单片机原理及应用实验指导书

1、实验一 指令系统和汇编语言程序设计实验 本章实验主要包括指令系统和汇编语言程序设计两部分。采用软件模拟调试的方法，目的在于通过这些实验可以使学生巩固所学知识，加深对MCS-51单片机内部结构、指令系统的理解，更进一步掌握汇编语言程序设计的方法和技巧。实验操作说明Keil 软件调试方式分为：软件仿真方式和硬件调试两种。 软件仿真实验上机操作步骤：1、进入Keil，点击桌面上“Keil Version 3”图标，进入Keil系统窗口；2、新建工程： 1）打开“工程”菜单中的新建，在弹出的对话框中，键入自己定义的工程名；2）在进一步打开的对话框中，选择CPU的类型，为Intel公司的8032AH，确

2、定；3）存入C:keil 文件夹中。（机房，安装在C盘，改为C:keil）3、打开“视图”菜单中的“工程窗口”；4、在“工程窗口”中，右击“目标1”,为工程设置参数； 1）在弹出的快捷菜单中选择“为目标“目标1”设置选项”； 2）在弹出的对话框中选择“项目”选项卡，设置时钟为“12Mhz”； 3）选择“调试”选项卡，在单选框选择“软件仿真方式”； 4）确定，即完成了“软件仿真方式”的设置。5、新建文件 1）打开“文件”菜单，选择“新建”； 2）系统打开一个文本窗口，你可在窗口的编辑区输入要调试的汇编语言源程序； 3）存盘，命名文件名和扩展名，文件名任起，扩展名必须是.asm，存入C:keil

3、文件夹中（在大机房，安装在C盘，改为C:keil）；例如：a.asm。6、将刚建的新文件添入当前的工程中 1）在“工程窗口”中，“目标1”的+号处打开，显示“源代码组1”； 2）右击“源代码组1”，在快捷菜单中选择“为“源代码组1”添加文件”，弹出一个对话框； 3）在对话框中选择“文件类型”为*.*; 4) 选择文件所在路径，同时找到刚键入的a.asm文件，点击“add”按钮,然后点击“close”按钮; 5) 在“工程窗口”点击“源代码组1”左侧的+号，显示添加的a.asm文件，添加成功。7、汇编 1）在“工程窗口”点击“源代码组1”的a.asm文件； 2）打开“a.asm”文件编辑窗口；

4、3）点击工具按钮中的“重建所有的目标文件”，进行汇编； 4）在“输出窗口”显示汇编是否有错，无错，进入调试； 有错，在编辑窗口修改程序，改后，再次汇编，直至无错后进入调试；8、调试程序 1）点击“开始/停止调试”按钮，进入调试界面； 2）在程序窗口中有一个黄箭头指向程序的第一条可执行指令的开头； 3）选择调试方式进行调试； 在“调试”菜单中选择：跟踪、单步、运行、断点等方式； 或按单步或跟踪命令按钮，按一次单步，执行一条指令，pc指针指向下一条要被执行的指令； 检查运行结果 打开“视图”菜单，选择“存储器窗口”，弹出存储器对话框； 在存储器对话框的下方选择memory1在地址栏中键入“C:0X

5、0000”回车，建立程序存储器的观察窗口； 选择memory2在地址栏中键入“D:0X00”回车，建立内部数据存储器的观察窗口； 选择memory3在地址栏中键入“X:0X0000”回车，建立外部数据存储器的观察窗口； 在“project workspace”窗口中观察r0-r7,a,pc,dptr,psw,要观察各个标志位，打开psw左侧的+号； 9、设置PC指针 当程序的首地址不是0000H时，汇编结束后，PC指针仍然指向0000H的地方，在调试程序前，一定要将PC设置到你的程序首地址处，方法为：1）将光标移到程序的第一条指令处，击鼠标右键；2）在快捷菜单中选择“Set Program C

6、ounter”命令，PC指针即可指向程序的第一条指令。指令系统实验实验一 熟悉键盘操作及数传指令编程设计一、 实验目的1 熟悉软件模拟调试的环境及键盘操作。2 掌握汇编语言程序设计的方法，加深对指令的理解。3 学会软件模拟调试和察看修改观察项的方法。二、 实验内容印证数据传送指令的功能、寻址方式以及PC指针、SP指针、DPTR指针、Ri指针分别对代码段、堆栈段、外扩数据存储器段、位寻址区等不同存储器的访问方式。 三、实验步骤1 进入调试软件环境，输入源程序；2 汇编源程序；3 用单步方式运行程序；4 检查并记录各寄存器和存储单元内容的变化。四、程序清单1. 内部RAM数据传送（MOV指令）1)

