实验指导书单片机.docx

1、实验指导书单片机单片机原理实验指导书徐迎曦 张松灿河南科技大学电子信息工程学院自动化系2007年4月目 录前言1试验一 清零程序2试验二 拆字程序4试验三 拼字程序6试验四 数据区传送子程序8试验五 数据排序程序10实验六 8031单片机P3、Pl口应用12实验七 工业顺序控制器14实验八 并行接口芯片8255应用18实验九 8279 键 盘、显 示 实 验22附录 DVCC实验装置及实验系统说明27前 言单片机原理及应用课程不仅是自动化专业的专业课，还是计算机应用等非电专业的选修课。由于单片机具有良好的控制性能和灵活的嵌入品质，单片机在各种领域都得到了极为广泛的使用，这也使我们必须学好这门课

2、程。单片机原理及应用课程的主要内容包括单片机的结构、时序、指令系统与程序设计、中断系统、定时器/计数器、存储器扩展、接口技术（包括用户界面技术、串行通信技术、A/D及D/A转换接口技术）、开发系统的组成和功能等。在学习本课程的过程中，只有通过上机做实验，能够更好地激发学生的学习兴趣，才能使学生真正掌握单片机原理、工作方式。本课程实验要求学生通过对各部分实验的具体操作练习，使学生通过实验能够加深对MCS51单片机以及扩展电路的理解，更全面地掌握MCS51单片机的基本知识以及单片机扩展技术。学生应认真阅读单片机原理及应用教材中的与实验相关的章节内容，提前做好实验预习，做到在每个实验前明确实验目的、

3、掌握实验的基本内容及操作方法；在实验中正确使用实验设备，认真观察、分析实验结果；实验后要根据要求做好总结，上交实验报告。这些实验都是在基于启动计算机厂的系列实验仪和试验系统的基础上编写的，实验教材也是以此为蓝本编写的。实验一 软件类 清零程序一、实验目的（一）通过本实验了解和熟悉单片机实验装置和实验系统的使用，掌握如何在实验系统中编写汇编程序，如何编译、调试程序，如何使用各种程序运行方式，并能够分析程序运行的结果。（二）掌握如何在实验系统中观察单片机各个寄存器的状态、数据区数据的查看。（三）掌握汇编语言程序设计特点、调试方法与技巧。二、预习要求（一）熟悉实验软件环境和程序调试方法。（二）复习D

4、PTR作间接寻址用时的方法。三、实验内容编写程序把8031单片机存储器2000H20FFH地址单元的内容全部清零。四、算法流程图1-1五、参考程序 ORG 0640HSE01: MOV R0,#00H MOV DPTR,#2000HLOO1: CLR A MOVX DPTR,A INC DPTR INC R0 CJNE R0,#00H,LOO1LOOP: SJMP LOOP END六、思考题（一）程序LOO1中指令“INC DPTR”的作用是什么？（二）指令“CJNE R0,#00H,LOO1” 中的CJNE如果改为DJNZ ，程序该如何实现？七、实验报告要求 （一）实验报告要用学校统一的纸。

5、（二）实验内容应包括，实验题目、实验目的、实验原理、步骤简述、实验调试过程中出现的问题、结果和分析以及程序清单并给程序做注释。（三）每个实验后的思考题必须完成。（四）对实验中发现的问题应加以讨论，并提出自己的改进意见和要求、希望等。实验二 软件类 拆字程序一、实验目的掌握汇编语言设计和调试方法。二、预习要求（一）熟悉实验软件环境和程序调试方法。（二）熟悉逻辑运算指令的运用及外部存储器的访问方法。三、实验内容：把单片机存储器2000H地址单元的内容拆开，高位送2001H低位，低位送2002H低位，2001H、2002H高位清零，一般本程序用于把数据送显示缓冲区时用。四、参考算法图2-1五、参考程

