单片机实验报告概要.docx

1、单片机实验报告概要微控制器技术实验报告 专业班级： 学 号： 姓 名： 指导老师： 时 间： 2014.04 一、实验目的及要求 1二、实验基本内容 1三、实验设备 5四、实验设计思想和结果分析 84.1清零程序与拆字程序设计 84.2拼字程序与数据传送程序 104.3 排序程序与散转程序 124.4 数字量输入输出实验 144.5定时器/计数器实验 164.6 A/D、D/A转换实验 224.7 串行通讯实验 31五、结束语 40一、 实验目的及要求：1、 学习Keil C51集成开发工具的操作及调试程序的方法，包括：仿真调试与脱机运行间的切换方法；2、熟练使用SST89C554RC单片机核

2、心板及I/O扩展实验系统；3、熟练掌握在Keil C51与Proteus仿真软件虚拟联机环境下，基于51单 片机控制器数字接口电路的硬件、软件设计与功能调试； 4、完成MCS51单片机指令系统软件编程设计和硬件接口功能设计题；二、实验基本内容(TD-51单片机实验系统实现)实验一清零程序与拆字程序设计根据实验指导书之“第二章 单片机原理实验”（P17P23页）内容，熟悉实验环境及方法，完成思考题1、2（P23）基础实验项目。实验二拼字程序与数据传送程序设计汇编语言完成实验指导书P24思考题3、4题的基础实验项目。实验三排序程序与散转程序设计 汇编语言完成实验指导书P24思考题5、6题的基础实验

3、项目。实验四数字量输入输出实验基本部分：阅读、验证C语言程序功能。使用汇编语言编程，完成实验指导书之“3.1 数字量输入输出实验”基本实验项目（P36），。提高部分：（任选一题）题目一：LED交通灯控制（使用8255接口芯片）要求：使用汇编语言编程，功能为：通过开关实现LED灯工作方式即时控制，完成LED交通灯的开关控制显示功能和LED交通灯自动循环显示功能。题目二：LED灯控制（使用8255接口芯片）要求：使用汇编语言编程，功能为：通过KK1实现LED灯工作方式即时控制，完成LED开关控制显示和LED灯左循环、右循环、间隔闪烁功能。题目三：键盘扫描与数码管显示设计 要求：阅读、验证P69上的

4、C语言参考程序功能。用汇编语言完成编程与功能调试。实验五定时器/计数器实验 基本部分：阅读、验证C语言程序功能。使用汇编语言编程，完成实验指导书之“3.3 定时/计数器实验”基本实验项目（P40）。 提高部分：（任选一题完成） 题目一：定时器控制LED灯要求：由单片机内部定时器1，按方式1工作，即作为16位定时器使用每0.05秒钟T1溢出中断一次。P1口的P1.0-P1.7分别接八个发光二极管。编写程序模拟时序控制装置。开机后第一秒钟L1，L3亮，第二秒钟L2，L4亮，第三秒钟L5，L7亮，第四秒钟L6，L8亮，第五秒钟L1，L3，L5，L7亮，第六秒钟L2，L4，L6，L8亮，第七秒钟八个L

5、ED灯全亮，第八秒钟全灭，以后又从头开始，L1，L3亮，然后L2，L4亮一直循环下去。 题目二：计数器实验要求：单片机内部定时计数器，按计数器模式和方式1工作，对P3.4(T0)引脚进行计数。使用T1作定时器，50ms中断一次，看T0内每0.50来了多少脉冲，将其数值按二进制在LED灯上显示出来，5秒后再次测试。 题目三：急救车与交通灯（外部中断实验） 要求：完成交通灯基本功能基础上，当有急救车到达时，两向交通信号为全红，以便让急救车通过。假定急救车通过路口时间为10秒，急救车通过后，交通灯恢复中断前状态。本实验题以按键为中断申请，表示有急救车通过。实验六/、/转换实验 基本部分：阅读、验证C

