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1、 微机原理与接口技术实验指导书 编写：蒙志强 重庆交通大学机电与汽车工程学院 机电与自动化控制实验室 2016 年 9 月 5 日 目录目录 实验一实验一 KeilKeil 软件使用软件使用 实验二实验二 ProtuesProtues 软件使用软件使用 实验三实验三 P1P1 口亮灯实验口亮灯实验 实验四、数码管实验四、数码管显示显示实验实验 实验五、定时器实验五、定时器中断中断实验实验 实验六、实验六、A/D、D/A 转换实验转换实验 实验七、电子秒表实验七、电子秒表实验实验 实验实验- - Keil Keil 软件使用软件使用 一、一、 实验目的实验目的 掌握单片机常用开发软件，学会编写、
2、调试程序代码 二、二、 实验器材实验器材 PC 机一台，51 单片机开发板一个 三、三、 实验内容实验内容 Keil C51 软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一， 它集编辑， 编译， 仿真于一体， 支持汇编,PLM 语言和 C 语言的程序设计，界面友好，易学易用。 下面介绍 Keil C51 软件的使用方法 进入 Keil C51 后，屏幕如下图所示。几秒钟后出现编辑界 启动 Keil C51 时的屏幕 进入 Keil C51 后的编辑界面 简单程序的调试简单程序的调试 学习程序设计语言、学习某种程序软件，最好的方法是直接操作实践。下面通过简单的 编程、调试，引导大家学习 Keil C51
3、 软件的基本使用方法和基本的调试技巧。 1)建立一个新工程 单击 Project 菜单，在弹出的下拉菜单中选中 New Project 选项2)然后选择你要保存的路径,输入工程文件的名字,比如保存到 C51 目录里,工程文件的 名字为 C51 如下图所示,然后点击保存. 3)这时会弹出一个对话框,要求你选择单片机的型号,你可以根据你使用的单片机来选 择,keil c51 几乎支持所有的 51 核的单片机,我这里还是以大家用的比较多的 Atmel 的 89C51 来说明,如下图所示,选择 89C51 之后,右边栏是对这个单片机的基本的说明,然后点 击确定. 4)完成上一步骤后，屏幕如下图所示到现
4、在为止，我们还没有编写一句程序，下面开始编写我们的第一个程序。 5)在下图中，单击“File”菜单，再在下拉菜单中单击“New”选项新建文件后屏幕如下图所示 此时光标在编辑窗口里闪烁，这时可以键入用户的应用程序了，但笔者建议首先保存 该空白的文件，单击菜单上的“File”，在下拉菜单中选中“Save As”选项单击，屏幕 如下图所示，在“文件名”栏右侧的编辑框中，键入欲使用的文件名，同时，必须键入正 确的扩展名。 注意， 如果用语言编写程序， 则扩展名为(.c)； 如果用汇编语言编写程序， 则扩展名必须为(.asm)。然后，单击“保存”按钮。 6)回到编辑界面后，单击“Target 1”前面的
5、“”号，然后在“Source Group 1”上 单击右键，弹出如下菜单 然后单击“Add File to Group Source Group 1” 屏幕如下图所示 选中 Test.c，然后单击“Add ”屏幕好下图所示 注意到“Source Group 1”文件夹中多了一个子项“Text1.c”了吗？子项的多少与所增 加的源程序的多少相同 7)现在，请输入如下的 C 语言源程序: #include /包含文件 #include void main(void) /主函数 SCON=0x52; TMOD=0x20; TH1=0xf3; TR1=1; /此行及以上 3 行为 PRINTF 函数所
6、必须 printf(“Hello I am KEIL. n”); /打印程序执行的信息 printf(“I will be your friend.n”); while(1); 在输入上述程序时，读者已经看到了事先保存待编辑的文件的好处了吧，即 Keil c51 会自动识别关键字，并以不同的颜色提示用户加以注意，这样会使用户少犯错误，有利于 提高编程效率。程序输入完毕后，如下图所示 8)在上图中，单击“Project”菜单，再在下拉菜单中单击“Built Target”选项（或 者使用快捷键 F7） ， 编译成功后， 再单击“Project”菜单， 在下拉菜单中单击“Start/Stop De
7、bug Session”（或者使用快捷键 Ctrl+F5）,屏幕如下所示9)调试程序:在上图中，单击“Debug”菜单，在下拉菜单中单击“Go”选项，（或者使 用快捷键 F5），然后再单击“Debug”菜单，在下拉菜单中单击“Stop Running”选项（或 者使用快捷键 Esc）；再单击“View”菜单，再在下拉菜单中单击“Serial Windows #1” 选项，就可以看到程序运行后的结果，其结果如下图所示至此，我们在 Keil C51 上做了一个完整工程的全过程。但这只是纯软件的开发过程， 如何使用程序下载器看一看程序运行的结果呢？ 10） 单击“Project”菜单， 再在下拉菜单
8、中单击 “” 在下图中，单击“Output”中单击“Create HEX File” 选项，使程序编译后产生 HEX 代 码，供下载器软件使用。把程序下载到 AT89S51 单片机中。 实验二：实验二：protues 软件使用软件使用 一、一、 实验目的实验目的 掌握单片机仿真软件 二、二、 实验器材实验器材 PC 机一台 三、三、 实验内容实验内容 1.1 认识 Proteus Proteus 是英国 Labcenter Electronics 公司开发的 EDA 软件。 它运行于 Windows 操作系 统上，能够实现原理图设计、电路仿真到 PCB 设计的一站式作业，真正实现了电路仿真 软
