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1、 单片机原理及接口技术单片机原理及接口技术 A实验大纲实验大纲课程名称：单片机原理与接口技术 A/ Principle and Interfaces of Single Chip A实验总学时数：8适用专业：机械设计制造及自动化、物流工程、机设、汽车服务、车辆等等承担实验室：电工电子实验中心、物流工程学院实验中心一、实验教学的目的和任务1.实验教学目的为使理论紧密联系实际，强化学生分析问题和解决问题的实际动手能力，培养和训练学生严谨求实进行科学实验的作风与本领，进一步巩固和深化这门课程的理论知识，依据单片机原理与接口这门课程教学计划的设置安排，一共开设 8 学时（4 个）实验。学生通过实验教学
2、环节的培训，增强对单片微型计算机应用系统的工程观念和实践观念以及开发应用能力。2实验教学要求学生修完此实验课后，对单片微型计算机的硬件、软件及其开发应用,能得心应手、 “软硬兼施”，并具有较强的研发能力和创新能力，为今后从事科学研究打下良好的基础，同时要以严肃认真的态度参与实验，规范操作，整理好实验数据，撰写好实验报告。二、实验项目及学时分配序号序号实验项目名称实验项目名称实验实验学时学时每组每组人数人数实验实验类型类型开出开出要求要求1单片机实验装置操作方法及指令机器码的编译22验证必做2算术运算程序和逻辑运算程序的调试22设计选做3分支和循环程序的设计22设计选做4定时器/数码显示及中断综
3、合应用22综合必做5串行接口扩展和并行接口扩展22综合选做6ADC 和 DAC22验证选做7步进电机控制22综合选做8在线仿真22综合选做合 计8三、每项实验的内容和要求1单片机实验装置操作方法及指令机器码的编译（1）实验要求：熟悉实验所用单片机开发系统的键盘功能及其操作要领，掌握对程序指令编译成机器码并送入内存进行调试运行的方法。（2）实验内容：将所给定的源程序手工编译成机器码（目标程序）并键入到内存，然后检查目标程序和调试运行程序。（3）实验所用的主要仪器设备及耗材：51 系列单片机及其装置2算术运算程序和逻辑运算程序的调试（1）实验要求：理解算术运算指令和逻辑运算指令的功能、标志位的含义
4、以及数据分配概念，进一步熟悉单片机实验装置的操作运算方法。（2）实验内容：依照给定地址、数据及程序，进行算术运算和逻辑运算并记录运算结果。（3）实验所用的主要仪器设备及耗材：51 系列单片机及其装置3分支和循环程序的设计（1）实验要求：熟悉条件和无条件跳转指令以及比较指令的运算要领，并掌握分支和循环程序的设计与调试方法。（2）实验内容：按照指定要求，设计分支和循环程序，键入机内运行，并求出运行结果，且判断结果的正误性，如果出错，分析错误原因所在，然后重新修改运行程序，直到结果正确。（3）实验所用的主要仪器设备及耗材：51 系列单片机及其装置4定时器、数码显示及中断综合应用（1）实验要求：熟悉单
5、片机的定时器和中断初始化编程要点，掌握定时器、七段数码显示器以及实时程序的设计与调试方法。（2）实验内容：依照指定实验课题，设计实验课题所需程序流程图和源程序，键入程序机中，并进行检查、调试和运行、观察运行结果并作好记录。（3）实验所用的主要仪器设备及耗材：51 系列单片机及其装置5串行接口扩展和并行接口扩展（1）实验要求：熟悉串行接口扩展和并行接口扩展常用器件，并掌握串行接口和并行接口的扩展方法.（2）实验内容：分别按照给定的 74LS164（8）相关串行接口扩展电路和 8255 并行接口扩展电路进行接线，然后根据指定要求编制程序并键入机中调试运行、观察且记录运行结果。（3）实验所用的主要仪
