9机电 单片机实验指导书.docx
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9机电单片机实验指导书
单片机实验指导书
实验一、模拟开关灯实验
一、实验目的
1、认识单片机芯片内部基本结构和功能；2、学习Keil和Proteus软件的基本使用方法；3、了解了解单片机最小系统及单片机应用系统的设计过程。
二、实验说明
1、单片机应用系统基本过程
1）启动Keil，创建一个项目文件*.UV2;
2）选择单片机的型号,如AT89C51;
3）单击菜单“File”→“New”命令,新建源程序文件，输入代码，保存为*.c;
4）把源程序文件添加到项目中，在项目管理器中，在展开的“SourceGroup1”上单击右键，选择“AddFilestoGroup’SourceGroup1’”命令，选择文件添加。
5）选中Target1，鼠标右键菜单“OptionsforTarget‘Target1’”命令，在“Output”选项卡中选中“CreateHEXfile”复选框；
6）执行菜单“Project”→“Rebuildalltargetfiles”命令，编译项目并生成*.hex文件；
7）打开ProteusISIS软件，建立硬件控制电路；
8）用鼠标双击“ATC89C51”单片机弹出对话框，在“ProgramFile”中载入编译好的“*.HEX”文件；
9）在Proteus环境中启动调试程序，观察仿真结果。
三、实验内容及步骤
1、实验内容
使用单片机监控一个按键开关，通过一个发光二极管显示其工作状态。
如果开关打开，LED灯熄灭；开关合上，LED灯亮
2、硬件原理图
3、软件设计
#include//包含的头文件，对单片机内部特殊功能寄存器进行了符号定义
sbitLed=P1^0;//定义位名称
sbitKey=P1^7;
voidmain（）
{
P1=0xff;
while
（1）
{
Led=Key;
}
}
画出程序流程图：
四、思考题
1、使用Keil和Proteus如何建立单片机开发系统，描述基本过程。
2、单片机的最小系统包含哪些电路？
实验二、流水灯实验
一、实验目的
1、学习单片机并行I/O端口的使用方法；2、学习延时子程序的编写；3、学习Keil和Proteus软件的基本使用方法。
二、实验说明
1、P1口为一组双向口，每位都可独立地定义为输入或输出线，在作输入线使用前，必须向锁存器相应位写入“1”，该位才能作为输入（即：
P1=0xff）。
2、本实验中延时采用循环程序来实现,入口参数控制延时时间长短。
三、实验内容及步骤
1、实验内容
P1口做输出口，接八位逻辑电平显示，编写程序，使发光二极管循环点亮。
通过一个按键开关控制显示顺序，如果开关打开，LED自上而下依次点亮；开关合上，LED从下向上依次点亮。
2、硬件原理图
3、软件设计
1）、画出程序流程图2）源程序
#include
#defineucharunsignedchar//类型重定义
#defineuintunsignedint
sbitKey=P0^0;//定义位名称
voidDelayMS（uintms）;//延时函数原型声明
voidmain（）
{
uchari,keyPre,shift;
Key=1;
while
（1）
{
keyPre=Key;
if（keyPre）
{
shift=0x01;
for（i=0;i<8;i++）
{P1=~shift;DelayMS（200）;shift<<=1;}
}
else
{shift=0x80;
for（i=0;i<8;i++）
{P1=~shift;DelayMS（200）;shift>>=1;}
}
}
}
voidDelayMS（uintms）
{
uchari;
while（ms--）
for（i=0;i<120;i++）;
}
四、思考题
1、MCS-51系列单片机的P0～P3四个I/O端口在结构上有何异同？
使用时应注意的事项？
实验三、定时器实验
一、实验目的
1、学习单片机内部计数器的使用和编程方法；2、掌握中断处理程序的编写方法；3、学习Keil和Proteus软件的基本使用方法。
二、实验说明
1、采用定时器方式设计一交通灯控制系统，使道路状态切换时间更准确。
正常情况下，90s后信号灯由“红灯”转“黄灯”，经过2s的过渡后“黄灯”转“绿灯”，另外设东西方向、南北方向紧急开关各一个，紧急开关闭合时，相应方向切换成“绿灯”，以方便特种车辆通过。
另设置一个开关，在晚上由人工闭合，此时所有的灯都变成黄灯。
2、系统的晶振是12MHZ，定时器1工作于方式1，即16位定时器，定时器50000uS（50mS）中断一次，所以定时常数的设置可按以下方法计算：
定时时间=（65536-定时常数）×1uS=50000uS
定时常数=15536，（0x3CB0）对50mS中断次数计数10次,就是0.5秒钟。
定时器0工作于方式1，定时20ms，定时常数=45536，（0XB1E00）。
三、实验内容及步骤
1、硬件原理图
2、软件设计
1）、画出程序流程图2）源程序
#include
#include
unsignedchart0;
voidyellow（）;//东西、南北方向同时打开黄灯