7、寄存器寻址与立即寻址，需要查看的数据有A、PSW和不同寄存器区的Rn等单元的内容。ORG 0000HAJMP 0050HORG 0050HMAIN: MOV PSW,#00H ;RS1=0,RS0=0 0组寄存器 MOV R0,#30H MOV A,R0 MOV R6,A SETB RS1SETB RS0 ; RS1=1,RS0=1 3组寄存器MOV R0,#30H MOV A,R0 MOV R6,AMOV PSW,#10H ;RS1=1,RS0=0 2组寄存器MOV R0,#30H MOV A,R0 MOV R6,ACLR RS1SETB RS0 ;RS1=0,RS0=1 1组寄存器MOV

8、R0,#30H MOV A,R0 MOV R6,A SJMP $ END 2) 直接寻址，需查看30H、31H、32H、40H、ACC、PSW、02H等单元的内容。 ORG 0000H AJMP 0060H ORG 0060HMAIN: MOV 30H,#45H MOV 31H,#46H MOV 02H,31H MOV 0E0H,30H MOV 32H,ACC MOV ACC,PSW MOV 40H,ACC SJMP $ END 3）寄存器间接寻址，需查看R0、RO等的内容。 ORG 0000HAJMP 0070HORG 0070HMAIN:MOV 30H,#66H MOV R0,#30H M

9、OV R0,#30H INC R0 MOV R0,#31H SJMP $ END2. 外部程序存储器数据传送（MOVC指令）根据A中数据查外部程序存储器单元2000H200FH单元中的字形码,依次存入内部RAM以30H开始的单元。ORG 0000HAJMP 0080HORG 0080HMAIN:MOV R0,#30HMOV R2,#08HMOV R3, #00H LOOP: MOV A,R3MOV B,#02H ADD A,B MOV DPTR,#2000H MOVC A,A+DPTR MOV R0,A INC R0 INC R3 DJNZ R2,LOOP SJMP $ ORG 2000H T

10、ABL: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H DB 88H,83H,0C6H,0A1H,086H,08EH END3. 堆栈操作（PUSH和POP指令）需要查看的数据有50H、51H、A及SP指针和堆栈区中数据随PUSH和POP指令执行后的变化情况和数据的存放次序等。1)可用于保护现场和恢复现场的程序ORG 0000HAJMP 0090HORG 0090H MAIN:MOV SP,#5FHMOV 50H,#3BHMOV 51H,#2FHMOV A,#12H PUSH 50H PUSH 51H PUSH ACCPOP 0E0H POP

11、51H POP 50H SJMP $ END 2)可用于数据交换的程序ORG 0000HAJMP OOA0HORG 00A0H MAIN:MOV SP,#6FHMOV 50H,#3BHMOV 51H,#2FH PUSH 50H PUSH 51H POP 50H POP 51H SJMP $ END4.数据交换 （SWAP、XCHD、XCH指令） 记录每条指令运行后的结果，从而加深对各种不同的交换指令的理解。 1）SWAP指令 ORG 0000H AJMP 00B0HORG 00B0H MAIN:MOV A,#58H SWAP A MOV 40H,A SJMP $ END 2) XCHD 指令

12、ORG 0000H AJMP 00C0H ORG 00C0H MAIN:MOV A,#30H MOV R0,#30H MOV R0,#09H XCHD A,R0 MOV 41H,A SJMP $ END 3）XCH 指令 ORG 0000H AJMP 00D0H ORG 00D0H AMIN:MOV R0,#50H MOV 50H,#1 MOV A,#89H XCH A,50H MOV R7,#3 XCH A,R7 XCH A,R0 SJMP $ END5. 外部数据存储器数据传送（MOVX指令）将内部RAM中40H单元的内容送到外部数据存储器（或I/O口）3695H单元。1) DPTR 作指