6、序 ORG 0660HSE02: MOV DPTR,#2000H MOVX A,DPTR MOV B,A SWAP A ANL A,#0FH INC DPTR MOVX DPTR,A INC DPTR MOV A,B ANL A,#0FH MOVX DPTR,ALOOP: SJMP LOOP END六、思考题对比程序执行前后存储器2001H、2002H地址单元内容的变化情况。并记录2001H、2002H单元内容的变化情况。七、实验报告要求 （一）实验报告要用学校统一的纸。（二）实验内容应包括，实验题目、实验原理、实验目的、步骤简述、试验调试过程中出现的问题、结果和分析以及程序清单并给程序做注释

7、。（三）每个实验后的思考题必须完成。（四）对实验中发现的问题应加以讨论，并提出自己的改进意见和要求、希望等。实验三 软件类 拼字程序一、实验目的进一步掌握汇编语言设计和调试方法。二、预习要求（一）熟悉实验软件环境和程序调试方法。（二）熟悉逻辑运算指令，外部数据存储器的访问方法。三、实验内容把2000H、2001H的低位分别送入2002H高低位，一般本程序用于把显示缓冲区的数据取出拼装成一个字节。四、参考算法图3-1五、参考程序 ORG 0680HMOV DPTR,#2000HMOVX A,DPTRANL A,#0FHSWAP AMOV B,AINC DPTRMOVX A,DPTRANL A,#

8、0FHORL A,BINC DPTRMOVX DPTR,AEND六、思考题对比程序执行前后存储器2000H、2001H、2002H地址单元内容的变化情况。并记录2000H、2001H、2002H单元内容的变化情况。七、实验报告要求 （一）实验报告要用学校统一的纸。（二）实验内容应包括，实验题目、实验原理、实验目的、步骤简述、试验调试过程中出现的问题、结果和分析以及程序清单并给程序做注释。（三）每个实验后的思考题必须完成。（四）对实验中发现的问题应加以讨论，并提出自己的改进意见和要求、希望等。 实验四 软件类 数据区传送子程序一、实验目的掌握RAM中的数据操作。二、预习要求（一）熟悉实验软件环境

9、和程序调试方法。（二）进一步熟悉外部数据存储器的访问方法和堆栈指针的应用。三、实验内容把R2、R3源RAM区首址内的R6、R7个字节数据，传送到R4、R5目的RAM区。四、参考算法图4-1五、参考程序 ORG 07B0HSE22: MOV DPL,R3 MOV DPH,R2 MOVX A,DPTR MOV DPL,R5 MOV DPH,R4 MOVX DPTR,A CJNE R3,#0FFH,LO42 INC R2LO42: INC R3 CJNE R5,#0FFH,LO43 INC R4LO43: INC R5 CJNE R7,#00H,LO44 CJNE R6,#00H,LO45LOOP:

10、 SJMP LOOP NOPLO44: DEC R7 SJMP SE22LO45: DEC R7 DEC R6 SJMP SE22 END六、思考题如果使00001000H中内容与20003000H内容完全一致，如何来改写程序？七、实验报告要求 （一）实验报告要用学校统一的纸。（二）实验内容应包括，实验题目、实验原理、实验目的、步骤简述、试验调试过程中出现的问题、结果和分析以及程序清单并给程序做注释。（三）每个实验后的思考题必须完成。（四）对实验中发现的问题应加以讨论，并提出自己的改进意见和要求、希望等。实验五 软件类 数据排序实验一、实验目的熟悉MCS-51指令系统，掌握汇编语言程序设计方法

11、。二、预习要求（一）熟悉实验软件环境和程序调试方法。（二）熟悉外部数据存储器的访问方法和显示程序的编写方法。三、实验内容编写并调试一个排序子程序，其功能为用冒泡法将内部RAM中几个单字节无符号的正整数，按从小到大的次序重新排列。四、参考算法图5-1五、实验程序 ORG 09B0HQUE: MOV R3,#50HQUE1: MOV A,R3 MOV R0,A MOV R7,#0AH CLR 00H MOV A,R0QL2: INC R0 MOV R2,A CLR C MOV 22H,R0 CJNE A,22H,QL3 SETB CQL3: MOV A,R2 JC QL1 SETB 00H XCH

