第六章 單片機(jī)系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)

1、第六章 單片機(jī)系統(tǒng)綜合實(shí)驗(yàn)6.1 單片機(jī)基本實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)6-1存儲(chǔ)器塊清零程序設(shè)計(jì)（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 掌握存儲(chǔ)器讀寫方法；2. 了解存儲(chǔ)器的塊操作方法。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 指定內(nèi)部RAM中某塊的起始地址和長度，要求能將其內(nèi)容清零。2. 指定外部RAM中某塊的起始地址和長度，要求能將其內(nèi)容清零。3. 指定外部RAM中某塊的起始地址和長度，要求能將其內(nèi)容置為某固定值（如012H）。圖6-1 程序流程圖（3）實(shí)驗(yàn)說明。通過本實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以了解單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及讀寫存儲(chǔ)器的方法，同時(shí)也可以了解單片機(jī)編程、調(diào)試方法。（4）參考程序框圖。1、程序參考流程如圖6-1所示；2、參考程序如下：BLOCKEQU

2、0400HORG0000HLJMPSTARTORG0030HSTART：MOVDPTR,#BLOCK；DPTR起始地址MOVR0, #0FFH；R0塊長度MOVA,#0; A0LOOP:MOVXDPTR,A；當(dāng)前地址內(nèi)容清0INCDPTR；地址加1DJNZR0,LOOP; 計(jì)數(shù)器減1，循環(huán)SJMP$; 結(jié)束END 圖6-2 程序窗口（存儲(chǔ)器塊賦值程序） 圖6-3 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器XDATA空間窗例如若要將從0400H 開始的255個(gè)字節(jié)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器塊的內(nèi)容置成12H 值，請(qǐng)修改以上程序完成此操作，注意在程序調(diào)試過程中數(shù)據(jù)的變化情況。注意在程序調(diào)試過程中數(shù)據(jù)的變化情況。3、程序調(diào)試過程。程序窗口

3、如圖6-2所示?？赏ㄟ^觀察外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器窗口XDATA了解程序運(yùn)行結(jié)果，運(yùn)行結(jié)果如圖6-3所示。（5）思考題。如何將存儲(chǔ)器塊的內(nèi)容置成某固定值(例全填充為0FFH)? 請(qǐng)用戶修改程序，完成此操作。實(shí)驗(yàn)6-2 二進(jìn)制到BCD轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。掌握簡單的?shù)值轉(zhuǎn)換算法?；玖私鈹?shù)值的各種表達(dá)方法。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。1、將給定的一個(gè)單字節(jié)二進(jìn)制數(shù)，轉(zhuǎn)換成非壓縮的二十進(jìn)制(BCD)碼；2、將給定的一個(gè)單字節(jié)二進(jìn)制數(shù)，轉(zhuǎn)換成壓縮的二十進(jìn)制(BCD)碼。（3）實(shí)驗(yàn)說明。計(jì)算機(jī)中的數(shù)值有各種表達(dá)方式，這是計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)。掌握各種數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換是一種基本功。有興趣的同學(xué)可以試試將BCD轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼。 五

4、、參考程序框圖。（1）程序參考流程如圖6-4所示；（2）參考程序通過本實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)簡單的數(shù)值轉(zhuǎn)換算法，了解數(shù)值的各種表達(dá)方法。同時(shí)進(jìn)一步熟悉單片機(jī)實(shí)驗(yàn)集成開發(fā)軟件環(huán)境的使用方法。學(xué)習(xí)“單步”、“跟蹤”、 “執(zhí)行到光標(biāo)處”等調(diào)試功能。啟動(dòng)程序運(yùn)行到最后一條指令處，打開8051 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間，觀察程序執(zhí)行結(jié)果。若A 中原來的內(nèi)容“123”（7BH） 轉(zhuǎn)換為三個(gè) BCD 碼“01”、“02”和“03”，并分別存入了從 (30H)開始的三個(gè)單元中，如圖6-5所示。程序執(zhí)行后的結(jié)果：圖6-5 內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器DATA空間窗口實(shí)驗(yàn)6-3 十六進(jìn)制到ASCII碼轉(zhuǎn)換程序設(shè)計(jì)（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?了解十六進(jìn)制數(shù)和

5、ASCII值的區(qū)別。 2了解如何將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成ASCII值。 3了解如何查表進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)換及快速計(jì)算。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。給出一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)，分別用查表法和邏輯運(yùn)算方法將其轉(zhuǎn)換成ASCII值。（3）實(shí)驗(yàn)說明。此實(shí)驗(yàn)主要讓學(xué)生了解數(shù)值的十六進(jìn)制數(shù)和ASCII碼的區(qū)別，學(xué)會(huì)用查表法快速地進(jìn)行數(shù)值轉(zhuǎn)換并進(jìn)一步了解數(shù)值的各種表達(dá)方式。（4）參考程序框圖（查表法）方法一：（通過查表實(shí)現(xiàn)數(shù)制轉(zhuǎn)換）。程序流程圖如圖6-6所示。入口條件：待轉(zhuǎn)換的8位二進(jìn)制數(shù)在累加器A中。出口信息：高四位的ASCII碼在31H中，低四位的ASCII碼在30H中。方法2：邏輯運(yùn)算方法。HASC功能：8位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成雙字節(jié)ASCI

