单片机原理及应用课件：第11章

实验1系统开发的基本技能训练【实验目的】

（1）熟悉单片机应用程序的编辑、编译、连接、调试的全过程。 （2）初步了解汇编、C51程序的基本结构和特点。【实验软件】

（1）单片机应用程序编辑软件一种，推荐uedit32。 （2）51机应用系统集成开发调试环境软件，推荐Keil、WAVE、菊阳等。【实验前的准备】 1）学习单片机应用系统集成开发调试软件的用法 （1）准备工作：在数据盘中建立一个自己的文件夹，将你的所有与实验相关的文件，（ASM、C、H）都放在这个目录中，该目录中不要再建目录。 （2）运行开发软件（如WAVE集成开发软件）。进入界面后首先设置集成开发调试环境。 （3）建立工程项目。2）编译、连接、调试TOWADDMAIN.asm程序方法及要求： （1）将TOWADDMAIN.asm源程序通过编译并生成可执行文件为止。 （2）设计两个长度为4个字节的无符号二进制整数，作为验证程序正确性的测试数据，参照表11-1的格式记录于表中。 （3）解释表11-1第1行两个“和”，高、低位的排列不同的原因。3）编译、连接、调试DELAYMAIN.asm。方法及要求： （1）改变程序DELAYMAIN.asm中的延时参数，汇编程序是R7、R6、R5；C程序是i、j、k，将延时程序运行的时间，记录于表11-2中。其中第一行测量值为参考值。 （2）将后续所测的6个t值与参考值比较，得出6个Δt值，分析Δt值的变化规律，即可确定3个参数，中哪一个对延时的贡献最大，哪个次之，哪个最小。2）编译、连接、调试TOWADDMAIN.asm程序方法及要求： （1）将TOWADDMAIN.asm源程序通过编译并生成可执行文件为止。 （2）设计两个长度为4个字节的无符号二进制整数，作为验证程序正确性的测试数据，参照表11-1的格式记录于表中。 （3）解释表11-1第1行两个“和”，高、低位的排列不同的原因。4）调试C源程序TEST1_1.C（选做项）方法及要求： （1）将“#include<REGSTC51.h>”包含于调试C的工程项目中。若将“#include<REGSTC51.h>”注释后再编译，出现什么问题？将“P2_2=~P2_2;”注释后再编译，情况如何？用文字记录实验现象并解释之。 （2）改变延时参数i、j、k，记录运行程序中for循环部分的时间，即delay函数运行8次的时间，记录于表11-2中。分析Δt值的变化规律，即可确定参数i、j、k中哪一个对延时的贡献最大，哪个次之。实验报告要求。以下是报告中必要书写的内容： （1）实验名称、实验目的、实验内容等。 （2）你在本实验中所用的程序、实验原始数据的记录。 （3）实验结论：包括记录处理的过程和结果、实验结论和体会、对自己的实验课的收获的评价、新的发现、观察到的实验现象及解释、对实验课的改进意见等。实验2外部中断【实验目的】

（1）掌握51机外部中断的基本编程方法。 （2）验证51机外部中断的两种触发方式的区别。【实验设备】

（1）51机系统集成开发环境软件及硬件仿真器。 （2）按键（轻触开关）、电阻、杜邦线、实验目标板等。【实验前的准备】

（1）输入例5-2的汇编语言源程序，保存，备用，称为程序1。 （2）输入例5-3的C语言源程序，保存，备用，称为程序2。 （3）制作外部事件源。图11-1是由轻触键构成的外部中断触发电路。【实验内容及要求】 1）编译、连接并调试“程序1” 2）验证51机外部中断两种触发方式的区别。

3）编程实现并验证中断嵌套功能

4）编译、连接并调试“程序2”，完成1）、2）实验内容（可选项）。【实验报告内容】

（1）将实验中所用的程序全部列于报告中，重要的语句或指令要加注释。 （2）回忆实验内容1）的全过程，归纳出外部中断的必要与充分条件是什么。 （3）思考实验内容2）实验现象，说明51机外部中断源的两种触发方式的区别。实验3定时器与I/O综合应用【实验目的】