13、针 ORG 0000H AJMP 00F0H ORG 00F0H MAIN:MOV 40H,#99H MOV A,40H MOV DPTR,#3695H MOVX DPTR,A SJMP $ END2) Ri作指针 ORG 0000H AJMP 0100H ORG 0100H MAIN:MOV 40H,#68H MOV A,40H MOV P2,#36H MOV R0,#95H MOVX R0,A SJMP $END五、 思考题1、 寄存器寻址与寄存器间接寻址有什么区别？2、 PC指针与SP指针有什么区别？3、 DPTR指针与Ri（R0，R1）指针有什么区别？4、 立即寻址与直接寻址有什么区别

14、？5、 同一个特殊功能寄存器不同表达形式。6、 三种不同的交换指令的区别是什么？7、 MOVX和MOVC指令的不同点。 实验二 分支程序设计一、 实验目的1. 进一步熟悉MCS-51指令系统，了解汇编语言程序设计的基本结构。2. 掌握分支结构程序设计的方法。3. 学会用条件转移指令、CJNE、JMP及其配合使用来编写二分支、三分支和多分支程序。二、 实验内容 1. 二分支的条件转移程序设变量X存放于R0，函数值Y存放在R1，其中X、Y均为二进制数。试按照下式的要求给Y赋值：Y=1X>00X=0-1X<0 程序框图如图3-5所示：: 三、实验步骤1 根据实验内容和参考程序流程图，编出

15、相应的分支结构程序。2 输入程序，汇编成功；3 用F4（执行到光标处）、F7（跟踪执行）、F8（单步执行）或断点运行等方式调试程序；4 观察程序的流程，记录运行结果。四、思考题1 CJNE指令对CY 有影响吗？用CJNE 和JC/JNC指令配合应注意什么？在用JMP 指令前，若变址>255怎么办？ 2用什么指令可以实现多分支之间的隔离？五、实验报告要求写出题目运行结果。六、参考程序清单1、二分支的条件转移程序1） 用二分支结构程序实现： ORG 0000H AJMP 0050H ORG 0050HMAIN: MOV A,R0 JZ LOAD JNB ACC.7,GO MOV A,#0FF

16、H SJMP LOADGO: MOV A,#01HLOAD: MOV R1,A SJMP $ END 2）用三分支结构程序实现： ORG 0000H AJMP 0050H ORG 0050HMAIN: MOV A,R0 JNZ COMP MOV R1,#00H SJMP MP3COMP: CJNE R0,#80H,MP1 MOV R1,#0FFH LJMP MP3MP1: JC MP2 MOV R1,#0FFH LJMP MP3MP2: MOV R1,#01H MP3: SJMP $ END循环程序设计 一、实验目的1 进一步熟悉MCS-51指令系统，了解汇编语言程序设计的基本结构。掌握循环结

17、构程序设计的方法，弄清单重及多重循环控制过程。2 掌握典型算法：冒泡排序法。二、 实验内容设计循环程序：冒泡法排序。具体要求：设单片机8031外部RAM从3600H单元开始存放10个无符号数，试编写程序能使它们按从大到小的顺序排列（最大数存放在3600H单元）。 三、 实验步骤1 输入预先编好的程序，汇编成功；2 用自动单步方式执行程序，观察循环计数器的变化情况。3 用断点运行方式调试排序程序，记录排序过程。四、 参考流程图 程序流程图如图3-7所示。五、循环结构程序参考清单：冒泡法排序法参考程序清单：ORG 0000H AJMP 0050H ORG 0050HMAIN: MOV PSW,#0

18、0H MOV P2,#36H MOV R2,#10-1LPP0: MOV R0,#00H MOV R1,#01H MOV 03H,R2 CLR 7FHLPP1: MOVX A,R0 MOV 30H,A MOVX A,R1 CJNE A,30H,LPP2 SJMP LL1LPP2: JC LL1 MOVX R0,A XCH A,30H MOVX R1,A SETB 7FHLL1: INC R0 INC R1 DJNZ R3,LPP1 JNB 7FH,LPP3 DJNZ R2,LPP0LPP3: SJMP $ END六、思考题1、若用DJNZ或CJNE指令来控制循环，编写程序有什么不同？2、如何将

19、排序程序修改为只用一个指针？3、将无符号数排序程序修改为带符号数排序。实验三 LED 流水灯实验一、实验目的：1、进一步熟悉Keil C51集成开发环境调试功能的使用2、学会自己编写程序，进行编译、仿真调试3、学会使用单片机的P0口作为I/O口去控制外围电路，实现LED灯以固定的频率进行闪烁。二、实验设备：1、PC机2、SW-51PROC单片机综合实验平台三、实验内容：1、编写一段程序，用单片机P0口的8个输出去控制8个LED灯，实现如下功能：先使8个LED灯轮流点亮，从左向右移动，时间间隔0.5s。以上过程循环实现。四、实验步骤：1、实验原理图：2、硬件连线方式：用杜邦线将“MCU”区的P0