12、 A,R0 DEC R0 XCH A,R0 INC R0QL1: MOV A,R0 DJNZ R7,QL2 JB 00H,QUE1LOOP: SJMP LOOP END六、思考题编一程序，把50H5AH中内容按从大到小排列。七、实验报告要求 （一）实验报告要用学校统一的纸。（二）实验内容应包括，实验题目、实验原理、实验目的、步骤简述、试验调试过程中出现的问题、结果和分析以及程序清单并给程序做注释。（三）每个实验后的思考题必须完成。（四）对实验中发现的问题应加以讨论，并提出自己的改进意见和要求、希望等。 试验六 硬件类 8031单片机P3、Pl口应用一、实验目的（一）掌握P3口、P1口简单使用。

13、（二）学习延时程序的编写和使用。二、预习要求 （一）认真阅读实验指导书，明确本次实验的目的、方法与步骤，并进行必要的记录。（二）熟悉并行口做输入输出时的用法，分析脉冲输入的电路原理。（三）预习延时子程序的设计方法及如何确定延时的时间。三、实验内容 1、P3.3口做输入口线，外接一脉冲输入，每输入一个脉冲，P1口按十六进制加一。 2、P1口做输出口，编写程序，使P1口接的8个发光二极管L1L8按16进制加一方式点亮发光二极管。3、实验电路图6-1四、实验说明 1、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，由准双向口结构可知：当P1口作为输入口时，必须先对它置高电平，使内部MOS

14、管截止，因内部上拉电阻是20K40K，故不会对外部输入产生影响。若不先对它置高，且原来是低电平，则MOS管导通，读入的数据是不正确的。2、延时子程序的延时计算问题。 对于延时程序 DELAY :MOV R6, #00H DELAY1:MOV R7, #80H DJNZ R7, $ DJNZ R6, DELAY1 查指令表可知MOV、DJNZ指令均需用两个机器周期，而一个机器周期时间长度为12/ 6.0MHZ,所以该段指令执行时间为：(80+1)256+1)2(126000000)=132.1ms五、实验步骤 1 P3.3用插针连至K1， P1.0P1.7用插针连至L1L8。2 开关K1每拨动一

15、次，L1L8发光二极管按16进制方式加一点亮。3 编译、运行、调试自己所编写的程序，并检验结果。六、思考题如果开关K1每拨动一次，L1-L8八个发光管轮流点亮，应该怎么实现？七、实验报告要求 （一）实验报告要用学校统一的纸。（二）实验内容应包括，实验题目、实验原理、实验目的、步骤简述、试验调试过程中出现的问题、结果和分析以及程序清单并给程序做注释。（三）每个实验后的思考题必须完成。（四）对实验中发现的问题应加以讨论，并提出自己的改进意见和要求、希望等。试验七 硬件类 工业顺序控制器一、实验目的（一）掌握单片机开发系统的使用。（二）掌握工业顺序控制程序的简单编程、中断的使用。二、预习要求 （一）

16、认真阅读实验指导书，明确本次实验的目的、方法与步骤，并进行必要的记录。（二）熟悉工业顺序控制程序的设计思路，预习中断子程序的设计方法及在汇编语言中如何实现。三、实验内容 （一）实验原理：在工业控制中，象冲压、注塑、轻纺、制瓶等生产过程，都是一些断续生产过程，这些过程又都是按照某种顺序有规律地执行预定的动作，对这类生产过程的控制称为顺序控制。例如：注塑机要生产一个工件，其工艺流程大致按“合模注射延时开模产伸产迟”等时间顺序动作。这种顺序动作采用微机是很容易实现的。本试验就是以控制注塑机为例而设计的典型控制试验。（二）实验内容：用8031的P1口的P1.0P1.6依次作为输出，模拟控制注塑机的七道

