單片機(jī)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(機(jī)電專(zhuān)業(yè))2016

#單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)”實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)本課程實(shí)驗(yàn)前要預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，讀懂范例程序，并按實(shí)驗(yàn)要求準(zhǔn)備程序流程圖并編制C51程序本課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、實(shí)驗(yàn)要求2、實(shí)現(xiàn)控制要求的硬件電路原理圖3、程序流程圖4、課上要求完成的程序清單（加注釋?zhuān)?、實(shí)驗(yàn)遇到問(wèn)題及解決6、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)一單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、熟悉V51/L偉福仿真系統(tǒng)及KeilC開(kāi)發(fā)環(huán)境；2、建立單片機(jī)最小系統(tǒng)概念、學(xué)習(xí)P0口的使用方法；3、學(xué)習(xí)C51程序的編寫(xiě)方法。二、實(shí)驗(yàn)要求：P0口做輸出口，接八只發(fā)光二極管，編寫(xiě)程序，控制發(fā)光二極管的點(diǎn)亮狀態(tài)1、八只LED管L1-4亮，L5-8滅;1秒后L1-4滅，L5-8亮。依此循環(huán)——。2、八只LED管從L1~L8依次循環(huán)點(diǎn)亮，每個(gè)LED點(diǎn)亮的延時(shí)時(shí)間為2秒。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1、V51/L偉福仿真器一套；2、Ap51s學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)板一塊；3、微機(jī)一臺(tái)套及Keil開(kāi)發(fā)軟件，USB通訊線一根；電源線兩根。四、實(shí)驗(yàn)電路：1、單片機(jī)最小系統(tǒng)電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)的正常工作，是在以建立單片機(jī)最小系統(tǒng)的條件下實(shí)現(xiàn)的。單片機(jī)最小系統(tǒng)包括電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、存儲(chǔ)器選擇電路四部分。典型電路如下圖所示：--112011.0592M/12M30pF17410.111T1￡1717--112011.0592M/12M30pF17410.111T1￡17171~7?PSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6EA/VPPP1.0Pl.lPl.2Pl.3Pl.4Pl.5Pl.6Pl.7RST/VPDP3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INTCIP3.3/INTiP3.4/T0P3.5/T1_P3.6/^P3.7/FDXTAL2XTAL1GNDAT89C5140393837363534333130二査儲(chǔ)器選擇272625242322T12、發(fā)光二極管輸出電路：本實(shí)驗(yàn)板的P0端口接了8個(gè)發(fā)光二極管，這些發(fā)光二極管的負(fù)極通過(guò)一個(gè)排電阻接到P0端口各引腳，而正極接到正電源端，發(fā)光二極管點(diǎn)亮的條件是P0口相應(yīng)的引腳為低電平，即如果P0口某引腳輸出為0,相應(yīng)的燈亮，如果輸出為1,相應(yīng)的燈滅。

