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1、实实 验验 报报 告告 1 1实验项目名称：I/OI/O 口实验口实验同组人：实验时间：实验室： K2-407K2-407 单片机室单片机室指导教师：一、实验目的：一、实验目的：（l）学习 P1 口的结构及使用方法; 熟悉 Proteus 软件电路设计和 Keil 软件程序调试方法。（2）学习软件延时程序的编写。重点：延时程序，P1 口结构二、实验预备知识：二、实验预备知识：（l）Pl 口为准双向口,每一位都可独立地定义为输入或输出，在作输入线使用前,必须向锁存器相应位写入“1”,该位才能作为输入。（2）Proteus 软件应用，Keil 软件程序调试应用。三、实验内容：三、实验内容： 模拟开
2、关灯的模拟开关灯的 ProteusProteus 仿真及仿真及 C C 语言程序设计语言程序设计1 1、设计要求：设计要求：监视开关 K1（接在 P3.0 端口上） ，用发光二级管 L1（接在单片机 P1.0 端口上）显示开关状态，如果开关合上，L1 亮，开关打开，L1 熄灭。2 2、仿真电路原理图（预习）、仿真电路原理图（预习）元器件选取： AT89C52：单片机； RES：电阻； CRYSTAL：晶振； CAP、CAP-ELEC：电容、电解电容； LED-GREEN：绿色发光二级管； SWITCH：开关。C130pFX112MHzU119XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/
3、AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617GNDC21830pFXTAL2R1GND10kVCC9RSTC310uF293031PSENALEEAR2300L1LED-GREEN12345678P1.0/T2P1
4、.1/T2EXP1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C52模拟开关灯的电路原理图模拟开关灯的电路原理图3 3、程序设计内容（预习）、程序设计内容（预习） 开关状态的检测过程单片机对开关状态的检测相对于单片机来说，是从单片机的 P3.0 端口输入信号，而输入的信号只有高电平和低电平两种，当拨动开关 K1 拨上去，即输入高电平，相当开关断开，- 1 -当拨动开关 K1 拨下去， 即输入低电平， 相当开关闭合。 单片机可以采用 if(K1= =1)或者 if(K1=0)指令来完成对开关状态的检测。 输出控制当 P1.0 端口输出高电平，即 P1.0=1 时，根据发光二极管的单向导电
5、性可知，这时发光二级管 L1 熄灭；当 P1.0 端口输出低电平，即 P1.0=0 时，发光二级管 L1 亮。4 4、程序清单（预习）、程序清单（预习）#includesbit K1=P30;sbit L1=P10;void main(void)while(1)if(K1!=1)L1=0;elseL1=1;5 5、实验结果及分析：、实验结果及分析：C130pFX112MHzU119XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P
6、2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617GNDC21830pFXTAL2R1GND10kVCC9RSTC310uF293031PSENALEEAR2300L1LED-GREEN12345678P1.0/T2P1.1/T2EXP1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C52实验结果：C52 加载 HEX 文件进行仿真运行之后，通过鼠标操控开关闭合可以达到控制发
7、光二极管明灭的效果。实验分析：通过位定义 P3.0 和 P1.0 口分别赋给 K1 和 L3，二极管通过灌电流点亮，电阻 R2为限流电阻，防止电流过大烧坏二极管，因此，只有P1.0 为低电平时二极管点亮。开关如果闭合，K1=1，程序显示 P3.0 低电平，则控制 P1.0 输出低电平，二极管顺利点亮。广告灯（利用查表方式）的广告灯（利用查表方式）的ProtuesProtues仿真及程序设计仿真及程序设计- 2 -1 1、设计要求：利用查表的方法，使单片机端口输出电平控制灯光的变化。 （例如：左移，右移，闪烁等等）延时的时间0.2 s。2 2、仿真电路原理图（预习）、仿真电路原理图（预习）元器件
8、选取： AT89C52：单片机； RES：电阻； CRYSTAL：晶振；CAP、CAP-ELEC：电容、电解电容； LED-GREEN：绿色发光二级管。VCCR1C130pF19300R2300R3300R4300R5300R6300R7300R8300U1X112MHzXTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT
9、1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617D1D2D3D4D5D6D7D8C230pFGND18LED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREENXTAL29RSTR910k293031PSENALEEAVCCC310uF12345678P1.0/T2P1.1/T2EXP1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C52广告灯的电路原理图广告灯的电路原理图3 3、程序设计内容（预习