6、语言程序功能。使用汇编语言编程，完成实验指导书之“4.3 A/D转换实验”项目（P64）和“4.4 D/A转换实验”项目（P67）。 提高部分：（要求：Proteus环境下完成）小键盘给定（并显示工作状态），选择信号源输出波形类型（D/A转换方式），经过A/D采样后，将采样数据用LED灯，显示当前模拟信号值大小及变化状态。实验七串行通讯实验基本部分：阅读、调试C语言程序功能。使用汇编语言编程，完成实验指导书之“3.7 串口通讯实验”项目。（要求：实验仪器上完成）提高部分：（要求：Proteus环境下完成）题目一：利用单片机实验系统，实现与PC机通讯。功能要求：将从实验系统键盘上键入的数字，字母

7、显示到PC机显示器上，将PC机键盘输入的字符（0-F）显示到单片机实验系统的数码管上。题目二：进行实验六、实验七实验内容综合。三、 实验设备软件设备：KEIL uv2， PROTEUS7.4硬件设备：PC机，TD-51系统板（包括SST89E554RC单片机一片、串行通信线、接口等）1、TD-51系统板 系统构成TD-51 系统板为开放的最小单片机系统，采用具有在系统可编程和在应用可编程技术的增强型51 单片机，单片机内置仿真程序，可以实现调试、仿真功能，配合TD 系列微机接口教学 实验平台可开展单片机原理及应用的实验教学。 系统功能特点1. 取代硬件仿真器的增强型单型系统采用具有在系统可编程

8、（ISP）和在应用可编程（IAP）技术的增强型51 单片机，单片机内置仿真程序，完全取代传统的硬件仿真器和编程器。这种先进的单片机将仿真系统和应用系统合二为一，大大降低了应用开发成本，极大地提高了研发效率。把单片机的仿真开发和应用设计提高到一个崭新的技术领域。 2. 先进的集成开发调试调使用业界著名的Keil C51 集成开发环境作为实验设计、调试的工具。Keil C51 提供了强大的调试功能，可单步、断点、全速运行程序，可观察寄存器区、ROM 变量区、RAM 变量区等的内容。支持汇编语言和C 语言的源语言调试。 3. 灵活的组合组采用开放的系统板结构，可以灵活地配合各型号接口实验平台开展单片

9、机的应用教学。 4. 丰富的实验内容提供了丰富的原理及接口应用实验。配合接口实验平台可完成数字量输入/输出、中断、定时器/计数器、看门狗、低功耗、PCA、串口通讯、静态存储器、FLASH、A/D、D/A、键盘及数码显示、电子音响、点阵LED、LCD、步进电机、直流电机、温度控制等实验内容。2、SST89E554RC简介TD-51 系统板上提供了一片SST89E554RC，该器件是SST 公司推出的8 位微控制器FlashFlex51 家族中的一员，具有如下特征： u19982X8051 兼容，嵌入SuperFlash 存储器 软件完全兼容 开发工具兼容 引脚全兼容 u24037X作电压5V，工

10、作时钟040MHz 1Kbyte 内部RAM u20004X块SuperFlash EEPROM，主块32Kbyte，从块8Kbyte，扇区为128Byte u26377X三个高电流驱动端口（每个16mA） u19977X个16 位的定时器/计数器 u20840X双工、增强型UART 帧错误检测 自动地址识别 u20843X个中断源，四级优先级 u21487X编程看门狗定时器（WDT） u21487X编程计数阵列（PCA） u21452XDPTR 寄存器 u20302XEMI 模式（可禁止ALE） SPI 串行接口 u26631X准每周期12 个时钟，器件提供选项可使速度倍增，达到每周期6 个

