工程材料习题.docx

1、工程材料习题单片机原理与应用实验指导书蔺超文 陈跃 张清 编徐州工程学院机电学院2008年10月第一版微机原理与接口实验箱（超想-3000TC型）使用说明一、系统简介：超想-3000TC实验仪综合了微机原理与接口实验、单片机实验和CPLD实验，系统中所有的实验模块和CPU资源都对用户自由开放，可以实现从“验证式” “模仿式” “探索式” “创新开发式”的各种实验。系统配备了USB接口的通用仿真器，使软硬件仿真更方便。二、硬件资源：系统具有三种工作模式：USB通讯模式、硬件自动检测功能模式、万用硬件扩展功能模式。主实验箱为用户扩展的硬件资源较多，主要包括：脉冲源、模拟量、开关量产生模块；LED彩

2、灯、LED交通灯、LED点阵、LED八段数码管显示实验模块；AD/DA实验、I/O口扩展实验、8155、8255、8279、8253、8251串行通讯、8237DMA数据传输、8259中断、键盘显示、红外线、语音功放模块、压力传感区、直流/步进电机区、按键开关区、万用实验扩展区等。另外，系统配合CPLD/USB2.0扩展模块，可做CPLD、USB2.0扩展实验；配合IC卡、语音、温度扩展模块，可做IC卡、语音录放、数字温度实验；配合Keil C51仿真器可以做MCS-51单片机实验。三、软件资源：系统仿真开发软件界面中附有独特的各实验的电路图、原理图、流程图、实验连线图、芯片查询图，以及实验指

3、导书，方便了用户实时查询。四、设备使用将箱内的电源线插入箱体后的插孔中，按动开关按钮，实验电路板上左上角的两个LED（红绿）点亮，说明系统通电正常。五、使用注意事项（1） 实验箱通电状态下，严禁进行连接电路、插拔芯片或模块等操作，以免损坏设备。（2） 实验完成后，请关闭电源开关，拔下电源线。图1 3000TC型单片机/微机接口实验箱资源布置图Keil C51仿真器的使用说明一、 Keil uVison3编程软件的安装（1） 如计算机中已经安装此软件，无须再安装。（2） 打开随箱的软件安装光盘，在keil750AHK(3000TC)setup目录下，双击setup图标，显示如图2，点击Full

4、Version，顺序点击Next、Yes等，在图3中，输入序列号：k1dzp-5iush-a01ue，其他任意。安装完成后，默认安装目录为C:Keil，此目录下还包括一些实验例程。图2图3二、 Keil C51仿真器的使用（1） 仿真器的连接：将仿真器的40孔插头插入图4所示的插座中，另一端的USB口插入计算机的USB插孔中。（2） 仿真器驱动程序的安装：打开实验箱电源开关，在计算机上将显示“未知硬件”，按照图5、6的指示，安装硬件驱动（驱动程序在随箱的软件光盘中）。驱动安装后，在计算机硬件属性串口中可以看到如图7所示的新USB接口设备Prolific USB-to-Serial Bridge

5、(COM5)，COM5表示此设备占用了5号COM口（注：不同的计算机安装后占用的COM口可能不同）。在图7中点击上端的“端口设置”，可看到如图8所示，此窗口用于设置串口的的波特率等信息，设置的各项参数要与Keil uVision软件中串口设置的一样，方能保证通讯正常。图4图5图6图7图8（3） Keil uVision2软件中对仿真器的设置：启动Keil uVision2软件，在主界面中，点击工具栏Project（项目）选项中的New Project（新项目），如图9，文件名任意，点保存后出现图10，在器件目录的Atmel目录中选择所要仿真的芯片（如：AT89S51）后确认。点击主界面的工具栏

6、Project（项目）选项中的“为目标1设置选项”，出现如图11所示，此界面用于设置项目的各项参数，在“目标”选项中设置单片机的晶振时钟，在“调试”选项中，选择使用“Keil Monitor-51 Driver”仿真器，点击框后的“设置”按钮，弹出仿真器通讯参数设置选项，这里的参数要设置与计算机中串口设置的参数一致（见第2步）。点击菜单栏File（文件）选项，建立一个新文件，在此文件中编辑自己的软件，保存成*.ASM文件格式后编译，编译无错误，则可进行仿真。在主界面左侧项目工作区，右键点击“源代码组1”，在选项中选择“添加文件到源代码组1”，在弹出的添加文件窗口中，选择刚保存的文件名，确认。在

