51單片機(jī)實驗內(nèi)容

1、實驗一系統(tǒng)認(rèn)識實驗一、實驗?zāi)康恼莆誗ICElab-G2200實驗/仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與使用方法;熟悉單片機(jī)系統(tǒng)開發(fā)軟件WAVE6000。二、實驗設(shè)備1.G2200/2100實驗平臺1臺3.連線若干根三、實驗內(nèi)容2.仿真器/仿真板4.計算機(jī)1臺1臺P1端口接發(fā)光二極管，加1點亮。連線方案：實驗箱內(nèi)部已連好U3374HC245；PI.2PI.1PI.0五、實驗步驟1連接Lab51CPU板。（已由實驗師連好）仿真器與實驗平臺的連接將Lab51板的DC34芯插座與G6W仿真器上的DC34插座用扁平電纜連接起來。（已由實驗師連好）仿真器與計算機(jī)的連接用隨機(jī)配帶的串口通訊電纜，將仿真器與計算機(jī)連接起來，串口1

2、、串口2均可。特別注意：在仿真器與計算機(jī)連接串口電纜時，兩臺機(jī)器必須都斷電，否則易損壞計算機(jī)和仿真器。實驗連線按連線方案，用隨機(jī)配帶的實驗連線插入孔后，輕輕轉(zhuǎn)動一下鎖緊插頭，保證良好接觸。拆線時，應(yīng)先回轉(zhuǎn)一下，不要硬撥，以免損壞線路板。不管是拆線還是插線，都應(yīng)在斷電的情況下進(jìn)行。實驗中“連線方案”的粗線即為需用戶動手接連的線。5檢查接線是否有誤，確信沒有接錯后，接上電源，打開電源開關(guān)。6在計算機(jī)上打開“WAVE6000集成調(diào)試環(huán)境”，界面如下圖所示：7建立新程序(如果程序已編好，直接跳到第9步)選擇菜單文件|新建文件功能出現(xiàn)一個文件名為N0NAME1的源程序窗口，在此窗口中輸入以下程序ORGM

3、OV0P1,#0LOOP:INCP1CALLDelaySJMPLOOPDelay:MOVR2,#3MOVR1,#0MOVR0,#0DLP:DJNZR0,DLPDJNZR1,DLPDJNZR2,DLPRETEND;熄滅發(fā)光二極管;延時程序8保存程序選擇菜單文件|保存文件或文件|另存為功能。給出文件所要保存的位置，例如：C:WAVE6000SAMPLES文件夾，再給出文件名MY1.ASM。保存文件。文件保存后，程序窗口上文件名變成了：C:WAVE6000SAMPLESMY1.ASM保存文件所在路徑保存在:_JS：ainpleE回兇因畫團(tuán)上）3.5英寸軟猛11Ibm_prelo：iii_|Wave6

4、000f（A:ir（c：）Music(J:)程網(wǎng)上鄰居希我的張文包保存類型|39建立新的項目選擇菜單文件|新建項目功能。新建項目會自動分三步走。加入模塊文件。在加入模塊文件的對話框中選擇剛才保存的文件MY1.ASM,按打開鍵。如果你是多模塊項目，可以同時選擇多個文件再打開。加入包含文件。在加入包含文件對話框中,選擇所要加入的包含文件(可加入模塊文杵查找范圍(1)：|OSAfilFLESHpIIo.cLed.cMY1.ASMa_Eub.asmasmSl.asmAsm96.asm圍plm_main.plm圍plm_Eub.plm圖Ptrap.plm|s|Si:520.asmtrm-JACCpic6

5、7x.msmas文件名:|MY1.ASM文件類型（I）:|*.FUi1;*.C;*.ASM_習(xí)I打開功I取消I多選)。如果沒有包含文件，按取消鍵。保存項目r?nn(3)保存項目。在保存項目對話框中輸入項目名稱。MY1無須加后綴。軟件會自動將后綴設(shè)成“.PRJ”。按保存鍵將項目存在與你的源程序相同的文件夾下。保存在(i):口S：ajnpleEasmSl.prjasriQG.FRJprjPrj|pic5x.FRJ|pic6Tx.FRJ曲plmde.FJJ項目保存好后,如果項目窗口是打開的,可以看到項目中的“模塊文件”已有一個模塊“MY1.ASM”，如果項目窗口沒有文件名(S):|mh保存類型(I)

