20H
MOVR1,#25H
MOV20H,#80H
MOV21H,#90H
MOV22H,#0A0H
MOV25H,#0A0H
MOV26H,#6FH
MOV27H,#76H
CLRC
MOVR2,#3
LOOP:
MOVA,@R0
ADDCA,@R1
MOV@R0,A
CLRC
INCR0
INCR1
DJNZR2,LOOP
JNCNEXT
MOV@R0,#01H
SJMP$
NEXT:
DECR0
SJMP$
END
参考程序二：
ORG0000H
MOVP1,#0FFH
SETBP3.2
SETBP3.3
LOOP0:
MOVR7,#08
MOVR6,#0
LOOP3:
LCALLFLASH
MOVA,R6
MOVCA,@A+DPTR
;CPLA
MOVP1,A
INCR6
LCALLDELAY1
DJNZR7,LOOP3
SJMPLOOP0
DELAY1:
MOVR5,250
LOOP1:
LCALLDELAY0
LCALLDELAY0
LCALLDELAY0
LCALLDELAY0
DJNZR5,LOOP1
RET
DELAY0:
MOVR4,#0FFH
LOOP2:
NOP
NOP
DJNZR4,LOOP2
RET
FLASH:
JBP3.2,L0
JBP3.3,L1
MOVDPTR,#TAB1
RET
L0:
JBP3.3,L2
MOVDPTR,#TAB2
RET
L1:
JBP3.2,L2
MOVDPTR,#TAB3
RET
L2:
MOVDPTR,#TAB4
RET
TAB1:
DB01H,02H,04H,08H,10H,20H,40H,80H
TAB2:
DB03H,06H,0CH,18H,30H,60H,0CH,81H
TAB3:
DB80H,40H,20H,10H,08H,04H,02H,01H
TAB4:
DB0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,7FH
END
实验二、定时器/计数器编程
一、实验目的
1、掌握定时器的基本编程方法。
2、掌握计数器的基本编程方法。
二、实验内容
1、编写单片机程序，用T0作定时器产生周期为1秒的方波（用查询方式编程），从P3.6，P3.7口输出，将P3.7接到示波器显示该方波波形；用T1作计数器对从P3.6输出的方波进行计数，计数结果通过P１口输出到发光二极管显示。
（计算机仿真）
2、编写单片机程序，用T0作定时器产生周期为1秒的方波（用查询方式编程），从P3.6，P3.7口输出，将P3.6输出的方波接到P3.5口通过T1作计数器对该方波进行计数，计数值由LED显示,用存储示波器显示P3.7输出的方波。
（单片机实验板）
三、实验原理
电路原理图如下，所需元件为：
AT89C52、7SEG-BCD、LED-YELLOW
当晶振为22.1184M时,一个机器周期为0.54251微秒，要实现500毫秒的定时，需要921659个机器周期，对于51单片机内部定时器来说，最大只能定时65536个机器周期，定时35.535毫秒，不能满足要求，为此必须借助软件循环进行扩展。
实现的方法是：
用定时器中断定时10毫秒，再用软件扩展50倍即可得到500毫秒的定时。
当到达500毫秒时，对P3.7输出取反，可得到周期为1秒的方波。
选择模式1，每个10ms中断一次，设初值为X，根据下面公式，可求得X的值。
（216-计数初值）*机器周期=定时时间
有关定时计数器的特殊功能寄存器，请参考课本。
四、实验步骤：
1、用KEIL软件编写、汇编、调试给定内容的有关程序，并生成HEX文件；
2、用Proteus对单片机硬件电路图进行仿真；
3、下载到ZKSYS单片机实验板上验证有关程序。
五、实验接线
1、从J2插座将IC1芯片的P3.7引出接示波器的信号输入端，示波器的接地端接J10插针。
（sw1~sw4开关拨到1的位置）
2、将单片机芯片的P3.6和P3.5相连（J2插座），
六、实验预习
1、学习有关定时器和计数器的知识。
2、提前编写程序，写出预习报告。
七、实验报告要求
1、总结出实验的详细步骤。
4、写出调试正确的程序及框图。
实验三、外部中断的编程
一、实验目的
1、掌握外部中断的基本编程方法。
2、掌握计数器的扩展编程。
二、实验内容
设计单片机程序实现秒表功能；用一个开关对秒表进行启动和停止控制，用另一个开关对秒表进行清零。
用T0定时中断设计秒表计时，秒计数结果通过P1口及4094芯片送数码管显示（T0定时中断时间为10毫秒，秒表的显示间隔为1秒，用软件和硬件结合使用实现）。
用外部中断INT0（边沿触发方式）对秒计数结果进行清零，用P3.5对秒计数进行启动和停止控制。
1、在生成HEX文件后，用Proteus软件对电路图进行计算机仿真；
2、程序下载到单片机实验板上验证；
（实验板数码管的驱动程序见附件）。
