《單片機C語言程序設計》課件第七部分 單片機實驗指導書

單片機實驗指導書實驗一.LED閃爍控制實驗二.按鍵控制LED亮滅實驗三.流水燈設計實驗八.串口通信目錄實驗四.基于靜態(tài)顯示的倒計時設計實驗七.基于PWM的電機轉速控制設計實驗五.基于動態(tài)顯示的計分牌設計實驗六.外部中斷實驗實驗九.簡易電壓表設計實驗十.基于液晶的數(shù)字鐘設計實驗一：LED的閃爍控制一、實驗目的

（1）單片機基本I/O口的驅動方式、特點等。

（2）KEILC軟件對程序進行編譯調試及燒錄軟件的使用方法。

（3）C語言基本語句的編寫，對I/O口的基本操作。二、實驗電路圖及實驗任務實驗任務：編寫程序控制單片機的P1.0輸出周期性的方波，用于實現(xiàn)LED的閃爍。三、實驗步驟（1）根據(jù)第二部分單片機開發(fā)環(huán)境，新建一個Proteus工程如圖7.1并保存。（2）新建KEIL工程，命名為“LED閃爍控制”并添加“LED閃爍控制.C”。（3）編寫程序并生成“LED閃爍控制.hex”，下載到單片機點擊運行觀察現(xiàn)象。（4）根據(jù)發(fā)揮部分修改程序，完成實驗。四、實驗程序#include<REGX51.H>sbitLED=P1^0;voiddelay(){unsignedinta=50000;while(a--);}voidmain(){while(1){ LED=!LED;delay();}}五、發(fā)揮部分（1）修改程序改變LED閃爍頻率。（2）添加多個LED，編程使其同時閃爍。實驗二：按鍵控制LED亮滅一、實驗目的（1）單片機基本I/O口的驅動方式、特點等。（2）按鍵的防抖動編程。（3）掌握延時程序的編寫。二、實驗電路圖及實驗任務實驗任務：編寫程序當單片機的P1.7低電平時，控制P1.0取反。三、實驗步驟（1）新建一個Proteus工程如圖7.2并保存。（2）新建KEIL工程，命名為“按鍵控制LED亮滅”并添加“按鍵控制LED亮滅”。（3）編寫程序并生成“按鍵控制LED亮滅.hex”，下載到單片機點擊運行觀察現(xiàn)象。（4）將程序中的“while(KEY==0);”刪掉并重新下載，點擊運行長按按鍵觀察現(xiàn)象。根據(jù)發(fā)揮部分修改程序，完成實驗。四、實驗程序#include<REGX51.H>sbitLED=P1^0;sbitKEY=P1^7;#definedelay_time1000voiddelay(unsignedinta)voiddelay(unsignedinta){while(a--);}voidmain(){ while(1) { if(KEY==0)//按鍵檢測； { delay(delay_time);//防抖動； if(KEY==0)LED=!LED; while(KEY==0); } }}

