微机原理及控制工程实验指导书.docx

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微机原理及控制工程实验指导书

微机原理

实验指导书

天津理工大学机械学院

实验报告

学院（系）名称：

姓名

学号

专业

班级

实验项目

课程名称

课程代码

实验时间

实验地点

批改意见

成绩

教师签字：

实验内容

实验一熟悉键盘操作

一、实验目的：

1.熟悉Lab6000系列单片机仿真实验系统键盘操作使用方法；

2.掌握汇编语言基本语句的功能，简单程序的输入、检查和调试方法。

二、实验设备：

Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台

三、实验内容：

1.学会掌握人工汇编汇编语言源程序的方法；自己编写一段小程序，或采用实验指导书给出的程序，将程序汇编成机器语言程序。

形式如下（包括地址码，汇编指令，机器代码）

例：

ORG0100H

地址码汇编指令机器代码

0100HMOVA,#78H7478H

0102HMOVR0,#32H7832H

0104HADDA,#2DH242DH

0106HMOV@R0,AF6H

0107HSJMP$80FEH

2.学习①MON键②RST键③LAST键④NEXT键的使用方法。

3.学习使用键盘输入程序的方法。

4.学习单步（STEP健）、跟踪（TRACE键）、设置断点（HERE键）、连续执行（EXEC键）的使用及程序调试方法。

5.学习SFR专用寄存器，R0-R7工作寄存器及存储单元内容的检查方法。

四、实验步骤：

1．仔细阅读Lab6000系列单片机仿真实验系统使用说明书。

2．熟悉Lab6000系列单片机仿真实验系统键盘操作使用方法，了解新型开发系统的使用方法，

3．把下面汇编源程序手工译成目标机器码程序（课下完成，汇编格式见上面的例子）

ORG1000H

1000H：

MOVA，#35H

MOVR0，#6FH

MOVSP，#07H

MOVR6，A

MOVA，#90H

MOV@R0，A

MOV60H，#41H

MOV41H，60H

MOVDPTR，#0650H

PUSH60H

PUSHDPH

PUSHDPL

POPR1（01H）

POPR2（02H）

POPA

XCHA，R1（01H）

SJMP$

4．将上面的程序通过键盘输入Lab6000系列单片机仿真实验系统。

5．单步运行上面程序，记录检查每步执行后有关存储单元或寄存器内容。

6．连续运行上面程序，检查执行结果及有关寄存器或存储单元内容

五、实验报告要求：

1程序的源程序、目标程序及单步运行结果整理。

2总结使用方法。

六、实验要求：

1.认真阅读实验指导书，Lab6000系列单片机仿真实验系统使用说明书。

2.课下完成汇编源程序的手工汇编。

3.实验要求每个同学独立完成，写出实验报告。

4.为鼓励同学们自主创新学习的积极性，有兴趣的同学还可使用WAVE仿真软件完成实验内容。

并将实验步骤，结果写入实验报告（选作，老师酌情给予加分）。

5.为了提高同学们的动手能力，老师欢迎、鼓励同学们到实验室学习、研究。

.