6、：項目文件打開，可以選擇菜單窗口|項目窗口功能來打開。10設(shè)置項目選擇菜單設(shè)置|仿真器設(shè)置或雙擊項目窗口的第一行來打開“仿真器設(shè)置”對話框。在“仿真器”欄中選擇仿真器類型和配置的仿真頭以及所要仿真的單片機(jī)。在“語言”欄中“編譯器選擇”根據(jù)本例的程序選擇為“偉福匯編器”。如果你的程序是C語言或INTEL格式的匯編語言,可根據(jù)你安裝的Keil編譯器版本選擇“KeilC”。在“通信設(shè)置”進(jìn)行端口選擇,并測試。按“好”鍵確定。如果仿真器和仿真頭設(shè)置正確,就會顯示如圖的硬件仿真確認(rèn)對話框。按“好”鍵確定。即完成仿真器如果使用硬件環(huán)境，需取消選中標(biāo)志設(shè)置。如果仿真器初始化過程中有錯，軟件就會再次出現(xiàn)仿真器

7、設(shè)置對話框，這時你應(yīng)檢查仿真器等選擇是否有錯，檢查糾正錯誤后，再次確認(rèn)。直至顯示硬件仿真確認(rèn)對話框完成仿真器設(shè)置。11編譯程序選擇菜單項目I編譯功能或按編譯快捷圖標(biāo)或按F9鍵，編譯項目。在編譯過程中，如果有錯可以在信息窗口中顯示出來。雙擊錯誤信息，可以在源程序中定位所在行。糾正錯誤后，再次編譯直到?jīng)]有錯誤。在編譯之前，軟件會自動將項目和程序存盤。在編譯沒有錯誤后，就可以執(zhí)行、調(diào)試程序了。12執(zhí)行、調(diào)試程序有四種方法執(zhí)行程序1）全速執(zhí)行全速執(zhí)行、程序單步跟蹤、執(zhí)行到光標(biāo)處和設(shè)置斷點。點擊執(zhí)行I全速執(zhí)行或點擊快捷按鈕DJNSKO,DL?DJNSPl,DIPDJNZ斶DIPRETENIir-1.1l

8、.p-C&l-H=9瞬F71單歩FB執(zhí)行里洗標(biāo)處P4替停1:山CtH-H=ZC&l-H=3旦活m掃&:Orl-H=51：迢月矗IIFS：Otrl+fB般主刪點（口DLP:按圖所示方式執(zhí)行程序，觀察結(jié)果（直接從實驗箱觀察或參見12（5），如果程序與預(yù)想的結(jié)果不符，可按以下三種方式調(diào)試程序。（2）程序單步跟蹤選擇執(zhí)行|跟蹤功能或按跟蹤快捷圖跟蹤快捷鍵1JLC:HWiliDOVCSSIW1.PlI町】.陽1IorsMOVPi.ri:理滅(Ldujjf標(biāo)或按F7鍵進(jìn)行單步跟蹤調(diào)試程序。單步跟蹤就一條指令一條指令地執(zhí)行程序，若有子程序調(diào)用，也會跟蹤到子程序中去。當(dāng)前程序指針I(yè)NCFl有效程序行你可以觀察