（1）掌握应用定时器和I/O的基本方法。 （2）学习对单片机系统运行结果的硬件试验方法。 （3）编写并调试定时器与I/O综合应用的程序。【实验设备】

（1）单片机应用系统集成开发调试软件，仿真器。 （2）示波器、LED发光管、电阻、导线、杜邦线、按键（轻触开关）、实验目标板等。【实验前的准备】

（1）编写定时50ms的汇编语言程序，保存，备用，称为程序1。 （2）修改程序1，使之成为定时1秒，并输出周期2秒，占空比为1:1的方波，称为程序2。 （3）修改例6-2的程序,使之成为T0计数程序。要求用方式2。 （4）制作计数脉冲源，仍用图11-1所示的电路。 （5）以例6-2的C语言源程序为参考，编写与（1）~（3）相同内容的C51程序。【实验内容及要求】 1）编译、连接并运行调试程序1，用示波器观察P1.0管脚上产生占空比为1:1的方波，记录其特性参数，如频率、幅值等。

2）编译、连接并运行调试程序2，完成与1）相同的实验任务。

3）将计数脉冲源接至T0输入端，编译、连接并运行程序3，连续按键并记住按键的次数，考察程序在第几次按键后产生计数中断，分析实验结果。

4）用C51程序完成实验内容1）、2）、3）的任务（可选项）。【实验报告内容】

（1）将实验中所用的程序全部列于报告中，重要的语句或指令要加注释。 （2）记录所做每一实验时所观察到的现象，能量化之处尽量量化。 （3）讨论定时与计数在定义和程序上的细微差异。实验4异步串行通信实验【实验目的】

（1）掌握51机异步串行通信控制器原理和通信线路的接口标准。 （2）通过实验学习各种方式下51机异步串行通信编程和调试程序的方法。【实验设备】

（1）单片机应用系统集成开发调试软件，仿真器。 （2）导线、杜邦线、实验目标板等。【实验前的准备】

（1）输入例7-1汇编语言源程序。保存，备用，称为程序1。 （2）输入例7-2汇编语言源程序。保存，备用，称为程序2。 （3）输入与（1）、（2）任务相同的C51程序（在教材上找），称为程序3，程序4。【实验内容及要求】 1）联接双机通信线路。先断电，参照图7-11，用杜邦线将两台仿真机联接起来。

2）编译、连接、调试程序1，实现双机通信。 两台机同时工作，一方为发，另一方为收。通信程序的调试方法如下： （1）接收方要先运行程序。 （2）在接收方进入接收等待状态后发送数据。 （3）通信双方位置对调，即发送方改为接收方，接收方改为发送方，重复（1）、（2）过程。【实验内容及要求】 3）修改程序1，改用串口方式1、3完成与2）相同的任务，设两机的fosc均为11.0592MHz，约定通信波特率9600（另取文件名保存）。

4）编译、连接、调试程序2，多字节通信并进行奇偶校验。

5）用C51程序（程序3，程序4）完成实验内容2）~4）的任务（可选项）。【实验报告内容】

（1）将实验中所用的程序全部列于报告中，重要的语句或指令要加注释。 （2）将每个实验项目中，得到的结果记录下来，并对所得结果给出解释。 （3）说明51机与PC的接口标准有什么不同？如果在它们之间进行异步通信，你应该在接口电路上做些什么工作？为什么？实验5定时、中断、串口综合应用【实验目的】

（1）学习定时、中断、串口技术的综合应用方法。 （2）模拟嵌入式系统数据来源、组织、处理及输出的全过程。【实验设备】

（1）单片机应用系统集成开发调试软件，仿真器。 （2）导线、杜邦线、实验目标板等。【实验前的准备】

（1）实验人员分组：一组承担上位机任务，一组承担下位机任务。 （2）收集实验1~实验4用过的所有程序，备用。 （3）复习实验4通信电路的接法。【实验内容及要求】 1）联接双机通信线路。断电后，参照图7-11，用杜邦线将两台仿真机联接起来。

