单片机原理实验教案参考程序doc资料.docx

1、单片机原理实验教案参考程序doc资料广 东 松 山 职 业 技 术 学 院MCS-51单片机原理实验指导书 宁玉珊 黄晓林使用Proteus辅助设计与仿真实训项目1 Proteus辅助设计与仿真的使用一、实训目的学习并熟练掌握PROTEUS辅助设计与仿真软件的使用。通过使用Proteus的ISIS组件绘制AT89C51功能接口原理图，并对原理图编写程序和调试程序，观察在仿真条件下的实现功能的效果。二、实训内容在PROTEUS仿真环境下实现一个发光二极管（LED）闪烁。要求LED亮0.5s灭1s，并绘制原理图和编写实现程序，同时用虚拟的示波器观察硬件和软件实现的效果。三、实训器材安装有Prote

2、us7软件的计算机 1 台。四、实训步骤1）在硬盘建立文件夹用来保存新建项目的所有文件。如在D盘建立PROJECT文件夹。2）选择开始程序Proteus7 professionalISIS professional（或者双击桌面图标ISIS），进入Proteus仿真环境，如图P1_1和P1_2所示。图P1-1图P1-23）选择菜单【File/New Design】创建一个新的设计项目，如图P1_3所示。图P1-34）此时系统会弹出模板选择窗口，选择DEFAULT点击【OK】即可，如图P1_4所示。图P1_45）点击界面左侧工具栏中的图标，接着点击元件池上方的按钮，将要用到的元器件从系统库调到当

3、前设计文件库中。在弹出的Pick Devices对话框左上角的Keywords文本框中键盘输入元件名（或元件的其它关键词）搜索到需要的元器件。双击Results栏下的目标元件，该元件即调出到当前设计文件库的元件列表中，如图P1_5所示。本实训中所要用到的元件如表PS1_1所示。图P1_5元件名称搜索关键词元件序号数值备注电阻器ResistorR110k电阻器ResistorR21k电解电容器MINELECT1U63VC14.7陶瓷电容器CERAMIC22PC2、C322p晶振CRYSTALX112MHz单片机AT89C51U1发光二极管LED-YELLOWD1表PS1_1元件列表6）点击界面左

4、侧工具栏中的图标，选择元件列表中的元件，在原理图编辑框中放置元件、布局及连线，构成原理图主体，如图P1_6所示。放置元件、布局及连线的方法与Protel大致相同。图P1_67）点击ISIS界面左侧工具栏Terminals Mode图标，选择元件列表中的元件为整幅原理图添加地端和电源端。电源为Power，幅值可以默认为VCC，地为Ground，如图P1_7所示。 图P1_7 图P1_88）点击ISIS界面左侧工具栏Virtual Instruments Mode图标，选择元件列表中的元件为整幅原理图添加虚拟示波器，观察系统运行时P1.0口的波形。虚拟示波器为Oscilloscopeund，如图P

5、1_8所示。9）选择菜单【File/Save Design】保存刚才的设计项目，如图P1_9所示。 图P1_9 图P1_1010）此时系统会弹出保存文件的窗口，选择好指定保存文件的位置，并在文件名文本框中输文件名，点击【保存】即可，如图P1_10所示。11）选择菜单【Soure/Add/Remove Soure Files】为CPU添加源程序。如图P1_11所示。图P1_1112）此时系统会弹出Add/Remove soure code Files对话框窗口。在对话框窗口的Code Generation Tool列表框中选择汇编工具ASEM51。然后点击New按钮，在弹出的对话框中的文件名 文

6、本框中输入源程序的文件名，点击打开按钮，如文件不存在时弹出确认对话框，选择“是”即可，如图P1_12所示。图P1_1213）选择菜单【Soure】下刚才添加的源程序，如图P1_13所示。 图P1_13 图P1_1414）此时系统会自动弹出Proteus自带汇编语言源程序编辑器Source Editor窗口，在编辑器窗口中键入源程序并以后缀为ASM的文件存盘，如图P1_14所示。参考的源程序清单如下：LED_Flag EQU p1.0 ;LED灯 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN: SETB LED_Flag ;LED灯 MOV A,#05H ACALL DEL

