中南大学单片机实验报告

1、精选优质文档-倾情为你奉上精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业专心-专注-专业精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业单片机原理及应用系统设计实验报告学 院：信息科学与工程学院班 级：学 号：姓 名：指导老师：目录 TOC o 1-3 h z u 第一章 综述单片机也被称为（Microcontroller），是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器，从此以后，单片机和专用处理器的

2、发展便分道扬镳。单片机是靠程序运行的，并且可以修改。通过不同的程序实现不同的功能，尤其是特殊的独特的一些功能，这是别的器件需要费很大力气才能做到的，有些则是花大力气也很难做到的。一个不是很复杂的功能要是用美国50年代开发的74系列，或者60年代的CD4000系列这些纯硬件来搞定的话，电路一定是一块大PCB板！但是如果要是用美国70年代成功投放市场的系列单片机，结果就会有天壤之别！只因为单片机的通过你编写的程序可以实现高智能，高效率，以及高可靠性！单片机诞生于20世纪70年代末，经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。 1.SCM即（Single Chip Microcomputer）阶段，主要是

3、寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。“创新模式”获得成功，奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。在开创嵌入式系统独立发展道路上，Intel公司功不可没。2.MCU即微控制器（Micro Controller Unit）阶段，主要的技术发展方向是：不断扩展满足嵌入式应用时，对象系统要求的各种外围电路与接口电路，突显其对象的智能化控制能力。它所涉及的领域都与对象系统相关，因此，发展MCU的重任不可避免地落在电气、电子技术厂家。从这一角度来看，Intel逐渐淡出MCU的发展也有其客观因素。在发展MCU方面，最著名的厂家当数Philips公司。 Philips公司以其在嵌入式应用方面的巨

4、大优势，将MCS-51从单片微型计算机迅速发展到微控制器。因此，当我们回顾嵌入式系统发展道路时，不要忘记Intel和Philips的历史功绩。 3.单片机是嵌入式系统的独立发展之路，向MCU阶段发展的重要因素，就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决；因此，专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展，基于SoC的会有较大的发展。因此，对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。MCS51系列微控制器应用广泛，在家电、汽车甚至航空等领域都有其活跃的身影。然而，普通51系列微控制器内部资源有限，像我用Proteus构建微控制器虚拟实验室选

5、用的AT89C52只有三个定时器、一个全双工的串行口和中断控制，并且其数据处理能力有限，不适合对大量数据进行复杂分析和运算。因此，在不重新选型(可选用SoC)的前提下，为实现我们所需要的功能，就需要进行外围扩展。针对微控制器的特点，我们首先考虑串行扩展，因为微控制器的I/O引脚有限，并行扩展一则外围芯片面积比较大，二则对抑制EMI不利。第二章 实验要求学习Keil C51集成开发工具的操作及调试程序的方法，包括：仿真调试与脱机运行间的切换方法；熟悉TD-51单片机系统板及实验系统的结构及使用；进行MCS51单片机指令系统软件编程设计与硬件接口功能设计；学习并掌握Keil C51与Proteus

6、仿真软件联机进行单片机接口电路的设计与编程调试；完成指定MCS51单片机综合设计题下面主要分为软件和硬件部分来介绍软件部分：清零程序与拆字程序设计拼字程序与数据传送程序设计 排序程序与散转程序设计硬件部分：静态存储器扩展实验要求：阅读、验证C语言程序功能。使用汇编语言编程，完成实验指导书之“4.2 FLASH存储器扩展实验”实验项目（P60）。数字量输入输出实验LED灯控制（使用8255接口芯片）要求：使用汇编语言编程，功能为：通过KK1实现LED灯工作方式即时控制，完成LED开关控制显示和LED灯左循环、右循环、间隔闪烁功能。定时器/计数器实验要求：由单片机内部定时器1，按方式1工作，即作为

7、16位定时器使用每0.05秒钟T1溢出中断一次。P1口的P1.0-P1.7分别接八个发光二极管。编写程序模拟时序控制装置。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，第七秒钟八个LED灯全亮，第八秒钟全灭，以后又从头开始，L1，L3亮，然后L2，L4亮一直循环下去。/、/转换实验要求：Proteus环境下完成小键盘给定（并显示工作状态），选择信号源输出波形类型（D/A转换方式），经过A/D采样后，将采样数据用LED灯，显示当前模拟信号值大小及变化状态。串行通讯实验要求：Prot

