微机原理实验89C51C51910资料.docx
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微机原理实验89C51C51910资料
微机原理及接口技术
实验指导
课程组
2013.9
实验一一个简单的微机控制系统-----彩灯控制系统的认识
一．实验目的
1．熟悉单片机控制系统硬件线路的组成。
2．熟悉KELLC仿真调试软件环境、西特尔写入器的使用。
二．实验设备
通用电路板1块，电脑1台，KELLC仿真调试软件1套，西特尔写入器1台，89C51单片机芯片1块，12M晶振1个，20pF/30pF电容2个，发光二极管8个，电阻若干。
三．实验内容
1．功能要求：
利用89C51的P1口控制8个LED发光二极管。
8个LED发光二极管在89C51的控制下依次全部点亮，全亮后，闪烁3次全暗；反复循环。
彩灯的控制口为：
P1
4．实验方法与步骤：
（1）按实验线路图在电工电子实验箱上接好线路图。
（2）KELLC仿真调试软件输入实验程序。
（3）调试程序正确后，生成HEX文件。
（4）利用西特尔写入器将生成的HEX文件烧入到89C51单片机中。
（5）实验箱上电/复位，观察利用89C51控制的彩灯控制系统。
四.实验参考程序
#include"reg51.h"
unsignedchara[]={0xff,0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00};
voidmain（）
{
unsignedinti;
unsignedcharj;
while
（1）
{
for（j=0;j<9;j++）
{
P1=a[j];
for（i=0;i<50000;i++）;
}}}
五．思考题
1．为什么要利用西特尔写入器向89C51单片机烧入控制程序？
2．简述利用KELLC仿真软件调试程序的方法。
3．比较单片机I/O口灌电流和拉电流在驱动外设时的不同。
实验二彩灯控制系统------3/8译码器
一．实验目标
1.掌握利用89C51单片机设计彩灯控制系统。
2.掌握KeiluVision3仿真调试软件、西特尔写入器的运用。
二．实验设备
电工电子箱1个，电脑1台，KeiluVision3仿真调试软件1套，西特尔写入器1台，89C51单片机芯片1块，12M晶振1个，30pF电容2个，电阻若干。
三．实验内容
1．功能要求：
89C51单片机的P1口、P3口是一个准双向的I/O口，每一位均可独立定义为输入输出口。
CPU对P1口、P3口的操作可以是字节操作，也可以是位操作。
由于P1.0、P1.1的内部结构为OC门开路，因此，使用时P1.0、P1.1必须外接上拉电阻。
实验中利用89C51控制8个LED发光二极管，为了提高LED的亮度，P1口均外接了上拉电阻。
硬件接线为P3口的P3.0、P3.1、P3.2接3个开关，P1口接8个LED发光二极管。
控制过程为根据3个开关的8个组态，控制8个LED发光二极管的点亮；反复循环。
控制真值表为
输入
输出
P3.2P3.1P3.0
P3口输入字
P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0
P1口输出字
000
0x00
11111110
0xfe
001
0x01
11111101
0xfd
010
0x02
11111011
0xfb
011
0x03
11110111
0xf7
100
0x04
11101111
0xef
101
0x05
11011111
0xdf
110
0x06
10111111
0xbf
111
0x07
01111111
0x7f
2．实验参考线路如图:
3．实验方法与步骤：
（1）按实验线路图接好线路。
（2）KeiluVision3仿真调试软件输入实验程序。
（3）调试程序正确后，生成HEX文件。
（4）利用西特尔写入器将生成的HEX文件烧入到89C51单片机中。
（5）实验板上电/复位，观察利用89C51控制的彩灯控制系统。
四．实验参考程序流程图
五．思考题
1．从P3口读入数据时应注意什么，为什么P1.0、P1.1等一定要外接上拉电阻？
2．利用KeiluVision3仿真调试软件调试控制程序的方法。