6、器设备及耗材：51 系列单片机及其装置6ADC 和 DAC（1）实验要求：熟悉 ADC0809，0802，5G14433 等芯片，掌握这些芯片同单片机连接的技术和编程使用方法，进一步理解 ADC 和 DAC 的概念。（2）实验内容：按照给定实验线路连接好芯片和单片机，并根据实验课题之意编写好程序，把程序键入机内进行调试运行，观察并记录结果，绘出相关波形。进行此实验时，首先必须考虑好 ADC和 DAC 的分辨率、精度，确定好入出范围、转换路数、电源种类等问题。（3）实验所用的主要仪器设备及耗材：51 系列单片机及其装置；相关 ADC 和 DAC 集成器件7步进电机控制（1）实验要求：掌握用单片机
7、控制步进电机运行的控制系统硬件设计要领和软件编程方法。（2）实验内容：按照此实验课题的要求，对一个齿距角为 9 度，转子具有 40 个齿，三相六拍式工作方式的步进电机进行正反转运行启停和调速控制。实验前，事先要根据实验课题之意编写好相应的控制程序，按照给定的实验线路接好线后，键入程序运行，观察步进电机运行情况。（3）实验所用的主要仪器设备及耗材：51 系列单片机及其装置；步进电机和相关接口器件8在线仿真（1）实验要求：进一步熟悉单片机开发系统的使用。掌握单片机相关系统制作的方法。了解一次性在线仿真的全过程。（2）实验内容：按照指定实验线路，连接好系统机同单片机开发系统之间的通讯电缆线和仿真电缆
8、线等线路。编制调试好所需要的程序，键入机内汇编并运行，查看运行结果。此实验亦可自行拟定实验线路研试。（3）实验所用的主要仪器设备及耗材：51 系列单片机及其开发装置；相关系统机和电缆线等器件四、实验改革与特色实验所用单片机及其相关器件是当前流行与实用的典型机种及器件，实验内容丰富，形式多样，有利于培训学生的创新能力和动手能力。单片机原理及接口技术实验指导书基于 XL600+单片机综合仿真实验仪系统武汉理工大学物流工程学院武汉理工大学物流工程学院 袁兵编袁兵编1 学林电子 XL600+单片机综合仿真实验仪系统图 1-1 是 XL600+单片机综合仿真实验仪系统的实物照片，图中各模块的接口定义如表
9、 1-1 所示。图 1-1 XL600+单片机综合仿真实验仪模块分布图表 1-1 XL600+实验仪各模块接口定义表编号所属部份端口名简要说明 通信下载部份JP17编程/仿真方式选择，注意编程，实验时为弹起状态！仿真时为按下状态。K16 复位键。按此键程序重新运行（仅对实验/仿真部份有效）JP2 USB 端口。用于系统供电和 USB 通信。JP23 ISP 下载头。可对其他芯片进行下载 电源部份JP33电源开关。按下电源开，电源指示灯 D100 亮。IC16实验卡座。实验时， 插入 AT89S52 实验；仿真时，插入 SST89E564 进行仿真。JP44P1 口输出(P1.0P1.7)JP5
10、3P3 口输出(P3.0P3.7)JP51P0 口输出(P0.0P0.7)JP52P2 口输出(P2.0P2.7) Cpu 仿真部份JP5940PIN 外接仿真头，和标准 8051 的引脚排列一致，请注意其引脚排列的方向。 J3 ADC0804 控制端。本套件例子中，WR，RD 分别接P36,P37。JP35ADC0804 数据端。本套件例子中，接 CPU 的 P1 口。JP30外部模拟信号输入端。JP60 AD 跳线。默认为闭合状态，如果需要外接信号则跳开，从 AD 输入口 JP30 输入。 AD 转换部份ADC0804ADJ13Ad 试验。用于 AD 试验时模拟信号，10K 的可调整电阻。
11、JP24DAC0832 控制端。本套件例子中， WR,CS 分别接P36,P27。JP27DAC0832 数据端。本套件例子中，接 CPU 的 P0 口。 DA 转换部份DAC0832J2DAC0832 输出端。接示波器看输出波形。JP41液晶实验时。闭合此跳线， 以接入液晶部份电源。 液晶显示部份12864LCD1602LCD注意：从上到下本套件一共设计了 2 组液晶插口，分别是 12864 液晶， 1602 液晶JP5数码管数据端，本套件例子中，接 CPU 的 P0 口。 8 位数码管部份JP8数码管显示位控制，控制 18 位数码管的亮灭。本套件例子中，接 CPU 的 P2 口。JP197
12、4LS47 数据输入端 可以直接实现在 LED2 单位数码管上解码显示数字。 数码管译码部份(74LS47)JP8874LS47 数据输出端。JP2874LS165 数据输入端. 并入串出部份（74LS165）JP2174LS165 数据输出端.JP2274LS138 数据输入端. 三八译码部份（74LS138）JP2574LS138 数据输出端。本套件例子中,接 JP32 八路指示灯观察输出情况。 串入并出部份JP2074LS164 数据输入端, 本套件例子中, A/B CLK 分别接CPU 的 P3.0, P3.1。（74LS164）JP2674LS164 数据输出端，本套件例子中,接 J
13、P32 八路指示灯观察输出情况。 JP2974LS14 数据输入端。 反向器部份(74LS14)JP3474LS14 数据输出端,信号由此处理后，高电平变低点平，低电平变高电平。JP31步进电机控制信号输入端 步进电机部份JP36步进电机输出。 93C46 部分JP4693C46 控制。本套件例子中，DO,DI,SK,CS 分别接单片机的 P34,P35,P36,P37 24C02 部分JP3824C02 控制。本套件例子中，SLC,SDA 分别接 CPU 的P36,P37 小喇叭部份JP16JP16 是小喇叭信号输入。本套件例子中，接单片机的P3.3 口 遥控部份JP45JP45 是红外线接
14、收头的信号输入。本套件例子中，接单片机的 P3.7 口。 18B20 部分JP39本套件例子中，接单片机的 P3.0 口（xl600 此为选购件） 拨动开关部份JP40JP40 分别对应 J00J07 八个拨动开关。 八路指示灯部份JP32JP32 分别对应 D00D07 八个指示灯。灯亮时，表示对应端口状态为低电平。 矩阵按键部份JP50JP50 对应 4*4 键盘的 4 行和 4 列。本套件例子中，接在CPU 的 P1 口。 继电器 JP18 可以引出信号控制其它的电器 ds1302 JP83 实时时钟芯片 ne555JP80 这里是一个硬件的震荡器，用于提供脉冲信号做相关试验 PS2 键
15、盘 可以做 PC 机电脑键盘的解码试验 晶体选择 S1 可以用来选择用户晶体，只要插上您想要的晶体即可 独立按键 JP37 4 个独立的按键开关按下为低电平！2 XL600+实验仪快速入门2.1 软件安装软件安装插入随机的驱动光盘，打开驱动程序XLISP 驱动程序目录，双击其中的 setup.exe，按照提示，点下一步直到完成安装。如果提醒您系统文件过旧，则需要重新启动计算机，重启后继续安装。以下是安装成功后 xlisp 的界面，xlisp 采用标准的图形界面，特有的语言自动选择，串口自动检测，智能一键通设置，操作非常简便。软件状态信息窗口程序区与数据区分别显示：当前的编程器的信息，连接的工作
16、状态，使用的串口端口，当前芯片资料，当前目标文件。显示被烧录的数据，可以编辑。智能一键通本软件的特色之一，可以实现快捷编程。详细资料请参考有关章节。智能一键通设置状态窗口显示智能一键通当前的设置状态。文件更新手工更新目标文件。复位目标板按动该按钮可以复位目标板，方便在线调试程序。操作状态汇报窗口动态显示当前所有编程操作情况。菜单与工具条详细功能看了就知道。编程进度指示动态显示当前编程操作进度。2.2 硬件安装硬件安装打开 XL600 的包装，插上 USB 电缆。 按下电源开关，此时电源指示灯亮。同时注意烧写指示灯亮大约 1 秒后熄灭，此时表示系统自检正常!确认 编程/仿真按钮处于弹起（编程）状态。确认 CPU 卡座上的 CPU 为 AT89S52 并且已经压下扳手安装好。 注意：XL600+仅需连接 USB 电缆。2.3 软件操作软件操作 下面介绍基本的软件操作：双击桌面的 xlisp 启动程序，此