五、練習(xí)范例程序//51單片機(jī)頭文件//51單片機(jī)頭文件typedefunsignedcharuchar;//數(shù)據(jù)類(lèi)型說(shuō)明typedefunsignedintuint;//輸出端口定義//延時(shí)函數(shù)定義//輸出端口定義//延時(shí)函數(shù)定義voidmain(void){voidmain(void){while(1){PO_O=!PO_O;delayms(1OOO);}}//主函數(shù)//無(wú)限循環(huán)體//PO.O狀態(tài)取反//延時(shí)1s//1ms延時(shí)函數(shù)//1ms延時(shí)函數(shù)//字符型變量i定義//1ms延時(shí){uchari;while(j--)for(i=O;i<121;i++);}實(shí)驗(yàn)前讀懂范例程序，實(shí)現(xiàn)的功能？畫(huà)出流程圖。六、程序說(shuō)明：1）數(shù)據(jù)類(lèi)型說(shuō)明typedefunsignedcharuchar;typedefunsignedintuint，即為系統(tǒng)固有數(shù)據(jù)類(lèi)型定義個(gè)別名。這樣在之后的編程中，就可以用uchar代替unsignedchar,用uint代替unsignedint來(lái)定義變量，2）1ms延時(shí)函數(shù)的延時(shí)計(jì)算說(shuō)明在系統(tǒng)晶振為12MHz時(shí)，一個(gè)機(jī)器周期時(shí)間長(zhǎng)度為12/12MHZ=1仇S循環(huán)結(jié)構(gòu)“for（i=0；i<121；i++）；”的執(zhí)行時(shí)間約1ms,通過(guò)改變循環(huán)次數(shù)，可得到不同時(shí)間的延時(shí)。七、實(shí)驗(yàn)步驟：1、檢查仿真頭在Ap51s實(shí)驗(yàn)板CPU芯片座上插好、插座扳手位于鎖緊位置（實(shí)驗(yàn)過(guò)程嚴(yán)禁用手觸摸仿真頭電路表面）；打開(kāi)仿真器開(kāi)關(guān)，開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)板開(kāi)關(guān)；2、運(yùn)行桌面Keil軟件；3、在Keil環(huán)境下建立項(xiàng)目并輸入范例程序，編譯無(wú)誤后運(yùn)行查看執(zhí)行結(jié)果；4、熟悉程序運(yùn)行及調(diào)試方法，理解單片機(jī)程序的運(yùn)行機(jī)制。具體操作詳見(jiàn)桌面“KEILC軟件使用說(shuō)明2O16”。5、按實(shí)驗(yàn)要求編程，并調(diào)試成功。提示：由右向左的循環(huán)（左循環(huán)）可以有多種方法實(shí)現(xiàn)，如指令“<<”或函數(shù)“_crol_（a,b）”實(shí)現(xiàn)。

實(shí)驗(yàn)二數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解八段數(shù)碼顯示數(shù)字的原理、學(xué)習(xí)LED顯示接口技術(shù)；2、進(jìn)一步了解V51/L偉福仿真系統(tǒng)及KeilC開(kāi)發(fā)環(huán)境。二、實(shí)驗(yàn)要求：本實(shí)驗(yàn)用1位LED數(shù)碼管，段選信號(hào)接P0口，位選信號(hào)接P2口的第0位:1、循環(huán)顯示0~9，每隔2秒顯示數(shù)加1，字形碼放在程序存儲(chǔ)器內(nèi)；2、順序顯示自己身份證號(hào)碼，每位停留顯示1秒，數(shù)據(jù)更新時(shí)滅0.5秒。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1、V51/L偉福仿真器一套；2、yp51s學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)板一塊；3、微機(jī)一臺(tái)套及Keil開(kāi)發(fā)軟件，USB通訊線一根；電源線兩根。四、實(shí)驗(yàn)原理與電路：共陽(yáng)型LED顯示器單片機(jī)的P0口和P2口構(gòu)成了8位LSd數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)電路，這里L(fēng)ED數(shù)碼管采用了共陽(yáng)型，其數(shù)碼管的筆段（即對(duì)應(yīng)的abcdefgh）引腳是二極管的負(fù)極，與P0口相接，所有二極管的正極連在一起構(gòu)成公共端，即該位數(shù)碼管的位選端，對(duì)于這種數(shù)碼管的驅(qū)動(dòng)要求在位選端提供電流，為此，使用了PNP型三極管作為位選端的驅(qū)動(dòng)，共用8只三極管，每只三極管的發(fā)射極連在一起，接正電源端；基極則通過(guò)限流電阻分別接P2.0—P2.7。集電極分別向8只數(shù)碼管供電。由此可以判斷出：段選P0口送低電平有效，位選（COM端）因集電極需高電平，則P2.0-2.7口應(yīng)送低電平有效。