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1、单片机系统设计实验指导书（ 硬件部分 ）东华大学信息学院自动化系2013 6第一部分硬件系统介绍一、系统资源分配1 .存储器地址分配程序存储器和数据存储器统一编址， 最多可达64K,板载ROM （监控程序） 12K; RAM1 （程序存储器6264） 8K供用户下载实验程序， RAM2 （数据存储 器6264） 8K供用户程序使用。在程序存储器中，0000H2FFFH为监控程序存储区，用户不可用。用户I/O区FFFFH系统I/O区CFBEH用户I/O区CFBEHRAM2 用户实验程序区7FFFHRAM1 用户实验数据区4FFFHROM 系统监控程序区2FFFH0000H图1-1存储器系统组织图
2、2 .中断资源单片机系统中可使用的中断信号方式有外中断、定时器中断、串行口中断，相应的中断入口地址如表 1-1所示。另外还可以使用实验箱的8259中断控制器扩展中断资源。表1-1用户中断程序入口表中断名称中断入口地址外中断00003H定时器0中断000BH定时器1中断001BH串行口中断0023H单片机实验指导书第#页3 .地址资源分配本系统采用可编程逻辑器件（CPLD） EPM7128作为地址译码器，此单元分为两部分：一部分为系统CPLD ,完成系统器件如存储器、系统显示控制器、系统串行 通讯控制器的地址译码功能，同时将部分地址译码后输出（插孔 CS0CS7）给用户 使用。它们的地址固定，用
3、户不可改变。另一部分为用户 CPLD,它们完全对用户开 放，用户可在一定地址范围内，进行编码，输出为插孔LCS0LCS7的地址选通信号。详细信息如表1-2所示。表12: CPLD地址分配表地址范围输出孔/映射器件性质（系统/用户）0000H-2FFFH监控程序存储器系统*3000H-3FFFH数据存储器系统*4000H-BFFFH用户程序存储器系统*000H-CF9FHLCS0LCS7用户CFE0HPC机串行通讯芯片8250系统*CFE8H显示、键盘芯片 8279系统FA0H-CFA7H(；S0系统FA8H-CFAFH(CS1系统FB0H-CFB7H(；S2系统FB8H-CFBFH(CS3系统
4、FC0H-CFC7HCS4系统FC8H-CFCFHCS5系统注：系统地址中，除带 “*”用户既不可用，也不可改外，其他系统地址用户可用但不可改。、仿真芯片资源介绍：本实验采用仿真芯片代替实际的8051芯片，仿真芯片具有以下特点：1、支持Keil C环境下的汇编、C;2、完全仿真P0、P1、P2 口 ；3、可以设置单步全速断点运行方式；4、可以查阅变量RAM xdata等数据；5、仿真器占用了单片机的串行口和定时器2的资源以及部分程序空间。单片机实验指导书第3页6、从0地址开始仿真。用汇编时，注意中断矢量单元为标准设置（如：外部中 断0为0003H, T0溢出中断为 000BH）。、实验箱面板布
5、局:片选信号单片机仿真器8255 信8253 信第二部分软件说明本次实验采用 Keil C软件作为源代码的编辑、编译、调试工具。其基本操作方 法如下。1、打开Keil C环境。巴F M: i 色口aFtel-i *$上口业 Ixk 忙弓H=bI MjM 口叭 A 州 42、新建工程或打开工程文件：在主菜单上选“ Project ”项，在下拉列表中选 择“New Project ”新建工程，浏览保存工程文件为扩展名为“ .Uv2”的文 件。或在下拉列表中选择Open project ”打开已有的工程文件。tfe Ldl EpictI Qebum FWi ?Brjier ab- Lodi亚irdo
6、R tfet& * q 毛酿W 3 | tr号* ，3 隔厂 F |百 I血R N 口谿心回NUMM H JW3、环境设置：新建工程文件后，在工具栏中选择如下图选项设置调试参数及运-b. *np 匚1.3行环境穿依卜3中七1三1，或从主菜单“Project ”项中选择单片机实验指导书第#页“Options for Target Targetl ,打开如下图设置窗口。在Device”项下选择要仿真的芯片类型，如： Generic - 8051。在“Target ”项下的晶振设置中修改为硬件电路所用晶振频率，如：6MHz）选择合适存储模式。在“Output”项下如在 Creat HEX File
7、选项前打勾，则在编译的同时生成可下 载执行的HEX文件，用仿真芯片仿真时可以不进行此项设置。在Debug”项下选择Use: Keil Moniter-51 Driver”使用硬件仿真。点击“Settings ”按钮，进入串口选择及波特率设置窗口（如下图所示）选择合适的波特率及串口号。Serial Interrupt ”项不可选，把前面的勾打掉。 点OK保存设置。在Option for Target Targetl ”窗口中，点确定，退出环境设置。4、新建文件：在主菜单的“File ”下拉列表中选“ New新建文件。编辑文件并保存文件。文件保存为扩展名为“ .C”或 .ASM的文件。5、添加文件