9、件、PCB 设计软件和虚拟模型仿真软件的三合一。 Proteus 的特点是： 完善的电路仿真和单片机协同仿真。具有模拟、数字电路混合 仿真，单片机及其外围电路的仿真；拥有多样的激励源和丰富的虚拟仪器。 支持主流 单片机类型。目前支持的单片机类型有：68000 系列、8051 系列、ARM 系列、AVR 系列、 PIC10 系列、PIC12 系列、PIC16 系列、PIC18 系列、PIC24 系列、DSPIC33 系列、MPS430 系列、 HC11系列、 Z80系列以及各种外围芯片。 提供代码的编译与调试功能。 自带8051、 AVR、PIC 的汇编器，支持单片机汇编语言的编辑、编译，同时支
10、持第三方编译软件（如 Keil uVision3）进行高级语言的编译和调试。 智能、实用的原理图与 PCB 设计。在 ISIS 环境中完成原理图的设计后可以一键进入 ARES 环境进行 PCB 设计。本教程主要了介绍 Proteus ISIS 的工作环境和一些基本操作。 1.2 进入 Proteus ISIS 双击桌面上的 ISIS 7 Professional 图标或者单击屏幕左下方的“开始”“所有程序”“Proteus 7 Professional” “ISIS 7 Professional” ，进入 Proteus ISIS 工作环境，如图1.2 所示： 图 1.2 1.3 工作界面 P
11、roteus ISIS 的工作界面是一种标准的 Windows 界面，包括：屏幕上方的标题栏、菜单栏、标准工具栏，屏幕左侧的绘图工具栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口，屏幕下方的状态栏，屏幕中间的图形编辑窗口，如图 1.3 所示： 图 1.3 对于初次接触 Proteus 软件的人来说，如果一开始就单独介绍 Proteus 的各项功能的详细使用，让大家看得晕头转向，这未免太枯燥无味了。本教程将通过项目实践的方式带领大家认识和了解 Proteus，并掌握 Proteus 的使用。 2.1 项目一 2.1.1 电路设计电路设计 首先我们设计一个简单的
12、单片机电路，如图 2.1.1 所示： 图 2.1.1 电路的核心是单片机 AT89C52，晶振 X1 和电容 C1、C2 构成单片机时钟电路，单片机的 P1 口接 8 个发光二极管，二极管的阳极通过限流电阻接到电源的正极。 2.1.2 电路图绘制电路图绘制 1、将需要用到的元器件加载到对象选择器窗口。单击对象选择器按钮 如图所示： 弹出“Pick Devices”对话框，在“Category”下面找到“Mircoprocessor ICs”选项，鼠标左键点击一下，在对话框的右侧，我们会发现这里有大量常见的各种型号的单片机。找到AT89C52，双击“AT89C52” 。这样在左侧的对象选择器就有
13、了AT89C52 这个元件了。 如果知道元件的名称或者型号我们可以在“Keywords”输入 AT89C52，系统在对象库中进行搜索查找，并将搜索结果显示在“Results”中，如图 2.1.1 所示： 图 2.1.2 在“Results”的列表中，双击“AT89C52”即可将 AT89C52 加载到对象选择器窗口内。 接着在“Keywords”中输入 CRY，在“Results”的列表中，双击“CRYSTAL”将晶振加载到对象选择器窗口内，如图 2.1.3 所示： 图 2.1.3 经过前面的操作我们已经将 AT98C52、晶振加载到了对象选择器窗口内，现在还缺CAP(电容)、CAP POL(
14、极性电容)、LED-RED(红色发光二极管)、RES(电阻),我们只要依次在“Keywords”中输入 CAP、CAP POL 、LED-RED、RES，在“Results”的列表中，把需要用到的元件加载到对象选择器窗口内即可。 在对象选择器窗口内鼠标左键点击 “AT89C52” 会发现在预览窗口看到 AT89C52 的实物图，且绘图工具栏中的元器件按钮 处于选中状态。我们在点击“CRYSTAL” 、“LED-RED”也能看到对应的实物图，按钮也处于选中状态，如图 2.1.3 所示： 图 2.1.3 2、将元器件放置到图形编辑窗口。 在对象选择器窗口内，选中 AT89C52，如果元器件的方向不
15、符合要求可使用预览对象方向控制按钮进行操作。如用按钮 对元器件进行顺时针旋转，用按钮 对元器件进行逆时针旋转，用 按钮对元器件进行左右反转，用按钮 对元器件进行上下反转。元器件方向符合要求后， 将鼠标至于图形编辑窗口元器件需要放置的位置， 单击鼠标左键，出现紫红色的元器件轮廓符号（此时还可对元器件的放置位置进行调整） 。在单击鼠标左键，元器件被完全放置（放置元器件后，如还需调整方向，可使用鼠标左键，单击需要调整的元器件，再单击鼠标右键菜单进行调整） 。同理将晶振、电容、电阻、发光二极管放置到图形编辑窗口，如图 2.1.4 所示： 图 2.1.4 图中我们已将元器件编好了号，并修改了参数。修改的
16、方法是：在图形编辑窗口中，双击元器件，在弹出的“Edit Component”对话框中进行修改。现在以电阻为例进行说明，如图 2.1.5 所示： 图 2.1.5 把“Component Reference”中的 R?改为 R1，把“Resistance”中的 10k 改为 1k。修改好后点击 按钮，这时编辑窗口就有了一个编号为 R1，阻值为 1k 的电阻了。大家只需重复以上步骤就可对其他元器的参数件进行了，只是大同小异罢了。 3、元器件与元器件的电气连接。 Proteus 具有自动线路功能（Wire Auto Router）,当鼠标移动至连接点时，鼠标指针处出现一个虚线框，如下图所示： 单击鼠标左键，移动鼠标至 LED-RED 的阳极，出现虚线框时，单击鼠标左键完成连线，如上图所示： 同理，我们可以完成其他连线。在此过程中，我们都可以