三、实验原理
电路原理图如下，所需元件为：
AT89C52、7SEG-BCD、SW-SPST、BUTTON
T0定时中断10毫秒，进行100次中断得到1秒的定时，秒计数结果送P1口进行LED显示，将外部中断设置成边沿触发方式。
四、实验预习
1、学习外部中断的有关知识。
2、提前编写程序，写出预习报告。
五、实验报告
1、总结出实验的详细步骤。
2、写出调试正确的程序及框图。
实验四、模数转换
一、实验目的
1、掌握A/D转换与单片机的接口方法；
2、掌握A/D芯片TLC549、TLC1549的编程方法；
3、掌握数据采集程序的设计方法；
二、实验内容
1、在PROTEUS软件仿真环境下，采用TLC549做A/D转换器，对电位器提供的模拟电压信号进行定时采样，结果送数码管模块显示；（仿真电路图如图4.1所示）：
2、利用单片机实验板上的TLC1549做A/D转换器，对电位器提供的模拟电压信号进行采样，结果送数码管模块进行显示。
三、实验线路
1、TLC549实验电路原理图4.1如下：
电路器件：
AT89C52、TLC549、POT-HG、7SEG-MPX4-CA、SW-SPST、4094、BUTTON、RESPACK-8、7404
图4.1实验电路原理图
2、TLC549是CMOS8位A/D转换器。
该芯片有一个模拟输入端口，3态的数据串行输出接口可以方便的和微处理器或外围设备连接。
TLC549仅仅使用输入／输出时钟（I/OCLOCK）和芯片选择（／CS）信号控制数据。
最大的输入输出时钟（I/OCLOCK）为1.1MHz。
CLK时钟位
DAT数据位
CS选片位
VCC电源（5V）
REF+正基准电压输入端
REF-负基准电压输入端
实验接线：
CLK----P1.0REF+----VCC
DAT----P1.1
CS----P1.2
电位器RX1的首位两端分别接VCC、GND。
四、实验步骤
1、在KILL51软件下编辑TLC549的A/D转换源程序并汇编，运用PROTEUS软件仿真调试。
仿真步骤：
将TLC549的CLK接P1.0、DAT接P1.1、CS接P1.2，将模拟电压输入端连到电位器的电压输出端，并接电压表测量输入电压。
2、调节电位器，电压从0V到5V变化，记录数码管的显示数值。
记录到表中。
输入电压V
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
TLC549
A/D仿真结果
TLC549
A/D实验板
测量结果
2、在KILL51软件下编辑TLC1549的A/D转换源程序，汇编通过后下载到单片机实验板：
实验接线：
CLK----P1.0REF+----VCC
DAT----P1.1
CS----P1.2
TLC549模拟电压输入端ANIN，连到电位器的电压输出端ADC（J6插针的1脚）。
调节电位器，输入电压从0V到5V变化，用万用表进行测量，对应读取数码管上A/D转换后的数值，记录到上表中。
五、实验报告
（1）整理好实验程序和实验记录,进行数据处理分析并做图。
（2）数据采集中，如何实现精确的定时数据采集？
实验五、数模转换
一、实验目的
1、掌握模数转换芯片TLC5615的接口技术。
2、掌握模数转换芯片TLC5615的编程方法。
二、实验内容
TLC5615是一个串行10位的DAC芯片,只需通过3根串行总线就可以完成10位数据的串行输入。
要求：
1、编写程序实现下列要求：
通过DIP开关输入0~3FF位数值，由TLC5615变为模拟电压输出，记录数值与对应的对应关系。
2、利用TLC5615输出一个幅值从0V开始逐渐升至5V再降至0V、周期为1秒的三角波。
用示波器观察该波形。
三、实验线路
电路原理图如下，所需元件为：
AT89C51、7SEG-BCD、TLC5615、DIPSW。
1、TLC5615引脚排列:
2、TLC5615的时序图：
从图中可以看出，TLC5615的16位移位寄存器分为高4位虚拟位，低2位填充位以及10位有效位。
如果选择12位数据序列工作方式，则向16位移位寄存器按先后输入10位有效位和地2位填充位，2位填充位数据任意。
3、软件编程
4、TLC5615接线
将TLC5615的信号线接到相应的端口:
DIN接P2.5;
CS接P2.6
SCLK接P2.7;
REFIN接+5V
DINSW1接P1口对数值进行给定
DINSW2接P3.7,P3.6对数值进行给定
OUT接万用表（或示波器）
四、实验预习
1、学习模数转换的原理与编程
2、提前编写程序，写出预习报告。
五、实验步骤
1、用Proteus软件仿真，改变输入数据，使D/A输出电压从0V到5V变化，记录数码管的显示数值。
记录到表中。
输入数据
输出电压V
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
