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文档简介

PAGEPAGE8FILENAME单片机实验指导书(学生新版)嵌入式系统实验指导书(修订稿)主编:银翔萧祥锭主审:彭楚武湖南大学电气与信息工程学院二OO八年前言嵌入式系统原理与应用是一门实践性很强的课程,通过理论教学后进行相应地实验训练才能深刻地理解,牢固掌握该学科的知识。作为实验指导书,重点在于编程及应用。为了便于理解,大部分实验都简单地介绍了编程的方法、画出了程序流程图以及电路原理图,尽可能使每个实验自成体系,有头有尾。完成本实验指导书的实验,可使学生掌握嵌入式系统的基本结构、原理、指令系统、接口技术及汇编语言的程序设计。作为电气院的学生,该实验指导书还应配合嵌入式系统课程设计指导书使用,将编程技巧与仿真相结合,设计一个独立的微机实时控制系统。本书在编写过程中得到许多老师地帮助,提出了许多宝贵意见,在此表示感谢!书中错误不妥之处欢迎批评指正。目录实验一双字节二进制数到BCD码的转换1实验二 P1口实验4实验三 定时器与中断实验7实验四 8255A可编程并行接口芯片实验(键盘实验)11实验五 数码显示实验17实验六 8279键盘、显示接口实验(LED显示实验)23实验七 串行口实验(与数据终端通讯)29实验八 D/A,A/D转换实验35实验九 电子音响实验41实验十 继电器控制实验45实验十一 步进电机控制实验49附录一 KEILC51的使用方法51附录二 PROTEUS软件的使用方法60附录三 单片机指令速查表66附录四 常用IC引脚图68实验一双字节二进制数到BCD码的转换一实验目的:1 学习KEILC51软件的使用和调试方法.2 了解51单片机内部工作寄存器的使用方法.3 熟悉单片机汇编指令,了解程序的编写方法.二实验内容:程序框图开始开始BCD码寄存器清零BCD码寄存器清零设循环指针设循环指针二进制数左移一位,移入C二进制数左移一位,移入C((…)*2+ai循环次数到?N循环次数到?Y返回返回2 程序清单ST EQU 0000H ;用户程序的首地址从0000H开始 ORG ST LJMP BCD16 ORG ST+100H ;下一条指令的地址为ST+100BCD16: CLR A ;累加器A清零 MOV R4,A MOV R5,A MOV R6,A ;R4,R5,R6三个寄存器清零 MOV R7,#10H MOV R2,#22H MOV R3,#33H ;将10H,22H,33H分别送R7,R2,R3寄存器LP0: CLR CMOV A,R2 RLC A MOV R2,A MOV A,R3 RLC A MOV R3,A MOV A,R4 ADDC A,R4 DA A MOV R4,A MOV A,R5 ADDC A,R5 DA A MOV R5,A MOV A,R6 ADDC A,R6DA AMOV R6,ADJNZ R7,LP0LL: SJMP LLEND3 程序说明将二进制数从最高位逐一左移入单片机CPU中的寄存器的最低位并且每次都实现(…)*2+ai的运算.双字节则需循环16次,由R7寄存器中的值控制.三、习题注意观察寄存器窗口,当R7中的值为“0”时,记录R6,R5,R4的值。修改R2,R3的数值,重复操作,记录R6,R5,R4的值。本文将简单介绍一下Proteus的使用。在这里,我用的Proteus版本是Proteus6.7sp3Professional。一、Proteus6Professional界面简介安装完Proteus后,运行ISIS6Professional,会出现以下窗口界面:为了方便介绍,我分别对窗口内各部分进行中文说明(见上图)。下面简单介绍各部分的功能:1.原理图编辑窗口(TheEditingWindow):顾名思义,它是用来绘制原理图的。蓝色方框内为可编辑区,元件要放到它里面。注意,这个窗口是没有滚动条的,你可用预览窗口来改变原理图的可视范围。2.预览窗口(TheOverviewWindow):它可显示两个内容,一个是:当你在元件列表中选择一个元件时,它会显示该元件的预览图;另一个是,当你的鼠标焦点落在原理图编辑窗口时(即放置元件到原理图编辑窗口后或在原理图编辑窗口中点击鼠标后),它会显示整张原理图的缩略图,并会显示一个绿色的方框,绿色的方框里面的内容就是当前原理图窗口中显示的内容,因此,你可用鼠标在它上面点击来改变绿色的方框的位置,从而改变原理图的可视范围。3.