单片机原理与接口技术实验指导书

《单片机原理与接口技术实验》实验指导书适用专业：电信工程通信工程信息工程自动化信息与通信工程学院#第一章开发平台使用入门keilC51使用入门KeilC51简介KeilC51是德国KeilSoftware公司出品的51系列兼容单片机开发工具。它集编辑、编译、仿真与调试于一体，支持C语言与汇编语言开发。KeilC51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，生成的目标代码效率非常高。C51工具包目前的集成开发环境uVision将项目管理，源代码编辑和程序调试等组合在一个功能强大的环境中。目前，集成开发环境使用较多的版本为uVision4因此，下面主要介绍uVision4的基本应用。uVision猴作步骤1、启动uVision4。当正确安装keil软件后，会在桌面上自动建立一个名为“keiluVision4”的快捷图标，双击该图标启动软件，第一次进入uVision4的启动界面，如图1.1所示。图1.1uVision4启动界面

2、建立工程。单击Project菜单，在下拉菜单中选中NewProject选项。癌)uVision45IeE.ditEyogect|_ QjebuaPonpheratsIpdsSVCS幽t*ripNewmVisionProject.,i卜NewMulti-Project望不*3口占比…TernplatesOp-eftPr时电日…_二二一•』口50PrO](tGtExport ►Manage ►^eieci:DeviceforTargets.RerruSvsItem*口曲ons… 闻t+FIClears图1.2建立工程菜单3、命名工程，进行保存。选择你要保存的路径，输入工程文件的名字，如保存到examl文件夹里，工程名命名为examl,如下图1.4所示，然后点击保存。（注：因为一个工程中会包含多个文件，将工程放在文件夹中方便管理，一般给新建的工程建立一个文件夹，文件夹名和工程名一致，如图1.3所示）图1.3给新建的工程建立一个文件夹

图L4保存新建的工程4、选择器件。这时会弹出一个对话框，如图1.5所示，要求你选择单片机的型号，你可以根据所选用的单片机来选择，keilC51几乎支持所有的51核的单片机，这里以使用较多的Atmel公司的AT89s52来说明，所示，先选择Atmel并双击展开，然后选择AT89s52,点击“0K”。图1.5器件选择对话框bclcci:Device-forIaxgetNV图L6选择MCU型号Venlor:KterLabsDcvlc图L6选择MCU型号Venlor:KterLabsDcvlce:Family：Da.t4Lgsq5、完成上一步骤后，出现提示是否加载标准8051Startup文件，单击“是(Y)”，如下图1.7所示。图1图1.7是否加载8051STARTUP文件6、源程序编辑。在下图1.8中，单击“File”菜单，再在下拉菜单中单击“New”选项，或直接单击快捷按钮商。|阿exaal-yVision4FileEdit%ew匕。期FileEdit%ew匕。期I： DebutgPeripherals工。雄，Cfcrl+M I.fffc.ft,1OpenClosed孙自Savea5…aSaveAfiCtrl+OCtrl+Sxr—JkJJCNtl图1.8 新建源程序新建文件后界面如下图L9所示。

图1图1.9 源程序编辑界面此时光标在编辑窗口里闪烁，这时可以键入用户的应用程序了，建议首先保存该空白的文件，单击菜单上的“File”，在下拉菜单中单击“SaveAs”选项，或单击保存快捷按钮。，如下图所示，在“文件名”栏右侧的编辑框中，键入欲使用的文件名，同时，必须键入正确的扩展名。注意，如果用C语言编写程序，则扩展名为（©；如果用汇编语言编写程序，则扩展名必须为（.asm）。此处我们保存为“e”，然后，单击“保存”按钮。uvoptuvpr&j.hik在冕进的空的四臬而我的支档uvoptuvpr&j.hik在冕进的空的四臬而我的支档保存琪）保存类型（T保存类型（T；All[**)取消图1.10源程序保存7、添加源程序到工程。在编辑界面，单击Target1前“+”。图1J1添加源程序到工程然后单击“AddFilet。Group'SourceGroup甘”弹出对话框如下图1.12所示。图1.12添加源文件窗口添加文件对话框默认文件类型为Csourcefile，是以C为扩展名的文件，由于这次我们编写的是汇编程序，是以asm为扩展名，所以我们要在文件类型的下拉列表中找到并选中AsmSourcefile，如图1.13所示。

图1J3选择源文件的类型选择好源文件类型后，会出现如图所示窗口，双击，将文件加入项目。（注意，文件加载后，该对话框并不会消失，往往会误以为加载失败而再次双击加载，这时会出现图所示对话框，提示文件已在列表中）图1.14添加汇编语言源文件uVision'电苫胡1.a3rnJ airt&dy4刑宅川b*r。£=Group：JSourceGroup，’Type: Assemblylan^ua^e£ilaFil«willnotbeadde^itotarget.端定|图L15提示文件已在工程中返回到主界面后，我们注意至「SourceGroup1”文件夹中多了一个子项“”。子项的多少与添加到工程中的源程序的多少相同。如图1.16所示。图1.16添加源程序后的主界面8、程序编辑。

U sian。ITT区图1J7输入程序后的主界面9、设置目标文件属性。FteEdt忸wU sian。ITT区图1J7输入程序后的主界面9、设置目标文件属性。FteEdt忸wProject;3：**,«*+1=gSource因txwFkshOebugPt到立出TodtWC5史ndwhelpp^aonFrojset...hew忖曲-Pfejta的小甲配吗”CjpanPfajed...Des3PrcijsctExpert生，力驷Cleantatge^皂和tafget址并，图1.18打开设置对话框在下拉菜单中单击“OptionsforTarget'Target1'"，弹出如图1.19所示对话框，单击Output标签，勾选CreateHEXFile选项，使程序编译后产生HEX代码，如图1.20所示。

图1J9output页面设置对话框图1.20选中CreateHEXFile选项10、编译工程。点击“Project”菜单，在下拉菜单中单击“BuiltTarget”选项（或者使用快捷键F7,或直接单击图标国或图标辍），如源程序中有语法错误，会有错误提示给出，应重新修改源程序，直至通过编译。Proteus使用入门Proteus简介Proteus软件是英国Labcenterelectronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。这里我们主要介绍51单片机系统的Proteus设计与仿真应用。1.2.2Proteus设计与仿真开发过程51单片机系统的Proteus设计与仿真的开发过程如下：1、电路设计。在ISIS平台上进行单片机系统电路设计、选择元器件、接插件、连接电路和电气检测等。2、程序设计。在pVision_4平台上进行单片机系统程序设计、编辑、汇编编译、代码级调试，最后生成目标代码文件(*.hex)。3、仿真调试。在ISIS平台上将目标代码文件加载到单片机系统中，并实现单片机系统的实时交互、协同仿真。它在相当程度上反映了实际单片机系统的运行情况。具体操作步骤如下：一、Proteus仿真电路设计1、启动proteuso双击桌面上的ISISProfessional图标或者单击屏幕左下方的“开始”一“程序”—uProteus7Professional??-“ISIS7Professional”,进入ProteusISIS集成环境。如图所示。图ProteusISIS启动界面2、新建设计文件。启动Proteus进入ISIS系统后，自动出现一个空白设计，模板默认为“DEFAULT”，文件名在窗口顶端的标题栏为未命名“Untitled"。单击按钮■L对新建设计文件命名，其后缀自动为.DSN。

也可单击菜单中的“file-NewDesign”，出现选择模板窗口，如图所示，选中模板“DEFAULT”，点击“确定”。单击按钮口，完成新建设计文件操作。E ,JQ|E ,JQ|m]文忤0£>I.V）襦楷如Z*ti世计（IP生的坦j麻四尔班士加麻齿耀恬:如7；抗盘i期的四|口色卬•可鼓曲晅区T卜套我区双泣心匍篇,・=丹・j|畸#g?IH舲X⑪值法勒,33R图模板选择窗口3、选取元器件并添加到对象选择器中。单击绘图工具栏中元器件按钮 ，进入元器件放置模式。单击如图所示师”按钮，弹出“PickDevices”的选取元器件对话框，如图所示，在其左上角关键字一栏中输入元器件名称，则出现与关键字匹配的元器件列表。选中元件，再单击“。长”按钮，便将该器件加入到对小对象选择器中，如图所示。