7、AY ;延时子程序 CLR LED_Flag ;LED灯 MOV A,#0AH ACALL DELAY ;延时子程序 SJMP MAIN;=;延时子程序，基本延时100MS ;入口数据A为100MS的倍数,出口数据无 ;=;DELAY: MOV R5,ADELAY1: MOV R6,#7ChDELAY2: MOV R7,#0C8H DJNZ R7,$ DJNZ R6,DELAY2 DJNZ R5,DELAY1 RET END15）选择菜单【Soure/Build all】对源程序进行编译，修正语法错误直至完全正确为止，如图P1_15所示。 图P1_15 图P1_1616）双击原理图编辑窗口中的

8、AT89C51，系统会弹出Edit Component对话框。在弹出Edit Component对话框中向CPU加载源运行程序。点击Program File文本框右侧打开文件夹图标，双击刚才编译生成的HEX文件，点击OK即可，如图P1_16所示。17）CPU运行程序加载完毕之后，点击仿真控制按钮的“”按钮或选择菜单命令【Debug/Execute】全速运行仿真。观察仿真功能实现的效果。点击仿真控制按钮的“”按钮暂停仿真，此时可以观测程序运行中间结果，再次按下此按钮则继续全速运行仿真。停止运行仿真则点击仿真控制按钮的“”按钮。18）在全速运行仿真的过程中，通过点击仿真控制按钮的“”按钮暂停仿真，

9、选择菜单命令【Debug/8051 CPU/Registers或SFR Memory或Internal(IDATA) Memory】观测CPU内部的工作寄存器、特使功能寄存器和数据存储器的值，如图P1_17所示。图P1_17实训项目2 基本输入/输出（I/O）接口的使用一、实训目的掌握MSC51单片机P口简单使用。二、实训内容利用拨动开关的开关信息输入P3口控制点亮发光二极管由P0口作为信息的输出。三、实训器材安装有Proteus7软件的计算机 1 台。四、实训步骤1）在Proteus仿真环境下，绘制实现功能的原理图，原理图如图P2_1所示。本实训中所要用到的元件如表PS2_1所示。图 P2_

10、1元件名称搜索关键词元件序号数值备注电阻排Respack-8RP1电阻器ResistorR1R80.5k电阻器ResistorR9R1210k电解电容器MINELECT1U63VC14.7陶瓷电容器CERAMIC22PC2、C322p晶振CRYSTALX112MHz单片机AT89C51U1发光二极管LED-YELLOWD1D4发光二极管LED-REDD5D8拨动开关SW-SPDTSW1SW3表 PS2_12）编写程序。程序实现的功能为:由P3.0P3.2来表示二进制数（通过拨动开关），指示相应的由P1.0P1.7连接的发光二极管亮。3）编写程序。程序在实现上述功能的基础上,实现原亮的发光二极管

11、变为闪烁。4）在编写程序。程序实现的功能为:利用查表让走马灯（用接在P1口的8个发光二极管模拟）从两边到中间循环点亮。七、参考程序清单：1）程序1：CY_Flag EQU PSW.7 ;进位标志 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN: CLR A MOV P0,AMAIN1: MOV A,P3 ANL A,#07H INC A MOV R3,A SETB CY_Flag ;进位标志 CLR ALOOP: RLC A DJNZ R3,LOOP MOV P0,A SJMP MAIN1 END2）程序2：CY_Flag EQU PSW.7 ;进位标志 ORG 0000H

12、 LJMP MAIN ORG 0100HMAIN: CLR A MOV P0,AMAIN1: MOV A,P3 ANL A,#07H INC A MOV R2,A CLR A SETB CY_Flag ;进位标志LOOP: RLC A DJNZ R2,LOOP MOV P0,A MOV A,#05H ACALL DELAY ;延时子程序 MOV P0,#00H MOV A,#05H ACALL DELAY ;延时子程序 SJMP MAIN1;=;延时子程序，基本延时100MS ;入口数据A为100MS的倍数,出口数据无 ;=;DELAY: MOV R5,ADELAY1: MOV R6,#100

13、DELAY2: MOV R7,#63H DJNZ R7,$ DJNZ R6,DELAY2 DJNZ R5,DELAY1 RET END3）程序3：LP_VALUE EQU 04H ;取表值次数DL_VALUE EQU 0AH ;延时长度 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN: CLR A MOV DPTR,#TABLOOP: MOV R3,A MOVC A,A+DPTR MOV P0,A MOV A,#DL_VALUE ;延时长度 ACALL DELAY ;延时子程序 MOV A,R3 INC A CJNE A,#LP_VALUE,LOOP SJMP MAIN;=