实验报告

学院（系）名称：

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实验时间

实验地点

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成绩

教师签字：

实验内容

实验二、运算程序设计

一．实验目的：

熟悉单片机开发系统的使用。

，

3.进一步熟悉Lab6000系列单片机仿真实验系统的使用；

4.学习传送指令和运算指令的操作

5.学习简单运算程序的编程，简单程序的输入、检查和调试方法。

二．实验设备：

Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台。

三．实验内容：

1．编程：

（实验前进备好）

已知：

（30H）＝60H，（31H）＝5CH，（32H）＝33H，（40H）＝8BH，（41H）＝7FH，（42H）＝21H。

30H、31H、32H单元内容为被加数（被减数），40H，41H，42H单元内容为加数（减数），低字节在低地址，高字节在高地址。

要求：

编程将两数相加存于30H～32H单元中：

将两数相减存于40H一42H单元中：

（低字节在低地址，高字节在高地址。

）

2．将源程序分别译成目标程序。

3．将目标程序键入Lab6000系列单片机仿真实验系统。

4．分别运行两个程序，记录单步运行结果（有关存储单元和寄存器内容）和程序状态字PS结果：

分析结果。

四、实验报告：

1，整理实验程序清单及结果。

2．分析运行结果

3．总结加、减指令。

实验报告

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实验项目

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课程代码

实验时间

实验地点

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成绩

教师签字：

实验内容

实验三、数据区清零、建立数据区、数据块传送

一．实验目的：

1．理解并掌握数据区清零、建立数据区、数据块传送程序的设计方法。

2．熟悉并掌握DJNZ指令的功能与应用、循环程序的结构与设计。

3．逐步提高手工编程、编译程序等能力。

二．实验设备：

Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台

三．实验内容：

1．判断下面程序的功能：

ORG0100H

MOVR2，#0AH

MOVR0，#50H

CLRA

LOOP：

MOV@R0，A

INCR0

DJNZR2，LOOP

SJMP$

2．将上面程序译成目标程序，并键入开发系统。

3．验证其执行结果与所判断功能是否相等。

4．修改程序，使片内RAM内容符合下面结果：

50H

51H

52H

53H

54H

55H

56H

57H

58H

59H

00H

01H

02H

03H

04H

05H

06H

07H

08H

09H

5．将修改后的程序译成目标程序，并接在前面程序后面键入开发系统。

检查其执行的最后结果是否与4的要求相符。

6．设计一程序，再接在上面两程序后，达到将建立在片内RAM50H—59H单元的数据区传送到片内RAM40H—49H单元的数据区域内。

7．检查最后程序执行结果。

核对数据块的传送是否正确。

四．思考题：

1．修改上面1所给的程序，使之能完成相同的功能。

2．如要在片内RAM50H—59H单元依次存放3的乘法表，试编程。

3．如要将建立在片内RAM50H—59H单元的数据块传送到RAM5AH—63H单元，试编程。

五．实验预习要求：

1．认真领会本实验的目的及内容。

2．按实验内容要求编写程序，并译成目标程序，；

六．实验报告：

整理本实验所涉及的程序段，按规定格式书写。

写出实验结果，

实验报告

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实验内容

实验四双字节乘法

一．实验目的

1．学习双字节乘法汇编源程序的设计

2．进一步熟悉MCS—51汇编语言程序设计

二．实验设备：

Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台

三．实验内容

两个双字节数相乘。

入口：

（R5R4）*（R3R2）——>R0指出的四个单元。

出口：

积数放在内部RAM23H，24H，25H，26H单元。

调试数据如下：

被乘数

（R5）（R4）

乘数

（R3）（R2）

积数

（23H）（24H）（25H）（26H）

1

FFFF

FFFF

2

00FF

00FF

3

FF00

FF00

4

F0F0

F0F0

5

0FF0

0FF0

四．算法：

R5R4

R3R2

R2R4

R2R5

R4R3

+R5R3

（23H）（24H）（25H）（26H）

五．程序清单：

在课前独立编程

六．实验报告：

1，整理实验程序清单及结果。

2．分析运行结果

3．总结乘法指令。

