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1、微机原理及接口技术实验指导书北京联合大学机电学院2013 年 4 月微机原理及接口技术实验指导书2 目 录实验指南GCMCU 单片机实验箱简介Keil 集成开发环境使用简介实验一、数据传送及输入输出接口实验实验二、常用数据处理程序设计实验三、外部中断实验实验四、定时器计数器的应用实验五、机电设备控制实验实验六、LED 显示器实验实验七、模/数转换实验实验八、串行通讯实验附录 I、预习报告格式附录 II、实验报告格式微机原理及接口技术实验指导书3 实验指南千里之行，始于足下。如果你想成为一个优秀的应用型性工程技术人员首先应该重视实验课程，重视实验过程。养成良好的工作作风和习惯。为了使实验安全、可
2、靠、准确地进行，为了避免造成实验失误，实验之初应该仔细地了解你所使用设备的各种性能和要求，认真思考。绝不可草率从事或操之过急马马虎虎。应该做到细心、耐心，逐渐培养严肃认真，一丝不苟的工作作风。请注意以下几点：1.根据授课教师给出的时间范围，到实验室申请实验时间。2.实验之前认真阅读实验指导书，严格按照实验内容和实验要求撰写预习报告，设计实验程序。3.使用各种实验设备之前，必须了解测量所用的范围、额定值。应将输出量程置于最小，输入量程置于最大。4.熟悉操作设备的各项功能和作用，做到心中有数，如有疑问应立即向教师提出。5.实验时严格按照实验要求和实验步骤进行实验。6.连接线路后应仔细检查，确保无误
3、后才能开启电源。7.各种开关不能用力硬扳，各种接插头不得硬插，各种连线应避免拉扯使用。8.特别注意各输出引线（尤其是电源输出引线），不要与地或通过机壳造成短路。9.实验过程中应仔细观察、记录各种状态的微小变化。10.实验结束后应先将电源关闭，再撤除连线。清理实验台后才能离开。要做到有始有终。11.实验完成后认真编写实验报告，不要就事论事，应该对实验结果深入进行分析讨论，提出自己的看法和评价。微机原理及接口技术实验指导书4 GCMCU 单片机实验箱简介GCMCU 通用单片机实验开发平台是一种可以应用用于多种单片机实验的实验装置。用户可以根据自己的需要换用不同的单片机核心板来完成相应的单片机学习实
4、验、系统开发等。下图为 GCMCU 单片机实验箱主板的功能资源分布图。图 2.1 GCMCU 主板功能分区单片机实验开发装置的各类单元电路按功能被分为了一个一个的小区，每个小区的电路自成一体，并用插针引出必要的控制信号线。用户在使用的时候可以利用飞线将单片机核心板于功能电路之间、功能电路与功能电路之间进行连接，通过这种灵活的连接方式来实现用户需要的电路系统的搭建。为了方便用户利用示波器、逻辑分析调试电路，单片机实验箱主板上功能电路的控制信号线均采用“双接口”设计，所有的接口信号都“一式两份” ，一组可以用来搭建功能电路，另外一组可以用来连接到测量仪器，来对该通路上的信号波形进行测量和监视，方便
5、用户使用。微机原理及接口技术实验指导书5 Keil 集成开发环境使用简介1建立工程打开 PC 机电源，双击桌面上的 Keil 图标进入 Keil 集成开发环境，点击菜单栏中的“工程”菜单，在下拉菜单中选择“新建工程”命令，建立一个新的工程项目文件，为工程取个名字（应便于记忆，名字不要太长） ；选择工程存放的路径。工程建立后，Keil 会立即弹出一个选择单片机型号的对话窗口，用于选择一个 51 单片机的型号，建议选择“Atmel”选项中的“AT89S52” ，接下来会弹出一个对话框，询问用户是否添加启动代码，无论用户使用汇编语言还是 C 语言，一般选择“ 否” 。如果用户用到了某些增强功能需要初
