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1、单片机原理及应用实验指导书马静 韩建国 郭青 编林伟国 修订北京化工大学信息科学与技术学院2007年6目录实验规则 140安全须知 3第一章 AEDK5196ET 实验系统简介 4一、工作方式 4二、地址空间分配 4三、开关和插座说明 5四、系统快速入门 6第二章 MCS51 系列单片机实验 8实验一认识实验 8实验二P1 口输入、输出实验 8实验三P3 口输出控制继电器实验 10实验四简单I/O实验（交通灯控制） 11实验五定时器实验 13实验六计数器实验 14实验七外部中断实验（急救车与交通灯） 15实验八扩展存储器读写实验 16实验九A/D 转换实验18实验十D/A 转换实验19实验十一
2、 8255 扫描键盘，显示实验20实验十二 智能控制器的研制与调试设计性实验（一）22实验十三 网络型智能仪表基础部件研制设计性实验（二）23实验十四 可显示与对话的数字仪表基础部件研制综合型实验（三） 24实验十五 基于单片机系统的闭环控制器的研制设计性实验（四） 25实验规则1、实验前要对实验进行充分的理论知识、技术要求、操作规则、实验条件与环境、内 容与基本过程、安全条款、可能出现的问题等方面的思考与准备；2、实验中要认真、严肃、积极、主动，联系课堂知识来分析、解决实验中的问题；3、师生共同在实验室中保持一个安静、卫生、整齐有序、祥和而又活跃的学习与科研 的气氛；4、节省用料、爱护工具、
3、注意环境是否正常、警惕以外事故的发生，以主人翁姿态操 作实验并关心全室工作的进行；5、按时参加实验，不得拖延结束时间，在结束前提前清点实验物品；课前已由教师交 代清楚的问题，不得在课上再以此打扰教师；6、按教师要求认真作好实验报告并按时上交。安全须知1、使用任何一件工具、设备、元器件时，要注意务必使电源极性、功率范围、电源电 压与电流的极性与量值、元件接查方向符合设计标准；2、对各种未曾在以往课程中学过的仪器、设备、器件、元件，必须首先认真学习、研 究其技术说明，经主讲教师或实验指导教师检查认可，方可独立使用；3、随时注意所使用的物品和环境有无异常温升、亮光与气味；4、当连接及修改实验线路时，
4、应先关闭实验机电源。在实验机电源打开的情况下，不 能插拔元件和连线。5、离开工作台5 分钟以上者必须关闭实验系统的电源；6、发生事故或发现异常迹象时，应首先关闭电源并立即报告实验室负责人。第一章 AEDK5196ET 实验系统简介一、工作方式AEDK5196ET 可以工作在两种模式下，串行模式和独立运行模式。（一）串行模式1、用户根据实验要求，进行MCS51单片机实验时（8032芯片已插在D3插座上）， K9的短路套插向51端。进行MCS96单片机实验时，将CPU96S/CPU96F卡插入J5插座, K9的短路套插向96端。2、用实验机配套的串行通讯电缆，将9芯电缆的一端与实验机上的J9（9芯
5、插座） 相连，另一端与PC机的串行口相连。3、AEDK5196ET实验机电源插座J3与工作电源相连，注意插入方向（如图2.1所 示）。4、将电源开关K13拨到左端（ON）, AEDL5196ET机上将显示：AEDK.U51 （MCS-51 状态）AEDK.U96 （MCS-96 状态）5、在 PC 机上运行调试程序，具体操作参见有关说明。（二） AEDK6196ET实验系统工作在独立运行模式1、用户根据实验要求，进行MCS51单片机实验时（8032芯片已插在D3插座上）， K9的短路套插向51端。进行MCS96单片机实验时，将CPU96S/CPU96F卡插入J5插座, K9的短路套插向96端。
6、2、AEDK5196ET实验机电源插座J3与工作电源相连，注意插入方向（如图2.1所 示）。3、将电源开关K13拨向左端（ON）, AEDK5196ET机上将显示：AEDK.U51 （MCS-51 状态）AEDK.U96 （MCS-96 状态）4、独立模式下，单片机可以不依赖于PC机独立运行调试程序，具体操作略。 实验时，系统运行在串行模式下，无须改变开关状态和工作方式。二、地址空间分配AEDK5196实验系统地址空间状态分I状态和O状态。可以通过监控命令选择当前 地址空间状态。I状态时程序存储器和数据存储器由本系统的RAM区提供，RAM最大 可用空间为31.75K。O状态时程序和数据存储器由
7、用户系统提供。1、I状态0000H3FFFH：实验机上RAM区，可做程序区或数据区，分写保护和不写保护。4000H7F3FH：实验机上 RAM 区，可做程序区或数据区。7F40H7FFFH：实验机上 RAM 区，由监控占用，用户不得使用。8000HBFFFH：可供寻址的程序、数据空间。用户可以用此空间在扩展板上扩展器件，或用作在用户系统中扩展器件。另外，也可使用实验机上的资源。C000HFDFFH： 监控程序用。FE00HFFFFH：实验机上固定地址的I/O。FF80FF82为8279状态和数据口地址。当本系统运行于键盘监控方式时将用作键盘输入和显示，串行方式（即通过PC机串 口与实验机通讯）