五、發(fā)揮部分

（1）修改程序，每次按鍵按下后LED亮的時間比滅的時間長一倍。

（2）修改程序，每次按鍵按下后LED閃爍10次。實驗三：流水燈設計一、實驗目的（1）單片機基本I/O口的驅動方式、特點等。（2）掌握for、if語句的使用。（3）C語言基本語句的編寫，對I/O口基本操作。二、實驗電路圖及實驗任務實驗任務：編寫程序使P1的LED燈實現(xiàn)流水效果。三、實驗步驟（1）新建一個Proteus工程如圖7.3并保存。（2）新建KEIL工程，命名為“流水燈”并添加“流水燈.C”。（3）編寫程序并生成“流水燈.hex”，下載到單片機點擊運行觀察現(xiàn)象。四、實驗程序方法一：#include<REGX51.H>#definedelay_time50000voiddelay(unsignedinta){while(a--);}//主函數(shù)voidmain(){while(1) { P1=0XFE;delay(delay_time); P1=0XFD;delay(delay_time); P1=0XFB;delay(delay_time); P1=0XF7;delay(delay_time); P1=0XEF;delay(delay_time); P1=0XDF;delay(delay_time); P1=0XBF;delay(delay_time); P1=0X7F;delay(delay_time); }}方法二：#include<REGX51.H>#definedelay_time50000voiddelay(unsignedinta){while(a--);}voidmain(){unsignedchari,j; while(1) {j=0XFE;for(i=0;i<8;i++){P1=j;j=(j<<1)|0x01;delay(delay_time);}}}五、發(fā)揮部分（1）修改程序改變LED流水方向。（2）修改程序讓LED自動改變流水方向。實驗四：基于靜態(tài)顯示的倒計時設計一、實驗目的（1）掌握數(shù)碼管的電路連接方法。（2）了解數(shù)組的使用。（3）掌握C語言中自加、自減指令。二、實驗電路圖及實驗任務實驗任務：編寫程序實現(xiàn)P1的數(shù)碼管從9自減到0。三、實驗步驟（1）新建一個Proteus工程如圖7.4并保存。（2）新建KEIL工程，命名為“基于靜態(tài)顯示的倒計時設計”并添加“基于靜態(tài)顯示倒計時 顯示.C”。（3）編寫程序生成“基于靜態(tài)顯示的倒計時設計.hex”，下載到單片機點擊運行觀察現(xiàn)象。四、實驗程序方法一：#include<REGX51.H>#definedelay_time50000voiddelay(unsignedinta){while(a--);}voidmain(){ while(1) { P1=0X6f;delay(delay_time); P1=0X7f;delay(delay_time); P1=0X07;delay(delay_time); P1=0X7d;delay(delay_time); P1=0X6d;delay(delay_time); P1=0X66;delay(delay_time); P1=0X4f;delay(delay_time); P1=0X5b;delay(delay_time); P1=0X06;delay(delay_time); P1=0X3f;delay(delay_time); }}方法二：#include<REGX51.H>#definedelay_time50000unsignedcharcodenumtab[16]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F,0x77,0x7C,0x39,0x5E,0x79,0x71};voiddelay(unsignedinta){while(a--);}voidmain(){ chari=9;//定義有符號字符型i； while(1) { P1=numtab[i--]; if(i<0)i=9;//判斷i是否小于0； delay(delay_time); }}五、發(fā)揮部分（1）修改程序讓數(shù)碼管從0加到9。（2）修改電路和程序實現(xiàn)按鍵控制數(shù)碼管加減。實驗五：基于動態(tài)顯示的計分牌設計一、實驗目的（1）掌握動態(tài)顯示的原理。（2）掌握動態(tài)顯示數(shù)碼管的硬件電路。（3）復習按鍵控制程序的編寫。二、實驗電路圖及實驗任務實驗任務：通過單片機P3.0和P3.1的按鍵控制P1端口上的數(shù)碼管顯示內容的加減。三、實驗步驟

（1）新建一個Proteus工程如圖7.5并保存。

（2）新建KEIL工程，命名為“基于靜態(tài)顯示的倒計時設計”并添加“基于動態(tài)顯示的計分牌設計.C”。

（3）編寫程序生成“基于動態(tài)顯示的計分牌設計.hex”，下載到單片機點擊運行觀察現(xiàn)象。四、實驗程序#include<REGX51.H>#defineseg_dataP1#definedelay_time1000//現(xiàn)實中此值要修改。#definedelay_display1000sbitkey_add=P2^0;sbitkey_reduce=P2^1;unsignedcharscore;unsignedcharcodenumtab[10]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};voiddelay(unsignedinta){ while(a--);}voidkey_scan(){if(key_add==0)//加1；{delay(delay_time);if(key_add==0){if(score>=99)score=99;elsescore++; }while(key_add==0);}if(key_reduce==0)//減1{delay(delay_time);if(key_reduce==0){if(score==0)score=0;elsescore--; }while(key_reduce==0);}}voiddisplay()//顯示函數(shù)；{ seg_data=numtab[score/10]; P3_0=0;P3_1=1;//選通個位； delay(delay_display);P3_0=1;P3_1=1;}P3_0=1;P3_1=1;//消影處理； seg_data=numtab[score%10]; P3_0=1;P3_1=0;//選通十位；delay(delay_display); P3_0=1;P3_1=1;}voidmain(){ while(1) {key_scan();//調用函數(shù)； display(); }五、發(fā)揮部分

