单片机原理与应用实验指导书(学生部分)(20094修订

1、单片机原理与应用 实验指导书2009年5月第一章 实验箱系统概述一、系统地址分配（1），存贮器地址分配CPUROMRAM1RAM2I/0扩展510000H0FFFFH（用户实验程序）0000H7FFFH用户数据8000HFF7FH（用户数据除FF20HFF2FH）FF80HFFFFH （2），I/O地址分配地址扩展名称用途0FF80H自定义实验用口地址0FF90H 自定义实验用口地址0FFA0H自定义实验用口地址0FFB0H自定义实验用口地址0FFC0H自定义实验用口地址0FFD0H自定义实验用口地址0FF20H系统8255 PA口键扫/字位口0FF21H系统8255 PB口字形口0FF22H

2、系统8255 PC口键入口0FF23H系统8255控制口控制口0FF28H扩展8255 PA口扩展口0FF29H扩展8255 PB口扩展口0FF2AH扩展8255 PC口扩展口0FF2BH扩展8255控制口控制口60H EX1实验用二、系统接口定义（1），CZ11：用户实验通讯接口； （2），CZ4：打印接口； （3），JX0，JX17为系统提供的数据总线接口 （4），CZ7：系统提供的扩展接口； （5），JX12、JX14：液晶显示接口 三、通用电路简介（1） LED发光二极管指示电路：实验台上包括16只发光二极管及相应驱动电路。见图1-1，LlL16为相应发光二极管驱动信号输入端, 该输入

3、端为低电平“0”时发光二极管亮 图1-6（2） 逻辑电平开关电路：见图12。实验台上有8只开关Kl-K8, 与之相对应的K1-K8个引线孔为逻辑电平输出端。开关向上拨相应插孔输出高电平“l”, 向下拨相应插孔输出低电平“0”。图1-7（3） 单脉冲电路：实验台上单脉冲产生电路如图1-3，标有“ ”和“”的两个引线插孔为正负单脉冲输出端。附近按钮AN为单脉冲产生按钮,每按一次产生一个单脉冲。图1-8（4） 分频电路：该电路由一片74LS393组成,见图1-4。T0T7为分频输出插孔。该计数器在加电时由RESET信号清零。当脉冲输入为8.0MHZ时,T0T7输出脉冲频率依次为4.0MHZ，2.0M

4、HZ，1.0MHZ，500KHZ，250KHZ，125KHZ，62500HZ，31250HZ。图1-9（5） 脉冲发生电路：实验台上提供一8MHZ的脉冲源，见图1-5，实验台上标有8MHZ的插孔，即为脉冲的输出端。图1-10（6） 485接口电路：图1-11（7） 通讯接口电路图1-12（8） 数码管显示电路图1-13（9） 键盘电路图1-14（10），目标CPU（AT89S52）的控制电路图1-15（11），存储器控制电路图1-16 第二章 系统安装与使用一、软件安装 1， 系统要求 Pentium、Pentium-或兼容处理器的PC机； Windows95/98/NT4.0/2000/XP

5、; 16MB RAM 20 MB 硬盘空间； 2， DICE-598K51部分软件安装说明 运行随机光盘上DICE-51仿真开发系统安装文件，根据提示完成软件安装，然后双击桌面上DICE-51仿真开发系统银环快捷图标，即可运行DICE-51仿真软件。3, 实验演示模拟装置的软件安装说明 随机的光盘中有一个“电子演示装置”文件夹,其中有下列文件： setup.exe 演示装置上位软件,点击后自动安装 D12Driver 演示装置USB接口驱动程序文件夹，内含win2k_xp和win98两个文件夹，相应的操作系统安装对应文件夹中的驱动程序。（win2k_xp用于2000、xp操作系统，win98用