14、;延时子程序，基本延时100MS ;入口数据A为100MS的倍数,出口数据无 ;=;DELAY: MOV R5,ADELAY1: MOV R6,#200DELAY2: MOV R7,#0F8H DJNZ R7,$ DJNZ R6,DELAY2 DJNZ R5,DELAY1 RETTAB: DB 81H,42H,24H,18H END实训项目3 中断系统（定时/计数器）的使用一、实训目的熟悉8051定时/计数器的功能，掌握定时/计数器的使用方法，初步掌握中断服务程序的调试方法和广告彩灯的控制原理二、实训内容利用8051定时/计数器的功能实现如下功能：对外部脉冲记数和控制广告彩灯显示。三、实训器材

15、安装有Proteus7软件的计算机 1 台。四、实训步骤1）在Proteus仿真环境下，绘制实现功能的原理图，原理图如图P3_1所示。本实训中所要用到的元件如表PS1_1所示。图 P3_1元件名称搜索关键词元件序号数值备注电阻排Respack-8RP1电阻器ResistorR1R80.5k电阻器ResistorR9R1210k电解电容器MINELECT1U63VC14.7陶瓷电容器CERAMIC22PC2、C322p晶振CRYSTALX112MHz单片机AT89C51U1发光二极管LED-YELLOWD1D4发光二极管LED-REDD5D8拨动开关SW-SPDTSW1SW2表 PS3_12）点

16、击ISIS界面左侧工具栏Generator Mode图标，选择元件列表中的元件中的DCLOCK为CPUAT89C51的P3.5添加脉冲时钟，如图P3_2所示。3）双击原理图编辑窗口中的脉冲时钟DCLOCK，系统会弹出Digital Clock Generator Properties对话框。在弹出对话框中修改Frequency(Hz)值为0.5KHz，点击OK即可，如图P3_3所示。 图P3_2 图P3_34）编写程序。程序实现的功能为: 定时器T1对外部脉冲计数，并把计数值利用发光二极管在P0口显示出来。5）编写程序。程序在实现功能为广告灯显示，利用两个拨动开关分别控制广告灯的四种不同显示方

17、式，每种方式有八种不同的显示状态，当开关值全为零时广告灯全灭。七、参考程序清单：1）程序1PH_Flag EQU 20H.7 ;脉冲标志 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 001BH LJMP SEV_TIM1 ORG 0100HMAIN: CLR EA ACALL SYS_INIT CLR PH_Flag ;脉冲标志 CLR A SETB EALOOP: MOV P0,A JNB PH_Flag,LOOP1 ;脉冲标志 CLR PH_Flag ;脉冲标志 INC ALOOP1: SJMP LOOP;=;系统初始化子程序，无入口参数和出口参数 ;=;SYS_INIT: MOV T

18、MOD,#60H MOV TH0,#0FFH MOV TL0,#0FFH SETB ET1 SETB TR1 RET;=;定时/记数中断服务子程序 ;=;SEV_TIM1: SETB PH_Flag ;脉冲标志 RETI END2）程序2SP_Flag EQU 20H.7 ;方案步伐标志SP_LEN EQU 30H ;方案步伐长度TM_LEN EQU 31H ;定时长度 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP SEV_TIM0 ORG 0100HMAIN: CLR EA ACALL SYS_INIT ;系统初始化 CLR SP_Flag ;方案步伐标志 CLR A

19、 MOV P0,A MOV TM_LEN,A ;定时长度 SETB EAPROJECT1: MOV A,P3 ANL A,#03H CJNE A,#01H,PROJECT2 MOV DPTR,#TAB1 SJMP PRO_STEPPROJECT2: CJNE A,#02H,PROJECT3 MOV DPTR,#TAB2 SJMP PRO_STEPPROJECT3: CJNE A,#03H,CLOSE MOV DPTR,#TAB3 SJMP PRO_STEPCLOSE: CLR A MOV P0,A SJMP PROJECT1PRO_STEP: MOV TM_LEN,#00H ;定时长度 MOV

20、 SP_LEN,#08H ;方案步伐长度 CLR SP_Flag ;方案步伐标志LOOP: CLR A MOVC A,A+DPTR MOV P0,A JNB SP_Flag,LOOP ;方案步伐标志 INC DPTR CLR SP_Flag ;方案步伐标志 DJNZ SP_LEN,LOOP SJMP PROJECT1;=;系统初始化子程序，无入口参数和出口参数 ;=;SYS_INIT: MOV TMOD,#01H MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH SETB ET0 SETB TR0 RET;=;定时器中断服务子程序，基本定时50MS ;=;SEV_TIM0: PUSH AC