20、口 “P0.0-P0.7”与“8-LED”模块区的“L1-L8”依次相连。编写程序思路：用单片机P0口的8位输出控制8个LED灯，每次只点亮一只LED，8只LED灯依次点亮，如此循环即可形成流水灯。3、实验箱的时钟：晶振频率为11.0592MHzTose=1/（11.0592*1000000）=0.0904us1个机器周期为0.0904us*12=1.085us4、源程序：*/#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define PORT P0uchar code dis = 0x

21、fe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf, 0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd;/*延时函数*/void delay_50ms(uint t) uint i;for(;t>0;t-) for(i=6245;i>0;i-);/*主函数*/void main(void) uchar *p=dis; while(1) for(p=dis;p<(dis+14);p+)PORT=*p;delay_50ms(10); /*结束*/5、运行程序：把编写好的程序输入PC机中，用Keil软件进行编译，编译无误的情况下，运行该程序，此时L

22、ED灯会依次轮流点亮。6、实验报告要求：1、实验名称2、实验目的3、实验设备4、实验内容5、实验原理（图要画完整）及控制方法合过程详细的说明6、实验编写的程序7、实验结果8、心得和建议（1）首先知道LED的工作原理。共阴级共阳极，此实验板是共阳极，要亮，的加一个高电平。由于这8个LED灯与P0口相连，所以直接通过P0口控制其亮灭就可以。依次开启每个灯，同时开启时要亮一定的时间。时间可以自己定义，也可以利用定时器实现。具体的汇编程序如下：ORG 0000HLJMP MAIN ORG 0050HMAIN：MOV R0，#14 MOV DPTR，#TABLEL0: MOV A，#0L1: MOVC

23、A，DPTR+A MOV P0，A ACALL DELAY1 INC ADJNZ R0，L1SJMP L0 DELAY1： MOV R1，#250LOOP1: MOV R2，#250LOOP2: NOP NOP NOP NOP NOP DJNZR0,LOOP2 DJNZR1,LOOP1 RETTABLE:DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH,0BFH,0DFH,0EFH,0F7H,0FBH,0FDH END大家可以换一种亮灭的方式，只是通过修改表中的相应的信息，同时将程序做适当的修改，就可以达到预想的效果。实验四 数码管动态扫描实验一、实验目的：

24、学习计数器的设计、分析合测试方法。学习硬件扫描显示电路的设计方法。二、实验设备：1、PC机2、SW-51PROC单片机综合实验平台三、实验内容：编写一段程序，用单片机P0口和P2口的I/O输出去控制8位的数码管显示，实现如下功能：使数码管上显示1、2、3、4、5、6、7、8。四、实验步骤：1、实验原理图： 2、硬件连线方式：1、MCU模块的P0口的“p0.0-p0.7” 分别连接到“8-SEG模块”的“a-dp” 依次相连。2、MCU模块的P2口的“p2.0-p2.7”分别连接到“8-SEG模块”的“DS1-DS8” 依次相连。3、源程序：*/#include<reg52.h>#d

25、efine uchar unsigned char#define uint unsigned int/*段码表*/uchar code led=0Xc0,/*0*/ /七段译码表 0Xf9,/*1*/ 0Xa4,/*2*/ 0Xb0,/*3*/ 0X99,/*4*/ 0X92,/*5*/ 0X82,/*6*/ 0Xf8,/*7*/ 0X80,/*8*/ 0X90,/*9*/ 0X88,/*A*/ 0X83,/*b*/ 0Xc6,/*C*/ 0Xa1,/*d*/ 0X86,/*E*/ 0X8e,/*F*/;uchar *p = led+1,led+2,led+3,led+4,led+5,led+6,led+7,led+8;/*延时函数*/void delay_us(uint t) /usdo t-; while(t>1);void delay_ms(uint t) /ms while(t!=0) delay_us(142); t-; /*扫描*/void display() uchar i;uchar *pt = p; for(i=0;i<8;i+) switch(i)case 0: P2 = 0x7f; break;case 1: