单片机原理及其应用实验指导书

单片机原理及其应用实验指导书（2021级本一）南通大学电气工程学院2014年10月前言对专业人材的要求。单片机是一门应用性极强的课程，学生在把握大体理论知识的基础上，更要通过实验训练，提高其调试动手能力，学会解决具体问题的思路和手腕，具有初步的系统设计和调试能力。MCS-51单片机的结构原理、接口技术和程序设计技术。另外：一、所有实验都是彼此独立的，顺序上也没有固定的前后关系，在利用本书进行教学时，教师可依照教学要求，选择相应实验。误和不足，并希望大伙儿反馈给咱们，以便及时修改。目录第一章集成开发环境简介……1第二章演示程序………………9第三章实验项目………………15实验一简单程序设计实验………15实验二I/O口实验………………18实验三按时器实验………………20实验四A/D、D/A转换实验……21实验五并行接口扩展实验………25第一章集成开发环境简介SuperICES-5180C51KeilC51uVision2集成开发环境。KeilC51简介KeilC51KeilC51开发软件，最近几年KeilC51A51LIBBL51连接器/uVisionRTX51KeilKeil公司或国内代理DemoKeil公司网站（）下载。uVision2集成开发环境uVision21-13FileEditProjectDebugPeriheralsSVCSHelp等下拉菜单。项目名称栏 工具菜单栏 快捷图标编辑区工程项目窗口输出信息窗

变量观察区 存储器观察图1-1 uVision2集成开发环境创建、保留工程文件uVision2“Project/NewProjiect1-2所示界面。图1-2 创建新工程刻集成环境的左上端，名称后缀为“.uv21-3所示。8量的命名适应一致。图1-3 保存新工程MCU选择接着系统显现“SelectDevicefor，如图1-4所示。选择要开发的目标硬件系统的MCU关于SuperICES-51实验仪，应选择Atlmel的AT89C51。图1-4 MCU选择添加源文件1-5Target1/SourceGroup/AddFilesGroupSourceGroup1’1-6所示界面，添加所要的源程序。源程序包括“*.C*.ASM*.LI*.A51”等。图1-5 添加源文件图1-6 选择待添加的源文件目标硬件系统配置源程序添加完毕后，进行“OptionforTarget”的设定。在菜单栏中，选择“Project/OptionforTarget…”，显现如图1-7所示界面。图1-7 目标硬件系统配置Target选项卡，输入目标硬件系统的晶振频率，本实验仪为MHz；Output选项卡，选中CrestHexFile目标代码文件*.HEX；点击Debug选项卡，如图1-8所示，选择仿真模式等。图1-8 debug配置uVision2UseSimulator（软件仿真）Use（硬件仿真）2种。其中UseSimulator选项是将uVision2调试器设置成软件模拟仿真模式，在此模式下不需要实际的目标硬件就能够够模拟 8051单片机的很多功能。UseSimulator中的LoadApplicationatStar”是装入程序的复选框“Gotill是表示从应用程序的主函数开始执行的复选框除非有特殊情形一样都同时利用这两复选框。UseGDI驱动（ICES仿真器）KeilMonitor-51KeilC51序。实验仪选择“usekeilMonitor-51Drive选择“loadApplicationatstarGotillC51main函数。硬件仿真模式下还需配置波特率等，点击“Settings”选项，如图1-9所示。图1-9 串口等配置选择“serialinterrupt“嘀”一声长声报警，仿真结果将可能不正确。cachecode。USB232之类的转接头，PORTCOM1依照具体串口号选择。程序编译、连接与下载Projec”下拉菜单中的编译命令Build

）只编译和连接在项目窗口中的修悔改的程序RebuildallTargetFil（

）编译和连接项目里所有的源程序文件。编译等无误后，利用菜单栏中的“Debug”下“/start/stopDebugSession”或利用快捷方式( )进入硬件调试系统，如图1-10所示。图1-10 硬件调试系统界面“Debug”下“Step”或用快捷方式( )进行单步（进子程序）调试；“Debug”下Over”或用快捷方( )进行单步（不进子程序）调试；“Debugtocursorline调试；

)进行运行到当前光标处或用快捷方式( )进行全速运行直到下一个有效断点“Debug”下“/start/stopDebugSession”进入、退出硬件调试系统环境。另外“Debu”下还有“stoprunnin“rst”等操作。第二章演示程序为了更好地熟悉了一个完整的程序编译、调试例子，详细说明集成环境下的各类操作。程序内容：将1～10十个数相加，并把其和放入内部RAM30H单元。的，因为其目的在于让你熟悉仿真系统的各类操作。算法介绍：加数、被加数、和最终单元0加法次数单元（R2）设为10；（累加器ACC），数单元增1；做完一次加法后，加法次数单元减1，并判定是不是已为0（即已做完10次加法），00最终单元；做完后，程序原地循环。算法流程图及源程序别离如下：堆栈初始化堆栈初始化加数、被加数（和中间结果、和最终结元初始化被加数+加数，结果放在被加数（和中间结果）单元1N10次加法？Y结果放入源程序：;变量DATA_REG中的内容为加数（1-10）；;ACC中的内容为被加数，同时也是每一次加法后的和中间结果寄存单元；;做完10次加法后，再将ACC内容放入指定的和单元SUM中。;********************************************************DATA_REGSUM