10、）、程序设计内容（预习）查表法是单片机程序设计中常用的一种方法，它多用于一些较复杂的控制场合，如判断键盘按键的键值、利用 I/O 口控制外部设备作一些预先设定好的复杂动作（本题是其简单的示意） 、 输出正余弦、 三角、 梯形或更复杂的波形， 甚至可以利用查表法实现一些复杂的算法。C 语言步骤如下： 定义一维数组 TABLE （复杂情况也可以用二维数组， 另外， 为节省单片机的 RAM资源，数组一般放在代码段中） ； 把控制码按顺序放入数组 TABLE 中； 定义变量 i,改变 i 的值，就可以取出数组中对应的控制码。4 4、程序清单（预习）、程序清单（预习）#includeunsigned c
11、har code table=0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0xbd,0xdb,0xaa,0x55,0xaa,0x55,0xaa,0x55,0xaa,0x55,0xaa,0x55,0x0f,0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0x00,0xf0,0x7f,0x3f,0x1f,0x0f,0x00,0x5a;unsigned char i=0;void delay(void)unsigned int a,b;- 3 -for(a=0;a=1000;a+)for(b=
12、0;b=110;b+);void main(void)while(1)if(tablei!=0x5a)P3=tablei;i+;delay();elsei=0;5 5、实验结果及分析：、实验结果及分析：VCCR1300R2300R3300R4300R5300R6300R7300R8300P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11
13、P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD0x55,0xaa,0x55,0xaa,0x55,0xaa,0x55,0xaa,0x55,0x0f,0xfe,0xfc,0xf8，0xf0,0x00,0xf0,0x7f,0x3f,0x1f,0x0f,0x00,然后通过程序控制依次显示， 并且编写延时函数来控制二极管显示的时间间隔。程序延时函数为 1s 延时：voiddelay(void)unsignedinta,b;for(a=0;a=1000;a+)for
14、(b=0;b=110;b+);根据 CPU 执行空操作指令 NOP 来达到延时效果，每个空操作指令均是一个指令周期，所以执行空操作指令的延时时间 =指令周期*空操作指令数。用两级嵌套的 for 语句循环，粗略计算执行一次 for 循环大概需要 8 个机器周期，对于12MH 晶振来讲，就是 8us, 两级嵌套的 for 语句全部执行完成后的时间大概是8*110*1000=880000us,为 0.88s 大概就是 1s 延时。四、思考题：四、思考题：1、模拟开关灯实验：编程实现 2 个开关控制 1 个灯的亮、灭，绘制电路图，并通过 Protues仿真。P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10
15、P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A1521222324252627281011121314151617P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD73938373635343332D1D2D3D4D5D6D7D8LED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREEN实验分析： 把要显示的二极管状态按二进制编码并且转换成十六进制控制码， 然后按顺序放入一维数组中，如：VCCR1300R
16、2300R3300R4300R5300R6300R7300R8300393837363534333221222324252627281011121314151617D1D2D3D4D5D6D7D8LED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREENLED-GREEN- 4 -C130pFX1CRYSTALU119XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A1
17、2P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617C21830pF9RSTXTAL2293031PSENALEEAR2330D1LED-YELLOW12345678P1.0/T2P1.1/T2EXP1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C52K2K1注：本实验通过位定义P3.0 和 P3.1 口分别赋给开关 K1 和 K2，然后通过程序，使开关K1 和K2 达到
18、相同的控制 LED 灯亮灭的效果。 并且位定义 P1.0 和 P1.1 口， 利用 P1 口的驱动能力，使 P1.0 口输出拉电流点亮 LED 灯，并且串联 R2 作为限流电阻，然后 P1.1 口输出低电平作为电源地。从而点亮 LED。开关 K1 和 K2 至少有一个闭合，则 LED 即可点亮。2、简述 P1 口的特点和工作过程。P1 口特点：P1 口由于有内部上拉电阻，没有高阻抗输入状态，故为准双向口。作为输出口时，不需要在片外接上拉电阻。P1 口“读引脚”输入时，必须先向锁存器写入 1。P1 口工作过程：P1 口只能作为通用的 I/O 口使用。（1） P1 口作为输出口时，若CPU 输出 1，Q=1，Q 非=0，场效应管截止，P1 口引脚的输出为 1；若 CPU 输出为 0，Q=0，Q 非=1，场效应管导通，P1 口引脚的输出为0。（2） P1 口作为输入口时，分为“读锁存器”和“读引脚”两种方式。 “读锁存器”时，锁存器的输出端 Q 的状态经输入缓冲器 BUF1 进入内部总线； “读引脚”时，先向锁存器写 1，使场效应管截止，P1.x 引脚上的点评经输入缓冲器 BUF2 进入内部总线。指导教师批阅及成绩指导教师签名：年月日- 5 -