6、I碼。入口條件：待轉(zhuǎn)換的8位二進(jìn)制數(shù)在累加器A中。出口信息：高四位的ASCII碼在A中，低四位的ASCII碼在B中。 HASC: MOV B,A ；暫存待轉(zhuǎn)換的單字節(jié)十六進(jìn)制數(shù)LCALLHAS1 ；轉(zhuǎn)換低四位XCH A,B ；存放低四位的ASCII碼SWAPA ；準(zhǔn)備轉(zhuǎn)換高四位HAS1: ANL A,#0FH ；將累加器的低四位轉(zhuǎn)換成ASCII碼ADD A,#90HDA AADDC A,#40HDA ARET實(shí)驗(yàn)6-4 存儲(chǔ)塊移動(dòng)程序設(shè)計(jì)（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?了解內(nèi)存的移動(dòng)方法； 2加深對(duì)存儲(chǔ)器讀寫的認(rèn)識(shí)。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。將指定源地址和長度的存儲(chǔ)塊移到指定目標(biāo)位置。（3）實(shí)驗(yàn)說明。塊移動(dòng)是計(jì)算機(jī)常

7、用操作之一，多用于大量的數(shù)據(jù)復(fù)制和圖象操作。本程序是給出起始地址，用地址加一方法移動(dòng)塊，請(qǐng)思考給出塊結(jié)束地址，用地址減一方法移動(dòng)塊的算法。另外，若源塊地址和目標(biāo)塊地址有重疊，該如何避免?（4）參考程序框圖。1、程序流程圖如圖6-7所示；2、參考程序。將外部RAM存儲(chǔ)器XDATA中3000H開始的256B數(shù)據(jù)移動(dòng)到4000H開始的存儲(chǔ)單元中。參考程序如上：（5）思考題。1.若源塊地址和目標(biāo)塊地址有重疊，該如何避免？2.請(qǐng)思考給出塊結(jié)束地址，用地址減一方法移動(dòng)塊的算法。3.如何將存儲(chǔ)器塊的內(nèi)容置成某固定值(例全填充為0FFH)? 請(qǐng)用戶修改程序，完成此操作。實(shí)驗(yàn)6-5 多分支程序（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?

8、了解程序的多分支結(jié)構(gòu)。2了解多分支結(jié)構(gòu)程序的編程方法。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在多分支結(jié)構(gòu)的程序中，能夠按調(diào)用號(hào)執(zhí)行相應(yīng)的功能。（3）實(shí)驗(yàn)說明。多分支結(jié)構(gòu)是程序中常見的結(jié)構(gòu)，若給出調(diào)用號(hào)來調(diào)用子程序，一般用查表方法，查到子程序的地址，轉(zhuǎn)到相應(yīng)子程序，完成指定操作。分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)也是最基本的程序設(shè)計(jì)技術(shù)。在實(shí)際的程序設(shè)計(jì)中，有很多情況往往還需要程序按照給定的條件進(jìn)行分支。這時(shí)就必須對(duì)某一個(gè)變量所處的狀態(tài)進(jìn)行判斷，根據(jù)判斷結(jié)果來決定程序的流向。在編寫分支程序時(shí)，關(guān)鍵是如何判斷分支的條件。在MCS51 單片機(jī)指令系統(tǒng)中 有JZ（JNZ）、CJNE、JC(JNC)、DJNZ及JB（JNB）等豐富的控制轉(zhuǎn)移指

9、令，他們是分支結(jié)構(gòu)程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，可以完成各種各樣的條件判斷、分支。常用的分支結(jié)構(gòu)有以下幾種：1、統(tǒng)計(jì)：例1： 統(tǒng)計(jì)全班60名同學(xué)不及格人數(shù)，成績以BCD碼放在30H起，結(jié)果放入R7。2、分類：例2：統(tǒng)計(jì)全班60名同學(xué)的成績，大于等于90分的、大于等于75分的、大于等于60分的及小于60分的人數(shù)，分別放入R3、R4、R5、R6中。 例1 例2 3. 程序散轉(zhuǎn)：可以有多種方法實(shí)現(xiàn)程序散轉(zhuǎn)。（1）方法1：利用地址偏移量表實(shí)現(xiàn)散轉(zhuǎn)。將轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址與表首地址差列表，作為轉(zhuǎn)移目標(biāo)地址。利用了偽指令的數(shù)學(xué)計(jì)算功能，標(biāo)首地址加上處理程序與標(biāo)首地址差轉(zhuǎn)到處理程序。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：有5個(gè)按鍵 0，1，2，3，4，根據(jù)

10、按下的鍵轉(zhuǎn)向不同的處理程序，分別為PR0，PR1，PR2，PR3，PR4。(2) 方法2：利用轉(zhuǎn)移指令表實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。將轉(zhuǎn)移到不同程序的轉(zhuǎn)移指令列成表格，判斷條件后查表，執(zhí)行表中的轉(zhuǎn)移指令。用直接轉(zhuǎn)移指令組成一個(gè)轉(zhuǎn)移表，然后把菜單號(hào)讀入累加器(A)，轉(zhuǎn)移表首地址放入DPTR中,利用JMP A+DPTR實(shí)現(xiàn)散轉(zhuǎn)。 【入口參數(shù)】(R3)=存輸入鍵盤碼19。 【出口參數(shù)】轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的子程序入口。 ORG 0030HKEY_JMP：MOV DPTR, #TAB1；子程序入口首地址送DPTR MOV A, R3；把鍵盤輸入緩沖區(qū)內(nèi)容送累加器(A) DEC A；由于輸入數(shù)碼為19，因此需減1 MOV B, #

