基于Proteus单片机实验指导书教师使用版.docx

1、基于Proteus单片机实验指导书教师使用版 宜春学院Proteus MCS-51教学实验指导书(教师使用版)何剑锋 编自动化专业实验室（2009年3月编）目录 第一部分 验证性实验实验一 I /O口输出实验LED流水灯实验 7一 、实验要求 7二 、实验目的 7三 、实验电路及连线 7四 、实验说明 8五 、实验流程图 8六 、实验步骤 8七 、实验结果和体会 9八 、建议9实验二 I/O口输入/输出实验模拟开关灯 10一、实验要求 10二、实验目的 10三、实验电路及连线 10四、实验说明 10五、实验程序流程图 11六、实验步骤 11七、实验结果和体会 12八、建议.12实验三 8255

2、I/O扩展实验 13一、实验要求 13二、实验目的： 13三、实验电路及连线 13四、实验说明 14五、实验程序流程图 14六、实验步骤 14七、实验结果和体会： 15八、建议.15实验四 无译码的七段数码管显示实验 16一、实验要求 16二、实验目的 16三、实验电路及连线 16四、实验说明 16五、实验程序流程图 17六、实验步骤 17七、实验结果和体会 18八、建议.18实验五 BCD码译码的多位数码管扫描显示实验 19一、实验要求 19二、实验目的 19三、实验电路及连线 19四、实验说明 19五、实验程序流程图 20六、实验步骤 20七、实验结果和体会 21八、建议 21实验六 独立

3、式键盘实验 22一、实验要求 22二、实验目的 22三、实验电路及连线 22四、实验说明 22五、实验程序流程图 23六、实验步骤 23七、实验结果和体会 24八、建议 24实验七 计数器实验 25一、实验要求 25二、实验目的 25三、实验电路及连线 25四、实验说明 25五、实验程序流程图 25六、实验步骤 26七、实验结果和体会 26八、建议 26实验八 定时器实验 27一、实验要求 27二、实验目的 27三、实验电路及连线 27四、实验说明 27五、实验程序流程图 .28六、实验步骤 28七、实验结果和体会 29八、建议 29实验九 单个外部中断实验 30一、实验要求 30二、实验目的

4、 30三、实验电路及连线 30四、实验说明 30五、实验程序流程图 31六、实验步骤 31七、实验结果和体会 32八、建议 32实验十 多个中断同时存在实验 33一、实验要求 33二、实验目的 33三、实验电路及连线 33五、实验程序流程图 34六、实验步骤 34七、实验结果和体会： 36八、建议 36实验十一 矩阵键盘扫描实验 37一 、实验要求 37二 、实验目的 37三 、实验电路及连线 37四 、实验说明 37五 、实验流程图 38六 、实验步骤 38七 、实验结果和体会 40八 、建议 40实验十二 串行端口输出扩充实验 41一 、实验要求 41二 、实验目的 41三 、实验电路及连

5、线 41四 、实验说明 41五 、实验流程图 42六 、实验步骤 42七 、实验结果和体会 44八 、建议 44实验十三 串行端口输入扩充实验 45一 、实验要求 45二 、实验目的 45三 、实验电路及连线 45四 、实验说明 46五 、实验流程图 46六 、实验步骤 46七 、实验结果和体会 47八 、建议 47实验十四 8051与PC之间串行通信实验 48一 、实验要求 48二 、实验目的 48三 、实验电路及连线 48四 、实验说明 48五 、实验流程图 49六 、实验步骤 50七 、实验结果和体会 51八 、建议 51第二部分 综合性实验实验十五 两8051单片机通信实验 53一 、

6、实验要求 53二 、实验目的 53三 、实验电路及连线 53四 、实验说明 53五 、实验流程图 54六 、实验步骤 54七 、实验结果和体会 57八 、建议 57实验十六 I2C总线AT24Cxx存储器读写 58一 、实验要求 58二 、实验目的 58三 、实验电路及连线 58四 、实验说明 58五 、实验流程图 59六 、实验步骤 61七 、实验结果和体会 65八 、建议 65实验十七 温度传感器DS18B20实验 66一 、实验要求 66二 、实验目的 66三 、实验电路及连线 66四 、实验说明 66五 、实验流程图 67六 、实验步骤 67七 、实验结果和体会 72八 、建议 72实