7、菜单栏“调试”选项中选择“启动/停止调试”，如仿真器通讯正常，即可实现仿真。仿真时，可以通过“调试”选项中的“运行”、“步进”、“步越”、“设置断点”等选项来控制程序的执行过程。图9图10图11图12图13图14图15实验1 发光二极管实验1 实验目的（1） 学习通用I/O口P1的使用。（2） 练习单片机简单延时子程序的编写。2 实验仪器（1） 超想-3000TC综合实验仪 1台（2） 超想3000仿真器 1台（3） 连线 若干根（4） 计算机 1台（5） 数字万用表 1台3 实验内容要求（1） 点亮 8只发光二极管，并使8只发光二极管循环亮灯。（2） 运用简单的语句编写延时子程序，以控制发光

8、二极管点亮的间隔时间，并通过调整延时时间来观察延时效果。4 实验原理MCS-51单片机共有4个I/O口，其中P0、P2口一般做外部存储器扩展使用。P1口是用户专用8位准双向I/O口，具有通用输入/输出功能，每一位都能独立地设定为输入或输出。P1口做输出口使用时，与P0口不同，外电路无须再接上拉电阻；当有输出方式变为输入方式时，该位的锁存器必须写入“1”，然后才能进入输入操作。在电气性能上，由于P1口硬件内部具有上拉电阻，可以提供10mA左右的输出电流，因此，P1口可以直接接负载输出。在本实验中，由于使用LED较多，消耗的电流较大，所以在电路中使用了74LS245三态双向总线收发器来驱动8只发光

9、二极管，电路见图1。74LS245的输出口跟随输入口的电平状态变化，P1口为高电平时，发光二极管点亮。实验原理图15 实验步骤用连线将P1口的各位端口（P1.0-P1.7）分别接入发光二极管区的L0至L7，将仿真器插入计算机，在KEIL uVision软件，新建一个工程，编写软件，并仿真软件运行。6 思考问题（1） P1口与P0口的主要区别，如果用P0口的输出来控制发光二极管的点亮，在电路上要做哪些改动？（2） 实现程序延时的方法有哪些？7 参考程序 ORG 0000HAJMP MAINORG 0023HMAIN: MOV A,#0FEH ;送数据初值 MOV P1,A ;数据送P1口点亮发光

10、二极管 ACALL DELAY ;延时 MOV R0,#07H ;设置左移7次LOOP: RL A ;左移一位 MOV P1,A ;数据送P1口点亮发光二极管 ACALL DELAY ;延时 DJNZ R0,LOOP ;R0是否为0，不为0转LOOP继续执行 AJMP MAIN ;返回主程循环执DELAY: MOV R1,#100 ;延时子程序D1: MOV R2,#100D2: MOV R3,#50D3: DJNZ R3,D3 DJNZ R2,D2 DJNZ R1,D1 RET ;子程序返回 END ;程序结束实验2 通过开关控制发光二极管亮灯实验1 实验目的（1） 理解单片机中数与位的概念

11、（2） 理解数据传递的概念。2 实验仪器（1） 超想-3000TC综合实验仪 1台（2） 超想3000仿真器 1台（3） 连线 若干根（4） 计算机 1台（5） 数字万用表 1台3 实验内容要求P2口作为输入口，接8只开关，P1口做为输出口，接8只发光二极管，通过设置8只拨动开关的状态控制8只发光二极管的亮灭。4 实验原理如图所示，当拨动开关拨向上端时I/O口得到逻辑电平“1”，拨向下端时得到逻辑电平“0”，P1口有高电平输出时，发光二极管亮，低电平输出时，发光二极管灭。实验原理图5 实验步骤用连线将P1口的各位端口（P1.0-P1.7）分别接入发光二极管区的L0至L7，将仿真器插入计算机，P