voidyellowflash（）;//东西、南北方向同时打开黄灯，每隔0.5秒开始闪烁
voiddelay0_5s（）;//延时0.5秒
voiddelayxms（unsignedchart）;//延时t*0.5秒
/******************************************************************
函数名称：
ex_intex0;函数功能：
外部中断0服务子程序
******************************************************************/
voidex_intex0（void）interrupt0
{
EA=0;//关闭中断，不允许中断嵌套
while（（P3&0x04）==0）//检测外部中断0是否持续有效
{
P1=0x1E;//东西方向绿灯亮、南北方向红灯亮，其它四个灯关闭。
}
EA=1;//打开中断
}
/******************************************************************
函数名称：
ex_intex1;函数功能：
外部中断1服务子程序
******************************************************************/
voidex_intex1（void）interrupt2
{
EA=0;//关闭中断,不允许中断嵌套
while（（P3&0x08）==0）//检测外部中断1是否持续有效
{
P1=0x33;//东西方向红灯亮、南北方向绿灯亮，其它四个灯关闭。
}
EA=1;//打开中断
}
/******************************************************************
函数名称：
tm_timer0；函数功能：
定时器0服务子程序
******************************************************************/
voidtm_timer0（void）interrupt1
{
EA=0;//关闭中断，不允许中断嵌套
while（（P3&0x40）==0）//检测P3.6开关是否闭合
{
yellow（）;//东西、南北方向同时打开黄灯
}
TH0=0xb1;//20ms定时初值重新装入
TL0=0xe0
EA=1;//打开中断
}
//主程序
voidmain（）
{
TMOD=0x11;//T1工作方式1，T0工作方式0
EA=1;
EX0=1;IT0=0;//打开外部中断0
EX1=1;IT1=0;//打开外部中断1
ET0=1;//打开定时器0中断
TH0=0xb1;//20ms定时初值重新装入
TL0=0xe0
TR0=1;//启动定时器0
while
（1）//无限循环
{
P1=0x1e;//东西方向绿灯亮、南北方向红灯亮，其他四个灯关闭。
delayxms（180）;//延时90秒
yellowflash（）;//东西、南北方向同时打开黄灯，每隔0.5秒闪烁一次
P1=0x33;//东西方向红灯亮、南北方向绿灯亮，其他四个灯关闭。
delayxms（180）;//延时90秒
yellowflash（）;//东西、南北方向同时打开黄灯，每隔0.5秒闪烁一次
}
}
/******************************************************************
函数名称：
yellow；功能：
东西、南北方向同时打开黄灯
******************************************************************/
voidyellow（）
{
P1=0x2d;//两个黄灯同时打开
}
/******************************************************************
函数名称：
yellowflash；功能：
东西、南北方向同时打开黄灯，每隔0.5秒闪烁一次
******************************************************************/
voidyellowflash（）
{
unsignedchari;
for（i=0;i<2;i++）
{
P1=0x2d;//两个黄灯同时打开
delay0_5s（）;
P1=0xff;//两个黄灯同时关闭
delay0_5s（）;
}
}
/******************************************************************
函数名称：
delay0_5s
函数功能：
延时0.5s，用T1工作方式1定时50ms，再循环10次得到0.5s的延时时间
******************************************************************/
voiddelay0_5s（）
{
for（t0=0;t0<10;t0++）
{
TH1=0x3c;
TL1=0xb0;
TR1=1;
while（!