11、03HMUL AB ；由于長跳轉(zhuǎn)指令LJMP占用3B， ；各子程序入口地址相距3B JMP A+DPTR ；根據(jù)輸入碼，執(zhí)行相應(yīng)的子程序 ORG 0500H ；程序入口地址表TAB1: LJMP NO1 LJMP NO2 LJMP NO3 LJMP NO4 LJMP NO5 LJMP NO6 LJMP NO7 LJMP NO8 LJMP NO9 END(3) 方法3：利用轉(zhuǎn)向地址表實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。將轉(zhuǎn)移地址列成表格，將表格的內(nèi)容作為轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址。根據(jù)R3(0n)的內(nèi)容轉(zhuǎn)向?qū)?yīng)的程序；處理程序的入口符號(hào)地址分別為PR0PRn(n256) 將PR0 PRn入口地址列在表格中，每一項(xiàng)占兩個(gè)單元; PRn

12、在表中的偏移量為2n，因此將R3的內(nèi)容乘“2”即得PRn在表中的偏移地址; 從偏移地址2n和2n+1兩個(gè)單元分別取出PRn的高8位地址和低8位地址送DPTR寄存器，用JMP A+DPTR指令(A先清零)即轉(zhuǎn)移到PRn入口執(zhí)行?！救肟趨?shù)】(R3)=0n 轉(zhuǎn)移序號(hào)?！境隹趨?shù)】轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的子程序入口。ORG0030HKEY_JMP：MOVDPTR, #TAB MOVA,R3ADDA,R3；(A)(R3)*2JNCNADDINCDPH；(R3*2)>256NADD: MOV R3,A MOVC A, A+DPTR XCHA, R3 ；轉(zhuǎn)移地址高8位 INCA MOVCA, A+DPTR MO

13、VDPL，A；轉(zhuǎn)移地址低8位 MOVDPH, R3 CLRA JMPA+DPTR TAB: DW PR0,PR1,PR2, ···········PRn PR0:處理程序0 PR1:處理程序1 PRn：處理程序n END實(shí)驗(yàn)要求：根據(jù)以上實(shí)例程序，按以下要求編寫程序1、全班30個(gè)人的成績放在1000H起，統(tǒng)計(jì)及格和不及格的情況，30H放及格人數(shù)，31H開始放成績，50H放不及格人數(shù)，51H起放成績。2、統(tǒng)計(jì)全班30名同學(xué)的成績（20H起），大于等于90分的、大于等于75分的、大于等于6

14、0分的及小于60分的人數(shù)，分別放入R3、R4、R5、R6 中，找出成績最高的放入50H起的單元。（4）實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)例程序，完成實(shí)驗(yàn)要求中的程序以及程序的流程圖。2觀察數(shù)據(jù)窗口中數(shù)據(jù)的變化過程。記錄實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題和解決方法。 四、（5）思考題。1、分類程序中，如何設(shè)計(jì)判斷的次序使90分、75分、60分合理的歸檔？2、針對(duì)不同的判斷條件，相應(yīng)的流程圖應(yīng)如何正確畫出以使程序的編寫更為清晰？實(shí)驗(yàn)6-6 數(shù)據(jù)排序程序設(shè)計(jì)（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?了解數(shù)據(jù)排序的簡單算法。2了解數(shù)列的有序和無序概念。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。給出一組隨機(jī)數(shù)，編寫程序?qū)⒋私M數(shù)據(jù)排序，使之成為有序數(shù)列。有序的數(shù)列更有利于查找。

15、（3）實(shí)驗(yàn)說明。有序的數(shù)列更有利于查找。本程序用的是“冒泡排序”法，算法是將一個(gè)數(shù)與后面的數(shù)相比較，如果比后面的數(shù)大，則交換，如此將所有的數(shù)比較一遍后，最大的數(shù)就會(huì)在數(shù)列的最后面。再進(jìn)行下一輪比較，找出第二大數(shù)據(jù)，直到全部數(shù)據(jù)有序。通過本實(shí)驗(yàn)可以了解數(shù)據(jù)有序和無序的概念以及數(shù)據(jù)排序的簡單算法。（4）參考程序框圖。1、程序參考流程如圖6-9所示。2、參考程序：將片內(nèi)RAM50H-59H中的數(shù)據(jù)按從小到大的順序排序3、調(diào)試步驟設(shè)置待排序數(shù)字。點(diǎn)擊存儲(chǔ)器空間菜單中的“DATA”選項(xiàng)，打開單片機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間DATA，將鼠標(biāo)指向其中從50H 開始的單元，單擊右鍵，將其中內(nèi)容修改為一組無序的數(shù)據(jù)，如

16、圖6-10所示，運(yùn)行程序。點(diǎn)擊程序運(yùn)行鍵，再用“執(zhí)行到光標(biāo)處”功能，啟動(dòng)程序運(yùn)行到最后一條指令處，可以看到此時(shí)數(shù)據(jù)已經(jīng)按從小到大的順序排列了，如圖6-11所示。 圖6-10 未排序數(shù)據(jù) 圖6-11排序后的數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)6-7 P1口輸入、輸出實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 學(xué)習(xí)Pl口的使用方法。2. 學(xué)習(xí)延時(shí)子程序的編寫和使用。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。P1口做輸出口，接八只發(fā)光二極管（其輸入端為高電平時(shí)發(fā)光二極管點(diǎn)亮），編寫程序，使發(fā)光二極管循環(huán)點(diǎn)亮。P1.0、P1.1作輸入口接兩個(gè)撥動(dòng)開關(guān)S0、S1；P1.2，P1.3作輸出口，接兩個(gè)發(fā)光二極管，編寫程序讀取開關(guān)狀態(tài)，將此狀態(tài)在發(fā)光二極管上顯示出來。編程時(shí)應(yīng)注意