17、工序，现模拟控制七只发光二极管的点亮，高电平有效，设定每道工序时间转换为延时，P3.4为开工启动开关，低电平启动。P3.3为外故障输入模拟开关，P3.3为0时不断告警。P1.7为报警声音输出，设定6道工序只有一位输出，第七道工序三位有输出。（三）实验电路（见下页）四、实验说明 实验中用外部中断0，编中断服务程序的关键是： （一）保护进入中断时的状态，并在退出中断之前恢复进入的状态。 （二）必须在中断程序中设定是否允许中断重入，即设置EX0位。一般中断程序进入时应保护PSW、ACC以及中断程序使用但非其专用的寄存器，本实验中未涉及。五、实验步骤 P3.4连K1，P3.2连K2，P1.0P1.6分

18、别连到L1L7，P1.7连SIN(电子音响输入端)。 K1开关拨在上面，K2拨在上面。 用连续方式从起始地址0580H开始运行程序(输入0580后按EXEC键)，此时应在等待开工状态。K1拨至下面(显低电平)，各道工序应正常运行。图7-1 K2拨至下面(低电平)，应有声音报警(人为设置故障)。K2拨至上面(高电平)，即排除故障，程序应从刚才报警的那道工序继续执行。六、工业顺序控制程序ORG 0003HLJMP HA2S3ORG 0580HHA2S： MOV P1,#07FHORL P3,#00HHA2S1: JNB P3.4,HA2S1ORL IE,#85HORL IP,#04HMOV PSW

19、,#00HMOV SP,#53HHA2S2: MOV P1,#01HACALL HA2S7MOV P1,#02HACALL HA2S7MOV P1,#04HACALL HA2S7MOV P1,#08HACALL HA2S7MOV P1,#10HACALL HA2S7MOV P1,#20HACALL HA2S7MOV P1,#40HACALL HA2S7SJMP HA2S2HA2S3: MOV B,R2HA2S4: MOV P1,#00HMOV 20H,#0A0HHA2S5: SETB P1.7ACALL HA2S6CLR P1.7ACALL HA2S6DJNZ 20H,HA2S5CLR P1.

20、7ACALL HA2S6JNB P3.2,HA2S4MOV R2,BRETIHA2S6: MOV R2,#06HACALL DELAYRETHA2S7: MOV R2,#30HACALL DELAYRETDELAY: PUSH 02HDELAY1: PUSH 02HDELAY2: PUSH 02HDELAY3: DJNZ R2,DELAY3POP 02HDJNZ R2,DELAY2POP 02HDJNZ R2,DELAY1POP 02HDJNZ R2,DELAYRETEND七、思考题修改程序，使每道工序中有多位输出。八、实验报告要求 （一）实验报告要用学校统一的纸。（二）实验内容应包括，实验题

21、目、实验原理、实验目的、步骤简述、试验调试过程中出现的问题、结果和分析以及程序清单并给程序做注释。（三）每个实验后的思考题必须完成。（四）对实验中发现的问题应加以讨论，并提出自己的改进意见和要求、希望等。实验八 硬件类 并行接口芯片8255应用一、实验目的1、 掌握可编程I/O接口芯片8255的结构及编程方法2、 熟悉对8255初始化编程和输入，输出软件的设计方法。3、 学习模拟交通灯控制的实现方法。二、预习要求 1、认真阅读实验指导书，明确本次实验的目的、方法与步骤，并进行必要的记录。2、熟悉8255接口芯片的特点及工作原理及能够根据需要编写8255的初始控制字。三、实验内容 1、 用825

22、5做输出口，控制十二个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。2、 实验电路图8-1四、实验说明 因为本实验是交通灯控制实验，所以要先了解实际交通灯的变化情况和规律。假设一个十字路口为东西南北走向。初始状态0为东西红灯，南北红灯。然后转状态1东西绿灯通车，南北红灯。过一段时间转状态2，东西绿灯灭，黄灯闪烁几次，南北仍然红灯。再转状态3，南北绿灯通车，东西红灯。过一段时间转状态4，南北绿灯灭，闪几次黄灯，延时几秒，东西仍然红灯。最后循环至状态1。五、实验步骤 （一）8255 PC0PC7、PB0PB3依次接发光二极管L1L12。 （二）以连续方式从0630H开始执行程序，初始态为四个路口的红灯全亮之后，

