《单片机原理与应用》实验教案.docx

1、单片机原理与应用实验教案单片机原理与应用实验教案青岛科技大学自动化与电子工程学院实验1 keil c编程软件的使用本实验设备选用SXL-100型微机接口单片机实验开发系统，目的是培养学生综合运用本学期所学到的单片机原理与设计课程的知识，提高学生分析问题和解决问题的能力，进一步深化和巩固所学到的知识，增强学生的实验技能，提高学生的技术应用能力，为搞好毕业设计打基础，并使学生养成严谨、踏实的工作作风等思想素质方面受到教育和培养。一、 实验目的1. 熟悉keil c系统，利用现有单片机实验室的具有的微机和单片机实验器材，指导学生采用Keil C建立实验题目的“工程”，实际连接各实验的线路、调试各实验

2、的过程，从而完成后续实验。2. 对内部数据存储器50H70H的内容清零。3. 对外部数据存储器2000H20FFH的内容清零。二、 实验方法：1. 整机介绍（SXL-100B+实验箱电路板简介） SXL100 B+实验扩展板布局图如图所示 板图分区说明A PCI板卡输出接口B USB&单片机扩展区 6116读写电路C DAC0832数模转换电路C1 ADC0809模数转换电路D 步进电机8MHZ信号发生器与分频器D1 直流电机D2 温度模块 E 发光管控制译码电路8255电路F 八位逻辑电平输入G 138译码电路信号发生器与分频器H 8253计数器 8259I PC16C550串行通信实验J

3、32位输入输出，4片8255控制1个1616的点阵，单脉冲发生电路K 8255数码显示电路及44键盘电路 接线柱说明区号圆柱编号功能区号圆柱编号功能KJ14-18 ADP数码管的A段DP段AJ19-2 IOWI/O写端J37-14数码管LD85的控制端J19-3 IORI/O读端BJ20-18 ADD0ADD7地址线ADD0ADD7J19-4 IMEMW内存写端J22-18 D7D0数据线D7D0J19-5 IMEMR内存读端J21-18 ADD8ADD15地址线ADD8ADD15J19-6 RESET复位端J19-1 IRQ中断J83地GJ7-14MHz信号输出J82电源+5VJ7-22MH

4、z信号输出J13电源+12VJ7-31MHz信号输出J12电源-12VJ7-4500KHz信号输出J11电源-5VJ7-5250KHz信号输出GJ2-Y1地址10HJ7-6125KHz信号输出J2-Y2地址20HJ7-831.25KHz信号输出J2-Y3地址30HJ8为ADC0809提供时钟信号的短路块J2-Y4地址80HJ2-Y0地址0HJ2-Y5地址90HJ50 PA078255的A口07J2-Y6地址0A0HKJ49 PC078255的C口07J2-Y7地址0B0HC1J65 IN07模拟量输入，第07信道J2-Y1地址10HJ70 EOCADC0809的EOC端（EOC为转换完成）J2

5、-Y2地址20HJ69 SIGNAL_IN模拟量输入J2-Y3地址30HJ67 /CSADC0809的片选端J2-Y4地址80HCJ77 /CSDAC0832的片选J2-Y5地址90HJ76 Xfer控制DAC0832的Xfer端J2-Y6地址0A0HJ72 OUTDAC0832的输出J2-Y7地址0B0HJ78 WW停止DAC0832工作的控制端（为Windows9x下特有）KJ48-07 PB078255的B口07HJ53-1 OUT0第1个计数器输出J50 PA078255的A口07KJPC0-JPC78255与键盘的缺省连接J49 PC078255的C口07 地址分配电路图（G区）2.

6、 系统特点：1、一体化设计，系统功能齐全，涵盖了微机/单片机教学实验课程的大部分内容。2、 实验模块化，适合计算机原理与接口教学，满足大纲要求。3、独立性强，自带CPU、键盘、LED显示，可独立运行；自带EPROM的读取、编程、比较和查空功能。4、 灵活的电源接口：配有PC机电源插座，可由PC提供电源。另外还配有外接开关电源，提供所需的+5V，12V，其输入为220V的交流电。5、 系统的联机运行模式：配有系统调试软件，系统调试软件wqWINDOWS版两种，均为中文多窗口界面。调试程序时可以同时打开寄存器窗口、内存窗口、变量窗口、反汇编窗口等等，极大地方便了用户的程序调试。该软件集源程序编辑、