17、P1.0、P1.1作為輸入口時(shí)應(yīng)先置1，才能正確讀入值。（3）實(shí)驗(yàn)電路連線。 （4）實(shí)驗(yàn)說明。 P1口是準(zhǔn)雙向口。它作為輸出口時(shí)與一般的雙向口使用方法相同。由準(zhǔn)雙向口結(jié)構(gòu)可知當(dāng)P1口用作輸入口時(shí)必須先對(duì)它置“1”。若不先對(duì)它置“1”，讀入的數(shù)據(jù)是不正確的。延時(shí)子程序的延時(shí)計(jì)算問題（5）參考程序框圖 圖6-12 P1循環(huán)點(diǎn)燈流程圖 圖6-13 P1口輸入輸出流程圖 圖6-14 P1端口輸出情況 圖6-15 P1端口輸入/輸出（6）程序調(diào)試。在WAVE集成軟件調(diào)試環(huán)境下，輸入以上程序，編譯通過后，打開外設(shè)端口，單步運(yùn)行，觀察P1口的輸出情況，實(shí)驗(yàn)1運(yùn)行情況如圖6-14所示。調(diào)試實(shí)驗(yàn)2程序時(shí)，采用單

18、步運(yùn)行方式，用鼠標(biāo)點(diǎn)擊P1.0和P1.1改變其輸入狀態(tài)，觀察P1.2和P1.3的輸出情況，實(shí)驗(yàn)2運(yùn)行情況如圖6-15所示。實(shí)驗(yàn)6-8 交通燈控制（軟件延時(shí)法）（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)輸出程序的設(shè)計(jì)方法。學(xué)習(xí)模擬交通燈控制的方法。3. 進(jìn)一步了解軟件延時(shí)方法。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。用CPU的P1口輸出控制信號(hào)，控制六個(gè)LED燈(紅，綠，黃)，模擬交通燈管理。（3）實(shí)驗(yàn)電路連接： （4）實(shí)驗(yàn)說明。l. 因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)是交通燈控制實(shí)驗(yàn)，所以要先了解實(shí)際交通燈的變化規(guī)律。假設(shè)一個(gè)十字路口為東西南北走向。初始為狀態(tài)0。狀態(tài)0：東西紅燈，南北紅燈；然后轉(zhuǎn)狀態(tài)1：南北綠燈通車，東西紅燈；過一段時(shí)間轉(zhuǎn)狀態(tài)2：南北

19、綠燈閃幾次轉(zhuǎn)黃燈亮，延時(shí)幾秒，東西仍然紅燈；再轉(zhuǎn)狀態(tài)3：東西綠燈通車，南北紅燈；過一段時(shí)間轉(zhuǎn)狀態(tài)4：東西綠燈閃幾次轉(zhuǎn)亮黃燈，延時(shí)幾秒，南北仍然紅燈；最后循環(huán)至狀態(tài)1。2. 各用一組紅、黃、綠色LED分別表示南北方向和東西方向紅綠燈。3. 延時(shí)程序參考硬件實(shí)驗(yàn)一中的例子，具體時(shí)間長短由同學(xué)自己確定。（5）參考程序框圖如圖6-16所示。實(shí)驗(yàn)6-9 交通燈控制（定時(shí)器延時(shí)法）（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 進(jìn)一步理解單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作原理和使用方法。2. 學(xué)習(xí)模擬交通燈控制的方法。3. 學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)輸出程序的設(shè)計(jì)方法。4. 學(xué)習(xí)中斷處理程序的編程方法。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。用CPU的P1口輸出控制信號(hào)，控制

20、六個(gè)LED燈(紅，綠，黃)，模擬交通燈管理。（3）實(shí)驗(yàn)電路連接：（4）實(shí)驗(yàn)說明。l. 因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)是交通燈控制實(shí)驗(yàn)，所以要先了解實(shí)際交通燈的變化規(guī)律。假設(shè)一個(gè)十字路口為東西南北走向。初始為狀態(tài)0。狀態(tài)0：東西紅燈，南北紅燈；然后轉(zhuǎn)入狀態(tài)1：南北綠燈通車，東西紅燈；過一段時(shí)間轉(zhuǎn)入狀態(tài)2：南北綠燈閃幾次轉(zhuǎn)黃燈亮，延時(shí)幾秒，東西仍然紅；再轉(zhuǎn)入狀態(tài)3：東西綠燈通車，南北紅燈；過一段時(shí)間轉(zhuǎn)入狀態(tài)4：東西綠燈閃幾次轉(zhuǎn)黃燈亮，延時(shí)幾秒，南北仍然紅燈;最后循環(huán)至狀態(tài)1。2. 各用一組紅、黃、綠色LED分別表示南北方向和東西方向。圖6-17 主程序流程圖 3. 由定時(shí)器來產(chǎn)生通車延時(shí)時(shí)間，時(shí)間長短1秒以上（由同學(xué)

