单片机软件仿真实验

1、 单片机软件仿真实验一、使用Keil C51软件仿真的意义调试、运行汇编或C语言程序后，我们会觉得单片机并不很复杂，学起来也并不枯燥。特别是Keil C51提供了 I/O端口、定时/计数器、中断结构和串行通信部件窗口，可观察到程序运行或单步调试时各端线、寄存器、标志位等电平的变化情况，对清晰把握流程及理解工作原理起到良好的促进作用。当输出端电平按自己的要求变化时，愉悦随之而来！软件仿真不仅在学习探究阶段是好方法，实际应用中也是重要的环节。二、由浅入深安排的实验项目实验1 Keil C51软件仿真步骤。输入、编译一个短小程序，调试运行观察P1.0端的电平变化规律，并对程序作适当修改，让P1端口各

2、位依次出高电平点亮LED发光管（左移）。实验2 十进制数转BCD码（汇编程序、C语言） 了解数据在累加器、存储单元内的存储形式及如何控制端口Port各位电平的高低、SWAP命令的功能。 开始尝试调试或了解C语言程序。实验3 定时器/计数器（汇编程序、C语言） 要点：定时器延时方法、程序查询溢出、定时器程序调试技巧 实验4 中断（汇编程序、C语言）1.定时器硬件中断 2.外部中断 要求：把握汇编程序的转跳流程、C51程序的中断服务函数定义格式，学会软件仿真调试时怎样实现外部中断。实验5 航标灯（汇编程序） 白天灯灭，天黑闪亮，快慢可调，电路简单，流程清晰，调试、运行成功多有趣！实验6 步进电机（

3、C语言） 步进电机也称为脉冲电机，它可以接收单片机I/O端口的数字脉冲（高低电平的变化），使电机旋转过相应的角度，在要求快速启停、精确定位的场合广泛应用。实验7 串行通信奇偶校验（汇编程序） 调试一个程序了解奇偶校验技术、方式2一帧数据组成、振荡周期、波特率周期，观察TB8（“第九位数据”）、P（PSW.0）、CY（位累加器C）、TI（中断申请）位。实验8 转速自动稳定程序（C语言）三、实验内容实验1 Keil C51软件仿真步骤1.进入Keil uVision2集成开发环境2.建立项目 选“Project”“New Project”，在对话框中输入项目名：led注意：路径是E:CJY实验1l

4、ed，需先建个人文件夹及子文件夹“实验1”。3.选芯片 项目建立完毕自动弹出器件选择对话框，选择“Inter”中的8051AH。4.输入程序 选“File”“New”，在文本框中编辑源文件，保存。汇编程序路径及文件名为： E:CJY实验1 led.asm5.添加 将汇编程序添加到项目中，方法是在左边文件栏中用鼠标右键点击 弹出快捷菜单，选“Add Files to Group Source Group 1” ，在对话框中选led.asm，点击“Add” 、“Close”按钮。6.编译 点击图标“ ”（Build Target），进行编译，根据错误提示修改。7.调试 点击图标“ ”（Start/

5、Stop Debug）进行调试，“ ”单步执行，“”跳出循环。“Peripherals”“I/O Ports”“Port 1”显示端口窗口。 点击“ ”可运行程序，“Port 1”端口的P1.0应怎样变化?“”停止。 如何用左移指令使得P1端口各位依次出高电平点亮LED管?提示：增加、修改的语句有：MOV A,#01H、MOV P1,A 、RL A MOV P1,A8.关闭项目“Project”“Clouse Project” 。 程序调试界面 实验2 十进制数转BCD码 借助本程序的调试，可清楚地观察到执行每条语句后各累加器内容的变化情况，了解到十进制数是以何种形式存入累加器的，I/O端口的

6、电平的高低是怎样控制的。 汇编语言程序调试界面C51程序：#include<reg51.h>void main() unsigned char a=23,t,b; t=a/10; b=a%10; t<<=4; b+=t; P1=b;调试、运行C语言程序的方法与汇编语言相同，不妨试一试，自己喜欢哪一种？ 实验3 定时器/计数器 延时方法有三种，一是子程序延时（实验1），二由定时器完成（实验3），三是两种方法的结合（试验4）。 当程序调试到下面位置时，应怎样做才能继续？ 实验3汇编程序调试界面 C语言： #include<reg51.h>sbit P1_0=P1

7、0; /* 定义P1_0为Port1端口的0位 */void main() TMOD=0x01; /* “0x01”的第一个符号是零 */ TR0=1; for(;) TH0=0x3D; TL0=0xB0; dowhile(TF0=0); P1_0=!P1_0; TF0=0; 实验4 中断1定时器硬件中断 定时器0、6M晶振，定时6秒，中断到来P1.0输出低电平,电亮发光二极管。汇编程序：ORG 0000H AJMP MAIN ORG 000BH ; 定时器0溢出中断矢量地址 AJMP ET0P ; 转跳中端服务子程序 ORG 0100HMAIN: SETB P1.0 MOV TMOD,#01

