单片机原理与应用实验报告 南昌大学

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1、实验报告实验课程：实验课程：单片机原理与应用单片机原理与应用学生姓名：学生姓名：李李 瑞瑞 欣欣学学号：号：6101113078专业班级：专业班级：电气工程及其自动化电气工程及其自动化 132指导老师：指导老师：汪汪 兴兴 贤贤20152015 年年1212 月月日日实验一实验一 I/O 口输入、输出实验口输入、输出实验一、实验目的一、实验目的 掌握单片机P1口、P3口的使用方法。二、实验内容二、实验内容 以P1 口为输出口，接八位逻辑电平显示，LED 显示跑马灯效果。以P3 口为输入口，接八 位逻辑电平输出，用来控制跑马灯的方向。三、实验要求三、实验要求 根据实验内容编写一个程序，并在实验仪

2、上调试和验证。 四、实验说明和电路原理图 P1口是准双向口，它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同。由准双向口结构可知当 P1口作为输入口时，必须先对它置高电平使内部MOS管截止。因为内部上拉电阻阻值是20K 40K， 故不会对外部输入产生影响。若不先对它置高，且原来是低电平，则MOS管导通，读入的数据 是 不正确的。 本实验需要用到CPU模块（F3区）和八位逻辑电平输出模块（E4区）和八位逻辑电平显示模 块（B5区），八位逻辑电平输出电路原理图参见图1-1。八位逻辑电平显示电路原理图参见图 1-2。五、实验预习要求五、实验预习要求 学习教材的相关内容，根据实验要求画出程序流程图，写出实验程

3、序。六、实验步骤六、实验步骤 1）系统各跳线器处在初始设置状态。 用导线连接八位逻辑电平输出模块的K0 到CPU 模块的RXD（P3.0 口）； 用8 位数据线连接八位逻辑电平显示模块的JD4B 到CPU 模块的JD8(P1 口)。 2）启动PC 机，打开THGMW-51 软件，输入源程序，并编译源程序。编译无误后，下载程序 运行。 3）观察发光二极管显示跑马灯效果，拨动K0 可改变跑马灯的方向。七、实验分析和试验现象七、实验分析和试验现象 1、实验的流程图：2、实验现象： 程序下载到单片机以后，现象是LED灯沿着一个方向循环流动，当拨动K0开关后，亮的LED灯 跳到边缘然后沿着相反的方向循环

4、流动。3、心得体会： 通过这次实验，我掌握了单片机P1口、P3口的使用方法。了解并熟悉了单片机 I/O口和LED灯 的电路结构，对于单片机实验台上的相关器件有了一定了解，深化了课本上对于I/O口功能的 理解，P1口是准双向口，它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同。由准双向口结构可 知当P1口作为输入口时，必须先对它置高电平使内部MOS管截止。如果让我自己通过跑马灯的 工作原理来编写实验程序，就现在的只是水平来讲肯定是做不到的，这需要我在日后的学习 过程中，不断加强自己的动手能力和编程方面理论的学习。八、实验参考程序八、实验参考程序 本实验参考程序 ;/* ;文件名: Port for MC

5、U51;功能: I/O口输入、输出实验;接线: 用导线连接八位逻辑电平输出模块的K0到CPU模块的RXD（P3.0口）； ;用8位数据线连接八位逻辑电平显示模块的JD2B到CPU模块的JD8(P1口)。;/* DIRBITP3.0ORG0000H LJMPSTART ORG0100HSTART: Output1: mova, #0fEH movr5, #8 loop1:3CLRC movC,DIR JCOutput2 movP1, a rla AcallDelay djnzr5, loop1 SjmpOutput1Output2: mova, #07fH movr5, #8 loop2: CL

6、RC movC,DIR JNCOutput1 movP1, a rra Acall Delay djnzr5,loop2 SjmpOutput2Delay: movr6,#0 DelayLoop1: movr7,#0 DelayLoop2: NOP NOP djnzr7,DelayLoop2 djnzr6,DelayLoop1 ret实验二实验二 外部中断实验外部中断实验一、实验目的一、实验目的 学习外部中断技术的基本使用方法。二、实验内容二、实验内容 INT0 端接单次脉冲发生器。按一次脉冲产生一次中断，CPU 使P1.0 状态发生一次反转， P1.0接LED 灯，以查看信号反转。三、实验要

7、求三、实验要求 根据实验内容编写一个程序，并在实验仪上调试和验证。四、实验说明和电路原理图四、实验说明和电路原理图 1）外部中断的初始化设置共有三项内容： 中断总允许即EA=1， 外部中断允许即EXi=1 （i=0 或1），中断方式设置。中断方式设置一般有两种方式：电平方式和脉冲方式，本实验选用后 者，其前一次为高电平后一次为低电平时为有效中断请求。因此高电平状态和低电平状态至 少维持一个周期，中断请求信号由引脚INT0(P3.2)和INT1(P3.3)引入。 2）中断服务的关键： a、保护进入中断时的状态。 堆栈有保护断点和保护现场的功能使用PUSH 指令，在转中断服务程序之前把单片机中有

8、关寄存单元的内容保护起来。 b、必须在中断服务程序中设定是否允许中断重入，即设置EX0 位。 c、用POP 指令恢复中断时的现场。 3）中断控制原理：中断控制是提供给用户使用的中断控制手段。实际上就是控制一些寄 存器，51 系列用于此目的的控制寄存器有四个：TCON 、IE 、SCON 及IP。 4）中断响应的过程：首先中断采样然后中断查询最后中断响应。采样是中断处理的第一 步，对于本实验的脉冲方式的中断请求，若在两个相邻周期采样先高电平后低电平则中断请 求有效，IE0 或IE1 置“1”；否则继续为“0”。所谓查询就是由CPU 测试TCON 和SCON 中 各标志位的状态以确定有没有中断请求

9、发生以及是那一个中断请求。中断响应就是对中断请 求的接受，是在中断查询之后进行的，当查询到有效的中断请求后就响应一次中断。 本实验需要用到CPU 模块（F3 区）和八位逻辑电平显示模块（B5 区）、单次脉冲模块（E3 区）。五、实验预习要求五、实验预习要求 学习教材的相关内容，根据实验要求画出程序流程图，写出实验程序。六、实验步骤六、实验步骤 1） 系统各跳线器处在初始设置状态， 用导线连接单次脉冲模块的输出端到CPU 模块的P32； CPU 模块的P10 接八位逻辑电平显示模块的灯。 2）启动PC 机，打开THGMW-51 软件，输入源程序，并编译源程序。编译无误后，下载程 序运行。 3）连

10、续按动单次脉冲产生电路的按键，发光二极管L0 每按一次状态取反，即隔一次点亮。七、实验分析和实验现象七、实验分析和实验现象 1、程序流程图2、实验现象 把外部中断引脚连接到脉冲开关，每次拨动开关时就会触发中断，经过中断服务程序的处 理会把P1.0取反，即LED的状态随之改变。如果拨动开关数次，LED会随之一亮一灭。 3、心得体会： 通过这次实验，我学到了如何通过外部的控制，要使用外部中断要从两方面进行准备：首 先，在硬件上必须将中断信号引到DSP的外部中断引脚上；其次是在软件上的配置对单片机实 现中断的处理，外部中断首先要初始化设置，中断总允许即EA=1，外部中断允许即EXi=1（i=0 或1

11、），中断方式的选择可以选择电平方式或者脉冲方式，掌握如何通过产生脉冲来控制单片 机的中断处理。外部中断在专业领域应用十分广泛，能有机会通过实验掌握它的基本原理让 人受益匪浅。八、实验参考程序八、实验参考程序本实验参考程序 5 ;/* ;文件名: EXint for MCU51;功能: 外部中断实验;接线: 导线连接单次脉冲模块的输出端到CPU模块的P32, ;CPU模块的P10接八位逻辑电平显示模块的L0灯。 ;/* LEDBITP1.0 LEDBuf BIT20H org0 ljmpStart org3 Interrupt0: pushPSW; 保护现场 cplLEDBuf; 取反LED m

12、ovc, LEDBuf movLED, c popPSW; 恢复现场 reti Start: clrLEDBuf clrLED movTCON, #01h; 外部中断0下降沿触发 movIE, #81h; 打开外部中断允许位(EX0)及总中断允许位(EA) OK:ljmpOKend实验三实验三 定时定时/计数器实验计数器实验一、实验目的一、实验目的 学习MCS-51 内部计数器的使用和编程方法。二、实验内容二、实验内容 使用MCS-51 内部定时/计数器，定时一秒钟，CPU 运用定时中断方式，实现每一秒钟输 出状态发生一次反转，即发光管每隔一秒钟亮一次。三、实验要求三、实验要求 根据实验内容编

13、写一个程序，并在实验仪上调试和验证。四、实验说明四、实验说明 关于内部计数器的编程主要是定时常数的设置和有关控制寄存器的设置。内部计数器在 单片机中主要有定时器和计数器两个功能。本实验使用的是定时器，定时为一秒钟。 定时器有关的寄存器有工作方式寄存器TMOD 和控制寄存器TCON。TMOD 用于设置定时器/ 计数器的工作方式0-3，并确定用于定时还是用于计数。TCON 主要功能是为定时器在溢出时 设定标志位，并控制定时器的运行或停止等。 内部计数器用作定时器时， 是对机器周期计数。 每个机器周期的长度是12 个振荡器周期。 假设实验系统的晶振是12MHZ，程序工作于方式2,即8 位自动重装方式

14、定时器, 定时器100uS 中断一次, 所以定时常数的设置可按以下方法计算： 机器周期=1212MHz=1uS （256-定时常数）1uS=100uS 定时常数=156。然后对100uS 中断次数计数10000 次,就是1 秒钟。 在本实验的中断处理程序中，因为中断定时常数的设置对中断程序的运行起到关键作用， 所以在置数前要先关对应的中断，置数完之后再打开相应的中断。 本实验需要用到CPU 模块（F3 区）和八位逻辑电平显示模块（B5 区）。五、实验预习要求五、实验预习要求 学习教材的相关内容，根据实验要求画出程序流程图，写出实验程序。六、实验步骤六、实验步骤 1）系统各跳线器处在初始设置状态

15、，用导线连接CPU 模块P10 到八位逻辑电平显示模块 的L0。 2）启动PC 机，打开THGMW-51 软件，输入源程序，并编译源程序。编译无误后，下载程 序运行。 3）运行程序观察发光二极管隔一秒点亮一次，点亮时间为一秒。七、实验分析和实验现象七、实验分析和实验现象 1、 程序流程图如下： 其中，中断服务程序每100us进入一次，2710H=100002、 实验现象：把P1.0连接到LED灯上，下载程序后发现LED隔一秒点亮一次，亮一秒灭一秒。 3、心得体会： 通过本次实验，我对单片机的定时/计数功能有了一定的了解，加上复习巩固课本上的知识， 熟悉了定时/计数器的设置、控制和最基本的应用，初步获悉了定时/计数器的内部结构，能 够和上一次实验对中断的实验结合起来思考问题，可以说是学习得比较扎实了。定时器和计 数器是单片机里比较重要的部分，在实验中我也遇到了一些困难，程序复制中由于粗心没有 复制正确导致电脑一直报错，后来通过逐一地读程序排查得到了解决，顺利完成了实验。八、实验参考程序八、实验参考程序 ;文件名: Timer for MCU51;功能: 定时/计数器实验 ;接线: 导线连接CPU模块P10到八位逻辑电平显示模块的L0. Tickequ10000; 10000 x 100us = 1s T100usequ