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1、单片机原理与应用实验指导书单片机原理与应用实验指导书2014.21目 录实验一 汇编指令实验1实验二 基本输入输出程序3实验三 定时、中断程序设计6实验四 并行I/O口8255扩展8实验五 MCS-51控制数码管显示实验11实验六 阵列式键盘实验13实验七 DS18B20温度传感器实验15实验八 单片机电子钟的设计实验22附录一 80C51 MCU模块电路原理图23附录二 实验箱联机说明24附录三 uVision2 IDE and Debugger简介27实验一 汇编指令实验一、 实验目的和要求1. 了解Keil C51开发工具的使用方法，熟悉调试程序需要的工作窗口并能查看结果；2. 通过在K
2、eil C51开发工具环境下进行汇编程序调试，了解单片机在指令运行时单片机相应的工作寄存器、SFR、内存等部件发生的变化；3. 练习程序编程调试的步骤。二、 实验环境及设备微机及Keil C51 的uVision2集成开发环境三、 实验项目1. 预习任务l 本次实验调试的程序完成了什么任务？实验的结果是什么？预习并分析下列指令运行的结果，写出分析结果。l 了解uVision2 IDE and Debugger软件的功能和应用环境l 清楚在该环境下调试汇编程序的步骤调试步骤：1） 新建源程序2） 将源程序加入项目3） 汇编程序，根据提示修改源程序直至汇编通过4） 连接程序5） 运行程序调试运行方
3、法：1） 单步运行（不跟踪子程序）2） 单步运行（跟踪子程序）3） 设置断点4） 连续运行到断点5） 暂停6） 连续运行7） CPU复位8） 修改寄存器、存储器的数值9） 重点操作：查看存储器窗口内容在debug状态下点击view菜单选择memory window，桌面的右下角会出现memory window，如下图所示。在地址栏中输入I:地址，可查看内部RAM窗口；X:地址，查看外部RAM窗口；C:地址，查看程序存储器窗口。2. 在使用的微机上建立工作目录，将实验的源程序存放在该目录下。注意，目录名和文件名均使用字母，不要用中文文件名。3. 程序调试并在实验报告上记录结果1）在工作目录下输入
4、源程序，调试程序并纪录实验结果ORG 0000HLJMP 0030HORG 0030HCWORD:MOV A,#0C5H；A= ，CWORD = （1）MOV DPTR,#0030H；DPTR = （2）MOVX DPTR,A；(0030H)= ，PC= （3）MOV R0,#20HMOV R0,A；精确描述运行结果： （4） MOV R0,A；A= ，R0= PUSH ACC；SP= ，（SP）= （5）ANL A,#1FH；A= MOVC A,A+DPTR；A = (6)INC DPTR；DPTR = (7)MOVX DPTR,A；精确描述运行结果： MOV B,A ；B= (8)POP
5、ACC；SP= ，PC= (9)CWORD1: SJMP CWORD1；CWORD1= ，该指令的机器码 END2）了解上述汇编指令的含义，总结本次实验得到的经验；掌握用KEIL软件调试程序的一般方法和各种窗口的使用。3）写出上述程序中标号为（1）（9）的指令的源操作数和目的操作数的寻址方式。4）记录该程序的前5条指令在程序存储器空间的地址和相应的源代码。实验二 基本输入输出程序一、 实验目的和要求1. 学会使用I/O口的基本输入、输出功能2. 学习单片机系统中应用P口进行输入输出的基本方法二、 实验环境及设备微机及THDPJ-1/2型单片机开发综合实验箱三、 实验项目1. 实验原理P1口是准
6、双向口,它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同。当P1口用作输入口时，必须先对口的锁存器写“1”，若不先对它写“1”，读入的数据可能是不正确的。本实验用P1口作输入口，P0口作为输出口。本实验需要用到80C51 MCU模块(C区),八位逻辑电平显示模块（E5区）及八位逻辑电平输出模块（F5区）。80C51 MCU模块电路原理参考附录一，八位逻辑电平显示电路原理参考图2.1，八位逻辑电平输出电路原理参考图2.2。图2.1 八位逻辑电平显示电路图2.2 八位逻辑电平输出电路2. 实验步骤1) 用8P数据线连接80C51 MCU模块的JD1C（P1口）到八位逻辑电平输出模块的JD1F5，连接JD0
