最新最新单片机原理及应用课程实验指导书

1、单片机原理及应用实验指导书使用班级机电一体化技术1班教 研 室 机电一体化教研室任课教师_职 务_职 称_2018年2月1一单片机原理实验的任务单片机原理实验是单片机原理及应用课程的一部分，它的任务是：1通过实验进一步了解和掌握单片机原理的基本概念、单片机应用系统的硬件设计及调试方法。2学习和掌握单片机应用系统程序设计技术。3提高应用计算机的能力及水平，提高逻辑思维及动手能力。二实验设备单片机实验所使用的设备由计算机、单片机实验开发系统（见下图0-1）,其中计算机是软件开发平台，主要完成程序编辑、编译、下载程序等任务；单片机实验开发系统是硬件开发平台，是基于 51/196 单片机的扩展实验系统

2、。计算机和单片机实验开发系统之间是通过 RS232 串行接口进行通信的。图 0-1 单片机原理实验设备单片机实验开发系统配有开关电源、单片机、晶振、存储器、可编程并行接口芯片、键盘显示控制芯片、24 键键盘、六位 LED 数码管显示、A/D 及 D/A 转换芯片、简单输出口 2 个、简单输入口 1 个、逻辑电平输入开关、发光二极管显示电路，并配有小直流电机、步进 电机、继电器、音响等驱动电路。在计算机软件的控制下可完成单片机基本实验及综合设计 性实验项目。所有的 MCS51 单片机原理及应用课程实验都是在这套实验系统上完成的。三对参加实验学生的要求1阅读实验指导书，复习与实验有关的理论知识，明

3、确实验目的，了解内容和方法。2按实验指导书要求进行接线和操作，经检查和指导老师同意后再通电。3.在实验中注意观察思考，记录有关数据和程序，并由指导教师复查后才能结束实验。4实验后应断电并返回 WINDOWS 下关闭计算机，整理实验台，恢复到实验前的情况。5.认真写实验报告，按规定格式写出程序流程图、程序、并分析实验结果、完成思考题等。字迹要清楚，结论要明确。爱护实验设备，遵守实验室纪律。*注：本实验指导书适用于MCS51 单片机原理及应用课程。2目录第一章MC51 单片机原理及应用实验 . 3实验一P1 口实验（验证性）. 3实验二外部中断实验（验证性） . 5实验三定时器实验 . 7实验四串

4、行口实验 -串并转换实验 . 9实验五 数码显示实验 . 11实验六A/D 转换实验 . 1 3实验七数字电子钟实验（综合性） . 1 5实验八D/A 转换实验 . 1 6实验九简单 I/O 口扩展实验 . 18实验十步进电机实验 . 20实验十一直流电机实验 . 22实验十二PC 机与单片机串行通信实验 .24实验十三继电器与电子音响实验 . 26实验十四8255 可编程并行接口实验 . 28实验十五键盘显示接口实验 . 303第一章MCS51单片机原理及应用实验实验一P1口实验一实验目的1.学习 P1 口的使用方法。2.学习延时子程序的编写和使用。3.学习单片机实验系统的使用方法和程序的调

5、试方法 二实验设备及器材配置1.单片机实验开发系统。2.计算机。3.导线。三实验内容分别完成单片机 P1 口做输出口、既做输入又做输出口的实验任务。1.P1 口做输出口，接八只发光二极管，编写程序，使其循环点亮。2.P1 口低四位接四只发光二极管L1-L4, P1 口高四位接开关 K1-K4,编写程序，将开关的状态在发光二极管上显示出来。四实验原理说明P1 口为准双向口， P1 口的每一位都能独立地定义为输出线或输入线，作为输入的口 线，必须向锁存器相应位写入“1，”该位才能作为输入。 8031 中所有口锁存器在复位时均置为“1，”如果后来往口锁存器写入过 “0”，再作为输入时，需要向口锁存器

6、对应位写入“1”。延时程序的编写可以用两种方法，一种是用定时器来实现，一种使用指令循环来实 现。在系统时间允许的情况下可以采用后一种方法。如果系统晶振为 6.144MHz，则一个机器周期为 12/6.144 卩即 1/0.512 烬现要编写一个延时 0.1s 的程序，可以大致写出如下：MOVR7, #200DE1:MOVR6, #XDE2:DJNZR6, DE2DJNZR7, DE1面 MOV 、DJNZ 指令均为两个机器周期，所以执行一条指令需要 1/0.256us,现求出 X 值：4(X仆0.256 1- 0.256 1 - 0.256) 200 1- 0.256 = 0.1 106计算出

7、 X=126，代入上式可知实际延时约为0.100004s。五连线方法及实验电路题目 1 : 8031 的 P1.0P1.7 分别接发光二极管L1 L8，硬件原理图如图 1-1 所示。题目 2： P1 口的 P1.0P1.3 接 L1-L4,P1 口的 P1.4 P1.7 接 K1-K4，硬件原理图如图 1-2 所示。六思考题及实验报告要求1思考题(1) .试说明 51 系列单片机 4 个 I/O 口在使用上的分工和操作上的特点。(2) .修改程序，使发光二极管闪亮移位方向改变。2实验报告要求(1) .给出自行设计的程序清单、程序流程图。(2) .总结实验过程中调试所遇到的问题和解决方法，写出编

