单片机应用系统实验知识讲解.docx
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单片机应用系统实验知识讲解
单片机应用系统实验
实验一系统认识及基本程序设计实验
一、实验目的
1.学习Keil集成开发环境的操作；
2.熟悉TD-51系统板的结构及使用，熟悉51指令系统；
3．掌握不同进制数及编码相互转换的程序设计方法，加深对数码转换的理解；
4．学习查表程序的设计方法，进一步熟悉51的指令系统。
二、实验设备
PC机一台，TD-NMC+教学实验系统。
三、实验步骤
⑴ 编写实验程序，经编译、链接无误后，启动调试功能；
⑵ 观察实验现象，并分析原因；
⑶ 按复位键退出调试状态。
四、实验内容
1.将BCD码整数0～255存入片内RAM的20H、21H、22H中，然后转换为二进制整数00H～FFH，保存到寄存器R4中。
修改20H、21H、22H单元的内容，如：
00H，05H，08H；观察实验结果。
参考程序：
;==============================================================
;文件名称:
Asm2-1.asm
;功能描述:
BCD整数转换为二进制整数（8位,范围从00H--FFH）
;==============================================================
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
MOVR0,#20H;BCD存放高位地址
MOVR7,#03H;BCD码0--255,最多3位
CLRA
MOVR4,A
LP1:
MOVA,R4
MOVB,#0AH
MULAB;乘10
ADDA,@R0;加下一位的值
INCR0;指向下一单元
MOVR4,A;结果存入R4
DJNZR7,LP1;转换未结束则继续
SJMPMAIN;设置断点,观察实验结果R4中的内容
END
2.将16位二进制整数存入R3R4寄存器中，转换为十进制整数，以组合BCD形式存储在RAM的20H、21H、22H单元中。
参考程序：
;=============================================================
;文件名称:
Asm2-2.asm
;功能描述:
二进制整数（16位）转换为十进制整数（组合BCD）
;=============================================================
;0--FFFFH（R3R4）==>0--65535
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
MOVR0,#22H;转换结果低位地址
MOVA,R0
PUSHACC;ACC表示累加器A的直接地址
MOVR7,#03H
CLRA
LP1:
MOV@R0,A;结果存储地址清零
DECR0
DJNZR7,LP1
POPACC
MOVR0,A
MOVR7,#16
LP2:
PUSHACC
CLRC
MOVA,R4;R4中为二进制数的低位
RLCA
MOVR4,A
MOVA,R3;R3中为二进制数的高位
RLCA
MOVR3,A
MOVB,#03H
LP3:
MOVA,@R0
ADDCA,@R0;执行乘2操作
DAA;十进制调整
MOV@R0,A;结果保存
DECR0
DJNZB,LP3
POPACC
MOVR0,A
DJNZR7,LP2
LJMPMAIN;设置断点观察结果,可进行下一次转换
END
3.通过查表的方法将16进制数转换为ASCII码；
参考程序：
;=============================================================
;文件名称:
Asm4-1.asm
;功能描述:
查表程序设计,将十六进制数0～F通过查表的方法
;转换为ASCII码
;=============================================================
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
MOVDPTR,#ASCTAB;表格首地址送DPTR
MOVA,R7;R7中为待转换的数
ANLA,#0FH;取低4位
MOVCA,@A+DPTR;查表
MOVR5,A;低4位转换结果送R1
MOVA,R7
ANLA,#0F0H;取待转换数的高4位
SWAPA;高4位与低4位交换
MOVCA,@A+DPTR;查表
MOVR6,A;高4位转换结果送R2
SJMPMAIN;设置断点观察结果
ASCTAB:
DB30H,31H,32H,33H,34H
DB35H,36H,37H,38H,39H
DB41H,42H,43H,44H,45H,46H
END
4.通过查表的方法实现y＝x2，其中x为0～9的十进制数，以BCD码表示，结果仍以BCD码形式输出。
参考程序：
;==============================================================
;文件名称:
Asm4-2.asm
;功能描述:
查表程序,用程序实现Y=X*X,X为0到9的十进制数,
;用BCD码（00H到09H）表示,将X的平方,即Y也以BCD码
;的形式保存到R1中.