7、C（P0口）到八位逻辑电平显示模块的JD1E5。2) 用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到80C51 MCU模块的40P锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。3) 将80C51 MCU模块的电源扭子开关S1C拨到上端。将直流稳压电源模块的直流控制开关S1G1打到ON，本实验所用到的相关模块的电源指示灯VCC亮。4) 打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加“TH1_IO口.ASM”源程序，进行编译，编译无误后，全速运行程序。5) 实验现象：K0K7拨断开关向上拨，对应的发光二极管L0L7熄灭，否则为点亮。6) 也可以把源程序编译成可执行文件，把
8、可执行文件用ISP烧录器烧录到89S52芯片中运行（注意：芯片缺口朝上）。（ISP烧录器的使用查看附录二）注：在做完实验时记得养成一个好习惯：把相应单元的短路帽和电源开关还原到原来的位置！以下将不再重述。3. 汇编源程序和流程图1）汇编源程序 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030H MAIN: MOV P0，#0FFH ；P0口初始化，8个灯全灭 MOV P1，#0FFH ；P1口初始化，设置P1口为输入方式LOOP: MOV A,P1 ；读P1口数据 MOV P0,A ；送P0口输出 LJMP LOOP END2）流程图图2.3 I/O口输入输出程序框图4. 实验预习1）
9、读汇编程序，掌握每条指令的含义，分析其运行结果。2）写出相应的源程序C51程序。5. 程序调试并记录结果1）调试汇编程序，查看结果2）调试自编的C51程序，查看结果，并记录该程序的反汇编窗口内容。6. 编程并调试设计一个电路并编程，能够用P1.1控制P0口的状态。实验三 定时、中断程序设计一、 实验目的和要求1. 进一步熟悉THDPJ-1/2型单片机开发综合实验箱的使用和调试方法；2. 学习用C51编写含定时/计数和中断的程序；3. 熟悉C51程序框架。二、 实验环境及设备微机及THDPJ-1/2型单片机开发综合实验箱三、 实验项目1. 实验原理本次实验用到下述原理和电路：1） MCS-51的
10、定时/计数器的结构、功能、工作方式以及应用该器件的编程内容；2） MCS-51中断源、中断初始化程序以及中断服务程序的内容；3） 实验箱P口的电路和实验箱上发光二极管的电路。2. 实验任务编写并调试C51程序，要求如下：1） 用P1.1控制发光二极管LED1，使其以0.5s的周期闪烁；2） 用P1.2控制发光二极管LED2，使其以1.5s的周期闪烁；3） LED3LED8，每个LED亮 1s，做跑马灯。要求程序中使用定时计数器和中断。3. 实验预习1） 复习相关部件的原理和编程方法；2） 写出本次实验的源程序，并画出电路图。4. 实验步骤1） 用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到8
11、0C51 MCU模块的40P锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。2） 将80C51 MCU模块的电源扭子开关S1C拨到上端。将直流稳压电源模块的直流控制开关S1G1打到ON，本实验所用到的相关模块的电源指示灯VCC亮。3） 连接相应的电路图。4） 打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加源程序，进行编译，编译无误后，全速运行程序。5. 程序调试并记录结果1） 调试程序并记录结果。2） 说明本次实验用了几个定时/计数器、中断源、相应的初值计算注：本次实验选择实验箱上的晶振频率：11.0592MHz实验四 并行I/O口8255扩展一、 实验目的和要求1. 了
12、解8255芯片结构及接口方式2. 掌握8255输入、输出的编程方法二、 实验环境及设备微机及THDPJ-1/2型单片机开发综合实验箱三、 实验项目1. 了解用到的芯片引脚及功能。 图4.1 74LS373的引脚图 8255的引脚图 图4.2 8255引脚与插座连接图本实验中，8255的端口地址由单片机的P2.0、P2.1和P2.7决定。控制口的地址为7FFFH；A口的地址为7CFFH；B口的地址为7DFFH；C口的地址为7EFFH。2. 实验工作原理本实验需要用到80C51 MCU模块（C区），八位逻辑电平显示模块（E5区），八位逻辑电平输出模块（F5区）和8255模块（B2区）。80C51 MCU模块电路原理参考附录一，八位逻辑电平显示模块电路原理参考实验二，八位逻辑电平输出模块电路原理参考实验二，8255接口电路原理参考图4.2。实验任务：将PB口作为输入口，PA口作为输出口。根据逻辑电平K7接高电平时，LED发光二极管工作在跑马灯状态；K7接低电平时，K2、K1、K0的逻辑电平作为3个二进制数据输入，与发光二极管显示呈如下表关系：K2K1K0LED7LED6LED5LED4LED3LED2LED1LED01000灭灭灭灭灭灭灭亮2001灭灭灭灭灭灭亮灭3010灭灭灭灭灭亮灭灭4011灭灭灭灭亮灭