9、程序每步執(zhí)行的結(jié)果，“=”所指的就是下次將要CALLDelaSJHFLOUP曲時:MOV曲冃3HOTRl#MOVROOJLP:DJTJZROh口LPIi.JWZPl.DLPIUUZP2.DLPRETIWD執(zhí)行的指令。由于條件編譯或高級語言優(yōu)化的原因，不是所有的源程序都能產(chǎn)生機(jī)器指令。源程序窗口最左邊的“o”代表此行為有效程序，即產(chǎn)生了可以執(zhí)行的機(jī)器碼。到“Delay”延時子程序中，在程序行“DJNZRO,DLP”指令中的“RO”符號上單擊就可以觀察“RO”的值，觀察一下“R0”的值，可以看到“R0”在逐漸減少。因為當(dāng)前指令要執(zhí)行256次才到下一步，整個延時程序要單步執(zhí)行3X256X256次才能

10、完成。（3）執(zhí)行到光標(biāo)處將光標(biāo)移到程序想要暫停的地方，本例中為延時程序返回后的“SJMPLOOP”行。選擇菜單執(zhí)行丨執(zhí)行到光標(biāo)處或按F4鍵。程序全速執(zhí)行到光標(biāo)所在行。如果想下次不想單步調(diào)試“Delay”延時程序里的內(nèi)容，可以按F8鍵單步執(zhí)行但不會跟蹤到子程序內(nèi)部。（4）設(shè)置斷點點擊執(zhí)行I設(shè)置/取消斷點或用Ctrl+F8組合鍵設(shè)置斷點。如果斷點有效圖標(biāo)為“紅圓紅底”，無效斷點的圖標(biāo)為“紅圓綠底”。斷點設(shè)置好后，就可以用全速執(zhí)行的功能，全速執(zhí)行程序，當(dāng)程序執(zhí)行到斷點時，會暫停下來，這時可以觀察程序中各變量的值，及各端口的狀態(tài)，判斷程序是否正確。（5）觀察各變量值的方法點擊窗口項目窗口或窗口ICPU

11、窗口可觀察到SFR、REG、WATCH（如果設(shè)置有觀察項）的值，自動跟蹤程序執(zhí)行。例如點擊SFR中的P1可觀察本例中P1口各位的變化，如圖所示。點擊窗口I數(shù)據(jù)窗口IDATA可觀察片內(nèi)數(shù)據(jù)區(qū)的變化。點擊窗口I數(shù)據(jù)窗口ICODE可觀察代碼存儲區(qū)的內(nèi)容。點擊窗口I數(shù)據(jù)窗口IXDATA可觀察片外數(shù)據(jù)區(qū)的變化。（與CODE是同一個窗口，注意：有切換按鈕，突起的為有效。）點擊窗口I數(shù)據(jù)窗口IBIT可觀察片內(nèi)數(shù)據(jù)區(qū)中位數(shù)據(jù)區(qū)的變化。六、思考題1.改寫實驗程序?qū)崿F(xiàn)流水燈功能。寫出源程序，并在實驗箱上實現(xiàn)。2.在執(zhí)行調(diào)試程序過程中，遇到了哪些問題？你是如何解決的？實驗二P3.0口輸入、P1口輸出實驗一、模擬調(diào)試

12、實驗?zāi)康模赫莆漳M調(diào)試P3口、P1口的方法。實驗內(nèi)容：P3.0口輸入一脈沖，控制P1口按16進(jìn)制加一方式變化。實驗器材：已經(jīng)安裝了WAVE6000或VW集成調(diào)試環(huán)境軟件的計算機(jī)1臺DEL2:PUSH02HDEL3:PUSH02HDEL4:DJNZR2，DEL4DELY:圖2-1實驗步驟：ORG0000hMOVA，#00HMOVP1，AJBP3.0，L0812;判斷P3，3為高嗎?MOVR2，#10HLCALLDELYJBP3.0，L0812;延時后再判斷P3.3為高嗎?JNBP3.0，L081D;P3.3為低嗎?MOVR2，#10HLCALLDELYJNBP3.0，L081D;延時后再判斷P3

13、.3為低嗎?INCA;累加器加1PUSHACCMOVP1，A;A送P1口POPACCAJMPL0812PUSH02H;延時子程序1)輸入以下程序，存盤并編譯通過:L0812:L081D:POP02HDJNZR2，DEL3POP02HDJNZR2，DEL2POP02HDJNZR2，DELYRET打開外設(shè)|端口窗口,如圖17-1全速運行程序，用鼠標(biāo)點擊“端口”中的P3.0，使之狀態(tài)發(fā)生變化，觀察P1口的狀態(tài)的變化。一、硬件實驗實驗?zāi)康模赫莆誔3口、P1口簡單使用。實驗內(nèi)容：P3.0口輸入一脈沖，控制P1口按16進(jìn)制加一方式點亮發(fā)光二極管。實驗器材：（1）G2200/2100實驗平臺1臺（2）仿真器

14、/仿真板1臺（3）連線若干根（4）計算機(jī)1臺實驗原理:由8051組成的單片機(jī)系統(tǒng)通常情況下，P0口分時復(fù)用作為地址、數(shù)據(jù)總線，P2口提供A15-A8即高8位地址，P3口用作第二功能，只有P1口通常用作I/O口。P1口是8位準(zhǔn)雙向口，它的每一位都可獨立地定義為輸入或輸出，因此既可作為8位的并行I/O口，也可作為8位的輸入輸出端。當(dāng)工作在輸入方式時，對應(yīng)位的鎖存器必須先置1,才能正確地讀到引腳上的信號,否則,執(zhí)行讀引腳指令時,若對應(yīng)位的鎖存器的值為O，讀的結(jié)果永遠(yuǎn)為0。每個I/O端口都有兩種讀入，即讀鎖存器和讀引腳，讀引腳指令一般都是以I/O端口為源操作數(shù)的指令，如MOVC，P1.3,而讀鎖存器指

15、令一般為“讀-修改-寫”指令，如ANLP1.3，C指令。實驗步驟：P3.0孔用連線連至KO，P1.0-P1.7孔連至L0-L7,K0撥動一次，L0-L7發(fā)光二極管按16進(jìn)制方式加一閃亮。接線圖案：kO*：:：r:*w總巍p插孔LJUJ1.6P11.5PJ1.4P11.3PULpL7.程序框圖：8.軟件清單：（C2.C/a2.asm）9.思考題1.利用其它的P3口實現(xiàn)上述功能；P3口作為輸入，Pl口作為輸出，實現(xiàn)流水燈功能。實驗三定時器實驗一、實驗?zāi)康膶W(xué)習(xí)89C51內(nèi)部計數(shù)器的使用和編程方法進(jìn)一步掌握中斷處理程序的編寫方法二、實驗說明關(guān)于內(nèi)部計數(shù)器的編程主要是定時常數(shù)的設(shè)置和有關(guān)控制寄存器的設(shè)置

16、。內(nèi)部計數(shù)器在單片機(jī)中主要有定時器和計數(shù)器兩個功能。本實驗使用的是定時器，定時為一秒鐘CPU運用定時中斷方式，實現(xiàn)每一秒鐘輸出狀態(tài)發(fā)生一次反轉(zhuǎn)，即發(fā)光管每隔一秒鐘亮一次。定時器有關(guān)的寄存器有工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCONoTMOD用于設(shè)置定時器/計數(shù)器的工作方式0-3,并確定用于定時還是用于計數(shù)。TCON主要功能是為定時器在溢出時設(shè)定標(biāo)志位，并控制定時器的運行或停止等。內(nèi)部計數(shù)器用作定時器時，是對機(jī)器周期計數(shù)。每個機(jī)器周期的長度是12個振蕩器周期。因為實驗系統(tǒng)的晶振是12MHZ,本程序工作于方式2,即8位自動重裝方式定時器，定時器100uS中斷一次,所以定時常數(shù)的設(shè)置可按以下方法計

17、算：機(jī)器周期=12寧12MHz=luS（256-定時常數(shù)）X1uS=100uS定時常數(shù)=156。然后對100uS中斷次數(shù)計數(shù)10000次，就是1秒鐘。在本實驗的中斷處理程序中，因為中斷定時常數(shù)的設(shè)置對中斷程序的運行起到關(guān)鍵作用，所以在置數(shù)前要先關(guān)對應(yīng)的中斷，置數(shù)完之后再打開相應(yīng)的中斷。三、實驗內(nèi)容及步驟使用單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)模塊，用導(dǎo)線將P1.0接到任意一只發(fā)光二極管上。安裝好仿真器，用串行數(shù)據(jù)通信線連接計算機(jī)與仿真器，3打開wave6000仿真軟件，接著添加“a3.ASM”源程序，編譯無誤后。4.全速運行程序，發(fā)光二極管隔一秒點亮一次，點亮?xí)r間為一秒。四、實驗框圖以及源程序（見光盤中的程序文

18、件夾）主程序框圖五、思考題1.如何將LED的狀態(tài)間隔改為2秒，程序如何改寫?定時中斷子程序框圖2.利用定時器1實現(xiàn)定時功能六、電路圖VCCILED1匸510vccP1.0FP1.12P1.23匸RESETR2F100白一C3F10uFP1.451：1P1.56P1.6P1.7護(hù)RIFIKRPP3貓33pp11.0592MHC3A22pF”=j=C2AP1.0VCCP1.1P0.0P1.2P0.1P1.3P0.2P1.4P0.3P1.5P0.4P1.6P0.5P1.7P0.6“P0.789C51RSTEAP3.0/RXDP3.1/TXDALE/PROGP3.2/INT0PSENP3.3/INT1

19、P2.7P3.4/T0P2.6P3.5/T1P2.5P3.6/WRP2.4P3.7/RDP2.3XTAL2P2.2XTAL1P2.1VSSP20B3!h3FTP0.0葉P0.1P0.222pF4J55-prEAALEPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0實驗四外部中斷實驗一、實驗?zāi)康恼莆胀獠恐袛嗉夹g(shù)的基本使用方法掌握中斷處理程序的編寫方法二、實驗說明1外部中斷的初始化設(shè)置共有三項內(nèi)容：中斷總允許即EA=1,外部中斷允許即EXi=l(i=0或1)，中斷方式設(shè)置。中斷方式設(shè)置一般有兩種方式：電平方式和脈沖方式，本實驗選用后者，其前一次為高電平后一次為低電平時為有效

20、中斷請求。因此高電平狀態(tài)和低電平狀態(tài)至少維持一個周期，中斷請求信號由引腳INT0(P3.2)和INT1(P3.3)引入，本實驗由INT0(P3.2)引入。中斷服務(wù)的關(guān)鍵：a、保護(hù)進(jìn)入中斷時的狀態(tài)。堆棧有保護(hù)斷點和保護(hù)現(xiàn)場的功能使用PUSH指令，在轉(zhuǎn)中斷服務(wù)程序之前把單片機(jī)中有關(guān)寄存單元的內(nèi)容保護(hù)起來。b、必須在中斷服務(wù)程序中設(shè)定是否允許中斷重入，即設(shè)置EX0位。c、用POP指令恢復(fù)中斷時的現(xiàn)場。中斷控制原理：中斷控制是提供給用戶使用的中斷控制手段。實際上就是控制一些寄存器，51系列用于此目的的控制寄存器有四個：TCON、IE、SCON及IP。中斷響應(yīng)的過程：首先中斷采樣然后中斷查詢最后中斷響應(yīng)。采樣是中斷處理的第一步，對于本實驗的脈沖方式的中斷請求，若在兩個相鄰周期采樣先高電平后低電平則中斷請求有效，IE0或IE1置T”否則繼續(xù)為“0”所謂查詢就是由CPU測試TCON和SCON中各標(biāo)志位的狀態(tài)以確定有沒有中斷請求發(fā)生以及是那一個中斷請求。中斷響應(yīng)就是對中斷請求的接受，是在中斷查詢之后進(jìn)行的，當(dāng)查詢到有效的中斷請求后就響應(yīng)一次中斷。INTO端接單次脈沖發(fā)生器。P1.0接LED燈，以查看信號反轉(zhuǎn)。三、實驗內(nèi)容及步驟本實驗需要用到