实验三报警发生器
一．实验目标
1.掌握简易报警发生器的设计与调试。
2.掌握89C51单片机中断系统的应用及中断服务程序的设计。
二．实验设备
电工电子箱1个，电脑1台，KeiluVision3仿真调试软件1套，烧录器1台，89C51单片机芯片1块，12M晶振1个，30pF电容2个，电阻若干。
三．实验内容
1．功能要求：
89C51的有5个中断源，按优先级高低分别为外部中断
、定时/计数器TO、外部中断
、定时/计数器T1以及串行口中断RI/TI。
实验要求做一个电子报警器，当发生报警（
上有脉冲到来），电子蜂鸣器发出“呜”的鸣声。
硬件接线如图，为P3.3（
）接脉冲发生器，P3.7接实验箱的电子蜂鸣器，P1口接8个LED发光二极管。
控制过程为:
正常时8个LED发光二极管循环点亮；有报警时，蜂鸣器发出报警声。
反复循环。
2．实验参考线路图:
四．实验参考程序流程图
五．思考题
1．中断服务程序执行与函数调用有何不同？
2．若有两个中断源（
、
），一个中断控制蜂鸣器，另一个中断控制8个LED闪烁，请问如何处理？
实验四交通灯控制系统
一．实验目标
1.掌握顺序控制系统的设计与调试。
2.掌握89C51单片机定时/计数器的应用与编程。
二．实验设备
电工电子箱1个，电脑1台，KeiluVision3仿真调试软件1套，西特尔写入器1台，89C51单片机芯片1块，6个LED发光二极管，12M晶振1个，30pF电容2个，电阻若干。
三．实验内容
1．功能要求：
89C51内部有T0、T1两个定时/计数器，可以工作在定时方式、也可以工作在计数方式。
定时工作方式，是对CPU内部的机器周期进行计数，当寄存器THi、TLi加1计数满，发生溢出，表示时间到；计数工作方式时，是对外部事件进行计数,由于每2个机器周期，才能检测到一个外部事件，因此，被检测的外部事件的变化率最高变化频率为
/12M。
89C51内部的T0、T1两个定时/计数器均有4种工作方式，在4种工作方式中，方式1的定时时间最长，若Fosc=12M,则最大定时时间为65.536ms。
实验要求设计一个交通灯控制系统，利用89C51控制6个LED发光二极管来模拟交通灯的控制。
硬件接线为P3.6接启动按钮，P1.0---P1.2接3个LED发光二极管，用来模拟东西向（A线）2组交通信号灯，P1.5---P1.7接3个LED发光二极管，用来模拟南北向（B线）2组交通信号灯，具体接线参见实验线路图。
控制时序图如下：
启动（P3.6）
A线绿灯（P1.0）
A线黄灯（P1.1）
A线红灯（P1.2）
B线绿灯（P1.5）
B线黄灯（P1.6）
B线红灯（P1.7）
（注：
红绿黄等的分配可根据实验板实际接线调整）
1S定时采用中断定时20ms与软件计数50次相结合的方式完成。
2．实验参考线路图:
四．实验参考程序流程图
五．思考题
1．如何利用定时器来完成1秒定时？
2．若有一个外部中断（从P3.2）申请（假设是高优先级），并且CPU响外部中断服务程序的功能是报警，请问如何设计。
3．若用一个外部中断（从P3.2）表示特殊车辆信号，要求中断到来时东西南北四个方向只亮红灯,请问如何设计。
实验五秒表计控制系统
一．实验目标
1．掌握如何利用单片机控制LED动态显示。
2．掌握动态扫描显示的基本原理，动态显示的控制电路及控制程序。
二．实验设备
电工电子箱1个，电脑1台，KeiluVision3仿真调试软件1套，西特尔写入器1台，89C51单片机芯片1块，2个数码管，12M晶振1个，30pF电容2个，电阻若干。
三．实验内容
1．功能特点：
LED动态扫描显示方式是单片机控制系统应用最为广泛的一种显示方式之一。
其接口电路是把所有LED数码管的8个笔画段a-h同名端并联在一起，用一个8位I/O口控制，形成段选线的多路复用；而每一个LED数码管的公共极COM（位选线）是各自独立的受I/O口控制，实现各位的分时选通。
CPU段选输出口送出字形码时，所有显示器接收到相同的字形码，但究竟是那个显示器亮，则取决位选——COM端，而这一端是由I/O控制的，因此，控制位选线的电平，就可控制哪一位LED数码管点亮。
所谓动态扫描就是指采用分时的方法，轮流控制各个LED的COM端电平，使各个显示器轮流点亮。