6、于98操作系统。） usbtest.exe 该文件用于测试演示装置的32个I/O口。 安装方法：先将上述程序从光盘复制到硬盘,并去掉只读属性,双击setup.exe,根据提示直至安装完毕;然后用USB线将演示装置连接到PC机USB口,屏幕会提示发现新硬件,根据提示引导进行安装,当选择驱动程序时请把路径指向硬盘上win2k_xp或win98（根据自己实际的操作系统）文件夹中的d12test.sys,并直至安装完毕。二、硬件安装 系统设置 （1）KB6开关拨向导59一侧，把51K-CPU卡插到CPU卡座上（在8088Unit两侧），51K-CPU卡短路块向片外程序短接。 （2）SW3、SW4、SW

7、5：为键盘/显示选择开关，开关置ON（出厂模式），键盘/显示控制选择系统配置的8255接口芯片，反之由用户选择自定义的I/O接口芯片控制，在本机实验中，除8279实验外，键盘/显示为出厂模式。 （3）脱机使用：接通实验仪电源，数码管应显示“P.- -51”，表明实验系统处于51脱机状态，可通过实验仪键入相应实验序号，再按EX/FV键，即可全速执行该实验程序，例如输入数字键0、9，连接好A/D实验的导线，再按EX/FV键，即可运行实验序号九的A/D实验。 （4）联PC机操作：用34芯导线连接JF（在CPU卡）和仿真器接口（在CPU卡右侧），此时数码管熄灭，自动进入联机状态，把通信线一头和实验仪的

8、系统通信接口CZ1相连，另一端和PC机串口相连，运行DICE-51仿真开发系统软件，51部分实验源程序在598K5asm文件夹。*注：实验系统上的CZ11串行口为用户实验串行口。第三章实 验 指 导 一、采用联机调试实验程序时，需双击桌面上“DICE-51仿真开发系统”银环图标，打开仿真调试软件，设置仿真模式。具体步骤如下：点击菜单栏的“设置(S)”项，在弹出下拉菜单中选择“仿真模式(M).”，此时此时将弹出“仿真模式”对话框，在此进行相关设置CPU：8031/8032；RAM：用户RAM；ROM：系统ROM。二、实验接线图上的粗实线表示用户在实验时要用导线连接起来。软件实验 实验一清零程序

9、1，实验目的：掌握汇编语言设计和调试方法,熟悉键盘操作。2，实验内容：把2000H20FFH的内容清零。3，实验程序框图： 4，实验步骤：用连续或单步方式运行程序,检查200020FF中执行程序前后的内容变化。5，思考：假使把2000H20FFH中的内容改成FF，,如何修改程序。实验二 拆字程序 l，实验目的：掌握汇编语言设计和调试方法。2，实验内容：把2000H的内容拆开,高位送2001H低位,低位送2002H低位,2001H、2002H高位清零,一般本程序用于把数据送显示缓冲区时用。3，实验程序框图：4，实验步骤：用连续或单步方式运行程序,检查2000H2002H中内容变化情况。5，思考：

10、如何用断点方式调试本程序。实验三拼字程序 1，实验目的：进一步掌握汇编语言设计和调试方法。.2，实验内容：把2000H.2001H的低位分别送入2002H高低位,一般本程序用于把显示缓冲区的数据取出拼装成一字节。3，实验程序框图： 4，实验步骤：单步或用断点方式运行程序,检查2002H内容变化情况。实验四数据区传送子程序1，实验目的：掌握RAM中的数据操作。2，实验内容：把R2.R3源RAM区首址内的R6.R7字节数据传送到R4.R5目的RAM区。3，实验程序框图： 4，实验步骤：在R2.R3中输入源首址(例如0000H），R4.R5中输入目的地址(例如2000H）,R6.R7中输入字节数(例

11、如lFFFH),运行程序,检查0000HlFFFH中内容是否和2000H3FFFH中内容完全一致。实验五数据排序实验 1，实验目的：熟悉51指令系统，掌握程序设计方法。2，实验内容：编写并调试一个排序子程序，其功能为用冒泡法将内存RAM中几个单字节无符号的正整数，按从小到大的次序重新排列。3，程序框图：4，实验步骤：将RAM 50H5AH 中放入不等的数据，用断点方法运行本实验程序后检查实验六查找相同数个数 1，实验目的：熟悉汇编语言编程。2，实验内容：在2000H200FH的N个单元中填入零，运行本程序后检查2100H中是否为N。3，实验程序框图： 4，实验步骤：在2000H200FH的几个