8、：在左边的Project Window/,窗口中，用右键选取Source Group 1”,在弹出的列表中选择Add Files to Group Source Group 1 ，弹出浏览窗口。浏览添加编辑好的 C或ASM文件。添加完毕点“ Close”，关闭窗口。这时发现添加的文件名已出现在“Project Window ”窗口中。双击刚添加的或ASMt件。打开编辑文件窗口。7、译链接：在Build Bar” .赖国嬲务工具条中，选第二项编译当前文件，第三项为编译全部。编译完成，在下方“Output”窗口中出现编译结果。口#上 FJt Pr_ cEk七明 同5 1口24 九k号北工Whfcw
9、 卡51 叁-51 *1史年:舌行13邛部端才mMNijFn拿性可!黑；占EFF共&审.黄锄科感的iztT世志蹙北.4M. ffirrWftffeJLTDIIE. EJ打上|再划IfflL第jijTrirrriii ,RTT,*Tii,T- hT11sliT-Tf ttw*1Fo*T，TTf UlClLJi rJE3 52. a，IkjjE : aim 1? U .比 cgr41aPtp加七上3 L3i_24a iTEllxctaO： 加大门5 flrUT_2T3 MJEE鼠Fie *能 In t UUfiUEi口口. Ar口号匚皿 eMcu.cioa muE口 h, H ! /7、仿真调试：
10、点击调试按钮囤I底国I鹤眄的试 “Start/Stop Debgu Session 中。窗口下方显示下载进度条。CTRL+F5 （快捷键 CTRL+F5）,100%下载完成后出现如下窗口。2七图 一一丽T金|,或从主菜单选取调程序下载到仿真芯片fell O ?行8、程序仿真：运用运行“ Debug Bar”调试工具条 反3 r守m工产，进行单步、进入、跳出、运行到光标、全速运行等。凰的浒* *全速运行后，程序不受控。如需再次单步调试，需点击调试工具停止按钮，停止调试。停止后，硬件复位仿真芯片，再次运行第7步。第三部分 基础实验实验 1 P1 口实验一一、实验目的：1 学习P1 口的使用方法。2
11、 学习延时子程序的编写和使用。二、实验设备：CPUS 箱、8031CPUII块三、实验内容：1 P1 口做输出口，接八只发光二极管，编写程序，使发光二极管循环点亮。2 P1 口做输入口，接八个按纽开关，以实验箱上74LS273 做输出口，编写程序读取开关状态，在发光二极管上显示出来。四、实验原理：P1 口为准双向口， P1 口的每一位都能独立地定义为输入位或输出位。作为输入位时，必须向锁存器相应位写入“ 1” ，该位才能作为输入。 8031 中所有口锁存器在复位时均置为“ 1 ” ，如果后来在口锁存器写过“ 0 ” ，在需要时应写入一个“ 1 ” ，使 它成为一个输入。可以用第二个实验做一下实
12、验。先按要求编好程序并调试成功后，可将P1 口锁存器中置“ 0” ，此时将 P1 做输入口，会有什么结果。再来看一下延时程序的实现。现常用的有两种方法，一是用定时器中断来实现，一是用指令循环来实现。本实验由于延时时间较短, 故采用后一种方法。本实验系统晶振为 6.144MHZ,则一个机器周期为12+6.144us即1 + 0.512us。现要写一个延时0.1s 的程序，可大致写出如下：MOV R7 ， #X（1）DEL1 ： MOV R6， #200（2）DEL2 ： DJNZ R6， DEL2（ 3 ）DJNZ R7 ， DEL1（4）上面MOV DJNZ指令均需两个机器周期，所以每执行一条
13、指令需要1 + 0.256us ,现求出X值：1 + 0.256 +X （1 + 0.256 + 200 X 1 + 0.256+ 1 +0.256 ） =0.1 X 10?指令（1）指令（2）指令（3）指令（4）所需时间所需时间所需时间所需时间X=（0.1 XX 1021 +0.256）/ （1 +0.256+200 X 1 + 0.256+1 +0.256 ） =127D=7FH经计算得X=127o代入上式可知实际延时时间约为0.100215s ,已经很精确了。五、实验原理图：P1 口输出实验TnuluTn-TnunuTLILInuP1 口输入实验六、实验步骤:执行程序1（T1_1.ASM）时：P1.0P1.7接发光二极管 L1L8。执行程序2（T1_1.ASM）时：P1.0P1.7接平推开关 K1K8; 74LS273的O（H O7接发光二极管L1L8; 74LS273的片选端CS273接CS0（由程序所选择的入口地址而定，与CSO- CS7相应的片选地址请查