;==============================================================
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
MOVDPTR,#SQR;取表格首地址
MOVA,R7;要计算的值
MOVCA,@A+DPTR;查表
MOVR6,A;结果保存
SJMPMAIN
SQR:
DB00H,01H,04H,09H,16H
DB25H,36H,49H,64H,81H
END
实验二片内I/O口及中断应用实验
一、实验目的
了解P1口作为输入输出方式使用时，CPU对P1口的操作方式。
了解MCS-51单片机的中断原理，掌握中断程序的设计方法。
二、实验设备
PC机一台，TD-NMC+教学实验系统，连接线若干
三、实验步骤
⑴ 按实验内容要求完成硬件连线；
⑵ 编写实验程序，经编译、链接无误后，启动调试功能；
⑶ 观察实验现象，并分析原因；
⑷ 按复位键退出调试状态。
四、实验内容
1.片内I/O口应用实验
P1口是8位准双向口，每一位均可独立定义为输入输出。
编写实验程序，将P1口的低4位定义为输出，高4位定义为输入，数字量从P1口的高4位输入，从P1口的低4位输出控制发光二极管的亮灭。
;============================================================
;文件名:
DigitIO.ASM
;功能说明:
数字量输入输出实验,P1口高4位输入,低4位输出
;============================================================
ORG0000H
LJMPSTART
ORG0100H
START:
ORLP1,#0F0H;P1口高四位为输入
MOVA,P1;读P1口的值
SWAPA;A中高,低4位交换
MOVP1,A;输出到P1口
SJMPSTART
END
2.片内中断系统实验
⑴定时器中断
单片机集成的定时器可以产生定时中断，利用定时器0和定时器1，编写实验程序在P1.0及P1.1引脚上输出方波信号，通过示波器观察实验现象并测量波形周期。
改变计数值，重新运行程序，反复验证程序功能。
参考程序：
;================================================================
;文件名:
INT1.ASM
;功能说明:
采用定时器的中断,在P1.0与P1.1引脚上输出周期波形.
;================================================================
ORG0000H
LJMPSTART
ORG000BH
LJMPTIMER0
ORG001BH
LJMPTIMER1
ORG0100H
START:
MOVP1,#0FFH
MOVTH0,#0F8H;初始化定时器0计数初值
MOVTL0,#00H
MOVTH1,#0F8H;初始化定时器1计数初值
MOVTL1,#00H
MOVTMOD,#11H;设置定时器工作模式为方式1
MOVTCON,#50H;启动定时器
MOVIE,#8AH;使能中断
SJMP$
TIMER0:
CPLP1.0;定时器0中断服务程序,对P1.0引脚取反
MOVTH0,#0F8H;重新装入计数初值
MOVTL0,#00H
RETI;中断返回
TIMER1:
CPLP1.1;定时器1中断服务程序
MOVTH1,#0F8H
MOVTL1,#00H
RETI
END
⑵外部中断
手动扩展外部中断INT0、INT1，当INT0产生中断时，使LED8亮8灭闪烁4次；当INT1产生中断时，使LED由右向左流水显示，一次亮两个，循环4次。
先按KK1－，观察实验现象，然后按KK2－，观察实验现象。
51单片机加入了中断系统，从而提高了CPU对外部事件的处理能力和响应速度。
增强型单片机SST89E554RC共有8个中断源，即外部中断0（INT0）、定时器0（T0）、外部中断1（INT1）、定时器1（T1）、串行中断（TI和RI）、定时器2（T2）、PCA中断和Brown-out中断。
参考程序：
;======================================================================
;文件名:
INT2.ASM
;功能说明:
外部中断INT0,INT1操作.
;外部中断0:
使发光二极管闪烁4次.
;外部中断1:
使发光二极管由右向左流水显示,一次亮两个LED.