11、时钟 u20302X功耗模式 掉电模式，可由外部中断唤醒 空闲模式 SST89E554RC 的功能框图如图1-2-1 所示，外部引脚如图1-2-2 所示。 SST89E554RC 的特殊功能寄存器如表1-2-1 所列。 四、实验设计思想与结果分析 实验一到实验四为软件编程实验，需要熟练掌握KEIL uv2编程工具的使用，通过编写程序实现实验要求。实验四到实验八为硬件接口实验，需要利用TD-51系统板，通过KEIL uv2编写好程序，下载到所给的SST89E554RC单片机中，按原理接好硬件接线图，完成实验要求。4.1实验一清零程序与拆字程序设计 实验调试步骤及结果分析：(1)编写好实验程序后，

12、采用ISP模式调试。(2)运行程序，使用Keil51模拟器中的虚拟存储器监视内容变化。（访问片外存储器，用“X：+地址”的格式）。(3)在清零实验中。用单步跳过的调试方式。7000H-7FFFH中内容先被写入0FFH；然后全部清零。(4)在拆子程序实验中，单步进入调试，先在7000H中，写入1FH，首先送低位0FH至7001H，然后送高位1H至7002H。程序流程图： 清零程序流程图 拆字程序流程图程序清单：清零程序：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV A, #00H MOV DPTR,#7000H ;赋给首地址 MOV R1,#100H ;循环次数

13、,完成对7000H-70FFH的置一 MOV R2, #10HLOOP1: MOVX DPTR,A INC DPTR DJNZ R1,LOOP1 DJNZ R2,LOOP1 ; 因为都是先减一之后再做比较，所以0FFH、0FH个数要100H、10H次 SJMP $ END 拆字程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 1000HMAIN: MOV DPTR,#7000H MOVX A,DPTR ;赋值 MOV R0,A ANL A,#0F0H ;得到高四位SWAP A INC DPTR MOVX DPTR,A ;高位给7001H MOV A,R0 ANL A,#0FH ;得到低四

14、位 INC DPTR MOVX DPTR,A ;低位给7002H SJMP $ END4.2实验二拼字程序与数据传送程序设计实验步骤及结果分析：（1）编写好实验程序后，采用ISP模式调试。（2）拼字程序里，将两个字节内容分别存为12H，34H。低位相拼，结果是24H。（3）运行程序，使用Keil51模拟器中的虚拟存储器监视内容变化。（访问片外存储器，用“X：+地址”的格式）。程序流程图： 拼字程序流程图 数据传输程序流程图程序清单：拼字程序ORG 0000H LJMP MAIN3ORG 1000HMAIN3: MOV DPTR,#7000HMOVX A,DPTR ;原值给A ANL A,#0F

15、H ;取低四位 SWAP A ;将原低四位移到高四位 MOV B,AINC DPTRMOVX A,DPTR ;再取7001H的值 ANL A,#0FH ;取低四位ADD A,B INC DPTR MOVX DPTR,A ;获得结果SJMP $END数据传输程序 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN: MOV R2,#10H ;源RAM区的第一个地址 MOV R3,#19H ;源RAM区的第二个地址 MOV R4,#22H ;目的RAM区的第一个地址 MOV R5,#2BH ;目的RAM区的第二个地址 MOV R6,#02H ;第一次传输的字节数据个数 MOV R7

16、,#03H ;第二次传输的字节数据个数 L1: MOV B,R2 MOV R0,B MOV A,R0 MOV B,R4 MOV R1,B MOV R1,A INC R2 INC R4 DJNZ R6,L1 ;完成第一路的数据传输L2: MOV B,R3 MOV R0,B MOV A,R0 MOV B,R5 MOV R1,B MOV R1,A INC R3 INC R5 DJNZ R7,L2 ;完成整个的数据传输 SJMP $ END结果分析：在拼字程序中，用了SWAP A，方便实现了数据高四位与低四位的交换。数据传送实验中，其重点是对地址变化的把握。将初始地址与及传送地址都用加1指令实现地址变