2）上位机组的任务：每1秒钟，发出8字节的无符号数，作为下位机的被加数（前4字节）和加数，接着接收下位机发回来的“和”（5字节）并保存，如此往复共10次。【实验内容及要求】 3）下位机组任务：每接收到上位机的数据，立即求出这组被加数和加数的“和”，保存被加数、加数与“和”，并将“和”发送到上位机，如此往复共10次，一次任务完成。 通信双方数据存储结构及上位机和下位机工作程序流程如图11-2所示。

本实验考察的是单片机技术综合应用水平，还需要合作能力。实验前先分好组。【实验报告内容】 将实验中所用的程序及体会写在报告中，重要的语句或指令要加注释。 向教师演示实验结果。实验68255A方式0应用【实验目的】

（1）学习8255A与51机之间的接口电路设计方法 （2）学习51机并行总线结构下的编程方法。 （3）学习对8255A管理的键盘与显示系统的控制方法。【实验设备】

（1）单片机应用系统集成开发调试软件，仿真器。 （2）万用表、实验目标板。【实验前的准备】

（1）输入例9-4键盘扫描汇编语言源程序。保存，备用，称为程序1。 （2）输入例9-4LED数码管驱动汇编语言源程序。保存，备用，称为程序2。 （3）输入（1）、（2）对应的C51程序（C51熟练者）。【实验内容及方法】 1）确定8255A各寄存器的地址：实验电路如图11-3所示。

2）控制由8255A管理的键盘电路 将图11-3的系统与图9-6的键盘电路结合，构成一个由8255A管理的键盘电路，编写驱动程序。编译、连接后，用运行到光标处功能，调试程序直到读出正确的键值为止。 【实验内容及方法】 3）控制由8255A管理的LED数码管驱动电路 将图11-3的系统与图9-7的电路结合，构成一个由8255A管理的8位LED数码管驱动电路，编写驱动程序。编译、连接后，调试程序直到运行成功。LED数码管段码与7.8.1中的共阳数码管段码相同。

4）将实验内容2）、3）的系统合并，构成一个键盘与数码管显示的大系统，将实验内容2）、3）的加以修改，编写LED数码管能实时显示所按键值的程序。【实验报告内容】

（1）给出图11-3中8255A各寄存器的另外1组地址。 （2）将本实验中，你的8255A的键盘管理与LED数码管驱动程序（汇编或C51均可）写入实验报告中，说明这些程序与例9-4中的程序有何区别。 （3）本实验与很多实际工程项目中的键盘和显示电路相似，谈谈实验的体会。实验7外部RAM应用【实验目的】

（1）学习并行总线结构下外部RAM的读、写方法。 （2）编写并调试并行总线结构下的外部RAM中数据移动的程序。【实验设备】

（1）单片机应用系统集成开发调试软件，仿真器。 （2）实验目标板（上有并行总线接口并外接扩展RAM）。【实验步骤及内容】 1）用软件模拟器模拟外部RAM中数据移动的程序 设实验的控制目标为图8-17所示的51机系统中的62256，参考例8-4，确定62256的基地址。 调试例8-5和例8-6的汇编和C51程序，通过外部RAM窗口，确定程序执行的正确性。 【实验步骤及内容】 2）用仿真器调试外部RAM中数据移动的程序 硬件仿真目标板上的62C256，调试例8-5和例8-6的汇编和C51程序，观察运行结果，确定程序执行的正确性。

3）十六进制向ASCII码转换 编译、连接、调试例4-18的程序（用软件模拟器或仿真器）。验证程序执行的结果。【实验报告内容】

（1）书写本实验所用到的全部源程序。 （2）描述实验中程序运行的结果。 （3）列出并行总线系统对外部RAM读、写的全部汇编指令，并说明指令的功能。实验8并行总线接口ADC应用【实验目的】