TF1）;//TF1=1时50ms定时时间到
TF1=0;
TR1=0;
}
}
/******************************************************************
函数名称：
delayxms；函数功能：
在函数delay0_5s的基础延时，即延时t*0.5秒
******************************************************************/
voiddelayxms（unsignedchart）
{
for（t0=0;t0delay0_5s（）;
}
四、思考题
1、如果更换不同频率的晶振，会出现什么现象？
如何调整程序？
实验四、外部中断实验
一、实验目的
1、掌握外部中断技术的基本使用方法;2、掌握中断处理程序的编写方法；3、学习Keil和Proteus软件的基本使用方法。
二、实验说明
1、外部中断的初始化设置共有三项内容：
中断总允许即EA=1；外部中断允许即EXi=1（i=0或1）；中断方式设置，中断方式设置一般有两种方式：
电平方式和脉冲方式。
本实验选用脉冲方式，中断请求信号由引脚INT0（P3.2）引入。
2、51系列用于中断的控制寄存器有四个：
TCON、IE、SCON及IP。
3、中断过程分为三个阶段：
中断请求、中断响应、中断服务。
4、开关K0（中断请求信号）利用外部中断INT0接入。
采用中断边沿触发方式，每中断一次，单片机对P1口完成一次读写操作。
当P1.0~P1.3任何一位输出0时，相应的发光二极管就会发光。
当开关K0来回拨动一次时，将产生一个下降沿信号，通过INT0发出中断请求。
三、实验内容及步骤
1、硬件原理图
2、软件设计
1）分别画出主程序和中断服务程序流程图2）源程序
#include
sbitP1_0=P1^0;sbitP1_1=P1^1;
sbitP1_2=P1^2;sbitP1_3=P1^3;
sbitP1_4=P1^4;sbitP1_5=P1^5;
sbitP1_6=P1^6;sbitP1_7=P1^7;
/******************************************************************
函数名称：
ex_intex0；函数功能：
外部中断0服务子程序
******************************************************************/
voidex_intex0（void）interrupt0
{
P1_0=P1_4;P1_1=P1_5;
P1_2=P1_6;P1_3=P1_7;
}
//主程序
voidmain（）
{
P1=0xff;//P1口四个按键位置1
EX0=1;//开外部中断0
EA=1;//开中断总开关
IT0=1;//外部中断0电平触发
while
（1）//等待中断
{;}
}
四、思考题
1、简述中断处理的一般过程。
实验五、单片机之间的串行双机通信
一、实验目的
1、学习单片机串行口的工作原理；2、掌握串行通信的编程方法及波特率的设置；3、进一步学习定时器的功能和编程。
二、实验说明
1、本实验采用两台AT89C51单片机U1和U2进行串行双机通信设计。
U1作为发送机，U2作为接收机，两者的发送脚RXD和接收脚TXD交叉连接。
U1通过串行口间接控制与U2的P1口相连的8个LED发光管亮灭。
2、单片机间通信采用串行口方式1，对单片机U1编程时，需令SM0=0，SM1=1；对单片机U2编程时，除了令SM0=0，SM1=1，还需设置REN=1，使其允许接收。
3、晶体振荡器频率为11.0592MHz，选择波特率为9600b/s，SMOD=0，定时器1工作方式2：
TH1=TL1=FDH。
三、实验内容及步骤
1、硬件原理图
2、软件设计
1）、画出程序流程图2）源程序
⑴单片机U1的发送程序
使用Keil软件建立“send”工程项目，建立源程序文件“send.c”，输入如下源程序：
#include
//流水灯控制码
unsignedcharTab[]={0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F};
/********************************************************************
函数名称：
Send；函数功能：
发送一个字节数据
********************************************************************/
voidSend（unsignedchardat）
{
SBUF=dat;//将待发送数据写入发送缓冲器
while（TI==0）;
TI=0；//用软件将TI清零
}
/********************************************************************
函数名称：
delay；函数功能：
延时约150ms
********************************************************************/
voiddelay（void）
{
unsignedcharm,n;
for（m=0;m<200;m++）
for（n=0;n<250;n++）;
}
//主程序
voidmain（void）
{