（1）修改電路和程序，多加兩個按鍵和兩位數(shù)碼管，做甲乙兩個計分牌。

（2）思考：當長按按鍵時數(shù)碼管為什么顯示不正常。實驗六：外部中斷實驗一、實驗目的（1）掌握外部中斷的工作原理。（2）掌握外部中斷相關寄存器的設置。（3）掌握外部中斷服務函數(shù)的編程。二、實驗電路圖及實驗任務實驗任務：開啟單片機外部中斷0（低電沿觸發(fā)），圖7.6中采用光敏電阻和NPN三極管觸發(fā)外部中斷0。一般情況下P0的數(shù)碼管從0到9加1循環(huán)顯示，當外部中斷觸發(fā)后，顯示停止加循環(huán)加1，當外部中斷0服務執(zhí)行完且外部中斷撤銷后數(shù)碼管恢復循環(huán)顯示。三、實驗步驟（1）新建一個Proteus工程如圖7.6并保存。（2）新建KEIL工程，命名為“外部中斷實驗”并添加“外部中斷實驗.C”。（3）編寫程序生成“外部中斷實驗.hex”，下載到單片機點擊運行觀察現(xiàn)象。四、實驗程序#include<REGX51.H>unsignedcharcodenumtab[16]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F};#definedelay_time50000sbitled=P0^0;voiddelay(unsignedinta){ while(a--);}voidinit(){IT0=0;//電平觸發(fā)；EX0=1;//使能外部中斷；EA=1;//開啟總中斷開關；}voidmain(){ unsignedchari; init(); while(1) { for(i=0;i<=9;i++) {P1=numtab[i]; delay(delay_time);}}}voidexternal_interrupt()interrupt0{led=!led;delay(50000);}五、發(fā)揮部分

（1）將外部中斷的觸發(fā)方式改為下降沿觸發(fā)，執(zhí)行程序觀察現(xiàn)象。

（2）將EX0或EA賦值為0后，執(zhí)行程序觀察現(xiàn)象。

（3）修改程序和電路，將外部中斷0改變外部中斷1。實驗七：基于PWM的電機轉速控制設計一、實驗目的（1）掌握定時計數(shù)器中斷的工作原理。（2）掌握定時計數(shù)器中斷相關寄存器的設置。（3）掌握定時計數(shù)器中斷服務函數(shù)的編程。二、實驗電路圖及實驗任務實驗任務：開啟定時計數(shù)器0，使P2.2輸出2ms的矩形波。通過P1.5的按鍵控制矩形波的占空比。三、實驗步驟（1）新建一個Proteus工程如圖7.7并保存。（2）新建KEIL工程，命名為“基于PWM的電機轉速控制設計”并添加“基于PWM的電 機轉速控制設計.C”。（3）編寫程序生成“基于PWM的電機轉速控制設計.hex”，下載到單片機點擊運行觀察現(xiàn)象。四、實驗程序

#include<REGX51.H>

sbitUP=P1^5;//按鍵加速

sbitPWM_out=P2^2;用于PWM調速；

charPWM=5,counter;voiddelay(unsignedinta)//延時程序，用于按鍵防抖；{ while(a--);} voidINIT()//初始化定時計數(shù)器{TMOD=0X01;//設置定時計數(shù)器0工作于方式1；TH0=(65536-1000)>>8;TL0=(65536-1000);//定時1000us，即1ms;TR0=1;//啟動定時計數(shù)器0；ET0=1;//使能定時計數(shù)器0中斷；EA=1;//中斷總開關；}voidkey_scan()//按鍵掃描程序；{if(!UP){delay(1000);//防抖；if(!UP)//加快轉速；{PWM++;if(PWM>9)PWM=0;//轉速10級；}while(!UP);}}voidmain(){INIT();//調用初始化函數(shù)，設置定時計數(shù)器0的工作狀態(tài)；while(1){key_scan();//調用鍵盤掃描函數(shù)；}}voidTimer0()interrupt1//定時計數(shù)器0中斷服務函數(shù)；{TH0=(65536-1000)/256;TL0=(65536-1000)%256;counter++;//counter每1ms自加1；if(counter>=10){counter=0;}if(counter<PWM)PWM_out=1;//占空比調節(jié)；if(counter>=PWM)PWM_out=0;}

五、發(fā)揮部分

（1）添加硬件電路，增加一個按鍵用于減少PWM占空比。修改程序并執(zhí)行程序觀察現(xiàn)象。

（2）修改程序，將定時計數(shù)器0改變定時計數(shù)器1。

（3）增加一個靜態(tài)顯示電路和程序用于指示電機轉速等級。實驗八：串口通信一、實驗目的（1）掌握定時串口中斷的工作原理。（2）掌握定時計數(shù)器和串口中斷相關寄存器的設置。（3）掌握串口中斷服務函數(shù)的編程。二、實驗電路圖及實驗任務實驗任務：開啟單片機串口中斷，波特率設為9600bps，并發(fā)送字符串到終端顯示。三、實驗步驟

（1）新建一個Proteus工程如圖7.8并保存。雙擊串口VIRTUALTERMINAL模塊，將波特率 設為9600bps、8位數(shù)據(jù)、無奇偶校驗、停止位1位（其它參數(shù)默認）。