实验报告

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实验内容

实验五数码转换实验

一、实验目的

1.掌握简单的数值转换算法

2.基本了解数值的各种表达方法

3.了解BCD值和ASCII值的区别

4.了解如何将BCD值转换成ASCII值

5.了解如何查表进行数值转换及快速计算。

二、实验内容

1.将给定的一个二进制数，转换成二—十进制（BCD）码

2.给出一个BCD数，将其转换成ASCII码值。

三、实验说明

1.计算机中的数值有各种表达方式，这是计算机的基础。

掌握各种数制之间的转换是一种基本功。

有兴趣的同学可以试试将BCD数转换成二进制码。

2.此实验主要让同学们了解数值的BCD码和ASCII码的区别，利用查表功能可以快速地进行数值转换。

进一步了解数值的各种表达方式。

四、实验要求

1.认真阅读实验指导书，有问题及时找老师答疑。

2.实验程序由学生在课下独立编写完成。

五、实验报告要求

1.写出实验程序，编译指令。

2.整理实验程序清单及结果，写出实验程序流程图。

分析运行结果。

3.总结数码转换方法及编程思路。

六、程序框图

结束

见图5-1二进制数转换成BCD码实验程序流程图，图5-2BCD数转换成ASCII值实验程序流程图（仅供参考）

图5-1二进制数转换成BCD码实验程序流程图

否

图5-2BCD数转换成ASCII值实验程序流程图

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实验内容

实验六外部中断实验

一、实验目的

1、学习外部中断技术的基本使用方法。

2、学习中断处理程序的编程方法。

二、实验设备

Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台。

三、实验内容及连线

用Lab6000系列单片机仿真实验系统的单脉冲发生电路产生的单次负脉冲申请中断，单片机的P1.0接LED电平显示电路的L0。

编制中断服务处理程序，每申请一次中断，对输出信号进行反转（使LED亮或暗）。

单次脉冲

连线

连接孔1

连接孔2

1

P1.0

L0

2

单脉冲输出

INT0（51系列）

四、实验说明

中断服务程序的关键是：

1.保护进入中断时的状态，并在退出中断之前恢复进入时的状态。

2.必须在中断程序中设定是否允许中断重入，即设置EXO位。

可以使用了INTO或INT1中断，一般中断程序进入时应保护PSW，ACC以及中断程序使用但非其专用的寄存器。

本实验中断服务程序应保护PSW，ACC等两个寄存器并且在退出前恢复了这两个寄存器。

另外中断程序中涉及到关键数据的设置时应关中断，即设置时不允许重入。

本实验没有涉及这种情况。

INTO（P3.2）端或INT1（P3.3）端接单次脉冲发生器。

P1.0接LED发光二极管,以查看信号反转（一亮一暗）。

五、实验框图

见图6-1实验程序流程图（仅供参考）。

六、实验报告要求

1．画出实验电路原理图

2．写出实验程序，实验程序流程图，编制主程序、中断服务程序应注意的问题及本人编制实验程序的体会。

3．写出实验步骤和对中断系统的理解。

4.写出主程序、中断服务处理程序的入口地址。

5.完成思考题。

七、思考题

1.8051系列单片机有几个中断源？

写出各自的中断入口地址。

2.什么是中断优先级，写出各中断源的优先级。

3.中断允许寄存器IE各位的意义？

本次实验应如何设置IE各位的值？

中断返回

主程序框图外部中断子程序框图

图6-1实验程序流程图

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实验内容

实验七定时器实验

一、实验目的

1、学习8031内部计数器的使用和编程方法。

2、进一步掌握中断处理程序的编程方法。

二、实验设备

Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台。

三、实验内容

用CPU内部定时器中断方式计时,实现每一秒钟输出状态发生一次反转.

四、实验连线

连线

连接孔1

连接孔2

1

P1.0

L0

五、实验说明

1、关于内部计数器的编程主要是定时常数的设置和有关控制寄存器的设置。

内部计数器在单片机中主要有定时器和计数器两个功能。

本实验使用的是定时器。

2、定时器有关的寄存器有工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON。

TMOD用于设置定时器/计数器的工作方式0-3，并确定用于定时还是用于计数。

TCON主要功能是为定时器在溢出时设定标志位，并控制定时器的运行或停止等。

3、内部计数器用作定时器时，是对机器周期计数。

每个机器周期的长度是12个振荡器周期。

因为实验系统的晶振是6MHZ，本程序工作于方式2,即8位自动重装方式定时器,定时器100us中断一次,所以定时常数的设置可按以下方法计算：

机器周期=12÷6MHZ=2uS

（256-定时常数）×2uS=100us

定时常数=206.然后对100us中断次数计数10000次,就是1秒钟.