21、自己確定）。提示：內(nèi)部計(jì)數(shù)器用作定時(shí)器時(shí)，是對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)。每個(gè)機(jī)器周期的長度是12個(gè)振蕩器周期。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)系統(tǒng)的晶振是12MHZ，本程序定時(shí)器工作于方式1（16位方式）時(shí)，最大定時(shí)時(shí)間為：216*1s=65536s=65.536ms所以需要配合軟件記數(shù)。如要延時(shí)2秒，則需要T0中斷32次，所用時(shí)間為 ：65536*32=2097120s2s因此在T0中斷處理程序中，要判斷中斷次數(shù)是否到32次，若不到32次，則只使中斷次數(shù)加1，然后返回，若到了32次，定時(shí)2秒時(shí)間到。圖6-19 計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)參考程序框圖 4. 用軟件延時(shí)方法產(chǎn)生“閃”延時(shí)時(shí)間（參考硬件實(shí)驗(yàn)6-8）。（5）參考程序框圖如圖6-17、

22、6-18實(shí)驗(yàn)6-10 計(jì)數(shù)器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。學(xué)習(xí)51單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器使用方法。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。51單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)計(jì)數(shù)器T0，按計(jì)數(shù)器模式工作于方式1，對(duì)P34(T0)引腳進(jìn)行計(jì)數(shù)。將其數(shù)值按二進(jìn)制數(shù)在P1口驅(qū)動(dòng)LED燈上顯示出來。（3）實(shí)驗(yàn)電路連線如右圖所示。（4）實(shí)驗(yàn)說明。本實(shí)驗(yàn)中內(nèi)部計(jì)數(shù)器起計(jì)數(shù)器的作用。外部事件計(jì)數(shù)脈沖由T0（P34）腳引入定時(shí)器T0。單片機(jī)在每個(gè)機(jī)器周期采樣一次輸入波形，因此單片機(jī)至少需要兩個(gè)機(jī)器周期才能檢測到一次跳變，這就要求被采樣電平至少維持一個(gè)完整的機(jī)器周期，以保證電平在變化之前即被采樣。同時(shí)這就決定了輸入波形的頻率不能超過機(jī)器周期頻率。（5）參考程

23、序框圖如圖6-19所示。實(shí)驗(yàn)6-11 外部中斷實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、學(xué)習(xí)外部中斷技術(shù)的基本使用方法。2、學(xué)習(xí)中斷處理程序的編程方法。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。用單次脈沖申請(qǐng)中斷，在中斷處理程序中對(duì)信號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)輸出。（3）實(shí)驗(yàn)電路連線如右圖。（4）實(shí)驗(yàn)說明。編寫中斷處理程序需要注意的問題是：1保護(hù)進(jìn)入中斷時(shí)的狀態(tài)，并在退出中斷之前恢復(fù)進(jìn)入時(shí)的狀態(tài)。圖6-20 主程序框圖 圖6-21 INT0中斷處理程序框圖2必須在中斷處理程序中設(shè)定是否允許中斷重入，即設(shè)置EX0位。本例中使用了INT0中斷，一般進(jìn)入中斷處理程序時(shí)應(yīng)保護(hù)PSW，ACC以及中斷處理程序使用但非其專用的寄存器（保護(hù)現(xiàn)場）。本例的INT0中斷處

24、理程序保護(hù)了PSW，ACC等三個(gè)寄存器并且在退出前恢復(fù)了這三個(gè)寄存器（恢復(fù)現(xiàn)場）。另外中斷處理程序中涉及到關(guān)鍵數(shù)據(jù)的設(shè)置時(shí)應(yīng)關(guān)中斷，即設(shè)置時(shí)不允許中斷重入。本例中沒有涉及這種情況。3INT0端接單次脈沖發(fā)生器。P10接LED燈，以查看信號(hào)反轉(zhuǎn)（5）參考程序框圖如圖6-20,6-21實(shí)驗(yàn)6-12 定時(shí)器實(shí)驗(yàn)1（P1口狀態(tài)取反）（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 學(xué)習(xí)單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器的使用和編程方法；2. 進(jìn)一步掌握中斷處理程序的編程方法。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器中斷方式計(jì)時(shí)，實(shí)現(xiàn)每1秒鐘P1口輸出狀態(tài)發(fā)生一次反轉(zhuǎn)。（3）實(shí)驗(yàn)說明。1關(guān)于內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的編程主要是時(shí)間常數(shù)的設(shè)置和有關(guān)控制寄存器的設(shè)

25、置。內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器在單片機(jī)中主要有定時(shí)和計(jì)數(shù)兩種功能。本實(shí)驗(yàn)使用的是定時(shí)功能。2.與定時(shí)器有關(guān)的寄存器有工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON。TMOD用于設(shè)置定時(shí)器計(jì)數(shù)器的工作方式0-3，并確定用于定時(shí)還是用于計(jì)數(shù)。TCON主要功能是為定時(shí)器在溢出時(shí)設(shè)定標(biāo)志位，并控制定時(shí)器的運(yùn)行或停止等。3.內(nèi)部計(jì)數(shù)器用作定時(shí)器時(shí)，是對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)。每個(gè)機(jī)器周期的長度是12個(gè)振蕩器周期。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)系統(tǒng)的晶振是6MHz，本程序定時(shí)器工作于方式1（16位方式）時(shí)，最大定時(shí)時(shí)間為： 216*2s=131072s131ms設(shè)定時(shí)時(shí)間為100ms，可計(jì)算定時(shí)器初值為X再利用軟件記數(shù),當(dāng)T0中斷10次時(shí)，所用時(shí)間