asUNTITLED-ISISPrcfassional文件3〕查看9编辑®）工具①〕谩计皿经图选取元器件图选取元器件工整字叨BEE史I?:及制口MicfUfiiDutsDrICi子壬别lit祠工整字叨BEE史I?:及制口MicfUfiiDutsDrICi子壬别lit祠边南凶叁件Ii1睡 _ii.T：=£C5T心瓦日SC61Hio-ocijiildlei|%£：匚4.SHHz.如帕■T灯士国AUSC51.EUS5C61用5i：0i周la|曲£；c&dt..3314142,2^16biT仃间％&TSSC51R醍HCSS61SC61HiEToconldlefI1&Bcede.fl&MHi.V/ahchdogFitbftT!£C51RB20U£HLSGffil5C61Hitrocoildlef|1&Eicode.aflHHs.^ahchdDgFiwATS9C51RC3HC5JM1SC61HigeonUfef code. WahchdogT'vtoil.Te3C51RC2QU£HC5J3C615tE1“itrocoildlwi必口code.4GMH2.WahchdnaTinrirATS9C51RD2HC5JM1SC61MiiTQconldlef code.4DMHi.WahchdoaTwoil.TeGC51RD2BUGHCG：=£61££61UiETMEldferi64kBwde..4DMH2.WatehdnaTinrf结果工03图选取元器件对话框1515UNTITLED-ISISFsf上与打血打文件如查看也编辑⑪工具但

J□日IHI昂唯|（&团］国

阂能汨鸣了篱内|面DEVICESAieacsi预览窗口件名单击器器件符号出现所选1-YTAL1IDJUKDUFD.l^DIF口笳醛XT^E3PD.3AD?FD.^DLPDJJADSPDMD€：P3TFD.TAD1P22A1DFSEhl壮DEVICESAieacsi预览窗口件名单击器器件符号出现所选1-YTAL1IDJUKDUFD.l^DIF口笳醛XT^E3PD.3AD?FD.^DLPDJJADSPDMD€：P3TFD.TAD1P22A1DFSEhl壮MI1ALE口工由E百PZ-UmiiPZIAMEP1DFGDREUP1.1n.VTKPF1±F3WI口TOP1JPMHHTIP1.4F1J3阳靠TlP1E阳卸而-F1.7土一』1®』；匚二编辑窗口图所选元器件在对象选择器中显示注意：单片机电路可以略去单片机振荡电路，复位电路，电源和接地。4、放置、移动、旋转元器件。放置元器件：单击ISIS对象选择器中的元器件名，蓝色条出现在该元器件名上，预览窗口出现该元件符号，如图所示。把鼠标移到编辑窗口后，单击左键就出现该元件，拖动鼠标到某位置，单击鼠标放置元器件于该位置。TOI7LEU-ISISPrcfe35ior.d.文件。宝查处J避ft,工设计®蛉网®源代吗囱调M因库曲极板®浜转©帮助।曲也将。I取脂I勒团|］回岳|#|中魂0%曰|］9母舅电聿I玉玉母以I自铃随I能1I题3圜刈笆囹I胭图器件放置移动元器件：先将鼠标指在元器件上左击选中，使元器件处于选中状态（即高亮度状态），再按住鼠标左键拖动，元器件就跟随指针移动到达目的地后，松

开鼠标即可。若要改变元器件放置方向，转90°,对元器件右击选中，再根据弹出的菜单单击按钮U或3进行旋转，单击按钮*引或上进行镜像操作，等等。，在ISIS对象选择器中出现如图所示终5、放置电源、地（终端）。，在ISIS对象选择器中出现如图所示终端，选择POWER、GROUND等，象放置元器件一样放置。isisUHTITLED-ISISProfessional文件（I）查看电）褊辑电】工具①）谈廿口5。|箪啮|今回］惘匡卜