4、在例程的中断服务程序中，因为中断定时常数的设置对中断程序的运行起到关键作用，所以在置数前要先关对应的中断，置数完之后再打开相应的中断。

六、实验框图

见图7-1定时器实验程序流程图，（仅供参考）

七、实验报告要求

1、画出实验电路原理图

2、写出实验程序，实验程序流程图（包括中断服务处理程序），编制主程序、中断服务程序应注意的问题及本人编制实验程序的体会。

3、写出实验步骤和对定时器及计数器的理解。

4、完成思考题。

八、思考题

1．8051单片机有几个多少位的定时/计数器？

有几种工作方式？

2．本实验若采用方式0或方式1，应如何计算时间常数？

试计算各自的时间常数。

实验程序应如何编制？

3．T0,T1能否同时工作于方式3？

定时中断入口

遇

开始

置T0中断工作方式

保护现场

设置定时常数

秒计数值减1

否

设置初始状态位

是否到1秒

是

重新设置秒计数值

设置秒计数值

Y

中断允许

状态位取反

输出状态位

中断返回

恢复现场

等待中断

主程序框图

定时中断子程序框图

图7-1定时器实验程序流程图

实验报告

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实验项目

课程名称

课程代码

实验时间

实验地点

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实验内容

实验八八段数码管显示

一、实验目的

1.了解数码管动态显示的原理。

2.了解用总线方式控制数码管显示

二、实验设备

Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台。

三、实验内容

利用实验仪提供的显示电路,动态显示一行数据.（如动态显示0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A,B,C,D,E,F）