unsignedcharI;
TMOD=0x20;//TMOD=00100000B，定时器T1工作在方式2
SCON=0x40;//SCON=01000000B，串口工作在方式1
PCON=0x00;//PCON=00000000B，波特率9600b/s
TH1=0xfd;//给定时器T1高8位赋初值
TL1=0xfd;//给定时器T1低8位赋初值
TR1=1;//启动定时器T1
while
（1）
{
for（i=0;i<8;i++）//共8位流水灯控制码
{
Send（Tab[i]）;//发送数据i
delay（）;//每发送一次数据，延时150ms再发送
}
}
⑵单片机U2的接收程序
使用Keil软件建立“receive”工程项目，建立源程序文件“receive.c”，输入如下源程序：
#include
/********************************************************************
函数名称：
Receive；函数功能：
接收串行口数据
********************************************************************/
unsignedcharReceive（void）
{
unsignedchardat;
while（RI==0）;//空操作
RI=0；//用软件将RI清零，为接收下一帧数据做准备
dat=SBUF;//将接收缓冲器的数据存于dat
returndat;
}
//主程序
voidmain（void）
{TMOD=0x20;//TMOD=00100000B，定时器T1工作在方式2
SCON=0x50;//SCON=01010000B，串口工作在方式1，允许接收（REN=1）
PCON=0x00;//PCON=00000000B，波特率9600b/s
TH1=0xfd;//给定时器T1高8位赋初值
TL1=0xfd;//给定时器T1低8位赋初值
TR1=1;//启动定时器T1
REN=1;//允许接收
while
（1）{P1=Receive（）;}
}
四、思考题
1、异步串行通信协议的帧格式是怎样的？
已知系统时钟频率和波特率，如何计算定时器初值？
2、接收时采用中断方式时，程序代码应该如何改？
实验六、数码管显示4×4阵列式键盘按键
一、实验目的
1、掌握数字、字符转换成显示段码的软件译码方法2、掌握键盘和显示器的接口方法和编程方法；3、掌握阵列式键盘的硬件组成和软件编程方法。
二、实验说明
1、本实验提供了一个4X4小键盘，向P0口的低四位逐个输出低电平，如果有键盘按下，则相应输出为低，如果没有键按下，则输出为高。
通过输出的列码和读取的行码来判断按下什么键。
2、去抖动，有键按下后，要有一定的延时，防止由于键盘抖动而引起误操作。
三、实验内容及步骤
1、硬件原理图
2、源程序及流程图
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
ucharconstdofly[]=
{0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71};//0-F的显示代码
ucharkeys_scan（）;
voiddelay（uinti）;
voidmain（）//主程序
{ucharkey;
P0=0x00;//数码管灭，为显示键码作准备
while
（1）
{key=keys_scan（）;//调用键盘扫描，
switch（key）
{case0xee:
P0=dofly[0];break;//0按下相应的键显示相应的码值
case0xde:
P0=dofly[1];break;//1
case0xbe:
P0=dofly[2];break;//2
case0x7e:
P0=dofly[3];break;//3
case0xed:
P0=dofly[4];break;//4
case0xdd:
P0=dofly[5];break;//5
case0xbd:
P0=dofly[6];break;//6
case0x7d:
P0=dofly[7];break;//7
case0xeb:
P0=dofly[8];break;//8
case0xdb:
P0=dofly[9];break;//9
case0xbb:
P0=dofly[10];break;//a
case0x7b:
P0=dofly[11];break;//b
case0xe7:
P0=dofly[12];break;//c
case0xd7:
P0=dofly[13];break;//d
case0xb7:
P0=dofly[14];break;//e
case0x77:
P0=dofly[15];break;//f
}
}
}
/********************************************************************
函数名称：
keys_scan；函数功能：
键盘扫描函数
返回值：
返回键盘码，高4位为行码，低4位为列码
********************************************************************/
ucharkeys_scan（）
{
ucharcord_h,cord_l;//行列值
P3=0x0f;//列线输出全为0
cord_h=P3&0x0f;//读入行线值
if
升级会员 