9机电 单片机实验指导书.docx

1、9机电 单片机实验指导书单片机实验指导书实验一、模拟开关灯实验一、实验目的1、认识单片机芯片内部基本结构和功能；2、学习Keil和Proteus软件的基本使用方法； 3、了解了解单片机最小系统及单片机应用系统的设计过程。二、实验说明1、单片机应用系统基本过程1）启动Keil，创建一个项目文件*.UV2;2) 选择单片机的型号,如AT89C51;3）单击菜单“File”“New”命令,新建源程序文件，输入代码，保存为*.c;4）把源程序文件添加到项目中，在项目管理器中，在展开的“Source Group 1”上单击右键，选择“Add Files to Group Source Group 1”命

2、令，选择文件添加。5) 选中Target 1，鼠标右键菜单“Options for Target Target 1”命令，在“Output”选项卡中选中“Create HEX file”复选框；6）执行菜单“Project”“Rebuild all target files”命令，编译项目并生成*.hex文件；7）打开Proteus ISIS软件，建立硬件控制电路；8）用鼠标双击“ATC89C51”单片机弹出对话框，在“Program File”中载入编译好的“*.HEX”文件；9）在Proteus环境中启动调试程序，观察仿真结果。三、实验内容及步骤1、实验内容使用单片机监控一个按键开关，通过

3、一个发光二极管显示其工作状态。如果开关打开，LED灯熄灭；开关合上，LED灯亮2、硬件原理图3、软件设计#include /包含的头文件，对单片机内部特殊功能寄存器进行了符号定义sbit Led = P10; /定义位名称sbit Key = P17;void main( )P1=0xff; while(1) Led = Key; 画出程序流程图：四、思考题1、使用Keil和Proteus如何建立单片机开发系统，描述基本过程。2、单片机的最小系统包含哪些电路？实验二、流水灯实验一、实验目的1、学习单片机并行I/O端口的使用方法； 2、学习延时子程序的编写；3、学习Keil和Proteus软件的

4、基本使用方法。二、实验说明1、P1口为一组双向口，每位都可独立地定义为输入或输出线，在作输入线使用前，必须向锁存器相应位写入“1”，该位才能作为输入（即：P1=0xff）。2、本实验中延时采用循环程序来实现, 入口参数控制延时时间长短。三、实验内容及步骤1、实验内容P1口做输出口，接八位逻辑电平显示，编写程序，使发光二极管循环点亮。通过一个按键开关控制显示顺序，如果开关打开，LED自上而下依次点亮；开关合上，LED从下向上依次点亮。2、硬件原理图3、软件设计1）、画出程序流程图 2）源程序#include#define uchar unsigned char /类型重定义#define uin

5、t unsigned intsbit Key = P00; /定义位名称void DelayMS(uint ms); /延时函数原型声明void main( ) uchar i,keyPre,shift; Key = 1; while(1) keyPre = Key; if(keyPre) shift=0x01; for(i=0;i8;i+) P1 = shift; DelayMS(200); shift=1; else shift=0x80; for(i=0;i=1; void DelayMS(uint ms) uchar i; while(ms-) for(i=0; i120; i+);四

6、、思考题1、MCS-51系列单片机的P0P3四个I/O端口在结构上有何异同？使用时应注意的事项？实验三、定时器实验一、实验目的1、学习单片机内部计数器的使用和编程方法；2、掌握中断处理程序的编写方法；3、学习Keil和Proteus软件的基本使用方法。二、实验说明1、采用定时器方式设计一交通灯控制系统，使道路状态切换时间更准确。正常情况下，90s后信号灯由“红灯”转“黄灯”，经过2s的过渡后“黄灯”转“绿灯”，另外设东西方向、南北方向紧急开关各一个，紧急开关闭合时，相应方向切换成“绿灯”，以方便特种车辆通过。另设置一个开关，在晚上由人工闭合，此时所有的灯都变成黄灯。2、系统的晶振是12MHZ，

7、定时器1工作于方式1，即16位定时器，定时器50000uS（50mS）中断一次，所以定时常数的设置可按以下方法计算：定时时间=（65536-定时常数）1uS=50000uS定时常数=15536，（0x3CB0）对50mS中断次数计数10次,就是0.5秒钟。定时器0工作于方式1，定时20ms，定时常数=45536，（0XB1E00）。三、实验内容及步骤1、硬件原理图2、软件设计1）、画出程序流程图 2）源程序#include #include unsigned char t0;void yellow(); /东西、南北方向同时打开黄灯 void yellowflash(); /东西、南北方向同时

8、打开黄灯，每隔0.5秒开始闪烁 void delay0_5s(); /延时0.5秒void delayxms(unsigned char t); /延时t*0.5秒/*函数名称：ex_intex0;函数功能：外部中断0服务子程序*/void ex_intex0(void) interrupt 0 EA=0; /关闭中断，不允许中断嵌套 while(P3&0x04)=0) /检测外部中断0是否持续有效 P1=0x1E; /东西方向绿灯亮、南北方向红灯亮，其它四个灯关闭。 EA=1; /打开中断 /*函数名称：ex_intex1;函数功能：外部中断1服务子程序*/void ex_intex1(vo