8、H MOV TH0,#0CH ；设置125ms定时 MOV TL0,#0DCH MOV R3,#30 ；延时方法3:定时器与寄存器计数结合增大延时量 SETB EA ；中断总允许 SETB ET0 ；允许定时器0溢出中断 SETB TR0 ；启动定时器WAIT: CJNE R3,#00H,WAIT ；一旦溢出中断即刻执行000BH处的命令：AJMP ET0P CLR P1.0 ；定时结束（R3为0），P1.0变为低电平HERE: SJMP HEREET0P: MOV TH0,#0CH ；定时器中断服务子程序 MOV TL0,#0DCH DEC R3 ；需要48次中断（0.125×46

9、=6） RETI ；返回 WAIT 处 END要求：调试时清晰把握转跳流程，并在上面程序中画线示明。注意：点击定时器窗口中的TF0使其置1，可强迫溢出中断，并将#30改为#02H快捷。C语言： #include<reg51.h>char data flag;sbit P1_0=P10;void time0() interrupt 1 using 1 /*“interrupt 1”中的1是中断源自然优先编号：*/ /* 0：外部中断0 1：定时器0 2：外部中断1 3：定时器1 4：串行口*/ TH0=0x0C;TL0=0xDC;flag+;void main() P1_0=1;TM

10、OD=1;EA=1;ET0=1;TH0=0x0C;TL0=0xDC;TR0=1;flag=0; dowhile(flag<48); P1_0=0; dowhile(1);2外部中断 用外部中断INT0 （P3.2）触发P1.0输出低电平，点亮发光二极管。汇编程序调试界面：问题：（1）如何继续？（2）IT0置1与清0有和差别？（通过修改、调试、观察来鉴别）C语言： +5v 8051P1.0 P3.2 I NT0#include<reg51.h>sbit P1_0=P10;void service_int0() interrupt 0 using 2 P1_0=0;void ma

11、in() EA=1;EX0=1;IT0=1; P1_0=1; dowhile(P1_0=1); dowhile(P1_0=0); 实验5 航标灯 下面是航标灯电路示意图和汇编程序，请对其进行调试（打开定时器0、Port1、Port3窗口），观察能否实现天黑灯闪亮的控制。 程序按延时2秒让P1.7电平变化，达到闪亮效果。ORG 0000H ;安排程序起点软件仿真时必须有 +Vcc AJMP MAIN ;跳到主程序 ORG 0003H ;外部中断时自动转到此(矢量地址) AJMP WBINT ;跳到中断服务子程序 灯 ORG 000BH ;定时器矢量地址(溢出中断自动转到此) AJMP T0INT

12、 ;跳到溢出中断子程序 P1.78051 P3.2 INT0 ORG 0100H ;主程序入口地址MAIN: MOV SP,#30H CLR P1.7 CLR IT0 ;低电平触发方式 CLR PX0 ;优先等级0 SETB EX0 ;外部中断0开 去感光电路 SETB EA (白天高电平，天黑为低电平0） HERE: AJMP HERE ;等待外部中断(天黑) ;WBINT:MOV TMOD,#01H ;设置T0为定时功能 MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH SETB PT0 ;定时器优先等级为1 SETB TR0 ;启动定时器计数 SETB ET0 ;定时器硬件中断开 M

13、OV R7,#40 ;辅助延时HERE1:JNB P3.2,HERE1 ;天黑等待定时器溢出中断 CLR ET0 ;天亮. CLR TR0 CLR P1.7 RETI定时器T0延时50ms，模式1，计数初值：X=6553612×50×1000/12 =3CB0HR7软件计数值：2×1000/50=40调试时还用40吗？ ;T0INT:MOV TL0,#0B0H MOV TH0,#3CH DJNZ R7,EXIT ;2秒未到 MOV R7,#40 ;2秒到 CPL P1.7EXIT: RETI ; END 实验6 步进电机 编程控制4相步进电机，4个按钮选择4拍、8

14、拍方式正反转。#include<reg51.h>#define uchar unsigned char /* 无符号字符型变量可存放整数*/uchar cwf4=0x08, 0x04, 0x02, 0x01; /* 4拍方式正向转动控制字节 */uchar ccwf4=0x01, 0x02, 0x04, 0x08; /* 4拍方式反向转动控制字节 */uchar cwe8=0x08, 0x0c, 0x04, 0x06, 0x02, 0x03, 0x01, 0x09; /* 8拍正向转动控制字节 */uchar ccwe8=0x09, 0x01, 0x03, 0x02, 0x06,