23、东西路口的绿灯亮南北路口的红灯亮，东西路口方向通车。延时一段时间后东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪耀。闪耀若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北路口方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪耀。闪耀若干次后，再切换到东西路口方向，之后重复以上过程。六、实验程序ORG 0600H HA4S: MOV SP,#60H MOV DPTR,#0FF2BH MOV A,#80H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0FF29H MOV A,#49H MOVX DPTR,A INC DPTR MOV A,#49H MOVX DPTR,A MOV R2,#25H LC

24、ALL DELAYHA4S3: MOV DPTR,#0FF29H MOV A,#08H MOVX DPTR,A INC DPTR MOV A,#61H MOVX DPTR,A MOV R2,#55H LCALL DELAY MOV R7,#05HHA4S1: MOV DPTR,#0FF29H MOV A,#04H MOVX DPTR,A INC DPTR MOV A,#51H MOVX DPTR,A MOV R2,#20H LCALL DELAY MOV DPTR,#0FF29H MOV A,#00H MOVX DPTR,A INC DPTR MOV A,#41H MOVX DPTR,A MO

25、V R2,#20H LCALL DELAY DJNZ R7,HA4S1 MOV DPTR,#0FF29H MOV A,#03H MOVX DPTR,A INC DPTR MOV A,#0cH MOVX DPTR,A MOV R2,#55H LCALL DELAY MOV R7,#05HHA4S2: MOV DPTR,#0FF29H MOV A,#02H MOVX DPTR,A INC DPTR MOV A,#8aH MOVX DPTR,A MOV R2,#20H LCALL DELAY MOV DPTR,#0FF29H MOV A,#02H MOVX DPTR,A INC DPTR MOV A

26、,#08H MOVX DPTR,A MOV R2,#20H LCALL DELAY DJNZ R7,HA4S2 LJMP HA4S3DELAY: PUSH 02HDELAY1: PUSH 02HDELAY2: PUSH 02HDELAY3: DJNZ R2,DELAY3 POP 02H DJNZ R2,DELAY2 POP 02H DJNZ R2,DELAY1 POP 02H DJNZ R2,DELAY RET END七、思考题如果在各灯亮的同时显示倒计时时间该如何实现？八、实验报告要求 （一）实验报告要用学校统一的纸。（二）实验内容应包括，实验题目、实验目的、实验目的、步骤简述、试验调试过程

27、中出现的问题、结果和分析以及程序清单并给程序做注释。（三）每个实验后的思考题必须完成。（四）对实验中发现的问题应加以讨论，并提出自己的改进意见和要求、希望等。实验九 硬件类 8279 键盘、显示实验一、实验目的（一）掌握8031系统中，扩展8279键盘显示接口的方法。（二）掌握8279工作原理和编程方法。二、预习要求（一）熟悉8279接口芯片的特点及工作原理能够根据需要编写8255的初始控制字。（二）预习如何编写键盘的识别程序和数码管的显示程序。三、实验内容 （一）在外接的键盘功能板上，按数字键，数码管上应相应能显示按下的数字，按下功能键，能相应执行其它功能程序。（二）实验电路图9-1四、实验说明 利用8279可以实现对键盘/显示器的自动扫描，以减轻CPU负担，具有显示稳定，程序简单，不会出现误动作等特点。本实验利用8279实现显示扫描自动化。五、实验步骤 将DVCC实验系统上J8插座与键盘显示板用扁平电缆相连。 将KEY区D0D7用8芯排线连到BUS2区XD0XD7上。 将KEY区WR、RD、ALE分别连到BUS3区XWR、XRD、ALE上。 KEY区A0连到BUS1区XA0上。 KEY区RST连到MP区SP上。 KEY区KCS连