12、单元中填入零，运行本程序后检查2100H中是否是几个单元数。5，思考：修改程序,查找其它内容。实验七无符号双字节快速乘法子程序 1，实验目的：掌握MCS-51汇编语言程序设计方法。2，预备知识：本程序利用单字节的乘法指令,根据下面的公式进行乘法运算的。(R2R3)*(R6R7)(R2)* +(R3)*(R6)* +R7)（R2）*（R6）* +(R2)*(R7)+(R3)*(R6)* +(R3)*(R7)3，实验内容：将(R2R3)和(R6R7)中双字节无符号整数相乘,积送R4 R5 R6 R7中。4，实验程序框图： 5，实验步骤：在R2R3和R6R7中输入无符号整数,断点或单步运行本实验程序

13、后检查R4 R5 R6 R7中内容。 实验八多分支程序 1，实验目的：掌握汇编语言的编程。2，实验内容：编写程序,根据送入的数据转移运行。3，实验程序框图： 4，实验步骤：在20H中分次送入00.01.02.03,每次运行程序后,观察数码管上数字循环实验九脉冲计数（定时/计数器实验） 1， 实验目的：熟悉单片机内部定时/计数器功能，掌握初始化编程方法。2， 实验内容：把定时器0外部输入的脉冲进行计数，并送显示器显示3， 实验程序框图：4， 实验接线图： 5， 实验步骤：用插针把8MHZ插孔和T插孔连接，P3.4 依次接T0T7或单脉冲输出孔，执行程序，观察数码管上计数脉冲的速度及个数。6， 思

14、考：修改程序使显示器上可显示到个脉冲个数。实验十电脑时钟(定时器、中断综合实验) 1，实验目的：熟悉MCS-5l定时器和中断初始化编程方法,了解定时器的应用实时程序的设计与调试技巧。2，实验内容：编写程序,从实验系统键盘上输入时间初值,用定时器产生0.lS定时中断,对时钟计数器计数,并将数值实时地送数码管显示。3，实验程序框图 4，实验步骤：连续运行程序，在键盘上输入时间初值，按执行键F0/EX执行，数码管实时显示时间值。5，思考：（1）电子钟走时精度和程序中那些常数有关？硬件实验实验一P1口亮灯实验 1， 实验目的：（l）学习P1口的使用方法;（2）学习延时子程序的编写。2， 实验顶备知识：

15、 （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），本实验中延时子程序采用指令循环来实现,机器周期(12/6MHz)*指令所需机器周期数*循环次数,在系统时间允许的情况下可以采用此方法。3， 实验内容：P1口输出口,接八只发光二极管,编写程序,使发光二极管循环点亮。4， 实验程序框图：5， 实验接线图：6， 实验步骤：P1.0P1.7用插针连至L1L8，运行程序后，观察发光二极管闪亮移位情况。7， 思考：改变延时常数，使发光二极管闪亮时间改变。修改程序，使发光二极管闪亮移位方向改变。实验二P1口转弯灯实验 1，

16、实验目的： 进一步了解P1口的使用，学习汇编语言编程方法及调试技巧。2，实验内容：P1.0 开关接5V，右转弯灯闪亮，P1.1开关接5V时左转弯灯闪亮，P1.0,P1.1开关同时接5V或接地时，转弯灯均不闪亮。3，实验程序框图：4，实验接线图： 5，实验步骤：P1.0 接K1，P1.1接K2，P1.4P1.7接L1、L4、L7、L10，连续运行本程序，应看到转弯灯正确闪亮，在用单步方式调试本程序时需修改延时子程序，（例可把延时程序第一个字节改成返回指令22H），以便观察。实验三 P3口输入,P1口输出1，实验目的：掌握P3口P1口简单使用。2，实验内容：P3.3口输入一脉冲,PI口按16进制加