8、eus环境下完成利用单片机实验系统，实现与PC机通讯。功能要求：将从实验系统键盘上键入的数字，字母显示到PC机显示器上，将PC机键盘输入的字符（0-F）显示到单片机实验系统的数码管上。第三章 软件设计1清零程序 因为清零看不出效果，故改为全部写为01，从7000-8000H空间。程序如下： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN:MOV DPTR,#7000H;片内RAM首地址 MOV A, #01H;写入数据初值 MOV R6, #20H;循环变量LOOP2:MOV R7, #80H LOOP1:MOVX DPTR, A;写数据到RAMINC DPTR;地址加1D

9、JNZ R7, LOOP1DJNZ R6, LOOP2SJMP $END结果如下：单步运行下，第一步为：最后一步为： 8000h为02. 拆字程序流程图为程序如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV DPTR,#7000H ; MOV A,#12H ; MOVX DPTR,A ; RR A ;RR A ;RR A ;RR A ;ANL A,#0FH ; 高位送7001H低位MOV DPTR,#7001H ; MOVX DPTR,A ;MOV DPTR,#7000H ;MOVX A,DPTR ;ANL A,#0FH ; 低位送7002H低位 MOV DPTR,

10、#7002H ;MOVX DPTR,A ;SJMP $ ;设置断点, 观察实验结果中的内容END结果如下：3拼字程序流程图如下：程序如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV DPTR,#7000H ; MOV A,#01H ; MOVX DPTR,A ;ANL A,#0FH ;屏蔽高位SWAP A ;MOV B,A ;MOV DPTR,#7001H ;送7001HMOV A,#0AH ;MOVX DPTR,A ;ANL A,#0FH ;ORL A,B ;拼送后送7002HMOV DPTR,#7002H ;MOVX DPTR,A ;SJMP $ ;设置断点,

11、观察实验结果中的内容END结果如下：4. 数据传送程序设计把（R2,R3）源RAM中首地址内的（R6,R7）个字节数据传送到（R4,R5）目的RAM中。流程图如下程序：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV R2,#70H; MOV R3,#00H ;源地址MOV R4,#71H ; MOV R5,#00H ;目的地址MOV R6,#00H ; MOV R7,#07H ;传送个数MOV R1,#10H ;MOV R0,#07H ;MOV DPH,R2 ;MOV DPL,R3 ;MOV A,R1 ;L0: MOVX DPTR,A ;INC DPTR ;DJNZ R

12、0,L0 ;赋值L2: MOV R7,#0FFH ;L1: MOV DPH,R2 ; MOV DPL,R3 ; MOVX A,DPTR ;INC DPTR ;MOV R2,DPH ;MOV R3,DPL ;MOV DPH,R4 ;MOV DPL,R5 ;MOVX DPTR,A ;INC DPTR ;MOV R4,DPH ;MOV R5,DPL ;DJNZ R7,L1 ;DJNZ R6,L2 ;SJMP $END结果如下：把7000h中的8个数据发给7100h中：5. 排序程序程序如下：ESELSORT :MOV R7,N DEC R7ESST1 :MOV A,R7 MOV R6,A MOV D

13、PL,ADDPL MOV R1,DPL MOV DPH,ADDPH MOV R0,DPH MOVX A,DPTR MOV B,AESST2 :INC DPTR MOVX A,DPTR CLR C SUBB A,B JC ESST3 MOV R0,DPL MOV R1,DPH MOVX A,DPTR MOV B,AESST3 :DJNZ R6,ESST2 MOVX A,DPTR XCH A,B MOVX DPTR,A MOV DPL,R0 MOV DPH,R1 MOV A,B MOVX DPTR,A DJNZ R7,ESST1 RET6. 散转程序流程图如下：程序如下： ORG 0000H LJ

14、MP MAIN ORG 0100HMAIN: MOV R0,#02 MOV A,R0 RL A ADD A,R0 MOV DPTR,#TA JMP A+DPTRTA: LJMP PM0 LJMP PM1 LJMP PM2LJMP PM3PM0: MOV R1,#01H LJMP MAINPM1: MOV R2,#02H LJMP MAINPM2: MOV R3,#03H LJMP MAINPM3: MOV R4,#04H LJMP MAINOVER: SJMP $ END结果如下：当修改A=02h时跳转到pwm2 即使R1=03当修改A=00时即使R1=01，结果如下：第四章 硬件设计硬件部分