（1）掌握51机并行总线结构和工作原理。 （2）学习51机并行总线结构下的系统编程方法。 （3）学习并行总线接口ADC的控制方法。【实验设备】

（1）单片机应用系统集成开发调试软件及仿真器。 （2）实验目标板、信号发生器。【实验步骤及内容】

1）确定MAX114的地址 确定如图11-4中MAX114的基地址。

2）输入MAX114流水线模式采样程序 调试MAX114流水线采样程序。使用步骤1）的MAX114的地址。

3）MAX114工作环境设置

MAX114的MODE应接VDD，和连接在一起后，再与51机管脚连接。如图11-4所示。将待采样的信号输入至MAX114的通道1，即管脚4。【实验步骤及内容】

4）调试程序 （1）调试步骤2）编写好的采样程序。依次对0V、3.3V、5V的模拟电压进行采样，每个点作5次以上单次采样，记录采样数据。 （2）对一个已知的模拟信号进行一个周期以上时长的连续采样，得到信号一个周期的完整采样值。【实验报告内容】

（1）记录实验中测得的采样数据。 （2）分析实验内容4）的步骤（2）的采样数据，先将采样值转换为信号电压值，时间为横轴（单位为采样间隔），纵轴为采样信号电压值，画出信号的波形图，并与实际信号的波形图（可以用手机拍照）进行比较。实验9DAC与ADC联合应用【实验目的】

学习数模转换器DAC0832的控制方法。 通过DAC与ADC联合应用，加深对DAC与ADC应用背景的理解。【实验设备】

（1）单片机应用系统集成开发调试软件，仿真器。 （2）杜邦线、短路片、示波器、实验目标板、信号发生器。【实验步骤及内容】 1）确定DAC0832的地址

确定如图11-5上DAC0832的一个地址。

2）编写DAC0832的应用程序 编辑、编译、连接DAC0832产生0~5V单极性、对称、斜锯齿波的程序。注意修改程序中DAC0832的地址。【实验步骤及内容】 3）调试DAC0832的应用程序与并观察系统输出信号 用示波器观察系统输出信号。全速运行程序，调节示波器，直到屏幕上出现三角波为止。

4）ADC和DAC联合应用 在实验8与本实验步骤3）的基础上，编写循环利用MAX114对模拟信号采样，将采样值立即从DAC0832输出的程序。观察系统运行结果。（可以用手机拍照）。【实验报告内容】

（1）描述实验中各项目步骤进行的详细情况，说明各步骤的目的和意义。 （2）将实验中每个步骤中得到的结果记录下来，对结果进行描述及分析。 （3）将步骤4）的C51程序，翻译成汇编语言程序。实验10一线串行总线器件应用【实验目的】

（1）掌握51机与同步串行总线器件接口电路的设计方法。 （2）学习51机对一线串行总线接口器件控制程序的编写与调试方法。【实验设备】

（1）单片机应用系统集成开发调试软件，仿真器。 （2）实验目标板、DS18B20。【实验步骤及内容】 1）51机与同步串行总线器件接口电路的设计方法 实验用DS18B20接口电路参考图10-25。系统时钟频率取12MHz。

2）编写51机对一线总线接口器件的控制程序与程序调试 本实验总线上只有1个DS18B20，读取18B20温度的测量值为实验内容，即调试例10-6的参考程序。调试DS18B20测温程序分以下几步：【实验步骤及内容】

调试DS18B20测温程序分以下几步： （1）调试例10-6的程序，将读出的温度值按教材表10-11的定义，翻译成纯数值温度，与室温对比，直到验证程序正确为止。 （2）改变DS18B20的环境温度，运行程序读测量温度值，记录每一次的测量值。 （3）调试例10-7的C51程序，该程序适用于所有51单片机。在CRC校验正确的情况下，系统连续测温并