7、编译、链接、调试于一体，每项功能均为中文下拉菜单，简明易学。6、 系统的单机运行模式：系统在没有与计算机连接的情况下，自动运行在单机模式，在此模式下，用户可通过键盘输入运行程序（机器码）和操作指令，同时将输入信息及操作的结果在LED数码管上显示出来。7、 系统功能齐全，可扩展性强。本实验系统不仅完全能满足教学大纲规定的基本接口芯片实验，其灵活性和可扩展性（数据总线、地址总线、控制总线为用户开放）亦能轻松满足其课程设计、毕业设计使用等。三、 实验步骤A. 用Keil C建立一个工程：1) 点击Project 菜单，选择弹出的下拉式菜单中的New Project，如图11。接着弹出一个标准Wind

8、ows 文件对话窗口，如图12，在“文件名”中输入您的程序项目名称，这里我们用“test”。“保存”后的文件扩展名为uv2，这是KEIL uVision2 项目文件扩展名，以后我们可以直接点击此文件以打开先前做的项目。图11 New Project 菜单2) 选择所要的单片机，这里我们选择Ateml 公司的AT89C52。然后确定，出现如下对话框选“N”，工程建立完毕，如下图：图12 文件窗口B. 向工程中添加文件：（1）我们要在项目中创建新的程序文件或加入旧程序文件。如果您没有现成的程序，那么就要新建一个程序文件。点击新建文件的快捷按钮，便会出现一个新的文字编辑窗口，这个操作也可以通过菜单F

9、ileNew 或快捷键Ctrl+N 来实现。现在可以编写程序了，光标已出现在文本编辑窗口中，等待我们的输入了。（2）点击保存新建的程序，也可以用菜单FileSave 或快捷键Ctrl+S进行保存。我们把第一个程序命名为test1.asm，保存在项目所在的目录中，这时您会发现程序单词有了不同的颜色，说明KEIL 的ASM 语法检查生效了。图13 文件对话框（3）如图14 鼠标在屏幕左边的Source Group1 文件夹图标上右击弹出菜单，在这里可以做在项目中增加减少文件等操作。我们选“Add File to Group SourceGroup 1”弹出文件窗口，选择刚刚保存的文件，按ADD 按

10、钮，关闭文件窗，程序文件已加到项目中了。这时在Source Group1 文件夹图标左边出现了一个小+号说明，文件组中有了文件，点击它可以展开查看。图14 添加文件窗口C. 文件设置：（1）用鼠标右键点击Target1，选Options for Target Target 1（2）然后选Debug页，在右边选“Use: Keil Monitor-51 Driver”,并勾选Go till mainD. 编译、运行、调试：（1）点击Project 菜单，选择弹出的下拉式菜单中的Build target，或按 F7键，编译并生成目标代码。在窗口中可以看到编译的错误信息和使用的系统资源情况等。（2）

11、回到eil 界面，按Debug菜单中的StartStop Debug Session，或trl+F5键，进入联机调试状态（快捷键为一个小放大镜）。程序通过串行接口下载到单片机内，接下来就可以运行和调试程序了。（3）运行调试：在Debug菜单下有运行、单步运行等选项可以运行程序。另外，在View菜单下还可以打开观察窗口，跟踪变量的变化。实验2 输入输出接口实验实验目的1、熟悉利用keil c编写和调试单片机程序的方法。2、掌握利用简单芯片实现并行接口扩展的方法。实验题目1 闪烁灯1 实验说明在P1.0 端口上接一个发光二极管L1，使L1 在不停地一亮一灭，一亮一灭的时间间隔为0.5秒。2 系统板

12、上硬件连线把“单片机系统”区域中的P1.0 端口用导线连接到K 模块PC5上。3 程序设计内容ORG 0000H LJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV SP,#60HSTART:CLR P1.0 LCALL DELAY SETB P1.0 LCALL DELAYLJMP STARTDELAY:MOV R5,#45 ;延时子程序，延时0.5 秒 D1:MOV R6,#20 D2:MOV R7,#248 D3:DJNZ R7,D3 DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1RETEND实验题目2 霓虹灯输出1 实验说明利用74ls273扩展的输出口接8路发光二极管，按循环点亮的方

13、式输出。并行口的抵制为8060H2. 电路图如附录所示；3、 参考程序2-3 可控霓虹灯实验流程 图2-1 霓虹灯输出流程图 图2-2 输入接口扩展流程图ADDIO EQU 8060HORG 0000H LJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H MOV A, #01H MOV DPTR,#ADDIO MOVX DPTR,AL1: ACALL DELAY RR A MOVX DPTR, A AJMP L1DELAY:MOV R5,#45 ;延时子程序，延时0.5 秒 D1:MOV R6,#20 D2:MOV R7,#248 D3:DJNZ R7,D3 DJNZ R6

14、,D2 DJNZ R5,D1 RETEND 实验题目3 输入输出接口实验1 实验说明利用74ls244扩展的输入口读取开关状态，并利用74ls273扩展的输出口接口连接的8路发光二极管显示结果。并行口的地址为8060H2. 电路图；3 参考程序ADDIO EQU 8060HORG 0000H LJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV SP,#60HL1: MOV DPTR,#ADDIO MOVX A,DPTR MOVX DPTR,A SJMP L1END实验题目4可控霓虹灯输出实验1 实验说明利用扩展的输出口驱动8路发光二极管，按循环点亮的方式输出,并由输入开关控制循环方向2.