模型选择工具栏(ModeSelectorToolbar):主要模型(MainModes):1*选择元件(components)(默认选择的)2*放置连接点3*放置标签(用总线时会用到)4*放置文本5*用于绘制总线6*用于放置子电路7*用于即时编辑元件参数(先单击该图标再单击要修改的元件)配件(Gadgets):1*终端接口(terminals):有VCC、地、输出、输入等接口2*器件引脚:用于绘制各种引脚3*仿真图表(graph):用于各种分析,如NoiseAnalysis4*录音机5*信号发生器(generators)6*电压探针:使用仿真图表时要用到7*电流探针:使用仿真图表时要用到8*虚拟仪表:有示波器等2D图形(2DGraphics):1*画各种直线2*画各种方框3*画各种圆4*画各种圆弧5*画各种多边形6*画各种文本7*画符号8*画原点等4.元件列表(TheObjectSelector):用于挑选元件(components)、终端接口(terminals)、信号发生器(generators)、仿真图表(graph)等。举例,当你选择“元件(components)”,单击“P”按钮会打开挑选元件对话框,选择了一个元件后(单击了“OK”后),该元件会在元件列表中显示,以后要用到该元件时,只需在元件列表中选择即可。5.方向工具栏(OrientationToolbar):旋转:旋转角度只能是90的整数倍。翻转:完成水平翻转和垂直翻转。使用方法:先右键单击元件,再点击(左击)相应的旋转图标。6.仿真工具栏仿真控制按钮1*运行2*单步运行3*暂停4*停止二、操作简介1、绘制原理图:绘制原理图要在原理图编辑窗口中的蓝色方框内完成。原理图编辑窗口的操作是不同于常用的WINDOWS应用程序的,正确的操作是:用左键放置元件;右键选择元件;双击右键删除元件;右键拖选多个元件;先右键后左键编辑元件属性;先右键后左键拖动元件;连线用左键,删除用右键;改连接线:先右击连线,再左键拖动;中键放缩原理图。具体操作见下面例子。2、定制自己的元件:有三个个实现途径,一是用PROTEUSVSMSDK开发仿真模型,并制作元件;另一个是在已有的元件基础上进行改造,比如把元件改为bus接口的;还有一个是利用已制作好(别人的)的元件,我们可以到网上下载一些新元件并把它们添加到自己的元件库里面。由于我没有PROTEUSVSMSDK,所以我只介绍后两个。3、Sub-Circuits应用:用一个子电路可以把部分电路封装起来,这样可以节省原理图窗口的空间。三、实例实验二P1口实验一、实验内容1.K1作为左转弯开关,K2作为右转弯开关。L1、L2作为左转弯灯,L5、L6作为右转弯灯。2.程序实现的功能:向上打K1时左转弯灯以一定频率闪烁,打K2时右转弯灯以一定频率闪烁,K1、K2同时向上或向下,发光二极管灭。二、实验目的1.学习P1口作为输入、输出口的使用方法。2.学习延时子程序的编写和使用。3.学习数据输入、输出程序的设计方法。4.掌握proteus软件的使用。三、实验电路五、程序流程图 入口入口P1.0,P1.1口锁存器置"1"P1.0,P1.1口锁存器置"1"读入K1,K2状态读入K1,K2状态K1=K2=‘0K1=K2=‘1CASEK1,K2从P1口输出0使发光二极管全灭从P1口输出0使发光二极管全灭CASEK1,K2从P1口输出0使发光二极管全灭从P1口输出0使发光二极管全灭K1=‘1’ K2=‘0’ K2=‘1’K1=‘0’从P1口输出0CH使L3,L4亮从P1口输出30H使L5,L6亮从P1口输出0CH使L3,L4亮从P1口输出30H使L5,L6亮延时延时使发光二极管全灭使发光二极管全灭延时延时程序清单SH2.ASM ST EQU0000HORGSTLJMPSTARTORGST+30HSTART:SETBP1.0SETBP1.1 MOV A,P1 ANL A,#03H MOV DPTR,#TB;转移表首地址送DPTR MOVC A,@A+DPTR JMP @A+DPTRTB: DB PRG0-TB DB PRG1-TB DB PRG2-TB DB PRG3-TBPRG0: MOV P1,#00 LJMP STARTPRG1: MOV P1,#0CHAAA: ACALL DELAY MOV P1,#00 ACALL DELAY LJMP STARTPRG2: MOV P1,#30H LJMP AAAPRG3: LJMP PRG0DELAY: MOV R1,#5 ;延时0.5秒DEL1: MOV R2,#200DEL2: MOV R3,#126DEL3: DJNZ R3,DEL3 DJNZ R2,DEL2 DJNZ R1,DEL1 RET END习题: 改编程序,实现当开关K1=K2=‘0’时,发光二极管L1,L2,L5,L6全部闪烁;当开关K1=K2=‘1’时,发光二极管L1,L2,L5,L6全灭;(已实现)当开关K1=‘0’,K2=‘1’时,发光二极管L1,L2,L5,L6依次循环右移;当开关K1=‘1’,K2=‘0’时,发光二极管L1,L2,L5,L6依次循环左移;改写程序,当开关接任意P1口时,均可实现以上功能。