实验采用共阴极的两个LED显示块。
硬件线路为P0.0—P0.6控制的两个LED数码的段选线，P3.4、P3.5控制两个位选线。
实验要求利用动态扫描显示和定时/计数器的应用与编程，制作出一个定时00—60S的秒表计，到60S时自动消零，开关K控制秒表计的启动。
2．实验参考线路图:
四．实验参考程序流程图
五．思考题
1．两个数码管点亮时发生闪烁，请问是什么原因？
如何解决？
2．若完成1—60分钟的电子钟，程序应如何设计？
3．若用一个按钮来控制秒表的启动与停止，程序如何修改？
实验六键盘及接口技术
一．实验目标
1．掌握微机控制系统的键盘组成及工作原理。
2．认识微机控制系统的键盘设计，了解单片机键盘的特点和应用。
二．实验设备
电工电子箱1个，电脑1台，KeiluVision3仿真调试软件1套，西特尔写入器1台，89C51单片机芯片1块，数码管1块，12M晶振1个，30pF电容2个，按钮6个，电阻若干。
三．实验内容
1．功能要求：
键盘的结构方式，可分为两大类：
一是独立式键盘，每一个按键对应一根输入口线，此种键盘软件结构简单，但当按键数目较多时，需占用大量的输入口线，所以在使用上受到了很大的限制。
另一种方方法是矩阵式键盘，在键盘中按键数量较多时，为了减少I/O口的占用，通常将按键排列成矩阵形式。
在矩阵式键盘中，每条水平线和垂直线在交叉处不直接连通，而是通过一个按键加以连接。
这样，一个端口（如P1口）就可以构成4*4=16个按键。
比之直接将端口线用于键盘多出了一倍，而且线数越多，区别越明显。
所以当按键数比较多时，采用矩阵发来做键盘更为合理。
实验要求当按下键盘其中一个按钮后，数码管立即显示其对应的数值。
硬件线路采用P0.0—P0.6接数码管，P2.0—P2.4接2×3的矩阵开关。
2．实验参考线路图:
四．实验参考程序流程图
五．思考题
1．键盘编码的含义是什么？
在键盘扫描程序中用显示子程序作为延时子程序用有何优点？
2．键盘扫描程序的调试方法是什么？
实验七单片机的双机通信
一．实习目的
1.掌握如何利用单片机进行串行通信。
2.通过串行口的典型应用，熟悉起工作方式及其功能。
二．实验设备
三．实验内容
1.功能要求：
51系列单片机内部有一个功能强大的全双工串行异步通信接口，它可以作为UART使用，方便地构成双机或多机通信系统，也可以在外接移位寄存器后扩展为并行I/O口。
实验采用单片机串行通信最简单的连线方法，既三线法。
它将发送方89C51（甲机）的TXD与接收方89C51（乙机）的RXD相连，发送方（甲机）的RXD与接收方（乙机）的TXD相连，地与地相连，见下面连接示意图。
由于串行口的输出是TTL电平，因此这种连接方式只适用于短距离通信。
若要增加通信距离，可采用RS232接口或其他接口，甚至加接调制解调器。
发送数据时，只要将数据写入SBUF即可将待发送的数据按事先设置的方式和波特率从TXD端串行输出。
接收数据时要先使REN=1，当一帧数据从RXD端输入至SBUF后，串行口发出中断请求，通知CPU读入数据。
设通信双方的波特率为1200bps,串行口工作在方式1。
在进行双机通信时，两机应采用相同的工作方式和波特率。
实验要求：
发送方（甲机）利用3×4键盘（按键编号为0-11）输入键值并在本机的LED数码管上显示相应的键号，同时通过单片机的串行口将键值从甲机送至接收方（乙机），并在乙机的LED数码管上显示相同的键号。
甲机和乙机通信协议规定如下：
甲机发送，乙机接收，甲机先发送01H给乙机，乙机接收01H后，向甲机发送应答02H。
甲机收到02H后（甲乙两机握手信号）就把按键的状态发送到乙机，乙机根据甲机键值在乙机的LED数码管上显示相同的键号。
甲机向乙机发送结束符FFH，乙机接收到结束符FFH后，同时向甲机返回应答结束符FFH，甲机接收到结束符FFH后停止发送。
1.实验参考线路图：
串行通信三线制连线示意图
四．实验参考程序流程图
五．思考题
1.若甲机发送的字符为ASCII码，双方校验方式为奇校验方式，则通信程序如何修改？
2.如何用示波器来观察以帧为单位的发送或接收数据。
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