6、始化配置时，则可以选择“是” 。到此，一个空的新工程就建立完毕。2.建立保存文件点击菜单栏中的“文件”菜单，在下拉菜单中选择“新建文件”命令，则在 Keil 的集成开发环境的主窗体中出现一个空白的文件编辑窗口；在这个窗口中就可以输入、编辑源程序了；在集成开发环境工具栏中点击的“保存”命令，在弹出的保存对话框中，为该程序源文件起个名字，例如以“D1.asm”为名，注意：一定不要忘记文件的扩展名，也就是使用汇编语言编写程序的用户，在保存文件时必须输入文件的后缀名“.asm” ，然后点击“保存” 。3.添加文件点击 Keil 的集成开发环境的主窗体中左边窗口中的“目标 1”前面的“+ ”，出现“源组
7、 1”，选中“源组 1”，点击鼠标右键，从下拉菜单中点击“添加文件到组源组 1”选项，在弹出的对话框中，选择文件类型为“All files”，再选中 D1.asm 文件，再点击 “添加” ，然后关闭对话框，此时文件就添加完成了。4设置选项点击菜单栏中的“工程”选项，在下拉菜单中选择“为目标目标 1设置选项” ，在弹出的对话框中，先打开“输出 ”标签页，选中 “生成 HEX 文件”项，然后 “确定” ，再打开“调试”标签页，在此调试页可设定此次调试是使用软件仿真还是使用仿真器仿真。若要使用仿真器仿真，则要选中右半边圆圈点击，并点选使用“WAVE V series MCS51 Driver”仿真器
8、，同时勾选全部选项；然后点击“设置”按钮，在弹出的“仿真器设置”对话框中，选择仿真器“SH51”，选择 CPU “AT89S52”，手工输入晶体频率（Hz ） “12000000”；同时打开“仿真头设置”对话框，勾选“P0、 P2 口仅做为 I/O 使用”和“时钟输出端 XATL2 输出低” ；点击“好” ，确认设置完成退出。这样就可以进行硬件仿真了。5编辑、编译源程序文件编辑窗口输入、编辑完源程序后，保存到磁盘上。点击编译工具栏中有两个向下小箭头的图标对源程序进行编译（或按 F7 快捷键） ，编译成功后，会在左下方的信息输出窗口中出现“正在汇编，0 错误，0 警告” ，表示源程序没有错误，没
9、有警告，可以运行调试了。若编写的源程序有错误，则在左下方的信息输出窗口中有错误报告出现，双击错误行，会在文件编辑窗口定位到出错的位置，将错误改正后，再进行汇编，直至编译成功。6.调试运行程序直接点击调试快捷图标（或 Ctrl+F5） ，进入调试模式，在调试和运行工具栏中可采用“全速运行”F5 键、 “单步跟踪运行”F11 键、 “单步运行”F10、运行到当前行、 “设置断点运行”等方式调试运行程序。微机原理及接口技术实验指导书6 实验一、数据传送及输入输出接口1、实验目的1.1 掌握 51 单片机数据传送指令；1.2 熟悉 51 单片机汇编语言程序设计方法；1.3 掌握Keil 集成开发环境的
10、使用；1.4 练习 51 单片机汇编语言程序的编辑、汇编和模拟调试。2、实验内容2.1 Keil 集成开发环境练习通过运行下列练习程序学习 Keil 集成开发环境的使用练习程序 1：ORG 0MOV SP,#60HMOV 30H,#0AAHMOV DPTR,#0100HMOV A,#55HMOVX DPTR,AMOV R0,#30HMOV A,R0PUSH ACCMOV DPTR,#0100HMOVX A, DPTRMOV 40H,30HMOV R0,APOP ACCMOVX DPTR,AMOV R5,40HMOV R6,30HSJMP $END练习程序 2：ORG 0MOV SP,#60HM