21、C MOV TH0,#3cH MOV TL0,#0B0H INC TM_LEN ;定时长度 MOV A,TM_LEN CJNE A,#0AH,TIM0_END SETB SP_Flag ;方案步伐标志 MOV TM_LEN ,#00HTIM0_END: POP ACCRETITAB1: DB 80H,40H,20H,10H,08H,04H,02H,01HTAB2: DB 81H,42H,24H,18H,0FFH,18H,24H,42HTAB3: DB 80H,0C0H,0E0H,0F0H,0F8H,0FCH,0FEH,0FFH END实训项目4 中断系统（外部中断）的使用一、实训目的掌握MCS

22、-51单片机外部中断原理及使用方法，掌握外部中断服务程序的调试方法。理解下降沿中断和低电平中断的区别及其中断优先权。二、实训内容使用外部中断编写程序实现如下功能：利用两个发光二极管亮表示系统是否正常运行，一个二极管亮表示系统正常运行，另一个二极管亮表示系统有故障时（外部中断）；利用三个发光二极管表示系统是否正常运行，一个二极管亮表示系统正常运行，另外二个表示不同的故障信号，其中大故障为特急故障不可自动恢复，具有最高的优先权，能中断小故障，小故障可在线自动恢复。三、实训器材安装有Proteus7软件的计算机 1 台。四、实训步骤：1）在Proteus仿真环境下，绘制实现功能的原理图，原理图如图P

23、6_1所示。本实训中所要用到的元件如表PS6_1所示。图 P6_1元件名称搜索关键词元件序号数值备注电阻ResistorR1R30.5k电阻ResistorR4R610K电解电容器MINELECT1U63VC14.7陶瓷电容器CERAMIC22PC2、C322p晶振CRYSTALX112MHz单片机AT89C51U1七段数码管7seg-digitalVFD1发光二极管LED-GREEND3发光二极管LED-REDD1D2拨动开关SW-SPDTSW1SW2表 PS6_12）编写程序，程序实现的功能为:利用两个发光二极管亮表示系统是否正常运行，一个二极管亮表示系统正常运行，另一个二极管亮表示系统有

24、故障时（外部中断）。3）编写程序，程序实现的功能为:利用三个发光二极管表示系统是否正常运行，一个二极管亮表示系统正常运行，另外二个表示不同的故障信号，其中大故障为特急故障不可自动恢复，具有最高的优先权，能中断小故障，小故障可在线自动恢复。六、参考程序清单：1）程序1：IN_Flag EQU 20H.6 ;有外部中标志ER_Flag EQU P3.6 ;系统故障指示灯RUN_Flag EQU P3.7 ;系统正常运行指示灯 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0013H LJMP SEV_INIT1 ORG 0100HMAIN: CLR EA ACALL SYS_INIT ;系统初始

25、化 CLR ER_Flag ;系统故障指示灯 SETB RUN_Flag ;系统正常运行指示灯 CLR IN_Flag ;有外部中标志 SETB EAMAIN1: JNB IN_Flag,MAIN2 ;有外部中标志 CLR IN_Flag ;有外部中标志 SETB ER_Flag ;系统故障指示灯 CLR RUN_Flag ;系统正常运行指示灯 SJMP MAIN3MAIN2: CLR ER_Flag ;系统故障指示灯 SETB RUN_Flag ;系统正常运行指示灯MAIN3: SJMP MAIN1;=;系统初始化子程序，无入口参数和出口参数 ;=;SYS_INIT: SETB EX1 ;开

26、外部中断1中断 CLR IT1 ;设置INT1低电平触发 RET;=;外部中断1服务子程序 ;=;SEV_INIT1: SETB IN_Flag ;有外部中标志 RETI END2）程序2：IN1_Flag EQU 20H.6 ;有外部1中标志IN0_Flag EQU 20H.7 ;有外部0中标志ERH_Flag EQU P3.5 ;系统大故障指示灯ERL_Flag EQU P3.6 ;系统小故障指示灯RUN_Flag EQU P3.7 ;系统正常运行指示灯 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP SEV_INIT0 ORG 0013H LJMP SEV_INIT1 ORG 0100HMAIN: CLR EA ACALL SYS_INIT ;系统初始化 CLR IN1_Flag ;有外部1中标志 CLR IN0_