17、化。4.3实验三排序程序与散转程序设计实验步骤及结果分析：排序实验：（1）编写实验程序，编译、链接无误后联机调试；（2）为 30H39H 赋初值，如：在命令行中键入 E CHAR D:30H9, 11H, 5, 31H, 20H, 16H,1, 1AH, 3FH, 8 后回车，可将这 10 个数写入 30H39H 中；（3）将光标移到语句行命令，将程序运行到该行；（4）查看存储器窗口中 30H39H 中的内容，验证程序功能；（5）重新为 30H39H 单元赋值，反复运行实验程序，验证程序的正确性。实验流程图程序清单：散转程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN

18、 ： MOV A,#01H MOV R2,A RL A ADD A,R2 MOV DPTR,#PTAB JMP A+DPTRPTAB: LJMP PM0 LJMP PM1 LJMP PM2 LJMP PM3 PM0: 程序体0 PM1: 程序体1PM2: 程序体2PM3: 程序体3 SJMP $ END冒泡排序子程序： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN: MOV R0,#10H ;初始地址 MOV R7,#04H ;外循环次数（参与比较的数的个数-1） ACALL MAOP SJMP $ MAOP: L1: MOV A,R0 ;赋给初始地址 MOV R1,A

19、 INC R1 ;取第二个数的地址 MOV A,R7 MOV R6,A L2: MOV A,R0 CLR C SUBB A,R1 ;两数进行比较 JC L3 ;前数小于后数则保持位置不变 MOV A,R0 ;否则，交换位置 XCH A,R1 MOV R0,A L3: INC R1 DJNZ R6,L2 ;内循环是否完成 INC R0 DJNZ R7,L1 ;外循环是否完成 RET ;返回主程序 END4.4实验四 数字量输入输出实验实验步骤：（1）按图11接好试验线路图，图中圆圈表示不要通过排线连接（2）编写实验程序，编译链接无误后进入调试状态（3）运行实验程序，观察实验现象，验证程序正确性（

20、4）按复位键，结束程序运行，退出调试状态实验硬件接线图：程序清单：基础部分： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H MAIN : MOV P1,#0FFH ;初始化 MOV A,P1 ;将输入写进累加器A SWAP A ANL A,#0FH MOV P1,A ;输出显示 LJMP MAIN ;循环不断检测P1口输入端的新状态 SJMP $ ENDLED灯控制： ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV TMOD, #60H ;设置T1为模式2，外部计数方式 MOV TH1,#0FFH ;T1计数器赋初值 MOV TL1,#0FFH MOV

21、DPTR,#7300H MOV A,#80H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#7100H SETB TR1 ;开启计数器LEFT: MOV R0,#08H ;左循环 MOV A,#01H A1: MOVX DPTR,A LCALL DELAY RL A DJNZ R0,A1 JBC TF1,RIGHT ;查询T1溢出标志，TF1=1时转移 JMP LEFTRIGHT: MOV R0,#08H ;右循环 MOV A,#80H A2: MOVX DPTR,A LCALL DELAY RR A DJNZ R0,A2 JBC TF1,SHANSHUO ;查询T1溢出标志，TF1=1时转移

22、JMP RIGHTSS: MOV R0,#08H ;闪烁 LP1: MOV A,#55H MOVX DPTR,A LCALL DELAY MOV A,#0AAH MOVX DPTR,A LCALL DELAY DJNZ R0,LP1 JBC TF1, LEFT ;查询T1溢出标志，TF1=1时转移 JMP SHANSHUODELAY: MOV R1,#0FFH DEL1: MOV R2,0FFH DEL2: DJNZ R2, DEL2 DJNZ R1,DEL1 RET SJMP $ END结果分析：基本数字量输入输出实验其重点在于对单片机的准双向口的理解。即在用作输入时，口锁存器必须先写入“1