11、OV P1,#0FFHMOV R0,#40HMOV R2,#10LOOP1: MOV A,P1MOV R0,AINC R0DJNZ R2,LOOP1MOV R0,#40HMOV R2,#10LOOP2: MOV A,R0MOV P2,AINC R0DJNZ R2,LOOP2SJMP $ END2.2 数据传送类程序设计1）设计数据区清零程序，将片内 RAM 20H5FH 单元清零。2） 设计数据块传送程序，将片内 RAM 30H3FH 单元的数据顺序传送到片内 RAM 50H5FH 单元。3）设计数据块传送程序，将片内 RAM50H5FH 单元的数据顺序传送到片外 RAM 1000H100FH
12、 单元。4）自行设计能完成一定数据传送功能的程序。微机原理及接口技术实验指导书7 3、参考程序流程图见图 11 和图 12。4、实验步骤4.1 实验前根据实验内容要求，参考程序流程图设计汇编语言源程序，撰写实验预习报告。4.2 运行练习程序。4.2.1 练习程序 1在 PC 机上，启动 Keil 集成开发环境，建立一个新的工程；建立保存文件；添加文件；在文件编辑窗口输入、编辑练习程序 1。在“为目标目标 1设置选项”时，在调试页选择此次调试是使用软件仿真；编译建后，点击调试快捷图标即可运行调试程序，用单步跟踪运行F11 键运行程序。运行前观察DPTR、累加器 A、SP、工作寄存器、内部 RAM
13、30H、40H 单元和外部 RAM0100H 单元的值，运行程序后再重新观察上述寄存器和存储单元内容的变化，记录每条指令的运行结果，说明该程序的功能。4.2.2 练习程序 21）接线 使用 8 排导线将 RC51 核心板单片机的 P2 口的 P2.0P2.7 与主板上 J4 口的 LED1LED8 发光二极管相连接； 使用 8 排导线将 GC51 核心板单片机的 P1 口的 P1.0P1.7 与主板上 J1 口的 SW1SW8 拨动开关相连接。 连接仿真器与 PC 机的连线，接通实验箱的电源。 2）输入程序在 PC 机上，启动 Keil 集成开发环境，建立一个新的工程；建立保存文件；添加文件；
14、在文件编辑窗口输入、编辑练习程序 2。在“为目标目标 1设置选项”时，在调试页选择此次调试是使用仿真器仿真，点击设置键设置参数，按 OK 键退出。编译后调试程序。3）调试程序点击调试快捷图标运行、调试程序，用单步跟踪运行F11 键单步运行程序。每执行一条指令观察相应寄存器、或存储单元、或 I/O 口的状态，在执行 MOV A,P1 指令之前，随意拨动 SW1SW8 开关，记录每条指令的运行结果，说明该程序的功能。4.3 调试数据传送程序编辑数据传送程序 1） ，编译后，点击调试快捷图标启动调试命令，运行、调试程序。学习用单步跟踪运行F11 键、全速运行F5 键、设置断点运行等方式运行程序。检查
15、片外 RAM 现场和相关寄存器的内容，记录每条指令的运行结果。编辑数据传送程序 2） ，编译后，点击调试快捷图标启动调试命令运行、调试程序，在片内 RAM 30H区放置 16 个数，依次为11H、22H、33H、44H、55H 、66H 、77H、88H、99H 、 0AAH、0BBH、0CCH、0DDH 、0EEH、0FFH, 00H，运行程序。检查片内 RAM 现场和相关寄存器的内容，记录每条指令的运行结果。编辑数据传送类程序 3） ，编译后，点击调试快捷图标启动调试命令运行、调试程序，在片内 RAM 50H 区放置 16 个数，依次为11H、22H、33H、44H、55H 、66H 、77H、88H、99H 、 0AAH、0BBH、0CCH、0DDH 、0EEH、0FFH, 00H，运行程序。检查片外 RAM 现场和相关寄存器的内容，记录每条指令的运行结果。5、实验报告要求5.1 整理本实验