实验三 定时器、中断实验实验内容模拟时序控制装置。观测发光二极管现象:L1、3→L2、4→L5、7→L6、8→L1、3、5、7→L2、4、6、8→全亮→全灭 二、实验目的学习8031内部计数器的使用和编程方法。掌握中断处理程序的编程方法。三、实验原理时间常数的计算。8031内部定时器1,按方式1工作,每0.1秒钟T1溢出中断一次。机器周期=12÷晶振频率=12÷(6.144*106)=1.9531*10-6S设初值为X,则(216-X)*1.953*10-6=0.1X=14336=3800HTH1=38H,TL1=00H实验电路程序流程图主程序:入口入口置首显示代码(A),初始地址偏移量(R1),计数初值(R0)置首显示代码(A),初始地址偏移量(R1),计数初值(R0)定时器1初始化,设计数初值定时器1初始化,设计数初值开放EA,ET1,TR1开放EA,ET1,TR1 N R0=0?R0=0? Y 装计数初值于R0装计数初值于R0指向下一个显示代码单元指向下一个显示代码单元地址偏移=10?地址偏移=10? N Y 装入初始偏移量装入初始偏移量从表中取显示代码从表中取显示代码显示显示中断入口中断子程序:中断入口关闭计数控制位关闭计数控制位计数值减1一计数值减1一装人时间常数装人时间常数开放计数控制位开放计数控制位返回返回接线方法:P1.0—P1.7分别接发光二极管L1—L8。程序清单T06.ASMST_ADDREQU 4000HORG ST_ADDRLJMP STARTORG ST_ADDR+1BHJMP IT11ORGST_ADDR+200HSTART:MOVA,#05HMOVR1,#03MOVR0,#0AHANLTMOD,#0FHORLTMOD,#10HMOVTL1,#00HMOVTH1,#38HORLIE,#88HSETBTR1LOOP1:CJNER0,#00,DISPMOVR0,#0AHINCR1CJNER1,#0BH,LOOP2MOVR1,#03LOOP2:MOV A,R1MOVC A,@A+PCLJMP DISPDB05H,0AH,50H,0A0H,55H,0AAH,0FFH,00HDISP:MOV P1,AJMP LOOP1IT11:CLRTR1DECR0MOVTL1,#00HMOVTH1,#38HSETBTR1RETIEND八、习题:改变发光二极管闪烁的间隔时间。去掉定时与中断,编写延时子程序。实验四8255A可编程并行接口芯片实验实验内容:利用单片机的小键盘,每按一个数字键(0∽F),用发光二极管将该代码显示出来,按其它键退出。二、实验目的1.掌握单片机系统中扩展外围芯片的方法。2.掌握8255A芯片的结构及编程方法。3.掌握键盘接口电路的工作原理,编程方法。三、实验电路四、接线方法首先将键盘部分与8279连线的短路片全部拔掉,然后键盘矩阵的KA0—KA7接8255A的PA0—PA7,KB0—KB2接8255A的PB0—PB2。8255A芯片的CS1接00—07端,PC0—PC7接发光二极管的L1—L8。注意:实验完成后,请将短路片插回原处。入口五、程序流程图入口显示初值放入24H单元显示初值放入24H单元置8255A控制字,A,C口出,B口入置8255A控制字,A,C口出,B口入从C口输出显示从C口输出显示往A口(行线)全输出低电平往A口(行线)全输出低电平从B口(列线)读入数据,保存从B口(列线)读入数据,保存列线取反后全低电平? Y列线取反后全低电平?延时去抖动 N 延时去抖动重置重置8255A控制字,A口入,B,C口出通过B口(列线)输出保存的列线值通过B口(列线)输出保存的列线值由A口(行线)读入行线值,保存由A口(行线)读入行线值,保存行线值取反后,全为低电平? Y行线值取反后,全为低电平?N 置计数初值和字符码表首址置计数初值和字符码表首址从表中读一行线码从表中读一行线码指针指向下一行线码与读入值相等? N指针指向下一行线码与读入值相等?字符码表指针下移从表中读相应列线码字符码表指针下移从表中读相应列线码计数值减一,为0?与读入值相等? NN计数值减一,为0?与读入值相等? Y Y 据行线码,列线码从字符码表中取相应字符值并存入42H单元据行线码,列线码从字符码表中取相应字符值并存入42H单元置置8255A控制字,A,C口出,B口入从C口输出字符值显示从C口输出字符值显示把全0从A口输出到列线上把全0从A口输出到列线上从B口读入行线值从B口读入行线值只要低三位并取反只要低三位并取反为0否? N Y为0否?六、实验原理1.8255A有三种基本工作方式,其中方式0是一种基本的输入或输出方式。在这种工作方式下,三个端口的每一个都可由程序设定为输入或输出,这种方式适用与无条件地传送数据的设备。2.识别键的闭合,通常采用行扫描法和行反转法。