京T品而国后遮m团挤H图选择终端图选择终端6、连线。直线：系统默认自动捕捉，在自动捕捉有效的情况下，当光标靠近引脚末端或线时该处会自动感应出现一个“口”，单击左键连线与该引脚连接，拖动鼠标连线跟着光标走，当光标靠近另外一个引脚末端或线出现“□”时，单击鼠标，则连线这两点间。折线：若要画折线，只要在转折点单击左键；若在中途想取消，可右双击或按“Esc”键。若两点之间较远或不方便连线：可以将连线在空白处时左双击即可结束画线，这时终端出现一个黑点。右击该连线，在弹出菜单中选择网络标号对该线给出一个网络标号，同样在连线的另外一端给出相同网络标号，则这两点连接了。7、设计的简单电路。如图所示：++■%\*口M电-震/炉・产«括试■由置需出恒『主广田R]RO用AOdgERlbADC用工fliili*®£AU朋F®Mki++■%\*口M电-震/炉・产«括试■由置需出恒『主广田R]RO用AOdgERlbADC用工fliili*®£AU朋F®Mki **1,14tf.V♦曲0_i・KW:k不nmH；•HF“却E>二品陋H«sws*EEnMPCHMFWi。V2WJIP24«IJF7MMI3P23J*P2ME用修修DF3UDUniffiTTF5阿丁EWAEli1他图电路设计二、仿真调试1、加载目标代码文件。鼠标在ISIS编辑区中单片机AT89C51单击左键选中，再单击左键打开其属性窗口，如图所示，在其中的"ProgramFile”右侧框中输入KeiluVision4产生目标代码文件(*.hex)。在ClockFrequency栏中设置仿真时钟频率。设置仿真时钟频率编辑元件元件参考[B]： [ui元件值M： |ATS9C51PCBPackage: |口11_4口 30ProgramFile:隐藏:隐藏:HideAllx|确定回?|Ad帮助回数据|隐藏的引脚吧|附加层次模块圆〕隐藏通用引脚回■1本元件不进行仿真⑶本元件不用于PCB制版也］使用文本方式编辑所有属性四图加载目标代码文件2、仿真。P?P?W18Fir禺h药:MM)P?P?W18Fir禺h药:MM)旧业也MUMP：P]>CTTP"』EHLiTlP1H.W冲7板仿真时，可加入虚拟仪器。单击工具栏的虚拟仪器按钮B,出现如图单击仿真按钮中的一L」按钮，则会全速仿真，如图所示仿真效果。单击停止仿真■按钮，则终止仿真。mWlT】由pjMrlKJSAUS•HHD图仿真效果图3、虚拟仪器加入。1.31所示对话框，在对象选择器列表中选择所需要的仪器，然后象放置元器件一样放置。i£i5inriTLZD-ISISProfess!mJ.H件F杳看M缔相⑴T且T□目IH|箪船|[&国困住

j盅圈曲鼠先旧团¥r3—■a二〉法回INSTRUMENTSDGCILLDSCDPE虚拟仪器按钮LOGICANALYSERCOUNTERTIMERVIRTUALTEAMINALSPIDEBUGGER13CDEBUGGERSIGNALGENERATORPATTERNGENERATDIDCVOLTMETERDCAMMETERACVOLTMETERACAMMETEROSCILLOSCOPE¥r3—■a二〉法回INSTRUMENTSDGCILLDSCDPE虚拟仪器按钮LOGICANALYSERCOUNTERTIMERVIRTUALTEAMINALSPIDEBUGGER13CDEBUGGERSIGNALGENERATORPATTERNGENERATDIDCVOLTMETERDCAMMETERACVOLTMETERACAMMETEROSCILLOSCOPE示波器LOGICANALYSER逻辑分析仪COUNTERTIME时间计数器VIRTUALTERMINAL虚拟终端SPIDEBUGGERSPI调试器I2CDEBUGGERI2C调试器SIGNALGENERATOR信号发生器PATTERNGENERATOR图形产生DCVOLTMETER直流电压表DCAMMETER直流电流表ACVOLTMETER交流电压表ACAMMETER交流电流表图虚拟仪器选择如图所示实例，利用示波器观测仿真波形。仿真时，右击示波器，在弹出的对话框中选择digitaloscilloscope选项，观察从P1.0引脚产生的波形。BC1-1JI卜KTAL1 PQD/WDOPQ.1/AD1PQ.2fAD2KTAL2 P03/AD3PO.5/JUD5POS/ADGRSI P07/A07BC1-1JI卜KTAL1 PQD/WDOPQ.1/AD1PQ.2fAD2KTAL2 P03/AD3PO.5/JUD5POS/ADGRSI P07/A07P2.0XA8P21以9PNIJGM口丽丁 P2.3JW11ALE P2/IXA12Eft P2.Sj^13P2.6XA14P27JW15PI.0 FG.DRMD■??二二■24■25127■1■■niPI.2 P3.2INKTPI3 R334NT1P14 P3.4/T0PI.5 P3.5H1P16 P3.6AAF-PI.7 P3.7/RD-■12■13・14■16AAT3=iC51国正［£lhHMIvelEClfaUMHlID1.3PZ-ISP使用介绍USB驱动程序安装接上USB下载线，电脑会出现如图显示，安装好USB驱动程序后，右击“我的电脑”T“属性”T“硬件”T"设备管理器”，查看设备管理器，如图所示，表示安装成功。