26、為2S。因此在T0中斷處理程序中，要判斷中斷次數(shù)是否到10，若不到10，則只使中斷次數(shù)加1，然后返回，若到了10次，則使輸出狀態(tài)位取反。4.在設(shè)置時(shí)間常數(shù)前要先關(guān)對(duì)應(yīng)的中斷，設(shè)置完時(shí)間常數(shù)之后再打開相應(yīng)的中斷。（4）實(shí)驗(yàn)參考程序：ORG 0000H圖6-22 主程序流程圖 圖6-23 中斷服務(wù)程序流程圖 LJMP MAIN;轉(zhuǎn)主程序 ORG 000BH;T0中斷入口 LJMP TIME0;轉(zhuǎn)T0中斷服務(wù)程序 ORG 0100H;主程序MAIN: MOV A,#0FFH; MOV R2,#0;計(jì)數(shù)器清0 MOV TMOD,#01H;設(shè)置T0工作方式1 MOV TH0,#3CH;設(shè)置T0的初值 M

27、OV TL0,#0B0H SETB ET0;允許T0中斷 SETB EA;開放總中斷允許 SETB TR0;啟動(dòng)T0工作L0: MOV P1,A;A中數(shù)據(jù)送P1口 SJMP L0;主程序結(jié)束TIME0: MOV TH0,#3CH;T0中斷服務(wù)程序 MOV TL0,#0B0H;重裝T0計(jì)數(shù)初值 INC R2;軟件計(jì)數(shù)器加1 CJNE R2,#10,L1;判斷是否到10次計(jì)數(shù)？ CPL A;到10次后，將A中數(shù)據(jù)取反 MOV R2,#0;軟件計(jì)數(shù)器清0L1: RETI;中斷返回 END（5）實(shí)驗(yàn)步驟。1設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，包括主程序和T0中斷服務(wù)程序（見參考程序）。 2運(yùn)行程序。點(diǎn)擊程序運(yùn)行鍵，打開外設(shè)

28、窗口，觀察端口輸出情況。將光標(biāo)停留在中斷服務(wù)程序的中，對(duì)軟件計(jì)數(shù)器清0語句“MOV R2,#0”處，再用“執(zhí)行到光標(biāo)處”功能，可以看到每中斷10次計(jì)數(shù)時(shí)間到以后，P1口的輸出狀態(tài)都會(huì)發(fā)生改變。實(shí)驗(yàn)6-13 定時(shí)器輸出PWM實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?.了解脈寬調(diào)制（PWM）的原理；2.學(xué)習(xí)用PWM輸出模擬量；3.熟悉51系列單片機(jī)的延時(shí)程序。（2）實(shí)驗(yàn)說明。PWM是單片機(jī)上常用的模擬量輸出方法，通過外接的轉(zhuǎn)換電路，可以將脈沖的占空比變成電壓。程序中通過調(diào)整占空比來調(diào)節(jié)輸出模擬電壓。占空比是制脈沖中高電平與低電平的寬度比。（3）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟。P1.0輸出PWM信號(hào)，輸出信號(hào)送數(shù)字電壓表顯示。本實(shí)驗(yàn)需

29、要用到單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)（F1區(qū)）。1.選用單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)模塊，用導(dǎo)線將P1.0電壓輸出接電壓表“+”端，電壓表“-”端接地。2.打開Keil uVision2仿真軟件，首先建立本實(shí)驗(yàn)的項(xiàng)目文件，輸入源程序，進(jìn)行編譯，直到編譯無誤。3.全速運(yùn)行程序，觀察電壓表顯示值，并做記錄，改變PWM的占空比。修改源程序LOOP程序段兩次，給累加器A的賦值，改為“MOV A，#1” “MOV A，#9”，重新編譯后運(yùn)行，記錄電壓表顯示值，這是占空比1:9的PWM。同樣，用戶可做占空比9:1的PWM，并做記錄。比較三種PWM信號(hào)轉(zhuǎn)換電壓的大小，與理論值相比較。4.也可以把源程序編譯成可執(zhí)行文件，把可執(zhí)行文

30、件用ISP燒錄器燒錄到89S52/89S51芯片中運(yùn)行。（4）流程圖及源程序。流程圖和源程序如下： ORG0LJMPSTARTORG000BH ;T0中斷入口LJMPT0INT ;轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序ORG0030H ;主程序START: MOVTMOD,#01H ;TO方式1 MOVTH0,#0ECH ;設(shè)T0時(shí)間常數(shù) MOV TL0, #78H; SETB TR0 ;啟動(dòng)T0工作 SETB ET0 ;允許T0中斷 SETB EA ;開放總中斷 MOV R2,#0 ;計(jì)數(shù)器清0 SETB P1.0 ;P1.0輸出1 SJMP $;循環(huán)T0INT: MOV TL0,#78H ;T0中斷服務(wù)程序 MO

31、V TH0,#0ECH;重裝T0初值圖6-24 P1.0輸出狀態(tài) INC R2 ;計(jì)數(shù)器加1 CJNE R2,#5,NX1 ;判斷PWM高電平持續(xù)時(shí)間5%NX1: JC NX2;小于設(shè)定值,輸出P1.0=1 CLR P1.0 ;大于設(shè)定值，輸出P1.0=0 CJNE R2,#100,NX3 ;判斷？PWM周期=100 MOV R2,#0 ;若PWM周期=100，則計(jì)數(shù)器清0 SJMP NX3 ;轉(zhuǎn)中斷返回NX2: SETB P1.0 ; 輸出P1.0=1NX3: RETI ; 中斷返回（5）參考程序設(shè)計(jì)。設(shè)單片機(jī)晶振頻率為6MHz，定時(shí)器0.01s產(chǎn)生中斷，定時(shí)器工作方式1、初值為X：若要求P

