單片機原理及應(yīng)用實驗指導(dǎo)書

1、單片機原理及應(yīng)用（06通信、07通信）編撰閩江學(xué)院計算機實驗教學(xué)中心印實驗一 單片機仿真軟件wave6000練習(xí)一 實驗?zāi)康?1了解仿真軟件wave6000的基本操作和使用12 學(xué)習(xí)簡單程序的編寫和調(diào)試方法。二 實驗內(nèi)容21觀察復(fù)位時，cpu,sfr,data,code,xdata,xcode的值。21 單片機硬件資源的觀察、修改及仿真等23 程序的運行并觀察結(jié)果三 實驗步驟1. 打開wave6000軟件，新建一個文件，輸入代碼后并保存為.asm的文件。2. 點擊打開復(fù)位按鈕然后，觀察sfr,data,code,xdata,xcode在系統(tǒng)復(fù)位時值的情況如下所示： 3. 輸入一個小程序代碼，在

2、wave6000環(huán)境下運行，查看結(jié)果。org 0000h org 8000hmain:mov r0,#20h mov r1,#30h mov r2,#10hloop:mov a,r0 anl a,#0f0h swap a add a,#30h mov r1,a mov a,r0 anl a,#0fh add a,#30h inc r1 mov r1,a inc r0 inc r1 djnz r2,loop ljmp main四 實驗思考題41通過本次實驗熟悉了wave6000軟件的各種操作，有幾種方法可以運行程序？42 在實際操作中，主要碰到哪些問題使程序不能順利執(zhí)行？實驗二 查表法實現(xiàn)字符的

3、轉(zhuǎn)換程序設(shè)計一 實驗?zāi)康?1 學(xué)習(xí)簡單程序的編寫和調(diào)試方法。12運用仿真軟件wave6000對程序進行調(diào)式和運行13檢查程序運行結(jié)果是否正確二 實驗內(nèi)容編寫查表法實現(xiàn)字符的轉(zhuǎn)換程序并調(diào)試，查看運行過程及結(jié)果。三 實驗步驟（參考）1 編寫程序，編譯通過，并運行得以下結(jié)果運行一下可以看到程序存儲器中0060h0069h中存放表運行結(jié)果如下：3.采用單步運行查看程序的運行過程，先設(shè)置pc的值，然后單擊單步運行圖標即可通過實驗，我們可以知道單步運行與全速執(zhí)行的結(jié)果是一樣的。四實驗思考題41 在實際操作中，主要碰到哪些問題使程序不能順利執(zhí)行？42 若結(jié)果不正確，可能的問題是什么或使程序不能順利執(zhí)行？實驗

4、三將兩個字節(jié)的十六進制轉(zhuǎn)換成十進制一、實驗?zāi)康? 1熟悉程序的編寫和調(diào)試方法。 12熟悉仿真軟件wave6000對程序進行調(diào)式和運行 13檢查程序運行結(jié)果是否正確二、實驗內(nèi)容編程實現(xiàn)將(10h)(11h)單元的兩個字節(jié)的十六進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制存放在（20h）(21h)(22h)里面。三、實驗步驟及參考程序1. 編寫源程序，如下： org 0000hljmp mainorg 8000hmain:clr a mov 20h,a mov 21h,a mov 22h,a mov r7,#16loop:clr c mov 10h,#0ffh mov 11h,#0ffh mov a,11h rlc a m

5、ov 11h,a mov a,10h rlc a mov 10h,a mov a,22h addc a,22h da a mov 22h,a mov a,21h addc a,21h da a mov 21h,amov a,20haddc a,20hda amov 20h,adjnz r7,loopret2.調(diào)試編譯，并運行得以下結(jié)果： 四、實驗思考題41 在實際操作中，主要碰到哪些問題使程序不能順利執(zhí)行？42 若結(jié)果不正確，可能的問題是什么或使程序不能順利執(zhí)行？ 實驗四 程序查詢實現(xiàn)實時時鐘的設(shè)計 一、 實驗?zāi)康?通過本次實驗學(xué)習(xí)使用程序查詢實現(xiàn)實時時鐘的設(shè)計二、 實驗內(nèi)容編程實現(xiàn)實時時鐘的