图提示安装USB驱动程序图安装成功1.3.2PZ-ISP烧录软件使用1、PZ-ISP软件无需安装，双击打开即可运行。启动PZ-ISP,出现如图所示启动界面图启动界面2、选择合适的芯片类型。如图所示。图选择合适芯片类型3、选择合适的串口号。如图所示，串口号可自动获得，也可在辅助功能的“打开设备管理器”选项中查看获得。图选择合适串口号4、加载HEX文件。单击“打开文件”选项，打开对应程序目录，选定需要烧写的HEX文件,点击“打开”，如图所示。图加载HEX文件5、下载程序。选择低速下载，先将实验板断电，点击下载程序，如图所示，稍等片刻后

打开电源，等待下载完成，如图所示。图试验板先断电，单击下载程序图打开电源，下载完成以上介绍了利用PZ-ISP烧录软件烧录程序的步骤，共分为4步，如下图所示。

图程序烧录步骤如在烧录过程中提示下载失败，可能以下原因造成：1、第四步下载程序时，实验板电源开关顺序不正确;2、芯片类型选择不正确；3、串口号选择不正确；4、USB下载线没有连接好；5、下载速度没有调整好；6、芯片是否放置正确（没有放偏）。第二章HNIST-2型单片机实验装置原理HNIST-2型单片机实验装置原理图湖南理工学院信息与通信工程学院电子信息教研室为了配合单片机教学，专门设计HNIST-2型实验装置，如图。图HNIST-2型单片机实验装置原理图图HNIST-2型单片机实验装置原理图2.2单片机主机及外围电路STC89C52单片机及其外围电路如图2、3,其中P0、P1、P2、P3口均将引脚连接到排插，以便通过排插连接到其它器件，P0口通过排阻接入上拉电阻。晶振电路晶振频率为12MHz，通信接口排插将TXD、RXD以及地线引出。

图2.2STC89C52单片机主机部分电路原理图(b)通信接口(c)复位电路图2.3STC89C52图2.2STC89C52单片机主机部分电路原理图(b)通信接口(c)复位电路图2.3STC89C52单片机外围电路原理图LED与简单按键电路LED电路如图2.4,共12个LED,其阳极通过1K排电阻接电源，阴极连接到排插J10、J12,通过J10、J12可以连接到P0、P1、P2、P3口引脚连接的排插，显然低电平点亮LED。图2.4LED图2.4LED电路原理图简单按键电路如图2.5,共有4个按键K17、K18、K19、K20,分别连接到单片机P2.0、P2.1、P2.2、P2.3弓I脚，按键后对应引脚为低电平，通过4个二极管D17、D18、D19、D20连接到P3.2（外部中断0）,即任意按一个键能在P3.2上产生一个低电平或下降沿，作为中断触发信号。图2.5简单按键电路原理图动态显示与矩阵式键盘电路动态显示电路如图2.6,共8个共阴极数码管，采用两片74LS573进行驱动，74LS573与74LS373都是8D锁存器，只是573引脚排列更易于布线。其引脚功能为：D1-D8为数据输入端；Q1-Q8为数据输出端；LE为数据输入锁存端，LE=1数据输入p锁存器，LE=0数据不能输入D锁存器，即_呼下降沿锁存当前输入数据；OE地址输出允许端，OE=0输出锁存数据，OE=1输出高阻。

OE。根据硬件电路，动态显示编程时，应：①P1.3=1,U1、U2输出高阻；②P1.4=1,P0口输出段码，P1.4=0,U1锁存输入的段码；③P1.5=1,P0口输出位选码，P1.5=0，U2锁存输入的位选码；④P1.3=0，U1、U2同时输出段码和位选码，进行显示，经过一段时间后，再对另一个数码管做同样的操作。矩阵式键盘电路如图2.。