32、1.0輸出PWM的占空比為5%的脈沖信號(hào)。（6）思考題。1.分析PWM轉(zhuǎn)換電路的原理。2.改變延時(shí)子程序R0的值，觀察轉(zhuǎn)換電壓如何改變。3. 如何采用T0定時(shí)，用查詢方式使P1.0輸出占空比為1%99%的PWM信號(hào)？4.如何用中斷方式，使P1.0輸出占空比為1%99%的PWM信號(hào)？如何改變占空比？（7）仿真調(diào)試。在WAVE軟件環(huán)境下輸入?yún)⒖汲绦?，打開外設(shè)輸出端口和DATA窗口，將光標(biāo)停留在中斷返回語句，再用“執(zhí)行到光標(biāo)處”功能，可以看到每次中斷以后，R2計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)情況和P1.0口的輸出PWM電平的情況，如圖6-24所示。實(shí)驗(yàn)6-14 外部中斷實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?1. 學(xué)習(xí)外部中斷技術(shù)的基本

33、使用方法。 2. 學(xué)習(xí)中斷處理程序的編程方法。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。在硬件實(shí)驗(yàn)二的基礎(chǔ)上增加允許急救車優(yōu)先通過的要求，有急救車到達(dá)時(shí)，兩個(gè)方向交通信號(hào)燈全紅，以便讓急救車通過。設(shè)急救車通過路口時(shí)間為10秒，急救車通過后，交通恢復(fù)正常，本實(shí)驗(yàn)用單次脈沖申請(qǐng)中斷，表示有急救車通過。（3）實(shí)驗(yàn)電路及連線如下圖：（4）實(shí)驗(yàn)說實(shí)明。1、編制中斷處理程序要注意的問題是：保護(hù)進(jìn)入中斷時(shí)的狀態(tài)（保護(hù)現(xiàn)場），并在退出中斷之前恢復(fù)進(jìn)入時(shí)的狀態(tài)（恢復(fù)現(xiàn)場）。2、本例中使用了INT0中斷，一般中斷處理程序進(jìn)入時(shí)應(yīng)保護(hù)PSW，ACC以及中斷處理程序使用但非其專用的寄存器。本例的INT0程序中應(yīng)保護(hù)PSW，ACC等，以便保護(hù)中

34、斷前紅綠燈的狀態(tài)（保護(hù)現(xiàn)場），并且在退出前恢復(fù)原來紅綠燈狀態(tài)（恢復(fù)現(xiàn)場）。INT0端接單次脈沖發(fā)生器。3、本實(shí)驗(yàn)中交通信號(hào)燈LED0LED5與P1.0P1.5連接。（5）參考程序框圖。主程序框圖 INT0中斷處理程序框圖3. 由定時(shí)器來產(chǎn)生通車延時(shí)時(shí)間，時(shí)間長短1秒以上（由同學(xué)自己確定）。提示：內(nèi)部計(jì)數(shù)器用作定時(shí)器時(shí)，是對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)。每個(gè)機(jī)器周期的長度是12個(gè)振蕩器周期。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)系統(tǒng)的晶振是12MHZ，本程序定時(shí)器工作于方式1（16位方式）時(shí)，最大定時(shí)時(shí)間為：216*1s=65536s=65.536ms所以需要配合軟件記數(shù)。如要延時(shí)2秒，則需要T0中斷32次，所用時(shí)間為 ：65536*32=

35、2097120s2s因此在T0中斷處理程序中，要判斷中斷次數(shù)是否到32次，若不到32次，則只使中斷次數(shù)加1，然后返回，若到了32次，定時(shí)2秒時(shí)間到。圖6-19 計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)參考程序框圖 4. 用軟件延時(shí)方法產(chǎn)生“閃”延時(shí)時(shí)間（參考硬件實(shí)驗(yàn)6-8）。（5）參考程序框圖如圖6-17、6-18實(shí)驗(yàn)6-10 計(jì)數(shù)器應(yīng)用實(shí)驗(yàn)（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。學(xué)習(xí)51單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)/計(jì)數(shù)器使用方法。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。51單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)計(jì)數(shù)器T0，按計(jì)數(shù)器模式工作于方式1，對(duì)P34(T0)引腳進(jìn)行計(jì)數(shù)。將其數(shù)值按二進(jìn)制數(shù)在P1口驅(qū)動(dòng)LED燈上顯示出來。（3）實(shí)驗(yàn)電路連線如右圖所示。（4）實(shí)驗(yàn)說明。本實(shí)驗(yàn)中內(nèi)部計(jì)數(shù)器起計(jì)數(shù)器的作用

36、。外部事件計(jì)數(shù)脈沖由T0（P34）腳引入定時(shí)器T0。單片機(jī)在每個(gè)機(jī)器周期采樣一次輸入波形，因此單片機(jī)至少需要兩個(gè)機(jī)器周期才能檢測到一次跳變，這就要求被采樣電平至少維持一個(gè)完整的機(jī)器周期，以保證電平在變化之前即被采樣。同時(shí)這就決定了輸入波形的頻率不能超過機(jī)器周期頻率。（5）參考程序框圖如圖6-19所示。實(shí)驗(yàn)6-11 外部中斷實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?、學(xué)習(xí)外部中斷技術(shù)的基本使用方法。2、學(xué)習(xí)中斷處理程序的編程方法。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。用單次脈沖申請(qǐng)中斷，在中斷處理程序中對(duì)信號(hào)進(jìn)行反轉(zhuǎn)輸出。（3）實(shí)驗(yàn)電路連線如右圖。（4）實(shí)驗(yàn)說明。編寫中斷處理程序需要注意的問題是：1保護(hù)進(jìn)入中斷時(shí)的狀態(tài)，并在退出中斷之前