6、功能三、 實驗步驟及參考程序1.編寫源程序，如下：org 0000hljmp mainorg 8000h main:mov tmod,#01h mov 23h,#0ah clr a mov 20h,a mov 21h,a mov 22h,aloop:mov th0,#3ch mov tl0,#0b0h setb tr0 jnb tf0,$ clr tf0 dec 23h mov th0,#3ch mov tl0,#0b0h mov a,23h cjne a,#00h,loop mov 23h,#0ah mov a,#01h add a,22h da a mov 22h,a cjne a,#60

7、h,loop mov 22h,#00h mov a,#01h add a,21h da a mov 21h,a cjne a,#60h,loop mov 21h,#00h mov a,#01h add a,20h da a mov 20h,a cjne a,#24h,loop mov 20h,#00h end2.通過調(diào)試，編譯并運行得如下結(jié)果20h,21h,22h單元分別存放著時分秒的值。四、實驗思考題41 在實際操作中，主要碰到哪些問題使程序不能順利執(zhí)行？42 若時間和實際時間不一致，可能的問題是什么？43 還有什么辦法可以實現(xiàn)時鐘的功能？實驗五 keil c51集成開發(fā)環(huán)境的使用一、【實驗

8、目的】1、熟悉keil c51集成開發(fā)環(huán)境的使用方法2、熟悉dp-51pro單片機綜合仿真實驗儀的使用3、掌握基于keil c51的硬件仿真功能的使用二、【實驗儀器】1、ibm pc機一臺 2、dp-51pro單片機綜合仿真實驗儀一臺三、【實驗內(nèi)容】一、keil c51的使用在keil 軟件中是以項目（project）方式來組織管理所有相關(guān)的源碼，和源碼所處的文件夾沒有太大關(guān)系。1、 熟悉uvision3集成開發(fā)環(huán)境菜單欄，工程項目窗口，編輯窗口，信息輸出窗口等；2、 創(chuàng)建一個新的項目：project - new uvision project ,設(shè)置好工程存放路徑、工程名稱如：led。3、

9、為這個項目選擇一個相應(yīng)的設(shè)備，即目標單片機型號：nxp (philips) - p80/p87c52x2。(此設(shè)備型號也可以在屬性中更改。)4、 提示如下： 選擇否。（當(dāng)用c語言開發(fā)時，可選是）。5、 新建一個文本文檔file - new，輸入實驗源碼：org8000h;偽指令，指定程序從8000h開始存放ajmpmain;跳轉(zhuǎn)指令，程序跳轉(zhuǎn)到main處org8100h;偽指令，指定以下程序從8100h開始存放main:movsp,#60;給堆棧指針賦初值light:cplp1.0;取反p1.0，改變l9的亮滅狀態(tài)cplp1.1;取反p1.1，改變l10的亮滅狀態(tài)cplp1.2;取反p1.2，

10、改變l11的亮滅狀態(tài)acalldelay;調(diào)延時子程序ajmplight;跳轉(zhuǎn)，程序繼續(xù);延時子程序delay:movr7,#10hdelay0:movr6,#7fhdelay1:movr5,#7fhdelay2:djnzr5,delay2djnzr6,delay1djnzr7,delay0retend保存為：led.asm (后綴.asm表示此源代碼是用匯編語言編的)6、 在工程項目窗口中，右鍵點擊source group 1, 點擊add files to group “source group 1”， 把剛剛編寫的源文件加入工程中。7、 編譯鏈接程序project - build tar

11、get。 如出錯改正后再執(zhí)行此命令直到鏈接成功。二、仿真調(diào)試功能的使用1、 在前面已編譯好的基礎(chǔ)上，對項目的屬性做些特殊設(shè)置，即可進行硬件仿真。在工程項目窗口中點擊選擇target 1, 而后project - options for target target 1, 彈出項目屬性設(shè)置頁面。設(shè)置如下：1) target頁：off-chip code memory 和off-chip xdata memory 如下設(shè)置。2) output頁：勾選create hex file, 編譯連接生成hex標準格式下載文件。3) debug頁：選擇右邊的use: keil monitor-51 drive

12、r, 即選擇將進行硬件仿真方式，如下圖：左邊的use simulator為軟件仿真。4) 再點擊settings按鈕，彈出下圖：選擇相應(yīng)的串口，波特率為9600。其它選項如圖設(shè)置。屬性設(shè)置后，點擊“確定”保存后，仿真調(diào)試的軟件設(shè)置部分即完成， 需再對項目編譯：project - build all target files2、 實驗儀的設(shè)置：1) 實驗儀硬件仿真狀態(tài)設(shè)置：在a1區(qū)，jp13中的sram_e和flash_e斷開不短接，jp14斷開不短接；jp15的txd,rxd短接。mod_sw1開關(guān)撥到run模式。按一下復(fù)位按鍵 rst。 按本實驗的所實現(xiàn)的功能：使用導(dǎo)線把a2區(qū)的j61接口與