15、0x04, 0x0c, 0x08; /* 8拍反向转动控制字节*/uchar key; +Vcc去电机绕组线路P1.4 P1.0P1.5 P1.1P1.6 P1.2P1.7 P1.3void delay(uchar a) /*延时函数*/ K1 uchar i,j; for(i=0;i<a;i+) K2 for(j=0;j<200;j+); /*下面是转动函数从开关语句得到实参数组*/ K3void rotate(uchar temp,uchar num) uchar i=0; K4 while(1) P1=0xF0|tempi; delay(10); /*若按下K3，首次输出00

16、01，反转第一拍，延时*/ i+; if(i=num)i=0; elsei=i; if(P1&0xF0)!= 0xF0) return; /* 如又有键按下则返回，再判断是哪一个，没有则循环输出控制字节*/ void main() while(1) key=P1&0xF0; / * 提取按键信息 */ if(key!=0xF0) /* 不相等说明有键按下,相等循环等待*/ delay(1); /* 延时去抖 */ if(key=(P1&0xF0) /* 确认有效按键 */ switch(key) case 0x 70:rotate(cwf,4);break;，K4按下*

17、/ case 0x B0:rotate(ccwf,4);break; case 0x D0:rotate(cwe,8);break; case 0x E0:rotate(ccwf,8);break; defult:break;当我们点击P1.6使其为低电平时(对应按下K3按钮)，则P1输出控制字为0x01， 反转第一拍。 实验7 串行通信奇偶校验1请读程序：ORG 0000HTRAN: MOV SCON,#80H ;串行方式2,一帧数据11位 ;(起始位、?位数据、第九位TB8、停止位） MOV A,#0A8H ;数据存入A中时PSW.0自动跟踪A中1的奇偶性 MOV C,PSW.0 ;将奇偶

18、校验位的值存入位累加器 MOV TB8,C ;再存入"第九位" MOV SBUF,A ;数据送发送缓冲器并启动发送LOOP: JBC TI,TRAN ;TI为1则清零转跳（一帧数据发送结束则硬件置中断位TI为1） SJMP LOOP ;等待一帧发送结束,波特率为振荡频率的1/64,本句执行14次 ;"JBC TI,TRAN"执行了15次,两条指令各需24个震荡周期, ;共耗时24*29=696个震荡周期,波特率周期为64个震荡周期, ;符合"当最后一个数据位(附加位)送完后使TI置1,置TXD=1 END ;作为停止位"(P120),

19、实际上发送10位后便中断2调试运行（1）单步调试过程中，会发现“LOOP”需要循环15次，能否快一些？能计算振荡频率吗？ 解决方法是增加一句“MOV PCON, #80H”，再调试看看会有什么变化，为什么？（2）请观察默认状态是奇校验还是偶校验？将发送数据改为#0AAH会有什么变化？问题：为什么Port3的P3.1(TXD)点电平不随移位发送而变化? 实验8 转速自动稳定程序1考虑占空比的脉冲发生程序 占空比指高电平占周期的比例，如：周期2.5秒，占空比20%，则高电平时间为0.5秒。振荡频率12MHz，机器频率1MHz，机器周期1微秒（加1计数1次），定时器T0最大定时量（方式1）：6553

20、6次×1微秒=65.536毫秒。定时器T0定时10毫秒，需要计数10×1000/1=10000次，则得初值X=65536-10000， 满足高电平0.5秒需0.5×1000/10=50次溢出中断，满足2.5秒周期需250次中断。 读懂程序，单步调试时可将50和250改成2、3，并点击TF0置1强制溢出。main() TMOD=0x01; TH0=(65536-10000)/256; TL0=(65536-10000)%256; EA=1;ET0=1;TR0=1; dowhile(1);#include<reg51.h>#define uchar uns

21、igned charuchar time=0,period=250,high=50;sbit P1_0=P10;timer0() interrupt 1 using 1 TH0=(65536-10000)/256; TL0=(65536-10000)%256; if(+time=high) P1_0=0; else if(time=period) time=0;P1_0=1;此程序不是简单地定时溢出将P1.0取反，那样得到的是高、低电平时间相同（占空比为50%）的脉冲，而现在只要改动“50”就能改变高电平的时间，如果用P1.0输出的脉冲驱动电机，转速随即改变。2自动稳速程序请读下面程序，看看它

22、是怎样自动稳速的，需要了解C语言中的共用类型union。#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar time,status,percent,period;uint oldcount,target=500;bit one_round;sbit P1_0=P10;void timer0() interrupt 1 using 1 /*T0溢出中断程序*/ TH0=(65536-1000)/256; TL0=(65536-1000)%256; ET0=1; if(+time=percent) P1_0=0; /*高电平转低电平，percent自动调整，慢则增快则减*/ else if(time=100) time=0;P1_0=1; /*周期到输出高电平*/void tachmeter() interrupt 2 using 2 /*外部中断1服务程序测一圈T1计数次数*/ unionuint word; /*共用类型含两个成员*/ structuchar hi;uchar lo;byte;newcount; /*取T1计数器的值*/ period=ne