23、”。而作为输出时则可直接使用。利用计数器T1外部技术方式，当外部输入脉冲引脚上出现电平负跳变时，T1计数器加一，溢出标志TF1置一，然后改变LED灯亮的方式，同时，将标志位TF1复位，进入下一轮的计数溢出等待。因此，而形成三种亮灯方式的自动循环。若是用开关实现三种方式的亮灯，则需要在最开始和每种亮灯之后通过8255对开关状态进行采集并进行判断。因此事先还要先设置好哪个开关的闭合表示哪种亮灯方式。4.5实验五 定时器/计数器实验实验步骤：（1）编写实验程序，编译、链接后联机调试；（2）运行实验程序，使用示波器观察 P1.0引脚上的波形并记录周期；（3）改变计数初值，观察实验现象，验证程序功能。实

24、验硬件接线图： 定时器LED控制PROTEUS仿真接线图程序流程图： 程序清单：定时器程序（汇编版）ORG 0000H LJMP MAINORG 001BHLJMP INTT1ORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H ；设置堆栈 MOV TH1,#3CH ；T1定时器初始化 MOV TL1,#0B0H ；50ms MOV TMOD,#10H ；T1工作在方式一 SETB TR1 ；开始计时 SETB ET1 ；开定时器中断 SETB EA ；开总中断 MOV DPTR,#TABLE ；数据段指向存储点亮顺序的数据表 MOV R1,#00H ；指针清零，指向第一个元素 MOV R0,

25、#20 ；设置循环次数 LED: MOV A,R1 MOVC A,A+DPTR ；依次读取TABLE里的值 MOV P1,A ；赋给P1口点亮LED AJMP LED ；循环执行等待INTT1: ；T1定时器中断服务程序 PUSH ACC ；入栈保护，保护累加器 PUSH PSW ；保护状态寄存器的值 MOV TH1,#3CH ；重新初始化T1 MOV TL1,#0B0H ；50ms DJNZ R0,RETT1 ；循环次数到（用于实现1s定时）中断返回 MOV R0,#20 ；重新设置R0=20 INC R1 ；指针自增 MOV A,R1 ANL A,#07H ；判断指针是否到8，若是则清零，

26、达到循环 的作用 MOV R1,ARETT1:POP PSW POP ACC RETI TABLE:DB 0FAH,0F5H,0AFH,5FH,0AAH,55H,00H,0FFHEND 定时器程序（C语言版）#include /包含头文件，一般情况不需要改动，头文件包 含特殊功能寄存器的定义sbit LED1=P10; / 定义LED端口 void Init_Timer1(void) TMOD |= 0x10; /使用模式1，16位定时器，使用|符号可以在使 用多个定时器时不受影响 TH1=0x3C; /给定初值，这里使用定时器最大值从0开始计数一 直到65535溢出 TL1=0xB0; EA

27、=1; /总中断打开 ET1=1; /定时器中断打开 TR1=1; /定时器开关打开/*- 主程序-*/unsigned char a=10,b=8;main() Init_Timer1(); /初始化 while(1);/*- 定时器中断子程序-*/void Timer1_isr(void) interrupt 3 using 1 TH1=0x00; /重新赋值 TL1=0x00; a-; if(a=0) a=10; if(b=8) P1=0xa0; if(b=7) P1=0x50; if(b=6) P1=0x0a; if(b=5) P1=0x05; if(b=4) P1=0xaa; if(b=3) P1=0x55; if(b=2) P1=0x00; if(b=1) /b=1时重新设置b=9达到循环的目的 P1=0xff; b=9; b- 4.6实验六 /、/转换实验实验步骤：（1）按图18 连接实验线路，AD 的时钟线需要与实验平台中的系统总线单元的CLK 相连；（2）编写实验程序，经编译、链接无误后装入系统，启动调试；（3）将变量ADV 添加到变量监视窗口中；（4）在Delay（）处行设置断点，使用万用表测量ADJ 端的电压值，计算对应的采样值，然