7、验十八 实时时钟DS1302实验 73一 、实验要求 73二 、实验目的 73三 、实验电路及连线 73四 、实验说明 73五 、实验流程图 74六 、实验步骤 74七 、实验结果和体会 81八 、建议 81实验十九 A/D转换实验 82一 、实验要求 82二 、实验目的 82三 、实验电路及连线 82四 、实验说明 83五 、实验程序流程图 83六 、实验步骤 83七 、实验结果和体会 84八 、建议 84实验二十 D/A转换实验 85一 、实验要求 85二 、实验目的 85三 、实验电路及连线 85四 、实验说明 85五 、实验程序流程图 86六 、实验步骤 86七 、实验结果和体会 87

8、八 、建议 87实验二十一 液晶显示的控制1（44780） 88一 、实验要求 88二 、实验目的 88三 、实验电路及连线 88四 、实验说明 88五 、实验程序流程图 89六 、实验步骤 89七 、实验结果和体会 92八 、建议 92实验二十二 液晶显示的控制2（KS0108） 93一 、实验要求 93二 、实验目的 93三 、实验电路及连线 93四 、实验说明 94五 、实验程序流程图 94六 、实验步骤 94七 、实验结果和体会 105八 、建议 105第三部分 设计性实验实验二十三 基于Proteus的外部扩展实验 107一、设计任务和要求 107二、课题的具体工作内容 107三、设

9、计分工建议： 107四、课题成果的要求及评分意见 107实验二十四 基于Proteus的接口技术实验 108一、设计任务和要求 108二、课题的具体工作内容 108三、设计分工建议： 108四、课题成果的要求及评分意见 108实验二十五 基于Proteus的数据采集存储测试系统仿真 109一、设计任务和要求 109二、课题的具体工作内容 109三、设计分工建议： 109四、课题成果的要求及评分意见 109实验二十六 利用单片机实现对FLASH存储器坏块的自动检测 110一、设计任务和要求 110二、课题的具体工作内容 110三、设计分工建议： 110四、课题成果的要求及评分意见 110 第一部

10、分 验证性实验实验一 I /O口输出实验LED流水灯实验一、实验要求利用51单片机及8个发光二级管等器件，构成一个流水灯单片机系统。二、实验目的1、掌握单片机最小系统的构成；2、掌握I/O口的使用及驱动能力的概念；3、熟悉移位指令和软件延时程序。三 、实验电路及连线1、Proteus实验电路2、硬件验证实验（51板+006板）CPU板006板P1.0LED1P1.1LED2P1.2LED3P1.3LED4P1.4LED5P1.5LED6P1.6LED7P1.7LED8+5V+5VGNDGND四、实验说明1、主要知识点概述：本实验涉及到三个知识点：单片机最小系统的构成、单片机I/O口的使用以及软

11、件延时程序的编写。1）单片机最小系统由单片机芯片、时钟电路以及复位电路构成。2）I/O口的使用：P1口是准双向口。它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同，即当P1口用为输入口时，必须先对它置“1”。若不先对它置“1”，读入的数据可能是不正确的。3）延时子程序的延时计算问题。对于程序 DELAY： MOV R6，#200 DEL1： MOV R7，#250 DEL2： DJNZ R7，DEL2 DJNZ R6，DEL1 RET由指令表可知MOV、DJNZ指令均需用两个机器周期，在采用12MHz晶振时，一个机器周期时间长度为1us，所以该段程序执行时间约为：(250*2+2)*200+2*1us

12、=1000402100ms2、实验效果说明：发光二级管进行流水灯操作，从上到下依次点亮。五、实验流程图六、实验步骤1、Proteus仿真a、在Proteus中打开设计文档 流水灯.DSN；b、建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；c、如不能正常工作，打开调试窗口进行调试参考程序： ORG 00HSTART: MOV R2,#8 MOV A,#0FEHLOOP: MOV P1,A LCALL DELAY RL A ；循环左移DJNZ R2,LOOP ；判断移动是否超过8 位，未超过继续循环 LJMP STARTDELAY: MOV R5,#20 ;延时程序，延时0.2sD1: MOV R6,

13、#20D2: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET END2、实验板验证a、用ISP下载hex程序到CPUb、按连接表连接电路c、检查验证结果3、扩展实验a. 改变延时时间为1s b. 改变流水灯流动方向c. 改变流水灯的流动样式设计流程和程序： 七、实验结果和体会 八、建议 实验二 I/O口输入/输出实验模拟开关一、实验要求 利用51单片机，按钮和发光二级管，构成一个模拟开关灯的单片机系统。二、实验目的1、了解单片机I/O输入输出的使用；2、掌握单片机I/O口位操作的编程；3、掌握分支程序的设计与分析方法。三、实验电路及连线1、Pro