12、2口的各位端口（P2.0-P2.7）分别接入开关量发生器区的K0至K7。在KEIL uVision软件，新建一个工程，编写软件，并仿真软件运行。6 思考问题通用I/O端口数据输出采用字节输出方式和位输出方式分别怎么实现？7 参考程序程序流程ORG 0000H ;开始MOV P1,#0FFHLOOP: MOV A,P2 ;P2口的开关电平状态读到A MOV P1,A ;把A的数据送到P1口 JMP LOOP END实验3 外部中断实验1 实验目的（1） 学习外部中断技术的基本使用方法（2） 掌握中断处理程序的编程方法2 实验仪器（1）超想-3000TB综合实验仪 1 台 （2）超想3000仿真器

13、 1 台（3）连线 若干根 （4）计算机 1 台 3 实验内容接P1口的8个发光二极管循环亮，用外部单次脉冲信号申请中断，中断响应后，使小喇叭响，发光二极管停止闪亮。4 实验原理MCS-51单片机具有两个外部中断输入口（P3.2、P3.3），中断触发方式有两种：电平触发和跳沿触发（脉冲触发）。在本实验中用脉冲源来模拟外部触发信号，使单片机产生中断。中断服务程序的内容一般包括四个部分：现场保护与现场恢复、关中断与开中断、中断处理、中断返回。音响及合成区的声音靠LM386驱动小喇叭产生。LM386 是一种音频集成功放，广泛应用于录音机和收音机之中，实验电路图如下。我们知道，声音是由振动产生的，每个

14、音符都对应了一个频率。利用单片机产生的延时，就可以产生不同频率的脉冲，例如想产生523Hz（音符1的发音）的脉冲，其周期为1/523=1912S，因此只要延时956S后，使P3.3取反，就可以在P3.3引脚上输出一个频率为523Hz的脉冲，从而使喇叭发出音符1的声音。音响合成电路5 实验步骤用连线将P1口的各位端口（P1.0-P1.7）分别接入发光二极管区的L0至L7，将仿真器插入计算机，P3.2端口接脉冲源的DOWN输出端，P3.3接音响及合成区的Vin1输出口。在KEIL uVision软件，新建一个工程，编写软件，并仿真软件运行。6 思考问题（1） 外部中断的触发方式对中断服务程序的编写

15、有什么影响？（2） 中断是否能被响应，影响因素有那些？7 参考程序程序流程ORG 0000H ;开始JMP STARTORG 0003HJMP EXT0START: MOV IE,#10000001B MOV IP,#00000001B MOV TCON,#00000000B MOV SP,#70HMAIN: MOV P1,#00H ;全亮 LCALL DELAY MOV A,#0FEHLOOP: MOV P1,A LCALL DELAY RL A ;循环左移 AJMP LOOPEXT0: PUSH ACC PUSH PSW CPL P3.3 ;喇叭响 CALL DEL ;喇叭响的速率 POP

16、 PSW POP ACC RETIDELAY: MOV R5,#20D1: MOV R6,#20D2: MOV R7,#250 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RETDEL: MOV R4,#250 DJNZ R4,$ RET END实验4 定时器、计数器实验1 实验目的（1） 学习单片机内部定时器的应用（2） 进一步掌握中断处理程序的编写2 实验仪器（1） 超想-3000TB综合实验仪 1 台 （2） 超想3000仿真器 1 台（3） 连线 若干根 （4） 计算机 1 台 3 实验内容利用单片机内部定时器中断方式定时，实现每一秒钟输出状态发生一次反转。改变定时

17、时间的长度，观察发光二极管闪亮的频率。4 实验原理MCS-51单片机内部有两个16位定时器，具有4种工作方式。特殊功能寄存器TMOD用于选择定时器/计数器T0、T1的工作模式和工作方式、TCON用于控制T0、T1的启动和停止，同时还包含了T0、T1的状态。定时器计数满时，会产生溢出中断。5 实验步骤用连线将P1口的P1.0接入发光二极管区的L0，将仿真器插入计算机。在KEIL uVision软件，新建一个工程，编写软件，并仿真软件运行，观察发光二极管闪亮的频率。6 思考问题定时器工作方式1和工作方式2有什么区别？7 参考程序程序流程;HIGH EQU 3CB0H ;65536-50000,50