四、实验线路及连线

连线

连接孔1

连接孔2

1

KEY/LED_CS

CS0

数据总线

五、实验说明

本实验仪提供了6位8段码LED显示电路，学生只要按地址输出相应数据，就可以实现对显示器的控制。

显示共有6位，用动态方式显示。

8位段码、6位位码是由两片74LS374输出。

位码经MC1413或ULN2003倒相驱动后，选择相应显示位。

本实验仪中8位段码输出地址为0X004H，位码输出地址为0X002H。

此处X是由KEY/LEDCS决定，参见地址译码。

做键盘和LED实验时，需将KEY/LEDCS接到相应的地址译码上。

以便用相应的地址来访问。

例如，将KEY/LEDCS接到CS0上，则段码地址为08004H，位码地址为08002H。

六、实验报告要求

1．画出实验电路原理图

2．设计、调试、写出实验程序，实验程序流程图。

3．写出实验步骤和对数码管动态显示原理的理解。

4．完成思考题。

七、思考题

1.数码管显示原理分为哪两种类型？

2.段码输出和位选通信号的作用？

3.数码管的连接方式分为哪两种？

七段数码管的字型代码表如下表：

a

fb

g

ec

d

。

dp

显示字形

g

f

e

d

c

b

a

段码

0

0

1

1

1

1

1

1

3fh

1

0

0

0

0

1

1

0

06h

2

1

0

1

1

0

1

1

5bh

3

1

0

0

1

1

1

1

4fh

4

1

1

0

0

1

1

0

66h

5

1

1

0

1

1

0

1

6dh

6

1

1

1

1

1

0

1

7dh

7

0

0

0

0

1

1

1

07h

8

1

1

1

1

1

1

1

7fh

9

1

1

0

1

1

1

1

6fh

A

1

1

1

0

1

1

1

77h

b

1

1

1

1

1

0

0

7ch

C

0

1

1

1

0

0

1

39h

d

1

0

1

1

1

1

0

5eh

E

1

1

1

1

0

0

1

79h

F

1

1

1

0

0

0

1

71h

八、程序框图（仅供参考）

6位完成

实验报告

学院（系）名称：

姓名

学号

专业

班级

实验项目

课程名称

课程代码

实验时间

实验地点

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实验内容

实验九电子时钟（综合实验）

一、实验目的

1、进一步掌握定时器的使用和编程方法。

2、进一步掌握中断处理程序的编程方法。

3、进一步掌握数码显示电路的驱动方法。

二、实验设备

Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台。

三、实验内容

利用CPU的定时器和实验仪上提供的数码显示电路，设计一个电子时钟。

格式如下：

XXXXXX由左向右分别为：

时、分、秒

四、实验电路连线

连线

连接孔1

连接孔2

1

KEY/LED_CS

CS0

本实验连线只需接上显示/键盘的选择信号即可。

实验电路见图9-1键盘显示电路

四、实验说明

定时器每100us中断一次，在中断服务程序中,对中断次数进行计数，100us计数10000次就是1秒。

然后再对秒计数得到分和小时值，并送入显示缓冲区。

显示子程序模块可参照实验八八段数码管显示实验。

五、实验流程图

见图9-2实验程序流程图（仅供参考）

六、实验报告要求

1.画出实验电路。

2.整理实验程序清单及结果，分析运行结果，写出实验程序，

3.定时器每100us中断一次的时间常数的计算过程。

4.总结编程思路及程序的实际调试方法，写出实验调试步骤。

5.实验程序流程图

6.完成思考题。

七、思考题

1.写出主程序、中断服务程序的入口地址。

2.定时器采用何种工作方式？

3.键盘显示电路的接口地址。

八、实验要求

1.认真预习实验指导书，

2.实验程序及编译必须在课下完成。

有问题及时找老师答疑。

3.为鼓励同学们自主、创新学习精神，同学们可自主制定实验方案，完成本次实验-电子钟的软硬件设计任务的学习目的即可。

图9-1键盘显示电路

到24小时

图9-2实验程序流程图

控制工程实验指导书

班级

姓名

学号

实验报告

学院（系）名称：

姓名

学号

专业

班级

实验项目

课程名称

课程代码

实验时间

实验地点

批改意见

成绩

教师签字：

实验内容

实验一控制系统的模拟

一、实验目的：

1.观察典型控制系统的阶跃响应曲线，定性了解参数变化对典型缓解东特性的影响。

2.掌握使用控制系统模拟机及示波器测量实际控制系统动特性的测试方法。

二、实验设备和仪器：

1.XMN-2型自动控制系统模拟机一台

2.XJ4318型超低频双踪示波器一台

三、实验内容：

1.惯性环节：

电路原理图：

实验曲线：

C=0.47µ

C=1µ

C=4.7µ

传递函数：

（推导过程）

2.振荡环节

电路原理图：

实验曲线：

传递函数：

（推导过程）

实验结果分析：

实验报告

学院（系）名称：

姓名

学号

专业

班级

实验项目

课程名称

课程代码

实验时间

实验地点

批改意见

成绩

教师签字：

实验内容

实验二网络频率特性实验

一、实验目的：

1.应用频率特性来分析系统的动态性能，是经典控制理论的核心，是研究自动控制系统的一种工程方法。

本实验通过对系统（无源RC四端网络）频率特性的实际测量，并与理论推导结果进行比较，以加深对所学传递函数、频率特性等基本概念的理解。

2.学习电模拟实验研究的方法。

二、实验设备和仪器：

1.XD7低频信号发生器一台

2.无源RC四端网络一套

3.XJ4318型超低频双踪示波器一台

三、实验内容：

将XD7低频信号发生器产生的正弦信号xi（t）=|xi|sinωt输入到被测系统，系统的输出为xc（t）=|xc|sin（ωt+Φ）。

将输入输出信号同时输入XJ4318型超低频双踪示波器，显示出正弦