13、d1區(qū)的j52接口相連。2) 運行 keil c 的 debug - start/stop debug session 命令，即把程序下載到單片機的sram中，開始仿真調(diào)試，在調(diào)試過程中，注意觀察調(diào)試中實驗儀器的變化。進入調(diào)試界面如下：3) 在output windows 選擇command頁，在后輸入：g， 程序?qū)⑻D(zhuǎn)到main開始調(diào)試, 而后即可進行單步、斷點調(diào)試等：跳轉(zhuǎn)后的頁面：4）單步調(diào)試：點擊快捷工具： 體會這幾種工具的不同之處5）斷點調(diào)試：點擊快捷工具： 前者為設(shè)斷點，后者為清除斷點；或雙擊相應(yīng)行即可設(shè)置/清除斷點，然后點擊： 執(zhí)行。如圖為設(shè)置了一個斷點：）查看內(nèi)存：如沒顯示如下窗

14、口，選擇view - memory window 打開該窗口。在address:輸入框中，輸入字符格式為：“存儲器標識符：地址”， 如上圖c表示程序存儲器，0x8109是地址(0x表示是16進制)。還有d表示內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器，x表示外部數(shù)據(jù)存器。）點擊這個圖標： 退出調(diào)試。實現(xiàn)流水燈循環(huán)點亮: 程序如下：具體步驟如前所述。實驗六 數(shù)據(jù)的冒泡排序一、實驗?zāi)康?通過本次實驗學(xué)習(xí)使用冒泡排序的單片機實現(xiàn)二、 實驗內(nèi)容使用冒泡排序?qū)崿F(xiàn)20h-2fh單元的數(shù)據(jù)從小到大排列，并把正確的排序結(jié)果仍存放在20h-2fh單元三、 實驗步驟及參考程序1. 編寫源程序，并編譯。org 0000h ljmp main

15、org 4000hmain: mov r3,#00hloop:mov r0,#20h mov r1,#21h mov r2,#0fhloop1:mov a,r0 clr c subb a,r1 jc loop2 mov a,r0 xch a,r1 mov r0,a inc r0 inc r1 ljmp loop3loop2:inc r0 inc r1loop3:djnz r2,loop1 inc r3 cjne r3,#0fh,loop end2. 運行可執(zhí)行文件，得到最后結(jié)果：（1） 運行前20h-2fh單元的內(nèi)容如下：（2） 運行后20h-2fh單元的內(nèi)容如下：四、實驗思考題41 還有什么

16、辦法可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)排序的功能？實驗七 單片機的i/o實驗（電子琴）一、實驗?zāi)康?、學(xué)會利用單片機的輸入輸出口, 熟悉定時器的使用；2、了解計算機（蜂鳴器）發(fā)聲原理；3、了解鍵盤掃描電路的工作原理及編程方法；二、實驗原理在單片機的開發(fā)使用中，經(jīng)常會用到io口來輸入數(shù)據(jù)或輸出控制信號，利用io口是單片機編程的最基礎(chǔ)技能。定時器常常用在要求比較精確計時的場合，能實時的處理一些特定的操作。實驗原理圖利用實驗儀上提供的按鍵k1-k7作為電子琴按鍵，控制蜂鳴器發(fā)聲，了解計算機發(fā)聲原理，熟悉定時器和鍵盤掃描電路的工作原理及編程方法。三、實驗儀器1、ibm pc機一臺2、dp-51pro單片機綜合仿真實驗儀一臺

17、四、實驗內(nèi)容編寫一段程序來檢測按鍵的狀態(tài)，當(dāng)某一按鍵按下時，蜂鳴器發(fā)出對應(yīng)的音調(diào)；用p3.3口控制（輸出7種音階標稱頻率的方波），使d4區(qū)的蜂鳴器發(fā)出不同的音調(diào)。1、認真理解程序控制流程，弄懂兩個問題：如何掃描鍵盤及每個按鍵閉合時對定時器的影響。2、創(chuàng)建一個工程，編寫按鍵的動態(tài)掃描程序，根據(jù)不同音階的頻率編寫蜂鳴器的音調(diào)控制程序，完成編譯、鏈接。并按實驗一配置好工程屬性，把實驗儀設(shè)置為仿真狀態(tài)。3、用導(dǎo)線將a2區(qū)j58接口p3.3口（int1）和d4區(qū)的j8接口相連，然后將d1區(qū)的j53接口和a2區(qū)的j61接口一一對應(yīng)相連。4、仿真調(diào)試程序，測試每個按鍵的音調(diào)。程序如下：buzz equ p3