18、ms定时;LOW EQU 3CB0H ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH AJMP INT_TIMER() ORG 0030HMAIN: MOV TMOD,#01H MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H MOV IE,#82H MOV 30H,#10 MOV 31H,#6 SETB TR0 AJMP $INT_TIMER(): MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H DJNZ 30H,L1 MOV 30H,#10 DJNZ 31H,L1 MOV 31H,#6 CPL P1.0L1: RETI END实验5 脉冲计数（定时/计数器的记数功能实

19、验）1 实验目的（3） 熟悉8051定时/计数器的记数功能（4） 掌握初始化编程方法（5） 掌握中断程序的调试方法2 实验仪器（1） 超想-3000TB综合实验仪 1 台 （2） 超想3000仿真器 1 台（3） 连线 若干根 （4） 计算机 1 台 3 实验内容定时/记数器0对外部输入的脉冲进行计数，并送显示器显示。4 实验原理MCS-51有两个16位的定时/计数器：T0和T1。计数和定时实质上都是对脉冲信号进行计数，只不过脉冲源不同。当工作在定时方式时，计数脉冲来自单片机的内部，每个机器周期使计数器加1，由于计数脉冲的频率是固定的（即每个脉冲为1个机器周期的时间），故可通过设定计数值来实现

20、定时功能。当工作在计数方式时，计数脉冲来自单片机的引脚，每当引脚上出现一个由1到0的电平变化时，计数器的值加1，从而实现计数功能。可以通过编程来指定时计数器的功能，以及它的工作方式。在读取运行中的计数器的当前值时，应读3次。这样可以避免在第一次读完后，第二次读之前，由于低位溢出向高位进位时的错误。读的次序是：先读（THX），后读（TLX），再读（THX）若两次读得（THX）相同，则读得的计数器数据是正确的，若不同，则需重读。5 实验步骤 用连线把“总线插孔”的P3.4孔连“脉冲源”的“DOWN”孔，执行程序，按动TR3（红色）带锁按钮，观察数码管上计数脉冲的个数。6 思考问题（1） 把P3.4

21、孔分别与“脉冲源”的2MHZ、1MHZ、0.5MHZ孔相连时，显示值反而比连0.25MHZ孔更慢，为什么？（2） 当fosc=6MHZ时,能够计数的脉冲信号最高频率为多少？7 实验程序程序流程;对定时器0外部输入的脉冲信号进行计数且显示OUTBIT equ 0e101hCLK164 equ 0e102h ; 段控制口(接164时钟位)DAT164 equ 0e102h ; 段控制口(接164数据位)LEDBuf equ 40hIN equ 0e103h ORG 0000hMOV SP,#60HMOV DPTR,#0e100H ;8155初始化 MOV A,#03HMOVX DPTR,AMOV

22、TMOD,#05H ;定时器初始化MOV TH0,#00HMOV TL0,#00HSETB TR0LOOP0: MOV R2,TH0MOV R3,TL0LCALL LOOP1MOV R0,#40HMOV A,R6LCALL PTDSMOV A,R5LCALL PTDSMOV A,R4LCALL PTDSLCALL DISPLAYSJMP LOOP0LOOP1: CLR A ;二转十子程序MOV R4,AMOV R5,AMOV R6,AMOV R7,#10HLOOP2: CLR CMOV A,R3RLC AMOV R3,AMOV A,R2RLC AMOV R2,AMOV A,R6ADDC A,R

23、6DA AMOV R6,AMOV A,R5ADDC A,R5DA AMOV R5,AMOV A,R4ADDC A,R4DA AMOV R4,ADJNZ R7,LOOP2RETPTDS: MOV R1,A ;拆字子程序ACALL PTDS1MOV A,R1SWAP APTDS1: ANL A,#0FHMOV R0,AINC R0RETDelay: mov r7, #0 ; 延时子程序DelayLoop: djnz r7, DelayLoop djnz r6, DelayLoop retDISPLAY:setb 0d3h mov r0, #LEDBuf mov r1, #6 ; 共6个八段管 mo