14、teus实验电路2.硬件验证实验（CPU板+006板）硬件连接表CPU板006板P1.0LED1P3.0SW1+5V+5VGNDGND四、实验说明1主要知识点概述：1）开关状态的检测过程单片机对开关状态的检测相对于单片机来说，是从单片机的P3.0端口输入信号，而输入的信号只有高电平和低电平两种，当拨开开关K1拨上去，即输入高电平，相当开关断开，当拨动开关K1拨下去，即输入低电平，相当开关闭合。单片机可以采用JBBIT，REL或者是JNBBIT，REL指令来完成对开关状态的检测即可。2）输出控制如图中所示，当P1.0端口输出高电平，即P1.01时，根据发光二极管的单向导电性可知，这时发光二极管L

15、1熄灭；当P1.0端口输出低电平，即P1.00时，发光二极管L1亮；我们可以使用SETBP1.0指令使P1.0端口输出高电平，使用CLRP1.0指令使P1.0端口输出低电平。2实验效果说明：按下按钮，灯亮，松开按钮，灯灭。五、实验程序流程图六、实验步骤1、Proteus仿真 a.在Proteus中打开设计文档 I/O实验.dsn ； b.建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真； c.如不能正常工作，打开调试窗口进行调试。参考程序： ORG 00HSTART: JB P3.0, LIG ；判断开关状态 CLR P1.0 ；开关闭合，灯亮 SJMP STARTLIG: SETB P1.0 ；开关

16、打开，灯灭 SJMP START ；返回 END2、实验板验证 a用ISP下载hex程序到CPUb按连接表连接电路c检查验证结果3、扩展实验a设计三路开关输入，三路发光二级管输出的电路及程序；b设计开关触发延时1s灯灭程序。设计流程和程序：七、实验结果和体会 八、建议 实验三 8255I/O扩展实验一、 实验要求 利用8255可编程并行口芯片，实现输入/输出实验，实验中用8255P口做输出，PB口作输入。二、 实验目的：1了解8255芯片结构及编程方法；2了解8255输入/输出实验方法。 三、实验电路及连线1、Proteus实验电路2、硬件验证实验8255的CS接地址译码CS0，则命令字地址为

17、7003H，PA口地址为7000H，PB口地址为7001H，PC口地址为7002H。PA0PA7（PA口）接LED0LED7，PB0PB7（PB口）接K0K7（开关量）。 硬件连接表 CPU板006板8255板P2.7CS0P0.0-P0.7D0-D7KEY0-KEY7PB0-PB7LED1-LED8PA0-PA7ALELEWR,RDWR,RDRESETRESET四、实验说明可编程通用接口芯片8255A有三个八位的并行I/O口，它有三种工作方式。本实验采用的是方式0：PA、PC口输出，PB口输入。很多I/O实验都可以通过8255来实现。五、实验程序流程图六、实验步骤 1、Proteus仿真 a

18、.在Proteus中打开设计文档8255.dsn ； b.建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真； c.如不能正常工作，打开调试窗口进行调试。参考程序：PAPB： 流水灯： ORG 00H ORG 00HMAIN: ACALL DELAY MAIN: ACALL DELAY MOV DPTR,#7003H MOV DPTR,#7003H MOV A,#82H MOV A,#82H MOVX DPTR,A MOVX DPTR,ALOOP: MOV DPTR,#7001H MOV A,#11111110B MOVX A,DPTR MOV DPTR,#7000H MOV DPTR,#7000H L

19、OOP: MOVX DPTR,A MOVX DPTR,A RL A SJMP LOOP ACALL DELAYDELAY: MOV R1,#00H SJMP LOOPDLP: MOV R2,#50H DELAY: . DJNZ R2,$ END DJNZ R1,DLP RET END2、实验板验证 a用ISP下载hex程序到CPUb按连接表连接电路c检查验证结果3、扩展实验设计按键控制的流水灯，要求不同按键按下时流水灯以不同方式闪动，闪动方案自定。设计流程和程序：七、实验结果和体会： 八、建议： 实验四 无译码的七段数码管显示实验一、实验要求 利用51单片机，一个7段数码管，构成一个单个LED

20、显示系统。二、实验目的1了解数码管显示原理。 2掌握读表程序的编写。三、实验电路及连线1、Proteus实验电路2、硬件验证实验（CPU板+004板）硬件连接表（CPU板+004板）CPU板LED板P0.0LED-AP0.1LED-BP0.2LED-CP0.3LED-DP0.4LED-EP0.5LED-FP0.6LED-GP0.7LED-COM+5V+5VGNDGND注：P0口在CPU板上已经接上拉电阻。四、实验说明 1主要知识点概述：1）LED数码显示原理七段LED显示器内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各管的极管的接线形式，可分成共阴极型和共阳极型。LED数码管的ga