（2）新建KEIL工程，命名為“串口中斷”并添加“串口中斷.C”。

（3）編寫程序生成“串口中斷.hex”，下載到單片機點擊運行觀察現(xiàn)象。四、實驗程序

#include<REGX51.H>#definelegth23//unsignedcharnum[]={"guilinuniversityofelectronictechnology"};unsignedcharnum[legth]={"Mynameisyejunming."};voiddelay(unsignedinta){while(a--);}voidINIT(){TMOD=0X20;//設置定時計數(shù)器1工作于方式2；TR1=1;TH1=0Xfd;TL1=0Xfd;//波特率為9600bpsSCON=0X40;//方式1，REN=0;ES=1; //使能串口中斷；EA=1; //中斷總開關開啟。}voidmain(){unsignedchari;INIT();while(1){for(i=0;i<legth;i++){SBUF=num[i];delay(1000);//等待；}while(1);// 停止發(fā)送；}}voidSerial()interrupt4{TI=0;//清零TI；}五、發(fā)揮部分（1）將學號循環(huán)發(fā)送到顯示端。（2）設置波特率為4800bps。（3）使用查詢法清零TI。實驗九：簡易電壓表設計一、實驗目的（1）復習動態(tài)顯示的電路和編程。（2）了解AD轉換的工作原理和編程。（3）了解SPI協(xié)議二、實驗電路圖及實驗任務實驗任務：將12位模數(shù)轉換芯片TLC2543轉換二進制數(shù)據(jù)（0-5v）進行處理后，并將實際電壓值顯示到2位動態(tài)數(shù)碼管上。三、實驗步驟（1）新建一個Proteus工程如圖7.9并保存。（2）新建KEIL工程，命名為“簡易電壓表設計”并添加“簡易電壓表設計.C”。（3）編寫程序生成“簡易電壓表設計.hex”，下載到單片機點擊運行觀察現(xiàn)象。四、實驗程序#include<REGX51.H>unsignedcharnum[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};sbitSDO=P1^3;sbitSDI=P1^4;sbitCS=P1^5;sbitCLK=P1^6;sbitEOC=P1^7;unsignedintad;floatvotage;//必須是浮點型；voiddelay(){unsignedinta=500;while(a--);}voiddisplay(){P2=num[ad/1000];//顯示模擬電壓P2_7=1;//小數(shù)點P3_0=0;P3_1=1;delay();P3_0=1;P3_1=1;//消影處理；P2=num[ad%1000/100];P3_0=1;P3_1=0;delay();P3_0=1;P3_1=1;}unsignedintread_ad(unsignedcharchannel)//AD轉換函數(shù)；{ unsignedchari; unsignedintad=0; unsignedintad_value;unsignedcharCH_PORT; CS=0; CLK=0; CH_PORT=(channel<<4)|0x0c; for(i=0;i<16;i++) { if(SDO)ad|=0x01; SDI=(bit)(CH_PORT&0x80); CLK=1; CLK=0; CH_PORT<<=1; ad<<=1; }CS=1; ad_value=ad>>1; return(ad_value);}voidmain(){while(1){ votage=read_ad(0)/4095.0;//計算真實電壓值；ad=votage*5000;//計算顯示值；display();}}五、發(fā)揮部分（1）添加硬件電路和程序將顯示電壓的精度提高到4位，并執(zhí)行程序觀察現(xiàn)象。（2）修改程序，當電壓超過1.680V時LED閃爍。（3）將AD進行16次采樣并求平均值后顯示。（4）將AD采樣后的數(shù)據(jù)進行四舍五入算法并顯示。實驗十：基于液晶的數(shù)字鐘設計一、實驗目的（1）了解液晶的工作原理。（2）復習定時計數(shù)器的原理及編程。（3）掌握數(shù)字鐘的工作原理。二、實驗電路圖及實驗任務實驗任務：在液晶上第一行顯示“Clock：”，第二行顯示時鐘“23：59”。開啟定時計數(shù)器0工作于方式1，定時20ms。設計一個數(shù)字鐘程序，并使“：”閃爍。三、實驗步驟（1）新建一個Proteus工程如圖7.10并保存。（2）新建KEIL工程，命名為“基于液晶的數(shù)字鐘設計”并添加“基于液晶的數(shù)字鐘設計.C”。（3）編寫程序生成“基于液晶的數(shù)字鐘設計.hex”，下載到單片機點擊運行觀察現(xiàn)象。四、實驗程序#include<REGX51.H>#include<LCD1602.H>unsignedcharcount,hour=23,miniute=59,second;voiddisplay(){write_com(0x80);//第一行第1個地址；write_data('C');write_data('l');write_data('o');write_data('c');write_data('k');write_data(':');write_com(0xc6);write_data(num[hour/10]);write_data(num[hour%10]);if(second%2)write_data(':');

elsewrite_data('');write_data(num[miniute/10]);write_data(num[miniute%10]);}voidinit_interrupt(){TMOD=0X01;TH0=0X3C;