15、我主要做了三个实验，前两个是用c完成的，后一个是同学指导用汇编完成的，个人觉得用c来做程序还是比会变简单明了很多，而且原理也是一样的。数字量输入输出实验任务：通过KK1实现LED灯工作方式即时控制，完成LED开关控制显示和LED灯左循环、右循环、间隔闪烁功能。（要求一定要用到8255）1）硬件构造如下：因为要加入8255，所以在硬件与程序中还是遇到了一些小麻烦的，在protus7.0中的8255是有问题的，后来转为7.5才好，可是在实际中又运行不了，只能仿真。2）程序如下：#includeunsigned char count;sbit A0=P20;sbit A1=P21;sbit WR_8

16、255=P23;sbit CS=P24;sbit RESET_8255=P22;void SendData(unsigned char dat);void delay(void) unsigned char a,b,c; for(c=19;c0;c-) for(b=20;b0;b-) for(a=130;a0;a-);void main() unsigned char i,value;IT0=1; /设置外部中断0下降沿触发EX0=1; /允许外部中断0EA=1; /开总中断RESET_8255=1; /上电复位8255for(i=0;i10;i+);RESET_8255=0;WR_8255=

17、0; /设置8255A口输出工作方式A0=1;A1=1;P0=0 x80;CS=0;for(i=0;i10;i+);WR_8255=1;CS=1;while(1) if(count=0) value=0 x01;for(i=0;i8;i+) /左移SendData(value); delay();SendData(0 x00); value=value1; if(count=1) value=0 x80;for(i=0;i1;if(count=2) SendData(0 xFF); /闪烁delay();SendData(0 x00);delay(); /外部中断0中断服务程序，用于选择LED

18、的方式void extra() interrupt 0 count=(count+1)%3;/向8255的A口写一个数据void SendData(unsigned char dat)unsigned char i;WR_8255=0;A0=0;A1=0;P0=dat;CS=0;for(i=0;i10;i+);WR_8255=1;CS=1;2. 定时器/计数器实验定时器控制LED灯要求：由单片机内部定时器1，按方式1工作，即作为16位定时器使用每0.05秒钟T1溢出中断一次。P1口的P1.0-P1.7分别接八个发光二极管。编写程序模拟时序控制装置。开机后第一秒钟L1，L3亮，第二秒钟L2，L4

19、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，第七秒钟八个LED灯全亮，第八秒钟全灭，以后又从头开始，L1，L3亮，然后L2，L4亮一直循环下去。1）硬件构造如下：2）程序如下：#includeunsigned char count;void main()unsigned char value, i;TMOD=0 x01; TH0=0 x4C; TL0=0 x00; ET0=1;PT0=1; EA=1; TR0=1;while(1) if( count=20) P1=05H; if (count=40) P1=0AH; if

20、 (count=60) P1=50H; if (count=80) P1=0A0H; if (count=100) P1=55H; if (count=120) P1=0AAH; if (count=140) P1=0FFH; if (count=160) P1=00H; count=0;void Timer0()interrupt 1TR0=0; TH0=0 x4C; TL0=0 x00;TR0=1;count+;3. /、/转换实验要求：Proteus环境下完成小键盘给定（并显示工作状态），选择信号源输出波形类型（D/A转换方式），经过A/D采样后，将采样数据用LED灯，显示当前模拟信号值

21、大小及变化状态。1）硬件构造如下：2）程序如下：PRO_DA EQU 7FFFHPRO_AD EQU 0BFFFH ORG 0000H SJMP MAIN ORG 001BH LJMP KEYSCAN ORG 0030HMAIN: SETB EA SETB EX1 SETB IT1 MOV P1,#0FH MOV R5,#0FFHTEST: MOV R5,#03H CJNE R5,#01H,L1 LCALL SQUARE AJMP TESTL1: CJNE R5,#02H,L2 LCALL TRIANGLE AJMP TESTL2: CJNE R5,#03H,L3 LCALL SAWTOOTH

22、L3: AJMP TEST ;键盘扫描中断KEYSCAN: ACALL T12MS ;MOV R6,A ACALL SCAN JNZ KEY1 SJMP EXITKEY1: MOV R2,A MOV R3,#07FH MOV R4,#03HLOOP1: MOV P1,R3 MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH JNZ KEY2 MOV A,R3 RR A MOV R3,A DJNZ R4,LOOP1 SJMP EXITKEY2: DEC R4 CJNE R2,#01H,LOOP3 MOV A,#01H SJMP LOOP6LOOP3: CJNE R2,#02H,LOOP4 MOV