a仁ata仁ata仁图2.7矩阵式键盘电路原理图AD与DA电路采用具有I2C接口的8位A/D与D/A转换器PCF8591构成AD与DA电路如图2.8。HH1HH1图2.8AD与DA电路原理图PCF8591引脚及功能如下表2.1所示:表2.1PCF8591引脚及功能表引脚I/O功能AIN0~AIN3I4路模拟信号A0~A3I引脚地址SDAI/O数据线SCLI时钟线AOUTODAC输出端VREFI基准电源端VDD、VSSI电源、数字信号地AGNDI模拟信号地OSCI/O外部时钟输入，内部时钟输出端EXTI内、外部时钟选择，接地内部时钟电路中，P3.6、P3.4分别连接SCL、SDA,地址引脚A2A1A0=000,PCF8591的特征编码为1001,电路中PCF8591的地址为1001000。4路模拟输入，AIN0连接一个10K电位器的中心抽头，调节电位器可改变AIN0的模拟电压，AIN1、AIN2、AIN3通过排插可连接其他电压，如电源、地。PCF8591的15脚AOUT是DAC输出的模拟量，电路中可以将J16的1、2脚短路，AOUT引脚通过50。电阻、LED与电源连接，输出模拟量越小，LED越亮。2.2.4E2PROM电路E2PROM电路由具有I2C接口的24C02构成如图2.9。图2.9E2PROM电路原理图24C02的引脚及功能如下表2.2所示:表2.224C02的引脚及功能表弓|脚名称I/O功能1〜3A0、A1、A2I可编程地址4GNDI地5SDAI/O数据线6SCLI时钟线7WPI=1写保护8VccI电源电路中，P3.6,P3.4分别连接SCL、SDA,地址引脚A2A1A0=000,24C02的特征编码为1010,电路中24C02的地址为1010000。止匕外，HNIST-2型单片机实验系统电路中，还包括如下电路，在课程设计或其它设计中可以采用。1、由CH340T构成的USB转串口电路；2、由DS1302构成的实时时钟电路；3、由LM386构成的音频功放电路，需要外接扬声器；4、蜂鸣器（BEEP）电路；5、LCD12864/LCD1602液晶接口电路，需外接液晶模块；红外接收接口电路，需外接器件；温度测量接口电路，需外接器件。第三章实验项目实验报告要求实验报告要求依次给出：实验内容电路原理图；程序流程图（简单程序可无）；源程序；实验结果，如果有数据则给出数据；回答思考问题；总结实验调试过程，并给出本次实验过程中的心得体会。按照上述顺序，整理实验报告，并打印整理，加上封面装订成册。实验报告封面学号序号院信息与通数飞,院信息与通数飞,单片机原理与接口技术

实验报告实验项目序号^验项目名称姓名专业班级完成时间 实验一跑马灯实验一、实验目的1、熟悉HNIST-2型单片机系统相关硬件电路，程序下载方法；2、掌握采用汇编语言与C语言开发单片机系统的程序结构；3、掌握51系列单片机通用I/O口的使用。二、实验前准备完成作业3；2、根据实验内容编写好相关程序，并进行Proteus仿真。三、实验内容实验内容为3项，其中第1、2项必做。1、基本的流水灯。根据图1电路，编写一段程序，使8个发光二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8顺序（正序）点亮：先点亮D1，再点亮D2、D3……D8、D1……，循环点亮。每点亮一个LED，采用软件延时一段时间。2、简单键控的流水灯。不按键，按正序点亮流水灯；按下K1不松手，按倒序点亮流水灯，即先点亮D8，再顺序点亮D7、D6……D1、D8……。松手后，又按正序点亮流水灯。3、键控的流水灯。上电，不点亮LED,按一下K1键，按正序点亮流水灯。按一下K2键，按倒序点亮流水灯，按一下K3键，全部关闭LED。四、实验原理图+5VU1'XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3+5VU1'XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0P3.0/RXDP1.1P3.1/TXDP1.2P3.2/INT0P1.3P3.3/INT1P1.4P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RDAT89C51"M3:+.-2.4W.7■-图跑马灯实验电路原理图电路原理图如图3.1,AT89S52的P0.0~P0.7作为输出连接8个发光二极管，输出低电平0时对应发光二极管发光；由于发光二极管的导通电压为1.7V,所以HNIST-2型实验装置在电源与二极管之间加一个阻值为1K限流电阻保护二极管。、P2.1作为输入连接2个按键K1、K2，若检测到P2.0=0，则说明K1键按下。五、软件设计思想1、基本的流水灯软件延时采用例题程序delay(j)，可调整延时时间。2、简单键控的流水灯。由于是按下键不松手，键值一直保留，所以判断P2.0=0即是按下K1,采用如例题所示的while(P==0)或while(P2==0xfe)的模式。3、键控的流水灯由于是按一下键后马上松手，所以要设置一个变量b保留按键键值，要在延时程序中检测是否按键，当按键后立即设置b的值。六、实验思考题1、采用I/O口作为输出口时要考虑哪些因素？为什么实验装置中LED要串联一个电阻？2、采用I/O口作为输入口时要注意什么？键控的流水灯时为什么要在延时程序中检测是否按键？3、为什么延时程序要做一个函数？实验二交通灯实验一、实验目的1、进一步熟悉HNIST-2型单片机系统相关硬件电路；掌握单片机中断的应用和中断处理程序的编写方法；掌握单片机内部定时/计数器的使用及编程方法。二、实验前准备1、完成作业4；2、根据实验内容编写好相关程序，并进行Proteus仿真。三、实验内容实验内容为3项，其中第1、2项必做。1、基本交通灯。根据图3.2电路，用单片机的IO口控制4组红绿黄共12个发光二极管，使发光二极管按照一定规则与次序发光与闪亮以实现模拟交通灯的功能。假设初始状态为：(南北通行状态)南北绿灯、东西红灯(25s)；后转为过度状态：南北黄灯、东西红灯(5s)；再转为东西通行状态：东西绿灯、南北红灯25(s)。再转为过渡状态：东西黄灯、南北红灯(5s)，然后循环往复。要求采用定时器实现所需要的定时时间。2、键控交通灯。按一下K1键，保持南北通行状态；按一下K2键，保持东西通行状态；按一下K3键，保持正常交通灯。要求在中断中进行按键处理。3、具有闪烁的交通灯。在2的基础上增加，绿灯最后5s闪烁，即亮0.5S灭0.5S闪烁。四、实验原理图

LED-GREENLED-REDLED-YELLOWLED-GREENP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9LED-GREENLED-REDLED-YELLOWLED-GREENP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T7P3.6/WR-P3.7/RD图3.2交通灯实验电路原理图LED-REDLED-YELLOWLED-RED图3.2共有4个按键K1、K2、K3、K4,分别连接到单片机P2.0、P2.1、P2.2、P2.3引脚，按键后对应引脚为低电平，通过4个二极管D17、D18、D19、D20连接到P3.2（外部中断0）,这是二极管构成的相与电路，即任意按一个键能在P3.2上产生一个低电平或下降沿，作为中断触发信号。五、软件设计思想1、定时思想。采用定时器T0或T1的方式1定时500ms，每500ms中断进行计数，计数10次即0.5s，计数20次即1s，对秒计数实现所需要的定时时间。2、亮灯控制思想。单片机控制灯引脚与灯对应如下，0点亮。一共有四种状态S0、S1、S2、S3,a、南北通行S0状态：P0=11111101=0xfd，P1=01110101=0x75；南北绿灯、东西红灯，P0=11111100=0xfc，P1=11110011=0xf3P0=11111101=0xfd，P1=01110101=0x75；P0.3P0.0东G东Y东R北G北Y北R西G西Y西R南G南Y南R110011110011b、过渡状态S1：南北黄灯、东西红灯，P0.3P0.0东G东Y东R北G北Y北R西G西Y西R南G南Y南R110101110101c、东西通行状态S2：东西绿灯、南北红灯，P0=11110111=0xf7,P1=1001110=0x9e；P0.3P0.0东G东Y东R北G北Y北R西G西Y西R南G南Y南R011110011110d、过渡状态S3：东西黄灯、南北红灯，P0=11110111=0xfb,P1=10101110=0xae；P0.3P0.0东G东Y东R北G北Y北R西G西Y西R南G南Y南R101110101110设置一个秒计数单元SEC每秒+1,设置两个控制值变量a,b。首先令SEC=0，a=0xfd，b=0x75，处于S0状态；SEC==25，a=0xfc，b=0xf3，处于S1状态；SEC==30，a=0xfb，b=0xae，处于S2状态；SEC==55，a=0xf7，b=0x9e，处于S3状态；SEC==60，SEC=0，a=0xfd，b=0x75，处于S0状态；P0=a,P1=b。3、交通灯键控按键后即进入外部中断0，在外部中断0中断程序中判断：若是按K1键，控制南北通行状态，并将定时器T0关闭，即可保持南北通行状态；若是按K2键，控制东西通行状态，并将定时器T0中断关闭，即可保持东西通行状态；若是按K3键，开启定时器T0中断，恢复正常交通灯。4、闪烁控制在需要闪烁时，0.5s按正常显示，0.5s全灭，即是闪烁效果。实现方法是：当=0.5s的时刻，并且在南北通行的最后5s(19<sec<25)或在东西通行的最后5s(49<sec<55)，灭绿灯：P0=al0xf9P1==bl0x24当=1s的时刻，按正常显示。P0.3P0.0东G东Y东R北G北Y北R西G西Y西R南G南Y南R100100100100六、实验思考题1、为什么采用定时器T0的方式1?为什么不采用方式2?2、采用中断处理按键有什么优点？本实验可不可以不采用中断处理按键，不采用中断怎样实现?实验三串行口通信实验一、实验目的掌握单片机串行口通信的应用和编写方法；进一步掌握单片机中断的应用和中断处理程序的编写方法；进一步掌握单片机内部定时/计数器的使用及编程方法。二、实验前准备完成作业5；2、根据实验内容编写好相关程序，并进行Proteus仿真。三、实验内容实验内容为3项，其中第1、2项必做。据图电路，两个同学为一组分为甲方、乙方，所有实验都采用方式3，偶校验，波特率为2400bit/s,采用T1作波特率发生器，均采用中断发送和接收。按键值a：按K1，a=0x01；按K2，a=0x02；按K3，a=0x04；按K4，a=0x08。1、单向通信甲方连续不断地发送变量a的值，未按键，2=0*0九按键后根据按键确定a值；并将a的值取反从P0口输出，控制D0、D1、D2、D3相应点亮。乙方接收到数据并偶校验正确后，将接收数据取反从P0口输出，控制D0、D1、D2、D3相应点亮。2、双向通信甲方连续不断地发送变量a的值，未按键，2=0*0九按键后根据按键确定a值；乙方未按键不发送，按键后将乙方的按键值a*16发送；甲乙双方都将发送数据与接收数据相或后再取反，从P0口输出控制D0—D7相应点亮。3、间隔发送未按键，甲方不发送数据，按键后甲方每隔50ms连续发送4个字节：0xff、a、a、a。乙方只在收到甲方数据0xff后的3个数据并验证相同时，才将接收数据*16发送。甲乙双方都将发送数据与接收数据相或后，从P0口输出控制D0—D7相应点亮。

四、实验原理图实验原理图如图所示：18XTAL2RST29—30—31PSENALEEAU1XTAL1XTAL2RSTPSENALEEAP1.7+5V12345678191892930311234567819XTAL1_18XTAL2RST29—30—31PSENALEEAU1XTAL1XTAL2RSTPSENALEEAP1.7+5V12345678191892930311234567819XTAL1_U1—P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WR-P3.7/RDP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WR-P3.7/RD图3.3串行口通信实验电路原理图在HNIST-2型实验装置中，通过通信接口排插将甲机的TXD、RXD连接到乙机的RXD、TXD，注意：下载程序时，要将RXD引脚线断开，有接收时，HNIST-2型实验装置上的D25会闪烁。五、软件设计思想1、按键处理采用中断处理按键，在外部中断0服务程序中：判断按键确定发送数据，并判断是否开始发送，若未开始发送，设置TI=1。2、双向通信串行口中断后要注意判断是发送中断(TI=1)还是接收中断(RI=1)，判断完后要清除标志。六、实验思考题1、为什么串行口中断后要注意判断是发送中断(TI=1)还是接收中断(RI=1)，判断完后要清除标志。为什么不能象其它中断一样，中断后自动清除中断标志？2、在甲方发送时，乙方是否也可以发送？为什么？3、第3题，①为什么要3次相同；②这是全双工通信还是半双工通信？实验四动态显示与矩阵式键盘实验一、实验目的进一步理解数码管与单片机的接口原理与动态显示原理，理解单片机矩阵式键盘按键识别的原理；掌握单片机动态显示应用和编程方法；掌握单片机矩阵式键盘按键识别的方法。二、实验前准备1、完成作业6；2、根据实验内容编写好相关程序，并进拉roteus仿真。三、实验内容实验内容为3项，其中第1、2项必做。1、动态显示。未按键不显示，按K1键，动态显示“19491001”；按K2键，动态显示“20141210”。2、动态显示与按键识别。矩阵式键盘键值分别是0下，未按键不显示。每按键一次，键值在最低位显示，原键值向高位移一位。3、可控动态显示与按键识别。矩阵式键盘键值分别是0-9，最下面一排键位功能键，左右两个键分别为“清0键”“C”，和”“回车键”“1"，其它键无效。未按键不显示，每按键一次，键值在最低位显示，原键值向高位移一位。按8个键后，再按键无效。按清0键全显示“0”。按“1”后全部熄灭，再按键重新开始。四、实验原理图

图3.4动态显示与矩阵式键盘实验电路原理图动态显示共8个共阴极数码管，采用两片74LS573进行驱动，74LS57