15、电路图如附录所示；连线：P1.0接F模块J15 IN_13 参考程序ADDIO EQU 8060H ORG 0000H LJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H MOV A, #01H MOV DPTR,#ADDIO MOVX DPTR,AL1: ACALL DELAY JB P1.0,L2 RR A SJMP NEXTL2: RL ANEXT: MOVX DPTR, A AJMP L1DELAY:MOV R5,#45 ;延时子程序，延时0.5 秒 D1:MOV R6,#20 D2:MOV R7,#248 D3:DJNZ R7,D3 DJNZ R6,D2 DJNZ

16、 R5,D1 RETEND实验3 定时/计数器实验实验目的1、掌握利用51系列单片机编写中断服务程序的方法。2、掌握使用单片机内部定时计数器实现定时功能的方法。实验题目1 定时器实验1 实验说明每隔1秒点亮和熄灭由p1.0所连接的发光二极管。2 系统板上硬件连线把单片机系统区域中的P1.0 端口用导线连接到K 模块PC5上。3 程序设计内容图3-1 定时器实验主程序 图3-2 定时器实验中断程序ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP INTT0 ORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H CLR P1.0 MOV R1,#14H MOV TMOD,#01

17、H; 00000001 MOV TH0,#4CH ;50ms MOV TL0,#00H SETB TR0 SETB ET0 SETB EAHERE: AJMP HEREINTT0: MOV TH0,#4CH MOV TL0,#00H DJNZ R1,NEXT CPL P1.0 MOV R1,#14HNEXT: RETI END实验题目2 计数器实验1 实验说明把定时器0外部输入的脉冲进行计数，并送显示器显示。2 程序设计内容ORG 0000HSE15：MOV SP，#53H MOV TMOD，#05H MOV TH0，#00HMOV TL0，#00H SETB TR0LO29：MOV R2，T

18、H0 MOV R3，TL0 LCALL R0，#79HMOV R0，#79HMOV A，R6LCALL PTDS MOV A，R5 LCALL PTDS MOV A，R4 LCALL PTDS LCALL SSEE SJMP LO29ZOY0：CLR A MOV R4，A MOV R5，A MOV R6，A MOV R7，#10HLO30：CLR C MOV A，R3 RLC A MOV R3，A MOV A，R2 RLC A MOV R2，A MOV A，R6 ADDC A，R6 DA A MOV R6，A MOV A，R5 ADDC A，R5 DA A MOV R5，A MOV A，R4

19、ADDC A，R4DA AMOV R4，ADJNZ R7，LO30RETORG 0061HPTDS： MOV R1，AACALL PTDS1MOV A，R1SWAP APTDS1：ANL A，#0FHMOV R0，AINC R0RETORG 0D50HSSEE：SETB RS1MOV R5，#05HSSE2：MOV 30H，#20HMOV 31H，#7EHMOV R7，#06HSSE1：MOV R1，#21HMOV A，30HMOVX R1，AMOV R0，31HMOVX R0，AMOV DPTR，#DDFF MOVC A，A+DPTR MOV R1，#22H MOVX R1，A MOV A，

20、30H RR A MOV 30H，A DEC 31H MOV A，#0FFH MOVX R1，A DJNZ R7，SSE1 DJNZ R5，SSE2 CLR RS1 RETDDFF：DB 0C0H，0F9H，0A4H，0B0H，99H，92H，82H，0F8H，80H，90H DB 88H，83H，0C6H，0A1H，86H，8EH，0FFH，0CH，89H，0DEH 实验4 中断系统实验实验题目1 利用定时器中断实现可控霓虹灯实验1 实验说明每隔1s循环点亮p1口所连的发光二极管。2 系统板上硬件连线把单片机系统区域中的INT0(P3.2) 端口用导线连接到J 模块J101上。3 程序设计内

21、容ADDIO EQU 8060HORG 0000H LJMP MAINORG 000BH LJMP INTT0ORG 0030HMAIN : MOV SP,#60H MOV DPTR,#ADDIO MOV R1,#14H MOV A,#0FEH MOVX DPTR,A SETB IT0 SETB EX0 MOV TMOD,#01H; MOV TH0,#4CH MOV TL0,#00H SETB TR0 SETB ET0 SETB EA CLR CHERE : AJMP HEREINTT0: MOV TH0,#4CH MOV TL0,#00H DJNZ R1,STOP MOV R1,#14H J

22、C RIGHT RL A MOVX DPTR,A AJMP STOPRIGHT: RR A MOVX DPTR,ASTOP: RETIEND实验题目2 利用定时器和外部中断实现可控霓虹灯实验1 实验说明每隔1s循环点亮p1口所连的发光二极管,并用INT0控制循环方向。2 系统板上硬件连线把单片机系统区域中的INT0(P3.2) 端口用导线连接到J 模块J101上。3 程序设计内容ADDIO EQU 8060HORG 0000H LJMP MAINORG 0003H LJMP IINT0ORG 000BH LJMP INTT0ORG 0030HMAIN : MOV SP,#60H MOV DPT

23、R,#ADDIO MOV R1,#14H MOV A,#0FEH MOVX DPTR,A SETB IT0 SETB EX0 MOV TMOD,#01H; MOV TH0,#4CH MOV TL0,#00H SETB TR0 SETB ET0 SETB EA CLR CHERE : AJMP HEREIINT0: CPL C RETIINTT0: MOV TH0,#4CH MOV TL0,#00H DJNZ R1,STOP MOV R1,#14H JC RIGH RL A MOVX DPTR,A AJMP STOPRIGHT: RR A MOVX DPTR,ASTOP: RETIENDT实验5

24、 LED动态显示实验实验目的1、掌握利用单片机实现扩展LED动态显示的方法。实验题目1 时钟显示电路1 实验说明利用8255的PA、PB口扩展4位LED显示器，并利用动态扫描的方式显示一个时钟电路，每隔一秒种变化一次。2 系统电路图 电路图如下图。本实验不需连线。3 程序设计内容 PA55 EQU 8000HPB55 EQU 8001HCTL55 EQU 8003H MIN1 EQU 40H;分十位MIN2 EQU 41H;分个位SEC1 EQU 42H;秒十位 SEC2 EQU 43H;秒个位 COUNT EQU 31H； ORG 0000H LJMP MAINORG 000BHLJMP I

25、NTT0ORG 0030HMAIN: MOV SP,#60H MOV A,#80H MOV DPTR,#CTL55 MOVX DPTR,A MOV DPTR,#PB55 MOV A,#0FFH MOVX DPTR,A MOV TMOD,#01H MOV TL0,#00H MOV TH0,#4CH CLR A MOV MIN1,A MOV MIN2,A MOV SEC1,A MOV SEC2,A SETB TR0 SETB ET0 SETB EA LOOP: LCALL DISPLAY LCALL DELAY SJMP LOOPDISPLAY: MOV A,#01H MOV 30H,A MOV

26、R2,#04H MOV R0,#40HDISP: MOV A,R0 MOV DPTR,#LED MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#PA55 MOVX DPTR,A MOV A,30H CPL A MOV DPTR,#PB55 MOVX DPTR,A LCALL DELAY DJNZ R2,NEXT1MOV A,#0FFH MOV DPTR,#PB55 MOVX DPTR,A RETNEXT1: INC R0 MOV A,30H RL A MOV 30H,A MOV A,#0FFH MOV DPTR,#PB55 MOVX DPTR,A SJMP DISPDELAY: MOV A,1

27、0H AA: DEC A JNZ AA RETINTT0: PUSH ACC MOV TL0,#00H MOV TH0,#4CH INC COUNT MOV A,COUNT CJNE A,#10,QUIT MOV COUNT,#0 INC SEC2 MOV A,SEC2 CJNE A,#10,QUIT MOV SEC2,#0 INC SEC1 MOV A,SEC1 CJNE A,#06,QUIT MOV SEC1,#0 INC MIN2 MOV A,MIN2 CJNE A,#10,QUIT MOV MIN2,#0 INC MIN1 MOV A,MIN1 CJNE A,#06,QUIT MOV

28、MIN1,#0QUIT:POP ACC RETILED:DB,0c0H,0f9H,0a4H,0b0H,99H,92H,82H,0f8H,80H,98HEND8255 七段LED显示段驱动8255 七段LED显示位驱动实验6 矩阵式动态扫描键盘实验实验目的1、掌握利用单片机实现对矩阵式的扩展和驱动方法。实验题目 小键盘识别1 实验说明利用PC口扩展一个4*4的矩阵键盘，利用键盘扫描方式读取键盘值并在LED中显示。2 系统电路图 电路图如下图。本实验不需连线。3 程序设计内容PA55 EQU 8000HPB55 EQU 8001HPC55 EQU 8002HCTL55 EQU 8003H key_value EQU 31Hkey_row equ 32hLINE_VLAUE EQU 34HORG 0000H LJMP MAINORG 0300HMAIN: LCALL D1M LCALL D1M MOV SP,#60H MOV A,#00H MOV R0,#40H MOV R1,#04