37、恢復(fù)進(jìn)入時(shí)的狀態(tài)。圖6-20 主程序框圖 圖6-21 INT0中斷處理程序框圖2必須在中斷處理程序中設(shè)定是否允許中斷重入，即設(shè)置EX0位。本例中使用了INT0中斷，一般進(jìn)入中斷處理程序時(shí)應(yīng)保護(hù)PSW，ACC以及中斷處理程序使用但非其專用的寄存器（保護(hù)現(xiàn)場）。本例的INT0中斷處理程序保護(hù)了PSW，ACC等三個(gè)寄存器并且在退出前恢復(fù)了這三個(gè)寄存器（恢復(fù)現(xiàn)場）。另外中斷處理程序中涉及到關(guān)鍵數(shù)據(jù)的設(shè)置時(shí)應(yīng)關(guān)中斷，即設(shè)置時(shí)不允許中斷重入。本例中沒有涉及這種情況。3INT0端接單次脈沖發(fā)生器。P10接LED燈，以查看信號(hào)反轉(zhuǎn)（5）參考程序框圖如圖6-20,6-21實(shí)驗(yàn)6-12 定時(shí)器實(shí)驗(yàn)1（P1口狀態(tài)取

38、反）（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?. 學(xué)習(xí)單片機(jī)內(nèi)部計(jì)數(shù)器的使用和編程方法；2. 進(jìn)一步掌握中斷處理程序的編程方法。（2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。用單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器中斷方式計(jì)時(shí)，實(shí)現(xiàn)每1秒鐘P1口輸出狀態(tài)發(fā)生一次反轉(zhuǎn)。（3）實(shí)驗(yàn)說明。1關(guān)于內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的編程主要是時(shí)間常數(shù)的設(shè)置和有關(guān)控制寄存器的設(shè)置。內(nèi)部定時(shí)器/計(jì)數(shù)器在單片機(jī)中主要有定時(shí)和計(jì)數(shù)兩種功能。本實(shí)驗(yàn)使用的是定時(shí)功能。2.與定時(shí)器有關(guān)的寄存器有工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON。TMOD用于設(shè)置定時(shí)器計(jì)數(shù)器的工作方式0-3，并確定用于定時(shí)還是用于計(jì)數(shù)。TCON主要功能是為定時(shí)器在溢出時(shí)設(shè)定標(biāo)志位，并控制定時(shí)器的運(yùn)行或停止等。3.內(nèi)部計(jì)數(shù)器用作定時(shí)

39、器時(shí)，是對(duì)機(jī)器周期計(jì)數(shù)。每個(gè)機(jī)器周期的長度是12個(gè)振蕩器周期。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)系統(tǒng)的晶振是6MHz，本程序定時(shí)器工作于方式1（16位方式）時(shí)，最大定時(shí)時(shí)間為： 216*2s=131072s131ms設(shè)定時(shí)時(shí)間為100ms，可計(jì)算定時(shí)器初值為X再利用軟件記數(shù),當(dāng)T0中斷10次時(shí)，所用時(shí)間為2S。因此在T0中斷處理程序中，要判斷中斷次數(shù)是否到10，若不到10，則只使中斷次數(shù)加1，然后返回，若到了10次，則使輸出狀態(tài)位取反。4.在設(shè)置時(shí)間常數(shù)前要先關(guān)對(duì)應(yīng)的中斷，設(shè)置完時(shí)間常數(shù)之后再打開相應(yīng)的中斷。（4）實(shí)驗(yàn)參考程序：ORG 0000H圖6-22 主程序流程圖 圖6-23 中斷服務(wù)程序流程圖 LJMP MAI

40、N;轉(zhuǎn)主程序 ORG 000BH;T0中斷入口 LJMP TIME0;轉(zhuǎn)T0中斷服務(wù)程序 ORG 0100H;主程序MAIN: MOV A,#0FFH; MOV R2,#0;計(jì)數(shù)器清0 MOV TMOD,#01H;設(shè)置T0工作方式1 MOV TH0,#3CH;設(shè)置T0的初值 MOV TL0,#0B0H SETB ET0;允許T0中斷 SETB EA;開放總中斷允許 SETB TR0;啟動(dòng)T0工作L0: MOV P1,A;A中數(shù)據(jù)送P1口 SJMP L0;主程序結(jié)束TIME0: MOV TH0,#3CH;T0中斷服務(wù)程序 MOV TL0,#0B0H;重裝T0計(jì)數(shù)初值 INC R2;軟件計(jì)數(shù)器加1 CJNE R2,#10,L1;判斷是否到10次計(jì)數(shù)？ CPL A;到10次后，將A中數(shù)據(jù)取反 MOV R2,#0;軟件計(jì)數(shù)器清0L1: RETI;中斷返回 END（5）實(shí)驗(yàn)步驟。1設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，包括主程序和T0中斷服務(wù)程序（見參考程序）。 2運(yùn)行程序。點(diǎn)擊程序運(yùn)行鍵，打開外設(shè)窗口，觀察端口輸出情況。將光標(biāo)停留在中斷服務(wù)程序的中，對(duì)軟件計(jì)數(shù)器清0語句“MOV R2,#0”處，再用“執(zhí)行到光標(biāo)處”功能，可以看到每中斷10次計(jì)數(shù)時(shí)間到以后，P1口的輸出狀態(tài)都會(huì)發(fā)生改變。實(shí)驗(yàn)6-13 定