17、一方式点亮发光二极管。3，实验程序框图： 4， 实验接线图： 5，实验步骤：P3.3用接针连至K1 P1.0P1.7插针连至L1L8，K1拨动一次，L1L8发光二极管按16进制方式加一点亮。6，思考：修改程序，使发光二极管左移方式点亮。实验四工业顺序控制 1，实验目的：掌握工业顺序控制程序的简单编程,中断的使用。2，实验预备知识：在工业控制中,象冲压、注塑、轻纺、制瓶等生产过程,都是一些继续生产过程,按某种顺序有规律地完成预定的动作,对这类继续生产过程的控制称顺序控制，象注塑机工艺过程大致按“合模注射延时开模产伸产退”顺序动作,用单片机最易实现。3，实验内容：由 P1.01.6控制注塑机的七道

18、工序,现模拟控制七只发光二极的点亮，低电平有效，设定每道工序时间转换为延时，P3.4为开工启动开关，高电平启动。P3.3为外部故障输入模拟开关，低电平报警，P1.7为报警声音输出，设定6道工序只有一位输出，第七道工序三位有输出。4，实验程序框图： 5，实验接线图： 6，实验步骤：JP向下短接，P3.4-K1,P3.3-K2,P1.0P1.6-L1L7,P1.7-Vin 。执行程序，把K1接到高电平，观察发光二极管点亮情况，确定工序执行是否正常,然后把K2置为低电平,看是否有声音报警,恢复中断1.报警停，又从刚才报警时一道程序执行下去。可用单步、单步跟踪,非全速断点、全速断点，连续执行功能调试软

19、件,直到符合自己程序设计要求为止。7，思考：修改程序,使每道工序中有多位输出。实验五8255A.B.C口输出方波 1，实验目的：掌握可编程I/O接口芯片8255的接口原理使用,熟悉对8255初始化编程和输入/输出软件的设计为法。2，实验内容：在8255的A.B.C口用万用表可测出每个口线的高低电平变化。3，实验程序框图： 4，实验步骤：执行程序,用万用表测量8255A.B.C口应有高低电平变化(或用8255A.B.C口分别用插针连至LlL8,观察发光二极管变化情况)。实验六8255PA口控制PB口1，实验目的：掌握单片机系统中扩展外围芯片的方法，了解8255芯片的结构及编程方法。2，实验内容：

20、用8255PA口作开关量输入口，PB口作输出口。3，实验程序框图： 4，实验接线图： 5，实验步骤：8255PA口接KlK8,PB口接L1L8运行程序,按K1K8,观察L1L8发光二极管是否对应点亮。实验七8255控制交通灯1，实验目的：进一步了解8255芯片的结构及编程方法,学习模拟交通控制的实现方法。2，实验内容：用8255做输出口,控制十二个发光二极管燃灭,模拟交通灯管理。3，实验程序框图： 4，实验接线图： 5，实验步骤：8255 PB3PB0-L1L4,PA7PA0-L5L12。执行程序，初始态为四个路口的红灯全亮之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西路口方向通车，延时一段时

21、间后东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁，闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北路口方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁，闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，之后重复以上过程。实验八简单I/O口扩展l，实验目的:(1)学习单片机系统中扩展简单I/O口的方法。 (2)学习数据输入输出程序的编制方法。2，实验内容: 利用74LS244作为输入口,读取开关状态,并将此状态,通过74LS273再驱动发光二极管显示出来。3，实验程序框图： 4，实验接线图： 5，实验步骤：Y0Y7接K1K8，Q0Q7接L1L8，CS1接FF80H孔，CS2接FF90H孔，JX0接JX7，执行程序，按动K1K8，观察L1L8是否对应点亮。6，思考：可否用273输入，244输出。实验九A/D转换实验 1，实验目的：（1）掌握A/D转换与单片机接口的方法； （2）了解A/D芯片0809转换性能及编程方法； （3）通过实验了解单片机如何进行数据采集。2，实验内容：利用实验系统上的0809做A/D转换器，实验系统上的电位器提供模拟量输入，编制程序，将模拟量转换成数字，通过数码管显示出来。3，实验接线图：4，实验程序框图