9、id) interrupt 2 EA=0; /关闭中断,不允许中断嵌套 while(P3&0x08)=0) /检测外部中断1是否持续有效 P1=0x33; /东西方向红灯亮、南北方向绿灯亮，其它四个灯关闭。 EA=1; /打开中断 /*函数名称：tm_timer0；函数功能：定时器0服务子程序*/void tm_timer0(void) interrupt 1 EA=0; /关闭中断，不允许中断嵌套 while(P3&0x40)=0) /检测P3.6开关是否闭合 yellow(); /东西、南北方向同时打开黄灯 TH0 =0xb1; /20ms定时初值重新装入 TL0 =0xe0 EA=1;

10、/打开中断 / 主程序void main()TMOD = 0x11; /T1工作方式1，T0工作方式0 EA=1;EX0=1;IT0=0; /打开外部中断0EX1=1;IT1=0; /打开外部中断1ET0=1; /打开定时器0中断 TH0 =0xb1; /20ms定时初值重新装入 TL0 =0xe0 TR0 = 1; /启动定时器0 while(1) /无限循环 P1=0x1e;/东西方向绿灯亮、南北方向红灯亮，其他四个灯关闭。 delayxms(180);/延时90秒 yellowflash(); /东西、南北方向同时打开黄灯，每隔0.5秒闪烁一次 P1=0x33;/东西方向红灯亮、南北方向

11、绿灯亮，其他四个灯关闭。 delayxms(180);/延时90秒 yellowflash();/东西、南北方向同时打开黄灯，每隔0.5秒闪烁一次 /*函数名称：yellow；功能：东西、南北方向同时打开黄灯*/void yellow() P1=0x2d; /两个黄灯同时打开/*函数名称：yellowflash；功能：东西、南北方向同时打开黄灯，每隔0.5秒闪烁一次*/void yellowflash() unsigned char i; for(i=0;i2;i+) P1=0x2d;/两个黄灯同时打开 delay0_5s(); P1=0xff;/两个黄灯同时关闭 delay0_5s(); /

12、*函数名称：delay0_5s 函数功能：延时0.5s，用T1工作方式1定时50ms，再循环10次得到0.5s的延时时间*/void delay0_5s() for(t0=0;t010;t0+) TH1=0x3c; TL1=0xb0; TR1=1; while(!TF1); /TF1=1时50ms定时时间到 TF1=0; TR1=0; /*函数名称：delayxms ；函数功能：在函数delay0_5s的基础延时，即延时t*0.5秒 */void delayxms(unsigned char t) for(t0=0;t0t;t0+) delay0_5s();四、思考题1、如果更换不同频率的晶振

13、，会出现什么现象？如何调整程序？实验四、外部中断实验一、实验目的1、掌握外部中断技术的基本使用方法;2、掌握中断处理程序的编写方法；3、学习Keil和Proteus软件的基本使用方法。二、实验说明1、外部中断的初始化设置共有三项内容：中断总允许即EA=1；外部中断允许即EXi=1（i=0或1）；中断方式设置，中断方式设置一般有两种方式：电平方式和脉冲方式。本实验选用脉冲方式，中断请求信号由引脚INT0(P3.2)引入。2、51系列用于中断的控制寄存器有四个：TCON 、IE 、SCON 及IP。3、中断过程分为三个阶段：中断请求、中断响应、中断服务。4、开关K0（中断请求信号）利用外部中断IN

14、T0接入。采用中断边沿触发方式，每中断一次，单片机对P1口完成一次读写操作。当P1.0P1.3任何一位输出0时，相应的发光二极管就会发光。当开关K0来回拨动一次时，将产生一个下降沿信号，通过INT0发出中断请求。三、实验内容及步骤1、硬件原理图2、软件设计1) 分别画出主程序和中断服务程序流程图 2) 源程序 #include sbit P1_0 = P10; sbit P1_1 = P11;sbit P1_2 = P12; sbit P1_3 = P13;sbit P1_4 = P14; sbit P1_5 = P15;sbit P1_6 = P16; sbit P1_7 = P17;/*函

15、数名称：ex_intex0；函数功能：外部中断0服务子程序*/ void ex_intex0(void) interrupt 0 P1_0=P1_4; P1_1=P1_5; P1_2=P1_6; P1_3=P1_7; / 主程序 void main() P1=0xff; /P1口四个按键位置1EX0=1; /开外部中断0 EA=1; /开中断总开关 IT0=1; /外部中断0电平触发 while(1) /等待中断 ; 四、思考题1、简述中断处理的一般过程。实验五、单片机之间的串行双机通信一、实验目的1、学习单片机串行口的工作原理；2、掌握串行通信的编程方法及波特率的设置；3、进一步学习定时器的