2、将编译好的三角波程序下载到实验板上，用示波器观察波形。
五、实验报告
1、总结出实验的详细步骤。
2、写出调试正确的程序及框图。
实验六、键盘与显示编程
一、实验目的
1、掌握数码管显示程序的设计；
2、掌握键盘扫描程序的设计。
二、实验内容
设计单片机程序，读取键盘的按键值（键值为1~16），送数码管显示。
（选做：
用10进制显示键值）。
三、实验原理
数码管动态扫描显示的基本原理是，单片机依次向每个数码管发出段选码和对应的位选码，对数码管逐个循环点亮，选择适当的扫描速度，利用人眼的视觉暂留效应，使得虽然每个时刻只有一个数码管在显示，但得看上去好像同时显示，动态扫描在定时中断中调用，以保证准确的扫描速度。
需要显示的数字必须先进行译码变成能显示的段码才能进行显示，译码可以通过查表来实现。
键盘扫描的基本原理是，列线逐列输出低电平，同时检测行线的电平，如其中有低电平时，表明当位于前行列位置上的键被按下，然后由行和列确定键值。
在按键处理操作中，键被按下再被释放为一次按键操作，另外还进行键盘去抖动处理，用软件延时方法解决。
四、电路图：
主要元器件：
AT89C52，7SEG-MPX4CA，7404，4094，BUTTON
图6.1键盘与显示电路图
在电路图中，显示功能是由4094串并转换芯片与四位数码管相联实现，4094的DAT与P0.1相联；CLK与P0.0相联，STR与P0.2相联，P2.4-P2.7控制数码管的位选信号和键盘的列扫描线（输出），P2.3-P2.0用于键盘的行检测（输入）。
五、实验预习
1、学习有关数码管扫描显示和键盘扫描的知识。
2、提前编写程序，写出预习报告。
六、实验报告
1、总结出实验的详细步骤。
2、写出调试正确的程序及框图。
参考程序附录：
TIMEQU-2000
DISPDATA30H;30-34H
DISDATA35H
KEYDATA36H
CLKBITP0.0
DATBITP0.1
STRBITP0.2
S4BITP2.7
S3BITP2.6
S2BITP2.5
S1BITP2.4
K1BITP2.3
K2BITP2.2
K3BITP2.1
K4BITP2.0
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG000BH
LJMPTIM0
MAIN:
MOVSP,#60H
MOVIE,#82H
MOVTMOD,#11H
MOVTH0,#HIGH（TIM）
MOVTL0,#LOW（TIM）
SETBTR0
MOVDISP+0,#1
MOVDISP+1,#2
MOVDISP+2,#5
MOVDISP+3,#6
MOVKEY,#0
DELAY:
MOVA,KEY
JZDELAY
MOVB,#10
DIVAB
MOVDISP,A
MOVDISP+1,B
LCALLDLYTIM
LJMPDELAY
TIM0:
PUSHACC
PUSHPSW
MOVTH0,#HIGH（TIM）
MOVTL0,#LOW（TIM）
MOVA,DIS
LCALLGETDIS
MOVA,DIS
ADDA,#DISP
MOVR1,A
MOVA,@R1
LCALLGETSEG
KEY0P:
JBK1,KEY1P
MOVA,DIS
ADDA,#1
MOVKEY,A
KEY1P:
JBK2,KEY2P
MOVA,DIS
ADDA,#5
MOVKEY,A
KEY2P:
JBK3,KEY3P
MOVA,DIS
ADDA,#9
MOVKEY,A
KEY3P:
JBK4,KEYP
MOVA,DIS
ADDA,#13
MOVKEY,A
KEYP:
INCDIS
MOVA,DIS
CJNEA,#4,TIME
MOVDIS,#0
TIME:
POPPSW
POPACC
RETI
DLYTIM:
MOVR6,#200
DLYR7:
MOVR7,#200
DJNZR7,$
DJNZR6,DLYR7
RET
GETSEG:
MOVR1,A
LCALLDISPLAY
RET
GETDIS:
MOVDPTR,#NUMTAB
MOVCA,@A+DPTR
CPLA
MOVP2,A
RET
DISPLAY:
MOVA,R1
MOVDPTR,#TABLE
MOVCA,@A+DPTR
CPLA
MOVR2,#8
CLRCLK
DLP:
RRCA
MOVDAT,C
CLRCLK
SETBCLK
DJNZR2,DLP
SETBSTR
CLRSTR
RET
TABLE:
DB0F5H,05H,0E3H,67H,17H,76H,0F6H,25H
DB0F7H,77H,0B7H,0D6H,0F0H,0C7H,0F2H,0B2H
NUMTAB:
DB10H,20H,40H,80H
END
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