21、七个发光二极管因加正电压而发亮，因加零电压而不以发亮，不同亮暗的组合就能形成不同的字形，这种组合称之为字形码，下面给出共阳极的字形码见表2“0”0C0H“8”80H“1”0F9H“9”90H“2”0A4H“A”88H“3”0B0H“b”80H“4”99H“C”0B6H“5”92H“d”0B0H“6”82H“E”86HH“7”F8H“F”8EH2)段码表格由于显示的数字09的字形码没有规律可循，只能采用查表的方式来完成我们所需的要求了。这样我们按着数字09的顺序，把每个数字的笔段代码按顺序排好！建立的表格如下所示：TABLEDB 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0

22、f8h,80h,90h2实验效果说明： 数码管循环显示09。五、实验程序流程图六、实验步骤1、Proteus仿真 a.在Proteus中打开设计文档LED.dsn ； b.建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真； c.如不能正常工作，打开调试窗口进行调试。参考程序： ORG 00HSTART: MOV DPTR,#TABLE ;指针指向表头地址S1: MOV A,#00H ;设置地址偏移量 MOVC A,A+DPTR ;查表取得段码,送A存储 CJNE A,#01H,S2 ;判断段码是否为结束符 LJMP STARTS2: MOV P0,A ;段码送LED显示 LCALL DELAY ;指针

23、加1 INC DPTR LJMP S1DELAY: MOV R5,#20 ;延时子程序D2: MOV R6,#20D1: MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D1 DJNZ R5,D2 RET TABLEDB 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h ;段码表 DB 01H ;结束符 END2、实验板验证 a用ISP下载hex程序到CPUb按连接表连接电路c检查验证结果3、扩展实验a将程序改为循环显示一串号码（如学号）；b设计一个组成“0”的各段流动点亮的程序。设计流程和程序：七、实验结果和体会 八、建议 实验五 BCD码

24、译码的多位数码管扫描显示实验一、实验要求 利用51单片机、BCD译码芯片74LS47和两位LED构成一个数码管扫描显示系统。二、实验目的1掌握BCD译码电路的工作原理。 2掌握多位数码管显示的编程。三、实验电路及连线1、Proteus实验电路2、硬件验证实验（CPU板+004显示板）硬件连接表CPU板004板P0.0BCD-AP0.1BCD-BP0.2BCD-CP0.3BCD-DP3.0SEG1P3.1SEG2+5V+5VGNDGND四、实验说明 1主要知识点概述：二进制编码的十进制数，简称BCD码(Binary coded Decimal)，此例中，74LS47完成BCD编码的功能。 多位L

25、ED显示，先往段码端口输出段码，再选通位选，对应的LED显示。 2实验效果说明：两个数码管同时循环显示09。五、实验程序流程图六、实验步骤1、Proteus仿真 a.在Proteus中打开设计文档BCD LED.dsn ； b.建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真； c.如不能正常工作，打开调试窗口进行调试。参考程序： ORG 00HL: MOV A, #0 ；设置显示初值 MOV R0, #10 ；设置显示个数START： MOV P0, A ；向P0口输出显示段码 SETB P3.0 SETB P3.1 ；位选 LCALL DELAY INC A DJNZ R0, START JMP

26、LDELAY: MOV R5, #50 ；延时程序D1: MOV R6, #20D2: MOV R7, #248 DJNZ R7, $ DJNZ R6, D2 DJNZ R5, D1 RET END2、实验板验证 a用ISP下载hex程序到CPUb按连接表连接电路c检查验证结果3、扩展实验设计一个99计数器。设计流程和程序：七、实验结果和体会 八、建议 实验六 独立式键盘实验一、实验要求 利用51单片机，8个按钮，8路发光二级管构成一个独立式键盘系统。二、实验目的1、掌握多路I/O输入输出的编程。 三、实验电路及连线1、Proteus实验电路2、硬件验证实验硬件连接表（CPU板+006板）CPU板006板P1.0P1.7LED1LED8P3.0P3.7SW1SW8+5V+5VGNDGND四、实验说明 1主要知识点概述：使用分支程序编程方法，对开关状态进行监测，输入电平有变化，跳转到相应的处理程序进行处理，输出处理结果。 2实验效果说明： 按下8个按钮，点亮对应的灯。五、实验程序流程图六、实验步骤1、Proteus仿真 a.在Proteus中打开设计文档 独立式键盘.dsn ； b.建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；