16、功能和编程。二、实验说明1、本实验采用两台AT89C51单片机U1和U2进行串行双机通信设计。U1作为发送机，U2作为接收机，两者的发送脚RXD和接收脚TXD交叉连接。U1通过串行口间接控制与U2的P1口相连的8个LED发光管亮灭。2、单片机间通信采用串行口方式1，对单片机U1编程时，需令SM0=0，SM1=1；对单片机U2编程时，除了令SM0=0，SM1=1，还需设置REN=1，使其允许接收。3、晶体振荡器频率为11.0592MHz，选择波特率为9600b/s，SMOD=0，定时器1工作方式2：TH1=TL1=FDH。三、实验内容及步骤1、硬件原理图2、软件设计1）、画出程序流程图 2）源程

17、序单片机U1的发送程序使用Keil软件建立“send”工程项目，建立源程序文件“send.c”，输入如下源程序：#include/流水灯控制码unsigned char Tab =0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F; /*函数名称：Send；函数功能：发送一个字节数据 */void Send(unsigned char dat) SBUF=dat; /将待发送数据写入发送缓冲器 while(TI=0） ; TI=0； /用软件将TI清零/*函数名称：delay；函数功能：延时约150ms*/void delay(void) unsigned char

18、 m,n; for(m=0;m200;m+) for(n=0;n250;n+) ;/ 主程序void main(void) unsigned char I; TMOD=0x20; /TMOD=0010 0000B，定时器T1工作在方式2SCON=0x40; /SCON=0100 0000B，串口工作在方式1 PCON=0x00; /PCON=0000 0000B，波特率9600b/s TH1=0xfd; /给定时器T1高8位赋初值 TL1=0xfd; /给定时器T1低8位赋初值 TR1=1; /启动定时器T1 while(1) for(i=0;i8;i+) /共8位流水灯控制码 Send(Ta

19、bi); /发送数据i delay(); /每发送一次数据，延时150ms再发送 单片机U2的接收程序使用Keil软件建立“receive”工程项目，建立源程序文件“receive.c”，输入如下源程序：#include /*函数名称：Receive；函数功能：接收串行口数据*/unsigned char Receive(void) unsigned char dat; while(RI=0） ; /空操作 RI=0； /用软件将RI清零，为接收下一帧数据做准备 dat=SBUF; /将接收缓冲器的数据存于dat return dat;/ 主程序void main(void) TMOD=0x2

20、0; /TMOD=0010 0000B，定时器T1工作在方式2 SCON=0x50; /SCON=0101 0000B，串口工作在方式1，允许接收（REN=1）PCON=0x00; /PCON=0000 0000B，波特率9600b/s TH1=0xfd; /给定时器T1高8位赋初值 TL1=0xfd; /给定时器T1低8位赋初值 TR1=1; /启动定时器T1 REN=1; /允许接收 while(1) P1=Receive(); 四、思考题1、异步串行通信协议的帧格式是怎样的？已知系统时钟频率和波特率，如何计算定时器初值？2、接收时采用中断方式时，程序代码应该如何改？实验六、数码管显示44

21、阵列式键盘按键一、实验目的1、掌握数字、字符转换成显示段码的软件译码方法2、掌握键盘和显示器的接口方法和编程方法；3、掌握阵列式键盘的硬件组成和软件编程方法。二、实验说明1、本实验提供了一个4X4小键盘，向P0口的低四位逐个输出低电平，如果有键盘按下，则相应输出为低，如果没有键按下，则输出为高。通过输出的列码和读取的行码来判断按下什么键。2、去抖动，有键按下后，要有一定的延时，防止由于键盘抖动而引起误操作。三、实验内容及步骤1、硬件原理图2、源程序及流程图#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar con

22、st dofly = 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f, 0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71 ; /0-F的显示代码uchar keys_scan();void delay(uint i);void main() / 主程序 uchar key; P0 = 0x00; /数码管灭，为显示键码作准备 while(1) key = keys_scan(); /调用键盘扫描， switch(key) case 0xee:P0=dofly0;break; /0按下相应的键显示相应的码值 case 0xde:P0=

23、dofly1;break; /1 case 0xbe:P0=dofly2;break; /2 case 0x7e:P0=dofly3;break; /3 case 0xed:P0=dofly4;break; /4 case 0xdd:P0=dofly5;break; /5 case 0xbd:P0=dofly6;break; /6 case 0x7d:P0=dofly7;break; /7 case 0xeb:P0=dofly8;break; /8 case 0xdb:P0=dofly9;break; /9 case 0xbb:P0=dofly10;break; /a case 0x7b:P0=dofly11;break; /b case 0xe7:P0=dofly12;break; /c case 0xd7:P0=dofly13;break; /d case 0xb7:P0=dofly14;break; /e case 0x77:P0=dofly15;break; /f /*函数名称：keys_scan；函数功能：键盘扫描函数返回值： 返回键盘码，高4位为行码，低4位为列码*/uchar keys_scan() uchar cord_h,cord_l; /行列值 P3 = 0x0f; /列线输出全为0 cord_h = P3 & 0x0f; /读入行线值 if