;======================================================================
ORG0000H
LJMPSTART
ORG0003H
LJMPEINT0
ORG0013H
LJMPEINT1
START:
MOVP1,#00H
SETBIT0;定义外部中断0为边沿触发
SETBEX0;使能外部中断0
SETBIT1;定义外部中断1为边沿触发
SETBEX1;使能外部中断1
SETBEA;使能总中断
SJMP$
EINT0:
MOVR7,#04H;外部中断0中断服务程序
ELP0:
MOVP1,#0FFH
ACALLDELAY;调用延时程序
MOVP1,#00H
ACALLDELAY
DJNZR7,ELP0
RETI
EINT1:
MOVA,#03H;外部中断1中断服务程序
MOVR7,#10H
ILP1:
MOVP1,A
RLA
RLA
ACALLDELAY
DJNZR7,ILP1
RETI
DELAY:
MOVR6,#0FFH;延时子程序
DLP1:
MOVR5,#0FFH
DLP2:
DJNZR5,DLP2
DJNZR6,DLP1
RET
END
实验三定时器/计数器应用实验
一、实验目的
1．了解MCS-51单片机定/计数器的工作原理与工作方式；
2．掌握定时/计数器T0和T1在定时器和计数器两种方式下的编程；
3．学习定时/计数器T2的可编程时钟输出功能。
二、实验设备
PC机一台，TD-NMC+教学实验系统，连接线若干
三、实验步骤
⑴ 按实验内容要求完成硬件连线；
⑵ 编写实验程序，经编译、链接无误后，启动调试功能；
⑶ 观察实验现象，并分析原因；
⑷ 按复位键退出调试状态。
四、实验原理
通常，8051单片机内部有2个16位定时/计数器，即定时器0（T0）和定时器1（T1）。
增
强型单片机SST89E554RC内部还有一个16位定时器T2，与其相关的特殊功能寄存器有TL2、
TH2、RCAP2L、RCAP2H、T2CON等。
定时器/计数器2控制寄存器（T2CON）各位的含义简述如下：
TF2：
定时器溢出标志，当定时器溢出时置位，必须由软件清除。
当RCLK＝1或TCLK＝1
时此位将不会被置位。
EXF2：
定时器2外部标志，当EXEN2＝1并且T2EX引脚上出现负跳变引起捕捉或重载发
生时此位置1。
如果定时器2中断使能，EXF2＝1会引起中断，此位必须软件清除。
DCEN＝1
时，EXF2不会引起中断。
RCLK：
接收时钟标志，RCLK＝1，串行口使用T2的溢出脉冲作为方式1和3下的接收时
钟；RCLK＝0，串行口使用T1的溢出脉冲作为接收时钟。
TCLK：
发送时钟标志，与RCLK的作用相同。
EXEN2：
定时器2外部使能标志。
EXEN2＝1且T2未被用于串口时钟时，若T2EX引脚上
出现负跳变则出现捕捉或重载。
EXEN2＝0时，T2忽略T2EX引脚上的变化。
TR2：
启动/停止定时器2，为1时启动定时器2。
C/T2＃：
定时器/计数器选择。
C/T2＃＝1为计数功能；C/T2＃＝0为定时功能。
CP/RL2＃：
捕捉/重载标志。
CP/RL2＃＝1，当EXEN2＝1且T2EX引脚上出现负跳变时捕
捉发生。
CP/RL2＃＝0，T2溢出时重载发生，或当EXEN2＝1且T2EX引脚上出现负跳变时重
载发生。
如果RCLK＝1或TCLK＝1，此位会被忽略，T2溢出时自动重载。
定时器/计数器2模式寄存器（T2MOD）各位的含义简述如下：
T2OE：
定时器2输出使能位。
DCEN：
递减计数使能位。
五、实验内容
1.使用定时器0与定时器1进行定时，在P1.0和P1.1引脚上输出方波信号，通过示波器
观察波形输出，测量并记录方波周期。
参考程序：
;=======================================================================
;文件名称:
Timer.ASM
;功能说明:
使用定时器0和定时器1在P1.0与P1.1引脚上输出方波.
;=======================================================================
ORG0000H
LJMPSTART
ORG0100H
START:
MOVTMOD,#11H;设置定时器工作方式为方式1
MOVTH0,#0F8H;装入定时器0的计数初值
MOVTL0,#00H
MOVTH1,#0F8H;装入定时器1的计数初值
MOVTL0,#00H
SETBTR0;启动定时器
SETBTR1
MLP1:
JNBTF0,MLP2;判定时器0溢出标志
MOVTH0,#0F8H;重装定时器0的计数初值
MOVTL0,#00H
CPLP1.0
CLRTF0;清溢出标志
MLP2:
JNBTF1,MLP1;判定时器1溢出标志
MOVTH1,#0F8H
MOVTL1,#00H
CPLP1.1
CLRTF1
AJMPMLP1
END
2.将定时/计数器1设定为计数器方式，每次计数到10在P1.0引脚上取反一次，硬件连接如图
所示，按单次脉冲KK1，观察发光管D0的状态，每10次变化一次。
参考程序：
;=======================================================================
;文件名称:
COUNT.ASM
;功能描述:
利用计数器1,在计数10次后对P1.0引脚取反一次
;=======================================================================
ORG0000H
AJMPSTART
ORG0100H
START:
MOVTMOD,#60H;设置定时器/计数器1为计数器方式,且为方式2
MOVTH1,#0F6H;装入计数初值
MOVTL1,#0F6H
SETBTR1;启动计数
MLP1:
JNBTF1,MLP1;判溢出标志
CPLP1.0;取反P1.0
CLRTF1;清溢出标志
AJMPMLP1
END
3.定时器2可以作为时钟发生器使用，并在P1.0引脚上输出占空比为50％的方波。
编程定时器2，使用示波器测量输出时钟，测量时钟周期；假定需要输出1MHz的方波信号，试修改程序，并使用示波器测量，验证程序的正确性。
引脚P1.0与T2复用，除作为普通I/O引脚外，还有两个功能，即为定时/计数器2输入外
部时钟，输出占空比为50％的周期时钟。
如果将T2配置为时钟发生器，那么必须将C/T2＃设置为0，将T2OE设置为1，并设置TR2
为1以启动定时器。
输出时钟的频率取决于晶振频率以及捕捉寄存器的重载值，公式如下：
输出频率＝晶振频率÷［n×（65536－RCAP2H，RCAP2L）］
其中n＝2（6时钟模式）或n＝4（12时钟模式）
晶振频率为11.0592MHz，工作于12时钟模式下，输出频率的范围为：
42Hz～2.76MHz。
参考程序：
;=======================================================================
;文件名称:
ClkOut.ASM
;功能描述:
使用定时器2作为时钟发生器,测量P1.0引脚输出,测量周期.
;=======================================================================
T2CONEQU0C8H;定义特殊功能寄存器
T2MODEQU0C9H
RCAP2LEQU0CAH
RCAP2HEQU0CBH
ORG0000H
AJMPSTART
ORG0100H
START:
MOVRCAP2H,#0FFH;改变RCAP2H,RCAP2L中的值可以改变时钟频率
MOVRCAP2L,#00H
MOVT2MOD,#02H;设置T2工作于时钟输出模式下
MOVT2CON,#04H;启动定时器T2
SJMP$
END
实验四看门狗实验
一、实验目的
了解看门狗的工作原理，学习看门狗的编程方法。
二、实验设备
PC机一台，TD-NMC+教学实验系统，连接线若干
三、实验步骤
⑴按图连接实验电路图；
⑵编写实验程序，编译、链接无误后启动调试；
⑶允许实验程序，LED闪烁；
⑷按单次脉冲KK1－，对WDT停止刷新；
⑸经过大概3秒钟，可观察软件界面，产生复位，程序停止运行（注意界面变化）；
⑹改变WDT的超时周期，反复实验几次，验证看门狗功能。
每次重新运行程序前，都应该先停止调试，然后重新启动调试，这样方可保证系统正常工作。
四、实验原理
SST89E554RC提供了一个可编程看门狗定时器（WDT），可以防止软件跑飞并自动恢复，提高系统的可靠性。
用户程序中如果使用了看门狗，那么必须在用户自己定义的时间内刷新WDT，亦称“喂狗”。
若在规定的时间内没有刷新WDT，则产生内部硬件复位。
WDT以系统时钟（XTAL1）作为自己的时基，WDT寄存器每隔344064个时钟加1，时基寄存器（WDTD）的高8位被用作WDT的重载寄存器。
WDT的结构框图如图3-4-1所示。
WDT超时周期计算如下：
周期＝（255－WDTD）×344064÷fCLK（XTAL1）
看门狗定时器控制寄存器（WDTC）
各位说明如下：
WDOUT：
看门狗输出允许
0：
看门狗复位不在复位引脚上输出
1：
如果看门狗复位允许位WDRE＝1，看门狗复位将在复位脚上输出复位信号32个时钟
WDRE：
看门狗定时器复位允许
0：
禁止看门狗定时器复位
1：
允许看门狗定时器复位
WDTS：
看门狗定时器复位标志
0：
外部硬件复位或上电会清除此位，向此位写1会清除此位，若由于看门狗引起的复位将不影响此位。
1：
看门狗溢出，此位置1
WDT看门狗定时器刷新
0：
刷新完成，硬件复位此位。
1：
软件设置此位以强迫看门狗刷新，俗称“喂狗”。
SWDT启动看门狗定时器
0：
停止WDT
1：
启动WDT
看门狗定时器数据/重载寄存器（WDTD）
五、实验内容
学习SST89E554RC的看门狗功能模块，编写实验程序，程序正常运行时8个LED闪烁，
通过按键使看门狗产生超时，引起系统复位。
参考程序：
;======================================================================
;文件名称:
WDT.C
;功能描述:
看门狗实验,程序运行时LED闪烁.使用按键使看门狗产生
;超时,引起系统复位.系统复位,软件停止按钮变灰.
;======================================================================
WDTDEQU85H;看门狗定时器数据/重载寄存器
WDTCE
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