24、v r2, #00000001b ; 从左边开始显示Loop: mov dptr, #OUTBIT mov a, #00h movx dptr, a ; 关所有八段管 mov a, r0 mov dptr,#LEDmap movc a,a+dptr mov B, #8 ; 送164DLP: rlc a mov r3, a mov acc.0, c anl a,#0fdh mov dptr, #DAT164 movx dptr, a mov dptr, #CLK164 orl a,#02h movx dptr, a anl a,#0fDh movx dptr, a mov a, r3 djnz

25、B, DLP mov dptr, #OUTBIT mov a, r2 movx dptr, a ; 显示一位八段管 mov r6, #1 call Delay mov a, r2 ; 显示下一位 rl a mov r2, a inc r0 djnz r1, Loop mov dptr, #OUTBIT mov a, #0 movx dptr, a ; 关所有八段管 clr 0d3h retLEDMAP: ; 八段管显示码 db 3fh, 06h, 5bh, 4fh, 66h, 6dh, 7dh, 07h db 7fh, 6fh, 77h, 7ch, 39h, 5eh, 79h, 71h END

26、实验6 RAM扩展实验（A6264）1 实验目的（1） 学习单片机外扩存储器的方法（2） 练习A6264的使用2 实验仪器（1） 超想-3000TC综合实验仪 1台（2） 超想3000仿真器 1台（3） 连线 若干根（4） 计算机 1台3 实验内容要求为单片机扩展一片A6264存储器，A6264中写入一串数据，然后读出，进行比较。4 实验原理A6264为8KB容量的数据存储器，有13根地址线A0A12。在实验仪内部，A6264已经通过8155芯片进行了扩展，地址范围是8000H-8FFFH。5 实验步骤 在KEIL uVision软件，新建一个工程，编写软件，并仿真软件运行6 思考问题7 参考

27、程序程序流程OUTBIT equ 0e101hCLK164 equ 0e102h ; 段控制口(接164时钟位)DAT164 equ 0e102h ; 段控制口(接164数据位)LEDBuf equ 40hIN equ 0e103h ORG 0000H mov sp,#60h MOV DPTR,#0e100H ;8155初始化 MOV A,#03H MOVX DPTR,ASTART: MOV DPTR,#8000H ;往6264的8000H-9FFFH单元送入#55H MOV A,#55HDD: MOVX DPTR,A INC DPTR mov r0,dph CJNe r0,#0A0H,DD

28、MOV DPTR,#8000hDD1: MOVX A,DPTR ;读出数据进行比较 CJNE A,#55H,ERR INC DPTR MOV R0,DPH CJNE R0,#0A0H,DD1 mov 40h,#06h ;显示缓冲器初始化 mov 41h,#05h mov 42h,#06h mov 43h,#04h mov 44h,#10h mov 45h,#00hSTART1: LCALL DISPLAY ;正确的显示“6464-0” SJMP START1ERR: mov 40h,#06h mov 41h,#05h mov 42h,#06h mov 43h,#04h mov 44h,#10h

29、 mov 45h,#0Eh ;不正确的显示“6264-E。”START2: LCALL DISPLAY SJMP START2DISPLAY:setb 0d3h mov r0, #LEDBuf mov r1, #6 ; 共6个八段管 mov r2, #00100000b ; 从左边开始显示Loop: mov dptr, #OUTBIT mov a, #00h movx dptr, a ; 关所有八段管 mov a, r0 mov dptr,#LEDmap movc a,a+dptr mov B, #8 ; 送164DLP: rlc a mov r3, a mov acc.0, c anl a,#0fdh mov dptr, #DAT164 movx dptr, a mov dptr, #CLK164 orl a,#02h movx dptr, a anl a,#0fDh movx dptr, a mov a, r3 djnz B, DLP mov dptr, #OUTBIT mov a, r2 movx dptr, a ; 显示一位八段管 mov r6, #01 call Delay mov a, r2 ; 显示下一位 rR a mov r2, a inc