EQUEQU

31H30H

;概念加数单元;定义和单元;=========================================================ORG 0000H ;复位后PC指LJMP MAIN;---------------------------------------------------------ORG 0100H ;从程序存储空间0100H单元放程序MAIN:MOV SP,#70H ;堆栈指针从复位后的07H调整到70HMOVDATA_REG,#1;加数单元初始值为1MOVSUM,#00H;和单元初始值为0MOVR2,#10;加法循环次数为10CLRA被加数单元初始值为0CLRC;进位初始值为0ADD_LOOP:ADDCA,DATA_REG;被加数+加数，结果放入ACCINCDATA_REG;加数增1DJNZR2,ADD_LOOP;10次加法未做完，继续做MOVSUM,A;10次加法已做完，将和放入SUM单元LJMP$;原地循环;*********************************************************END打开仿真环境，新建一个工程文件2AtlmelAT89C5；目标硬件系统配置选择“UseSimulator第一章介绍。输入源程序单击菜单“File/New”,*.asm”保/AddFilestoGroupSourceGroup’2-1所示。图2-1 包含源程序的工程界面源程序编译、连接单击“project/rebuildalltargetfiles”菜单或按 按纽，仿真环境那么对文件进行编译连接，视程序正确与否，有两种编译结果：2-2功。图2-2 编译成功的信息窗口假设源程序有误，那么显现如下的编译连接信息窗口，说明编译错误。可双击错误信息，那么在源文件编辑窗口中自动显示犯错信息所在行。程序调试 图2-3编译不成功的信息窗口源程序编译通过并非代表程序就必然正确，这只能说明程序已经没有语法上的错误了，至于在算法、流程上是不是正确，那么需要对程序进行调试，若是程序运行结果符合事前设计的算法、流程，那么这才能说编写的程序是正确的。设运行通过（即结果正确），件改变后，却发觉结果错误。程序调试的一样做法是：随时观看各个变量、RAM单元、流程跳转等是不是符合算法规定，排除各类非语法性错误，直至程序完全正确；关于复杂程序，必需设计成模块化结构，调试时一个一个模块单独调试，每一个模块均正确后，再进行整个程序的调试。在调试进程中，充分利用断点、变量窗口、寄放器窗口、内部RAM窗口等各类工具，提高程序调试效率。编译通事后，利用菜单栏中的“Debug”下“/start/stopDebugSession”或利用快捷方式( )进入硬件调试系统，如图2-4所示。图2-4 程序调试界面为了观看每一次加法进程的转变，可通过“View/MemoryWindow”打开存AddressD：XXH（XX为地址，观看内部RAM各单元转变情形。Addres”栏中输入“RAMRAMC示程序存储空间。（进子程序、单步（不进子程序等，以便进一步熟悉仿真系统的各类操作。第三章实验项目本实验指导书所涉及原理图见《12级本一单片机开发板原理图.pdf》实验一简单程序设计实验一、实验目的把握uVision2IDE单片机集成开发软件的应用，熟悉单片机仿真开发环境，把握大体的单片机软件调试方式，为后续实验做好预备。RAMRAMRAMMCS-51汇编语言程序设计方式。本实验用纯软件仿真。开始R0=00开始R0=0055H2000HDPTR+1，R0+1R0=FFHNY结束1、置数程序把2000H~20FFH的内容全数置成55H。实验程序框图实验步骤用持续或单步方式运行程序，检查2000~20FF单元中程序执行前后的内容转变。试探假使把2000H~20FFH中的内容改成FFH，如何修改程序。2、拆字程序把2000H的内容拆开，高位送2001H低位，低位送2002H低位，2001H、2002H高位清零，一样本程序用于把数据送显示缓冲区时用。实验程序框图开始开始2000H内容送A高位后送2001H2000H内容送A2002H结束实验步骤用持续或单步方式运行程序，检查2000H~2002H单元中内容转变情形。试探如何用断点方式调试本程序。3、内部、外部RAM数据传送程序按以下要求自行设计程序流程图，编写、调试程序。RAM之间数据传送；将内部RAM40H~4FH单元内容传送到内部RAM60H~6FH单元中。源数据（R2单元中；目的数据（R4单元中R6单元中。RAM之间数据传送；RAM40H~4FHRAM2040H~204FH单元中。源数据（R2单元中；目的数据（DPTR0中据字节数寄存在R6单元中。RAM之间数据传送；RAM1000H~1111HRAM2000H~2111H中。源数据（首址寄存在DPTR0中；目的数据（首址寄存在DPTR1中字节数寄存在单元中。实验二I/O话柄验一、实验目的：I/O口的利用方式；学习延时子程序的编写；把握大体的单片机硬件调试方式。二、实验预备知识：P1前，必需向口锁存器相应位写入“1本实验中延时子程序采纳循环来实现，定不时刻=机械周期时刻*总机械周期数（本实验提供的仿真头晶振频率为MH。三、实验内容：P1口做输出口，接八只发光二极管，编写程序，使发光二极管循环点亮。1只发光二极管；1只发光二极管；2只相邻发光二极管；2只相邻发光二极管。四、实验程序框图给出实验内容（1）参考流程图，其余内容自行设计。开始P1口初始化