23、 A,#04H SJMP LOOP6LOOP4:CJNE R2,#04H,LOOP5 MOV A,#07H SJMP LOOP6LOOP5:CJNE R2,#08H,LOOP6 MOV A,#0AHLOOP6:ADD A,R4 MOV R5,A MOV P1,#0FH ;MOV A,R6EXIT: RETI ;延时后再次扫描有无按键按下 SCAN: MOV P1,#0FH MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH RETT12MS:MOV R7,#15H ;12MSTM: MOV R6,#0FFH DJNZ R6,$ DJNZ R7,TM RET ;D/A产生方波SQUARE: MO

24、V DPTR,#PRO_DA MOV A,#0FFH MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0BFFFH MOVX DPTR,A ACALL DELAY MOV A,#00H MOV DPTR,#PRO_DA MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0BFFFH MOVX DPTR,A ACALL DELAY RETDELAY:MOV R0,#27H DEL1: MOV R1,#0FFH DJNZ R1,$ DJNZ R0,DEL1 RET ;D/A产生三角波 时钟500KHz 幅值1mv 扫描周期20msTRIANGLE:MOV A,#00HTLOOP:MOV DPTR,#PRO_

25、DA MOVX DPTR,A MOV DPTR,#PRO_AD MOVX DPTR,A CJNE A,#0FFH,TLOOP2COUNT1:DEC A MOV DPTR,#PRO_DA MOVX DPTR,A MOV DPTR,#PRO_AD MOVX DPTR,A CJNE A,#00H,COUNT1 SJMP EXIT1TLOOP2:INC A AJMP TLOOPEXIT1:RET ;D/A产生锯齿波SAWTOOTH: MOV A,#00HSLOOP:MOV DPTR,#PRO_DA MOVX DPTR,A MOV DPTR,#PRO_AD MOVX DPTR,A INC A CJNE

26、A,#00H,SLOOP RET END4.静态存储器扩展实验1）程序如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN:MOV8EH,02HMOV P1,# 0FFH CLR A MOV P1,A MOV R7,#10HMOV R0,#30HMOV A,#00HLOOP0: MOV R0,AINC R0INC ADJNZ R7,LOOP0MOV R7,#10HMOV R0,#30H MOV R1,#40HMOV DPTR,#0000HLOOP1:MOV A,R0MOVX DPTR,AMOV R2,A MOVX A,DPTR00结果如下：当传输的数据正确时，则在硬件端显示红灯

27、亮，若拔掉一根线使得传输错误的话则显示黄灯亮。5 串行通信软件设计对这个实验不是很熟悉，参考资料得到以下流程图。 写数据读数据1）硬件如下：2）程序如下：ORG 0000HAJMP MAINORG 0023HAJMP URTORG 0030HMAIN:mov p1,#00hLCALL URTINITSTART:MOV P0,#0FHMOV A,P0CPL AANL A,#0FHJZ STARTLCALL DELAYMOV P0,#0FHMOV A,P0ANL A,#0FHMOV R7,AMOV P0,#0F0HMOV A,P0ANL A,#0F0HORL A,R7CJNE A,#0EEH,K1

28、MOV A,#30HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK1:CJNE A,#0DEH,K2MOV A,#31HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK2:CJNE A,#0BEH,K3MOV A,#32HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK3:CJNE A,#7EH,K4MOV A,#33HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK4:CJNE A,#0EDH,K5MOV A,#34HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK5:CJNE A,#0DDH,K6MOV A,#35HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK6:CJNE

29、 A,#0BDH,K7MOV A,#36HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK7:CJNE A,#7DH,K8MOV A,#37HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK8:CJNE A,#0EBH,K9MOV A,#38HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK9:CJNE A,#0DBH,KAMOV A,#39HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIKA:CJNE A,#0BBH,KBMOV A,#41HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIKB:CJNE A,#7BH,KCMOV A,#42HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIKC:CJNE A,#0E7H,KDMOV A,#43HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIKD:CJNE A,#0D7H,KEMOV A,#44HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIKE:CJNE A,#0B7H,KFMOV A,#45HMOV SBUF,AJNB T