18、.3org 8000hljmp mainorg 800bhljmp int_t0org 8100hmain: mov sp,#60h mov p1,#0ffh mov tmod,#01h setb et0 setb ea clr tr0start: mov r0,p1 cjne r0,#0ffh,key1 clr tr0 sjmp startkey1: cjne r0,#0feh,key2 mov 30h,#0fbh mov 31h,#0e9h ljmp set_timerkey2: cjne r0,#0fdh,key3 mov 30h,#0fch mov 31h,#5ch ljmp set_

19、timerkey3: cjne r0,#0fbh,key4 mov 30h,#0fch mov 31h,#0c1h ljmp set_timerkey4: cjne r0,#0f7h,key5 mov 30h,#0fch mov 31h,#0efh ljmp set_timerkey5: cjne r0,#0efh,key6 mov 30h,#0fdh mov 31h,#045h ljmp set_timerkey6: cjne r0,#0dfh,key7 mov 30h,#0fdh mov 31h,#92h ljmp set_timerkey7: cjne r0,#0bfh,nokey mo

20、v 30h,#0fdh mov 31h,#0d6hset_timer: setb tr0 sjmp startnokey: clr tr0 sjmp startint_t0: mov th0,30h mov tl0,31h cpl buzz reti ; end五、實驗思考題51 若發(fā)出的音調(diào)和實際不一致，可能的問題是什么？52 用什么辦法可以改變音準、節(jié)奏和演奏速度？實驗八 單片機的i/o實驗（串口/并口轉(zhuǎn)換）一、實驗?zāi)康氖煜げ⒄莆沾D(zhuǎn)并的i/o口擴展方法二、實驗設(shè)備及器件ibm pc機、dp-51pro單片機綜合仿真實驗儀三、實驗內(nèi)容1、寫程序，通過單片機的p1口控制74hc164的串行輸

21、入端口，實現(xiàn)串并轉(zhuǎn)換2、驗證串并轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的正確性四、實驗要求熟悉串并轉(zhuǎn)換芯片的工作原理，學(xué)會使用串并轉(zhuǎn)換芯片擴展單片機的i/o口資源。五、實驗步驟1、短接c5區(qū)jp10接口，將c5區(qū)j43接口與a2區(qū)j61接口的p10p13對應(yīng)相連（clk對p10等等）。2、運行編寫好的軟件程序，完成一次串并轉(zhuǎn)換。3、使用c2區(qū)的邏輯筆或d1區(qū)的j52接口（led指示燈）測試并行輸出數(shù)據(jù)q0q7數(shù)據(jù)的正確性。六、實驗參考程序 clk equ p1.0dina equ p1.1dinb equ p1.2clr164 equ p1.3org 8000hljmp mainorg 8100hmain:mov sp,#

22、60h nop clr clk setb dinb clr clr164 mov a,# 0aah mov r4,#08hslchg: rlc a mov dina,c setb clk nop clr clk nop djnz r4,slchg sjmp $ ; end七、實驗思考題71 還有哪些辦法可以實現(xiàn)i/o的擴展和轉(zhuǎn)換？實驗九 單片機與譯碼器的接口實驗一、實驗?zāi)康氖煜ぷg碼器的使用方法，靈活應(yīng)用74hc138譯碼器電路設(shè)計。二、實驗設(shè)備及器件ibm pc機 一臺dp-51pro單片機綜合仿真實驗儀 一臺三、實驗內(nèi)容（1）編寫程序，通過單片機的p1口控制74hc138的數(shù)據(jù)輸入端，從而選

23、通相應(yīng)的數(shù)據(jù)輸出位。（2）將譯碼器數(shù)據(jù)輸出端口連接到8個led指示燈，驗證譯碼器的正確性。四、實驗要求通過實驗掌握譯碼器的工作原理和實際應(yīng)用方法。五、實驗步驟（1）短接c6區(qū)jp4接口上的短路帽，將c6區(qū)j20，j22接口與a2區(qū)j61接口的p10p15相連。實驗原理圖如下圖所示（2）將d1區(qū)的j52接口連接到c6區(qū)j51譯碼數(shù)據(jù)輸出接口。（3）打開程序調(diào)試軟件，下載運行編寫好的軟件程序，查看程序運行結(jié)果是否正確。六、實驗參考程序org 8000hljmp mainorg 8100hmain:mov sp,#60hmov r4,#0djnz r4,$clr p1.5clr p1.4setb p

24、1.3clr p1.0clr p1.1setb p1.2sjmp $;end七、實驗思考題71如何利用單片機實現(xiàn)編碼器的功能？實驗十：單片機的串口通信實驗一、實驗?zāi)康?、學(xué)會單片機的串行口的使用2、掌握單片機燒寫程序的方法和步驟二、實驗原理1、通過串口實現(xiàn)一個單片機與pc機的簡單握手通信的程序。2、利用單片機的txd、rxd口向pc機發(fā)送。三、實驗儀器1、ibm pc機一臺2、dp-51pro單片機綜合仿真實驗儀一臺四、實驗內(nèi)容由于使用硬件仿真功能將占用串口，所以本次實驗不能在實驗儀上進行仿真，只能把程序下載到片上運行驗證。1、實驗編程 按以下要求編寫兩個程序，特別是在項目屬性的設(shè)置中要勾選c

25、reate hex file這一選項，才能編譯生成dpflash下載所需要的.hex文件，按第二節(jié)介紹的下載流程步驟把程序下載到片上驗證。1）編寫一段程序，利用串行口向pc機發(fā)送數(shù)據(jù)0x55。（第二節(jié)的截圖為本實驗的實驗結(jié)果）2）編寫一段程序，實現(xiàn)一個單片機與pc機的簡單握手通信的程序。通信流程： pc機串口發(fā)送數(shù)據(jù)0x55（ascii碼為字母u），在單片機接收到0x55時返回一個數(shù)據(jù)0x41（ascii碼為字母a）即完成通信流程。程序如下：程序1：發(fā)送程序2：接收與發(fā)送2、下載流程1）安裝燒寫軟件dpflash。2）運行dpflash下載程序，如圖13）設(shè)置實驗儀為下載模式（即把a1區(qū)的mo

26、d_sw1撥到load方向，再按rst按鈕復(fù)位實驗儀）。4）點擊左側(cè)工具欄的擦除按鈕，把單片機片內(nèi)ram清空，如圖2 5）文件-裝載，載入待下載的.hex文件，如：rs232.hex，如圖36）點擊左側(cè)工具欄的編程按鈕，把裝載的.hex文件燒寫入單片機。如圖47）退出編程窗口，把實驗儀設(shè)置為運行（run）模式后，單片機即已運行片內(nèi)程序。按需要調(diào)試、觀察實驗儀的運行表現(xiàn)。 本實驗是調(diào)試rs232串口，我們可以使用dpflash軟件自帶的一個串口調(diào)試工具。點擊串口調(diào)試器，彈出一個界面，如圖5，按本實驗通信要求設(shè)置波特率等參數(shù)，即可觀察到單片機發(fā)送的數(shù)據(jù)。8）采用同樣的方法可觀察到單片機接收與發(fā)送3

27、、本次實驗結(jié)束后需把硬件仿真程序重新燒寫回單片機。運行dpflash，點擊左邊工具欄“編程（p）”按鈕，然后選擇“編程mon51”,點擊“編程”，即把仿真接口程序重新燒入單片機中。界面如下：五、思考題51 如何進行單片機與單片機之間的串行通信。52 如何使用中斷方法編寫程序。53 如何實現(xiàn)單片機的多機通訊？54 哪些方法可以實現(xiàn)單片機通訊中的數(shù)據(jù)校驗？實驗十一 keil c51集成開發(fā)環(huán)境的使用一、【實驗?zāi)康摹?、熟悉keil c51集成開發(fā)環(huán)境的使用方法2、熟悉dp-51pro單片機綜合仿真實驗儀的使用3、掌握基于keil c51的硬件仿真功能的使用二、【實驗儀器】1、ibm pc機一臺 2、dp-51pro單片機綜合仿真實驗儀一臺三、【實驗內(nèi)容】1、keil c51的使用2、仿真調(diào)試功能的使用四、【實驗步驟】1、 新建一個工程iso，并為工程選用相應(yīng)的cpu型號。2、 如果程序沒有編好，新建一個文件，編寫相關(guān)的程序，用