8、时用户可以无条件使用；FFAO、FFA2为8251状态和数据口地址，串 行方式时用作PC机通讯，键盘监控方式时用户可以无条件使用。2、 O 状态0000H7FFFH：仿真用户系统提供的程序区、数据区。8000HBFFFH：同 I 状态。C000HFDFFH：同 I 状态。FE00HFFFFH：同 I 状态。实验时，系统地址空间为I状态。三、开关和插座说明AEDK5196ET 实验系统主板由二十多个硬件模块组成，其开关和插座说明如下：XC1： 香蕉插座，可用作外设备的接地。XS1：提供过压保护。插入5.6V稳压管后，当+5V电源电压过高或极性接反后，在大多数情况下该稳压管将被击穿成短路，从而保护
9、了实验板上的集成电路不至于 损坏。碰到这种情况应先检查电源，然后更换稳压管，再开机实验。J3：外部电源插座。J4：联接打印机。J5：CPU96S/CPU96F 卡插座。J6：仿真电缆插座。J7：维修总线接口插座。J9：AEDK5196ET实验机与PC机串行接口的标准9芯插座。J10：25芯插座，联结机电实验平台专用插座。J11：喇叭接口。K1-8： 拨动开关。拨至上端（H）输出孔为“1”；拨至下端（L）输出孔为“0”。K9：装有两只短路套，如用于 MCS51 单片机工作时，应把短路套靠上插。如用于MCS96单片机工作时，短路套应靠下插（此时，J5上插CPU96S卡）。K10： 短路套全部套向右
10、边，由8279来控制键盘、显示器；短路套全部套向左边，则 由8255控制键盘。K11： 蜂鸣器与8279相连。K12： 波特率选择开关。POWER :电源开关。K14： 左端接继电器中点，右端接+5V电压。套上短路套，则实验机的+5V电源接通继 电器中点。K15：左端接+5V电压，右端接J6仿真电缆插座第40脚。套上短路套，则实验机的+5V 电源通过仿真电缆插座J6引出到用户系统。K16： 步进电机驱动电压输出跳线。套上短路套，则实验机上的步进电机驱动电压VB 输出到J10机电实验平台专用插座的22脚上。W1：1K电位器，它的左端已接地，右端已接+VREF，其中心端已连到测试维修总线接口插座上
11、，供测试用。可用硬导线接到A/D转换器的输入端上，作为A/D转 换的模拟输入。W2：4.7K电位器，它的左端已接地，中心端与右端均为悬空。W3、W4：用来调整实验板的基准电位 VREF=-5V，+VREF=+5V。以下为实验系统中各开关的初始状态：K9：短路套向上插，实验机处于 MCS51 状态。K10： 短路套向右插，键盘由8279 控制。K11： 短路套向上插，与蜂鸣器相连。K12：K12-2为ON,其余为OFF （设置波特率为9600）Power：拨向右边OFF端，切断外部电源。K14：短路套插上，继电器中点接+5V电源。K15：短路套插上，Vcc电压接至J6第40脚。K16：短路套插上
12、，VB电压接至J10第22脚。四、系统快速入门用户使用本系统进行实验时，一般包括以下步骤： 启动运行环境-编辑源文件-编译-调试实验程序-进行实验1、启动运行环境正确连接实验系统，确认各个开关处于正确位置，打开实验机电源。运行LCAET软件，进入调试环境。选取主菜单的Options菜单进行通讯设置（串行 口、波特率的设置）和模式设置（CPU类型、实验机状态），与实验机建立通信联系。2、编辑源文件选取文件菜单中的新建或打开即可进入编辑系统，编辑自己的源文件。3、编译用户编辑好自己的源程序后，选择编译菜单下的编译当前文件对源程序文件进行编 译。如程序有错，将给出警告或出错提示。用户根据提示修改源文
13、件。4、调试打开源语句调试窗口并将目标码加载到实验机。然后用户就可以运用本系统提供的 各种工具和方法进行调试。主要是观察程序的运行是否正常、有无走飞、各主要参数中 间值是否与设计吻合。5、进行实验根据实验有关说明和用户编制的程序，完成连线（最好先关闭实验机电源，再进行）。 通过调试软件加载、运行程序，观察实验有关现象。若现象与设计不符，则返回第二步 重新进行。第二章 MCS51 系列单片机实验实验一 认识实验一、实验要求编程在MCS51内部数据存储器的40H4FH单元分别写入数据00HOFH。二、实验目的1、学习 MCS51 内部数据存储器的编程方法2、学习AEDK5196ET实验系统的使用方
14、法3、学习调试软件LCAET的使用方法三、实验步骤1、正确连接实验系统，确认各个开关处于正确位置，打开实验机电源。2、运行LCAET软件，进入调试环境。选取主菜单的Options菜单进行通讯设置（串 行口、波特率的设置）和模式设置（CPU类型、实验机状态），与实验机建立通讯联系。3、打开编辑窗口，编写源程序文件，并汇编生成.1st及.obj文件。4、打开源程序调试窗口，将目标文件加载到实验机进行调试。在调试过程中，学习 使用单步运行、断点运行等运行命令，学习利用各种调试窗口观察实验现象和实验结果5、运行实验程序，观察实验结果。如结果与要求不符，返回第三步，重新进行。四、实验报告要求1、画程序流
15、程图并编程。2、写出在调试过程中使用的各种命令，叙述调试过程中出现的问题及解决方法。3、写出并分析实验现象。实验二 P1 口输入、输出实验一、实验要求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，接八个纽子开关，以实验机上74LS273做输出口，编写程序读取 开关状态，将此状态，在发光二极管上显示出来。实验目的1、学习Pl 口的使用方法。2、学习延时子程序的编写和使用三、实验电路及连线实验电路连接图如图 1所示。L8 nD25： B 74LS32D 1C! 1D2C!2D3C!3D4C!4D5C!5D6Q6D7Q7D 8G! 8:：-L： L K：CL RPO0PO