8、程调试的经验和体会。指令 3 指令 2 指令 4指令 1图 1-1 题目 1 硬件原理图图 1-2 题目 2 硬件原理图5实验二 外部中断实验一.实验目的1学习外部中断技术的基本使用方法；2学习中断处理程序的编程方法。二实验设备及器材配置1单片机实验开发系统。2计算机。3.导线。三.实验内容在以下实验题目中任选一个或由老师指定。1. P1 口做输出口，接八只发光二极管，编写程序，使其循环点亮。以单脉冲输出端做为中断申请，当第一次产生外部中断时，使发光二极管全亮，延时1 秒后返回中断之前的状态；当第二次产生外部中断时，使发光二极管全灭，延时1 秒后返回中断之前的状态；以后如上述一直循环下去。2.

9、 以单脉冲输出端做为中断申请，自行设计连线，用实验箱上的红、绿、黄发光二极 管模拟交通灯控制。当有急救车通过时，两交通灯信号为全红，以便让急救车通过，延时 10 秒后交通灯恢复中断前状态。四实验原理说明本实验中中断处理程序的应用，最主要的地方是如何保护进入中断前的状态，使得中断程序执行完毕后能返回中断前P1 口及发光二极管的状态。除了保护累加器A、程序状态字 PSW 夕卜、P1 口的状态外，还要注意主程序中的延时程序和中断程序的延时程序不能混 用，本实验中，主程序延时程序用的寄存器和中断延时用的寄存器也不能混用。五.连线方法及实验电路8031 的 P1.0P1.7 分别接发光二极管 L1 L8

10、 , INTO 接单脉冲输出端6外部中断实验电路如图1-3 所示7+5V图 1-3 外部中断实验电路六思考题及实验报告要求1思考题(1) .试说明 51 系列单片机外部中断如何使用。(2) .修改程序，外部中断产生时，使发光二极管闪亮移位方向改变。2实验报告要求(1) .给出自行设计的程序清单、程序流程图。(2) .总结实验过程中调试所遇到的问题和解决方法，写出编程调试的经验和体会。8实验三定时器实验一.实验目的1学习 8031 内部定时器/计数器的使用和编程方法；2进一步掌握中断处理程序的编程方法。二实验设备及器材配置1单片机实验开发系统。2计算机。3.导线。三实验内容8031 内部定时器

11、T1，按方式 1 工作、即做为十六位定时器使用每0.1 秒溢出一次。P1口的 P1.0-P1.7 分别接八只发光二极管。要求编写程序模拟一时序控制装置。开机后，第一 秒钟 L1、L3 亮，第二秒钟 L2、L4 亮，第三秒钟 L5、L7 亮，第四秒钟 L6、L8 亮，第五秒 钟 L1、L3、L5、L7亮，第六秒钟 L2、L4、L6、L8 亮，第七秒钟全亮，第八秒钟全灭，以 后又从头开始，一直循环下去。四.实验原理说明1. 定时常数的确定定时器/计数器的输入脉冲与机器周期一样，为振荡器频率的1/12。本实验中，时钟频率为 6.144MHz。实现 0.1 秒的延时，要在定时器1 中设置一个时间常数即

12、计数初值，使其每隔 0.1 秒溢出一次，再用一个寄存器计溢出的次数，计10 次即可实现 1 秒延时。时间常数按以下公式计算：(216-X) 12 f =0.1计算出 X 之后，换算成十六进制数将高八位放在TH1 中，低八位放在 TL1 中。2. 初始化程序包括定时器初始化(采用中断方式时，还包括中断系统初始化)，并将时间常数送入定时器中。注意定时器 1 初始化时建议用如下指令：ANLTMOD, #0FHORLTMOD, #10H即不要改变 T0 的工作方式。五连线方法及实验电路8031 的 P1.0P1.7 分别接发光二极管 L1 L8，实验电路如图 1-1 所示。9六思考题及实验报告要求1.

13、 思考题(1) .试说明 51 系列单片机定时器的使用方法。(2) .单片机定时器 T1 工作在计数器方式，编程实现四位二进制计数器，将计数值在发 光二极管上显示出来。2.实验报告要求(1) .给出自行设计的程序清单、程序流程图。(2) . 总结实验过程中调试所遇到的问题和解决方法，写出编程调试的经验和体会。10实验四 串行口实验实验目的1.掌握 8031 串行口方式 0 工作方式及编程方法；2.掌握利用串行口扩展 I/O 通道的方法。二实验设备及器材配置1.单片机实验开发系统。2.计算机。3.导线。三实验内容利用 8031 串行口，和并行输出串行移位寄存器 74LS164, 扩展 I/O 口，在数码显示器上 循环显示 0 9 这 10 个数字。四实验原理说明串行口工作在方式 0 时，可通过外接移位寄存器实现串并转换。在这种方式下，数据 为 8 位，只能从 RXD 端输入输出， TXD 端输出移位同步时钟信号， 其波特率固定为振荡频 率的 1/12。由软件置位串行控制寄存器（SCON ）的 REN 位后才能启动串行接收，在 CPU将数据写入 SBUF 寄存器后，立即启动发送。待 8 位数据传输完成后，硬件将 SCON 寄存 器的 TI 位置 1。图 1-4 中， LD0-LD5