ooon-oooOPFFFFPPF肚'訊47GX4SIPSRESH豈兀期巫I甘u口fedch出IiDPYb宀；f|'gb代gg*aDPTooon-oooOPFFFFPPF肚'訊47GX4SIPSRESH豈兀期巫I甘u口fedch出IiDPYb宀；f|'gb代gg*aDPT缸raDPY§沁dpFDS!DPY仁SEG羽IZEaDPYC由e融卻dpSaDPT卜-—IiDPTrdEjhCTaDPY打■—1怕§s，3p郎5O2FJ3SKGLED2222222FFppFFFDIG231)心5DIG47ITD硬件連線對(duì)應(yīng)的字形碼：表2-1字01234字形碼C0HF9HA4HB0H99H字56789不顯示字形碼92H82HF8H80H90HFFH五、練習(xí)范例程序：#include<reg51.h>//51單片機(jī)頭文件#defineucharunsignedchar//數(shù)據(jù)類(lèi)型說(shuō)明#defineuintunsignedintucharcodedisplay[]=ucharcodedisplay[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,//數(shù)碼管段碼0-9voiddelayms(uintms){uchari;while(ms--)for(i=0;i<121;i++);}voidmain(void){uchark;P0=0xff;P2=0xff;0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};//1ms延時(shí)函數(shù)//字符型變量k定義//1ms延時(shí)//主函數(shù)//字符型變量k定義//端口初始化while(1){while(1){P2=0xfe;for(k=0;k<10;k++)

{P0=display[k];

delayms(1000);}}}實(shí)驗(yàn)前熟悉硬件電路原理圖，//無(wú)限循環(huán)體//送位碼//送段碼//延時(shí)1s讀懂范例程序，并畫(huà)出流程圖。六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、檢查實(shí)驗(yàn)板CPU芯片座上的仿真頭；打開(kāi)仿真器開(kāi)關(guān)、開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)板開(kāi)關(guān)2、運(yùn)行桌面Keil軟件；3、在Keil環(huán)境下建立項(xiàng)目并輸入范例程序，編譯無(wú)誤后運(yùn)行查看執(zhí)行結(jié)果；4、按實(shí)驗(yàn)要求編程，并調(diào)試成功。

實(shí)驗(yàn)三鍵盤(pán)顯示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)三鍵盤(pán)顯示實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解鍵盤(pán)電路工作原理；掌握獨(dú)立鍵盤(pán)接口電路的程序編寫(xiě)方法；2、學(xué)習(xí)鍵盤(pán)顯示綜合運(yùn)用的程序處理流程與編制方法。二、實(shí)驗(yàn)要求：P3.2、P3.3分別接AN1、AN2兩按鈕開(kāi)關(guān)，數(shù)碼管位選范圍P2.0—P2.7。AN1按下，點(diǎn)亮1位數(shù)碼管顯示0，再按則關(guān)顯示；在數(shù)碼管點(diǎn)亮狀態(tài)下，按AN2一下則顯示值加1，若加至10則顯示回0。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：1、V51/L偉福仿真器一套；2、Up51s學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)板一塊；3、微機(jī)一臺(tái)套及Keil開(kāi)發(fā)軟件，USB通訊線一根；電源線兩根。四、實(shí)驗(yàn)電路（數(shù)碼管顯示電路見(jiàn)實(shí)驗(yàn)二）：VCCurnP3.urnP3.2P3.3P3.4MP32OO—A監(jiān)P33oo—P34Q0—島」35P3_5五、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：?jiǎn)蝹€(gè)鍵盤(pán)查詢式掃描程序流程：?jiǎn)蝹€(gè)鍵盤(pán)查詢式掃描程序流程：1、有鍵按下，相應(yīng)輸入為低，否則為高。通過(guò)這樣可以判斷按下什么鍵；2、在判有鍵按下后，為防止由于鍵盤(pán)抖動(dòng)而引起誤操作，要有5—10ms的延時(shí)。3、由于程序執(zhí)行時(shí)間很快，在鍵盤(pán)處理時(shí)要考慮按下后到抬起的時(shí)段控制，應(yīng)保證每按一次鍵，只處理一次。

六、練習(xí)范例程序：AN1按下，數(shù)碼管顯示0再按一下，關(guān)顯示；依此循環(huán)…#include"reg51.h"typedefunsignedcharuchar;typedefunsignedintuint;sbitK1二sbitK1二P3"2;sbitP2_0二P2飛;//定義鍵端口//定義位控碼voiddelayms(uint);voidmain(void){voiddelayms(uint);voidmain(void){P0=0xc0;P2=0xff;//端口初始化while(1){while(1){if(K1==0)delayms(10);if(K1==0){while(!K1);P2_0=~P2_0;}//判鍵按下？//延時(shí)去抖//判鍵按下？//等待鍵抬起//位控狀態(tài)改變voiddelayms(uintj)//1ms延時(shí){uchark;while(j--){for(k=0;k<121;k++);}}七、實(shí)驗(yàn)操作方法：1、檢查實(shí)驗(yàn)板CPU芯片座上的仿真頭；打開(kāi)仿真器開(kāi)關(guān)、開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)板開(kāi)關(guān)；2、運(yùn)行桌面Keil軟件；3、在Keil環(huán)境下建立項(xiàng)目并輸入范例程序，編譯無(wú)誤后運(yùn)行查看執(zhí)行結(jié)果；4、按實(shí)驗(yàn)要求編程，并調(diào)試成功。5、提示：調(diào)試查詢判鍵功能：采用單步運(yùn)行無(wú)法捕捉按鍵信息，可使用“設(shè)置斷點(diǎn)”方法，將斷點(diǎn)設(shè)置在鍵盤(pán)處理的首個(gè)語(yǔ)句處，程序若能執(zhí)行到斷點(diǎn)處，說(shuō)明判鍵模塊準(zhǔn)確無(wú)誤，之后鍵盤(pán)處理部分可使用單步運(yùn)行來(lái)調(diào)試。實(shí)驗(yàn)四外部中斷控制實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握外部中斷原理，學(xué)習(xí)中斷處理程序的編寫(xiě)方法；2、熟悉用仿真器調(diào)試程序的方法。二、實(shí)驗(yàn)要求：P3.2接AN1按鈕開(kāi)關(guān)，數(shù)碼管位選P2.0—P2.7任取1位。初始點(diǎn)亮1位數(shù)碼管顯示0；AN1每按一下，顯示值加1，若加至F則顯示回0。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：6、V51/L偉福仿真器一套；7、Up51a學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)板一塊；8、微機(jī)一臺(tái)套及Keil開(kāi)發(fā)軟件，USB通訊線一根；電源線兩根。四、實(shí)驗(yàn)原理及電路：(見(jiàn)實(shí)驗(yàn)二和三)五、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：51單片機(jī)的P3.2、P3.3引腳為外部中斷信號(hào)輸入端口。將獨(dú)立按鍵AN1一端連接外部中斷0引腳P3.2，另一端接地，可模擬外部脈沖的產(chǎn)生(按鍵動(dòng)作過(guò)程存在抖動(dòng)的特點(diǎn)，編程時(shí)可忽略)。AN1的按鍵動(dòng)作作為INT0的中斷請(qǐng)求，用中斷服務(wù)程序完成計(jì)數(shù)功能。六、練習(xí)范例程序：初始點(diǎn)亮1位數(shù)碼管顯示0；AN1每按一下，顯示值加1,若加至10則顯示回0。#include<reg51.h>//51單片機(jī)頭文件#defineucharunsignedchar//數(shù)據(jù)類(lèi)型說(shuō)明#defineuintunsignedintucharcodedisplay[]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};//數(shù)碼管段碼0-9ucharcount=0;voidEX0_INT()interrupt0//INT0中斷函數(shù){count++;if(count==10)count=0;}voidmain(void)//主函數(shù){

P0=0xff;P2=0xfe;//端口初始化IT0=1;P0=0xff;P2=0xfe;//端口初始化IT0=1;EA=1;EX0=1;//外部中斷初始化//觸發(fā)信號(hào)類(lèi)型為邊沿觸發(fā)//開(kāi)中斷while(1)//無(wú)限循環(huán)體P0=display[count];//送段碼實(shí)驗(yàn)前讀懂程序，畫(huà)出流程圖。七、實(shí)驗(yàn)操作方法：1、檢查實(shí)驗(yàn)板CPU芯片座上的仿真頭；打開(kāi)仿真器開(kāi)關(guān)、開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)板開(kāi)關(guān)；2、運(yùn)行桌面Keil軟件；3、在Keil環(huán)境下建立項(xiàng)目并輸入范例程序，編譯無(wú)誤后運(yùn)行查看執(zhí)行結(jié)果；4、按實(shí)驗(yàn)要求編程，并調(diào)試成功。提示：調(diào)試程序?qū)τ谥袛喑绦蚬δ苣K而言，用“單步”運(yùn)行無(wú)法實(shí)現(xiàn)進(jìn)入中斷程序的操作，只能用“設(shè)置斷點(diǎn)”方法。在中斷程序首句處設(shè)置斷點(diǎn)并全速運(yùn)行程序（具體操作見(jiàn)“KEILC軟件使用說(shuō)明2016”），若能執(zhí)行至斷點(diǎn)處，說(shuō)明外部中斷初始設(shè)置正確?？捎^察程序執(zhí)行到斷點(diǎn)處相關(guān)的寄存器如何變化。實(shí)驗(yàn)五定時(shí)器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)五定時(shí)器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、學(xué)習(xí)51單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器的使用和編程方法；3、學(xué)習(xí)掌握中斷處理程序的編寫(xiě)方法；3、熟悉用仿真器調(diào)試程序的方法。二、實(shí)驗(yàn)要求：以下控制要求定時(shí)時(shí)間均用系統(tǒng)定時(shí)器實(shí)現(xiàn)：1、用1位LED數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)循環(huán)顯示0~9，每隔2秒顯示數(shù)加1；2、用2位LED數(shù)碼管穩(wěn)定顯示“12”，位選信號(hào)接P2口的第0、1位;三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備：9、V51/L偉福仿真器一套；10、Up51a學(xué)習(xí)開(kāi)發(fā)板一塊；11、微機(jī)一臺(tái)套及Keil開(kāi)發(fā)軟件，USB通訊線一根；電源線兩根。四、實(shí)驗(yàn)原理及電路：（同實(shí)驗(yàn)二）五、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明：1、關(guān)于內(nèi)部計(jì)數(shù)器的編程主要是定時(shí)常數(shù)的設(shè)置和有關(guān)控制寄存器的設(shè)置。內(nèi)部計(jì)數(shù)器在單片機(jī)中主要有定時(shí)器和計(jì)數(shù)器兩個(gè)功能。本實(shí)驗(yàn)使用的是定時(shí)器。2、與定時(shí)器有關(guān)的控制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。本實(shí)驗(yàn)采用定時(shí)器0，選用工作方式1。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(zhǎng)度是12個(gè)振蕩器周期。定時(shí)器工作于方式1,即采用的是16位定時(shí)器。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的晶振是12MHZ,因此最大定時(shí)時(shí)間約65ms左右。若控制要求2秒定時(shí)，可設(shè)定定時(shí)器20ms中斷一次，然后對(duì)20ms中斷次數(shù)計(jì)數(shù)100次，就是2秒鐘。定時(shí)常數(shù)的設(shè)置可按以下方法計(jì)算：機(jī)器周期=12F12MHZ=1uS（65536-定時(shí)初值）X1uS=20000us則定時(shí)初值=45536，化為十六進(jìn)制數(shù)是B1E0H，故初始值為T(mén)H0=B1H,TL0二E0H。六、練習(xí)范例程序：#include<reg51.h>typedefunsignedcharuchar;typedefunsignedintuint;ucharCount,k;ucharcodedisplay[]={