行扫描法是使键盘上某一行线为低电平,而其余行接高电平,然后读取列值,如读列值中某位为低电平,表明有键按下,否则扫描下一行,直到扫完所有行。本实验采用的是行反转法。行反转法识别闭合键时,要将行线接一并行口,先让它工作在输出方式,将列线也接到一个并行口,先让它工作与输入方式,程序使CPU通过输出端口往各行线上全部送低电平,然后读入列线值,如此时有某键被按下,则必定会使某一列线值为0。然后,程序对两个并行端口进行方式设置,使行线工作于输入方式,列线工作于输出方式,并将刚才读得的列线值从列线所接的并行端口输出,再读取行线上输入值,那么,在闭合键所在行线上的值必定为0。这样,当一个键被按下时,必定可以读得一对唯一的行线值和列线值。七、程序清单T09.ASMST_ADDR EQU 4000HPA EQU 1B00HPB EQU PA+1PC0 EQU PB+1PCTL EQU PC0+1 ORG ST_ADDR LJMP STARTTABLE:DW 06FEH,06FDH,06FBH,06F7H,06EFH,06DFH,06BFHDW 067FH,05FEH,05FDH,05FBH,05F7H,05EFHDW 05DFH,05BFH,057FHCHAR:DB 08h,09H,0AH,0BH,0CH,0DH,0EH,0FH,00H,01HDB 02H,03H,04H,05H,06H,07H ORG ST_ADDR+200HSTART: MOV 42H,#0F0HSTA1: MOV DPTR,#PCTL MOV A,#82H MOVX @DPTR,ALINE: MOV DPTR,#PC0 MOV A,42H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#PA CLR A MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#PB MOVX A,@DPTR MOV 40H,A ORL A,#0F8H CPL A JZ LINE MOV R7,#10HDEL0: MOV R6,#0FFHDEL1: DJNZ R6,DEL1 DJNZ R7,DEL0 MOV DPTR,#PCTL MOV A,#90H MOVX @DPTR,A MOV A,40H MOV DPTR,#PB MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#PA MOVX A,@DPTR MOV 41H,A CPL A JZ LINE MOV DPTR,#TABLE MOV R7,#10H MOV R6,#00HTT: MOVX A,@DPTR CJNE A,40H,NN1 INC DPTR MOVX A,@DPTR CJNE A,41H,NN2 MOV DPTR,#CHAR MOV A,R6 MOVC A,@A+DPTR MOV 42H,ABBB: MOV DPTR,#PCTL MOV A,#82H MOVX @DPTR,AAAA: MOV A,42H MOV DPTR,#PC0 MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#PA CLR A MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#PB MOVX A,@DPTR ORL A,#0F8H CPL A JNZ AAA JMP STA1NN1: INC DPTRNN2: INC DPTR INC R6 DJNZ R7,TT JMP BBB END八、习题编写程序,改用行扫描法识别键的闭合。实验五数码显示实验一、实验内容做一个电子钟:利用定时器0定时中断,控制电子钟走时;利用单片机上的六个数码管显示分、秒。XX----XX显示格式:XX----XX 分秒二、实验目的进一步掌握定时器的使用和编程方法。了解七段数码显示数字的原理。熟练掌握Keilc51和Proteus联调的方法实验电路四、程序流程图入口主程序:入口显示单元置初值显示单元置初值定时器0初始化,置位EA,ET0定时器0初始化,置位EA,ET0开始计数时间及分、秒计数单元置0 开始计数时间及分、秒计数单元置0扫描值带进位位(=0)右移一位显示单元地址减一扫描值=0?取分、秒计数值,经变换放入相应显示单元取显示单元值,转为段码送段数据口显示缓冲单元首址—R0,扫描初值—R2扫描值带进位位(=0)右移一位显示单元地址减一扫描值=0?取分、秒计数值,经变换放入相应显示单元取显示单元值,转为段码送段数据口显示缓冲单元首址—R0,扫描初值—R2扫描值送位数据口扫描值送位数据口 N Y计时单元=10?时间计时单元加一定时器置初值中断入口中断程序:计时单元=10?时间计时单元加一定时器置初值中断入口 N返回分置0分值=60?秒置0,分加一,十进制调整秒值=60?秒加一,十进制调整计时单元置0 返回分置0分值=60?秒置0,分加一,十进制调整秒值=60?秒加一,十进制调整计时单元置0 Y NY N Y六、程序清单T10.ASMST_ADDREQU0000HPAEQU7FFCH;A口地址PBEQU7FFDH;B口地址CTREQU7FFFH;控制字地址BUFEQU23HSBFEQU22H;存放秒MBFEQU21H;存放分ORGST_ADDRLJMPMAINORGST_ADDR+0BH;定时器0中断入口LJMPCLOCKORGST_ADDR+200HMAIN:MOVDPTR,#CTR;写控制字MOVA,#80HMOVX@DPTR,AMOVR0,#40HMOVA,#00HMOV@R0,AINCR0MOV@R0,AINCR0MOVA,#0AHMOV@R0,AINCR0MOV@R0,AINCR0MOVA,#00HMOV@R0,AINCR0MOV@R0,AANLTMOD,#0F0HORLTMOD,#01HMOVTL0,#00HMOVTH0,#38HMOVBUF,#00H;清零MOVSBF,#00HMOVMBF,#00HSETBET0;开定时器0SETBEASETBTR0DS1:MOVR0,#45HMOVR2,#20HDS2:MOVDPTR,#PB;位选MOVA,R2MOVX@DPTR,AMOVDPTR,#PAMOVA,@R0LCALLTABLEMOVX@DPTR,A;送段码LCALLDELAY1;延时DECR0CLRCMOVA,R2RRCAMOVR2,AJNZDS2MOVR0,#45HMOVA,SBFLCALLGETDECR0DECR0MOVA,MBFLCALLGETSJMPDS1TABLE:INCAMOVCA,@A+PCRETDB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,98H,0BFHGET:MOVR1,AANLA,#0FHMOV@R0,ADECR0MOVA,R1SWAPAANLA,#0FHMOV@R0,ADECR0RETCLOCK:MOVTL0,#00H;定时器中断子程序MOVTH0,#38HPUSHPSWPUSHACCINCBUFMOVA,BUFCJNEA,#0AH,QUITMOVBUF,#00HMOVA,SBFINCADAAMOVSBF,ACJNEA,#60H,QUITMOVSBF,#00HMOVA,MBFADDA,#1HDAAMOVMBF,ACJNEA,#60H,QUITMOVMBF,#00HQUIT:POPACCPOPPSWRETIDELAY1:MOVR4,#10;4ms延时DEL11:MOVR5,#0AHDEL12:MOVR3,#18HDEL13:DJNZR3,DEL13DJNZR5,DEL12DJNZR4,DEL11RETEND七、习题:1.改写程序,使数码管显示分、秒,并用小数点分隔。2.改编程序,使数码管显示时、分、秒计数。3.改写程序,使数码管可分时显示年,月,日,时间等。实验六、8279键盘、显示接口实验——LED显示实验一、实验内容利用8279键盘显示接口电路和实验台上提供的六个数码显示,作成一个电子钟。格式为:XX.XX.XX由左向右分别为时、分、秒。二、实验目的掌握在8031系统中扩展8279键盘显示接口的方法。掌握8279工作原理和编程方法。进一步掌握中断处理程序的编程方法。三、实验原理:利用8279可实现对键盘/显示器的自动扫描,以减轻CPU负担,具有显示稳定、程序简单、不会出现误动作等特点。四、实验电路五、接线方法首先检查数码显示部分与8279之间连接的短路片是否已经插好,插好后再将片选端CS7接30—37。六、程序流程图入口主程序:入口8279,定时器0,初始化8279,定时器0,初始化开始计数开始计数写显示缓冲器RAM命令字写显示缓冲器RAM命令字显示单元首址显示单元首址—R1取显示单元数据低四位取显示单元数据低四位转为段选玛,置位最高位使小数点亮,输出转为段选玛,置位最高位使小数点亮,输出取显示单元数据高四位取显示单元数据高四位转为段选玛输出转为段选玛输出R1指向下一显示单元R1指向下一显示单元R7计数值减一,等于0? Y NR7计数值减一,等于0?置定时器0初值,置位TR0中断子程序:置定时器0初值,置位TR0有关寄存器入栈有关寄存器入栈时间计数单元加1时间计数单元加1其值=10? N其值=10? Y将其清零,秒加1,十进制调整将其清零,秒加1,十进制调整秒值为60? N秒值为60? Y秒清零,分值加1,十进制调整秒清零,分值加1,十进制调整分值为60? N分值为60? Y分值清零,时加1,十进制调整分值清零,时加1,十进制调整时值为24? N时值为24? Y将时值清零将时值清零有关寄存器出栈有关寄存器出栈中断返回中断返回七、程序清单T11.ASMST_ADDR EQU 4000HPORT EQU 1B30HBUF EQU 24HHOUR EQU 23HMIN EQU 22HSEC EQU 21H ORG ST_ADDR LJMP INIT ORG ST_ADDR+0BH LJMP CLOCK ORG ST_ADDR+200HINIT: MOV DPTR,#PORT+1 MOV A,#0D1H MOVX @DPTR,ALP: MOV A,#2AH MOVX @DPTR,A MOV A,#00H MOVX @DPTR,A ANL TMOD,#0F0H ORL TMOD,#01H MOV TL0,#00H MOV TH0,#38H MOV HOUR,#00H MOV MIN,#00H MOV SEC,#00H MOV BUF,#00H SETB ET0 SETB EA SETB TR0LOOP: MOV DPTR,#PORT+1 MOV A,#90H MOVX @DPTR,A MOV R7,#03H MOV R1,#21H MOV DPTR,#PORTDL0: MOV A,@R1 MOV R2,A ANL A,#0FH LCALL TABLE ORL A,#80H MOVX @DPTR,A MOV A,R2 SWAP A ANL A,#0FH LCALL TABLE MOVX @DPTR,A INC R1 DJNZ R7,DL0 LJMP LOOPTABLE: INC A MOVC A,@A+PC RET DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FHCLOCK: MOV TL0,#00H MOV TH0,#38H PUSH ACC PUSH PSW INC BUF MOV A,BUF CJNE A,#0AH,ENDT MOV BUF,#00H MOV A,SEC INC A DA A MOV SEC,A CJNE A,#60H,ENDT MOV SEC,#00H MOV A,MIN INC A DA A MOV MIN,A CJNE A,#60H,ENDT MOV MIN,#00H MOV A,HOUR INC A DA A MOV HOUR,A CJNE A,#24H,ENDT MOV HOUR,#00HENDT: POP PSW POP ACC RETI END实验七串行口实验实验内容将从单片机小键盘上输入的数字、字母显示在终端屏幕上,将终端键盘上键入的字符(0—F)显示到单片机数码管上。二、实验目的1.掌握单片机串行口工作方式的程序设计。2.掌握单片机通讯程序的编制。接线方法首先检查8279与数码显示和键盘之间连线短路片是否已经插好,然后将8279的片选端CS7接30—37。IRQ接INT01。用RS—232电缆将数据终端与实验台上J13相连。实验电路五、程序流程图子程序DISP:显示R2中的内容。写显示缓冲器RAM命令写显示缓冲器RAM命令取R2中数值取R2中数值转换为段选码转换为段选码从数据口输出从数据口输出返回返回主程序:入口入口定时器1初始化定时器1初始化8279初始化8279初始化设置EA及EX1(键盘中断)清除串口及定时器1中断允许设置EA及EX1(键盘中断)清除串口及定时器1中断允许串行口初始化串行口初始化接收缓冲器中有数据否?(RI=1?) N接收缓冲器中有数据否?(RI=1?)Y清除RI清除RI将接收的字符的ASCII码转换成十六进制数将接收的字符的ASCII码转换成十六进制数显示到LED上显示到LED上CASE行值求行值求列值从键盘读入数据入口中断程序KEYN:从小键盘读入字符值并转换为ASCII码CASE行值求行值求列值从键盘读入数据入口列值加16输出列值加8输出列值加16输出列值加8输出输出列值 输出列值都当作空格符20H是R加3FH是P加3EH是M加3CH是A—都当作空格符20H是R加3FH是P加3EH是M加3CH是A—G加37H是数字加30HCASE所得新值 发送中断标志位TI=0? Y发送中断标志位TI=0?清除TI N 清除TI 所得ASCII码送SBUF中断返回所得ASCII码送SBUF中断返回程序清单T15.ASMST_ADDR EQU 4000HPORT EQU 1B30H ORG ST_ADDR LJMP MAIN ORG ST_ADDR+3H LJMP KEYNMAIN: ANL TMOD,#0F0H ORL TMOD,#20H MOV TH1,#0F3H MOV TL1,#0F3H MOV DPTR,#PORT+1 MOV A,#0D1H MOVX @DPTR,A MOV A,#2AH MOVX @DPTR,A MOV A,#40H MOVX @DPTR,A MOV A,#00H MOVX @DPTR,A MOV A,#80H MOVX @DPTR,A MOV SCON,#52H SETB EA SETB EX0 SETB TR1 CLR ES CLR ET1LOAD: JNB RI,LOAD CLR RI MOV A,SBUF MOV R2,A LCALL CHANGE LCALL DISP JMP LOADKEYN: PUSH ACC PUSH PSW MOV DPTR,#PORT MOVX A,@DPTR MOV R1,A ANL A,#07H MOV R2,A MOV A,R1 ANL A,#38H RR A RR A RR A MOV R3,A CJNE R3,#00H,LINE1 MOV A,R2 ADD A,#08H LJMP QUIT1LINE1: CJNE R3,#01H,LINE2 MOV A,R2 LJMP QUIT1LINE2: MOV A,R2 ADD A,#10HQUIT1: CLR C PUSH ACC SUBB A,#0AH JNC CHAR POP ACC ADD A,#30H LJMP SENDCHAR: POP ACC PUSH ACC SUBB A,#11H JNC WD_M POP ACC ADD A,#55 LJMP SENDWD_M: POP ACC CJNE A,#11H,WD_P ADD A,#3CH LJMP SENDWD_P: CJNE A,#12H,WD_R ADD A,#3EH LJMP SENDWD_R: CJNE A,#13H,OTHR ADD A,#3FH LJMP SENDOTHR: MOV A,#20HSEND: JNB TI,SEND CLR TI MOV SBUF,A POP PSW POP ACC RETICHANGE: MOV A,R2 CLR C SUBB A,#30H MOV R2,A SUBB A,#0AH JC RET2 MOV A,R2 SUBB A,#07H MOV R2,ARET2: RETDISP: MOV DPTR,#PORT+1 MOV A,#80H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#PORTDL0: MOV A,R2 ANL A,#0FH LCALL TABLE MOVX @DPTR,A RETTABLE: INC A MOVC A,@A+PC RET DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHDB7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH,39H,5EH,79H,71H,00H,40H END实验八A/D,D/A转换实验一、实验内容利用实验台上的ADC0809做A/D转换器,实验台上的电位器提供模拟量输入,将模拟量转换成数字量,用发光二极管显示。利用DAC0832,编制程序产生正弦波。二、实验目的1.掌握A/D芯片ADC0809转换性能及编程方法。2.掌握D/A转换芯片0832的性能及编程方法。三、实验原理1.ADC0809是八位逐次逼近法A/D转换器,每采集一次需100µs。ADC0809D的START端为A/D转换启动信号,ALE端为通道选择地址的锁存信号。实验电路中将其相连,以便同时锁存通道地址并开始/D采样转换,故启动A/D转换只需如下两条指令:MOV DPTR,#1B20H MOVX @DPTR,AA中为何内容并不重要,这是一次虚拟写。中断方式下,A/D转换结束后会自动产生EOC信号,将其与8031的INT0相接。中断处理程序中,使用如下指令即可读取A/D转换结果:MOV DPTR,#1B20HMOVX A,@DPTRD/A转换是把数字量转换成模拟量。本实验中,输入寄存器占偶地址端口,DAC寄存器占较高的奇地址端口。两个寄存器均对数据独立锁存。因而要把一个数据通过0832输出,要经两次锁存。典型程序段如下:MOV DPTR,PORTIN MOV A,#DATA MOVX @DPTR,A INC DPTR MOVX @DPTR,A其中,第二次I/O写是一个虚拟写过程,其目的只是产生一个WR信号,启动D/A.四、接线方法内容1:①0809片选端CS5接20—27,EOC接INT0;P1.0—P1.7接发光二极管L1—L8。②2K电位器中间头接IN0,另外两个头一端接+5V,另一端接地。内容2:0832片选端CS6接28—2F,AOUT接示波器探头。五、实验电路内容1:A/D转换内容2:D/A转换六、程序流程图内容1:A/D转换,查询方式送P1口由发光二极管显示读取转换结果软件延时启动A/D转换送P1口由发光二极管显示读取转换结果软件延时启动A/D转换内容2:D/A转换主程序入口入口定时器0初始化,置位EA,ET0,装入时间常数定时器0初始化,置位EA,ET0,装入时间常数计数初值送R1并显示锯齿波计数初值送R1并显示锯齿波计数初值送R1并显示三角波计数初值送R1并显示三角波计数初值送R1并显示正弦波计数初值送R1并显示正弦波显示方波显示方波中断子程序DELAY:入口入口向定时器0装时间常数向定时器0装时间常数计数值R1减一计数值R1减一开始计数开始计数中断返回中断返回 入口正弦波显示子程序PRG3:入口初始化:DAC寄存器端口送R0,计数值送R4,表首址送DPTR初始化:DAC寄存器端口送R0,计数值送R4,表首址送DPTR 从表中取一数据从表中取一数据数据数据输出到DAC输入寄存器数据输出到DAC输入寄存器启动D/A启动D/ADPTR指向下一数据DPTR指向下一数据R4计数值为0否? NR4计数值为0否? Y装计数初值入R4,表首址送DPTR装计数初值入R4,表首址送DPTR计数时间到? N计数时间到? Y返回返回七、程序清单内容1:A/D转换,查询方式T19_2.ASMST_ADDR EQU 4000HPORT EQU 1B20H ORG ST_ADDR LJMP MAIN ORG ST_ADDR+200HMAIN: MOV DPTR,#PORTLOOP: MOVX @DPTR,A MOVR6,#14HDELAY: NOP DJNZ R6,DELAY MOVX A,@DPTR MOV P1,A SJMP LOOP END内容2:D/A转换,输出正弦波ST_ADDR EQU 4000H ORG ST_ADDR LJMP MAIN ORG ST_ADDR+1BH LJMP DELAY ORG ST_ADDR+200HMAIN: ANL TMOD,#0FH ORL TMOD,#10H SETB EA SETB ET1 MOV TL1,#00H MOV TH1,#38H SETB TR1 MOV P2,#1BHDISP: MOV R1,#72H LCALL PRG1 MOV R1,#0B2H LCALL PRG2 MOV R1,#0F2H LCALLPRG3 LCALLPRG4 LJMP DISPDELAY: CLR TR1 MOV TL1,#00H MOV TH1,#38H DEC R1 SETB TR1 RETIPRG1: NOP;锯齿波 RETPRG2: NOP;三角波 RETPRG3: MOV R0,#29H ;正弦波 MOV R4,#40H MOV DPTR,#DATA0LP11: MOVX A,@DPTR DEC R0 MOVX @R0,A INC R0 MOVX @R0,A INC DPTR DJNZ R4,LP11 MOV R4,#40H MOV DPTR,#DATA0 CJNE R1,#0C0H,LP11DATA0:DB80H,8CH,98H,0A5H,0B0H,0BCH,0C7H,0D1H,0DAH,0E2H,0EAH DB 0F0H,0F6H,0FAH,0FDH,0FFH,0FFH,0FDH,0FAH,0F6H,0F0H DB 0EAH,0E2H,0DAH,0D1H,0C7H,0BCH,0B0H,0A5H,98H,8CH DB 80H,7FH,73H,67H,5AH,4FH,43H,38H,2EH,25H,1DH,15H DB 0FH,09H,05H,02H,00H,00H,02H,05H,09H,0FH,15H DB1DH,25H,2EH,38H,43H,4FH,5AH,67H,73H,7FH RETPRG4: NOP;方波 RET END八、习题1.A/D转换:重新编写程序,用中断方式实现。2.D/A转换:编写程序,使原程序增加锯齿波PRG1;三角波PRG2;方波PRG4。(提示:产生锯齿波和三角波只需由A存放的数字量增减来控制。)实验九电子音响实验实验目的了解计算机发声原理。学习使计算机发出不同音调声音的编程方法。实验内容利用P1口输出不同频率的脉冲通过扬声器发出不同频率音调。实验原理音阶由不同频率的方波产生,音阶与频率的关系如表一所示。方波的频率由定时器控制。定时器计数溢出后,产生中断,将P1.7口取反即得周期方波。每个音阶相应的第时器初值可按下法计算:晶振为6.144MHZ时,音阶“1”相应的定时器初值为X,则1÷262*2=(216-X)*12÷(6.144*106)可得X=64559D=FC2FH,其它的可同样求得(见下表单位:HZ,X为16进制)音调45671234567123频率175196220247262294330349392440494523587659XFA49FAE6FB7EFC0CFC2FFC8FFCF8FD23FD73FDBAFDFAFE18FE4CFE94音的节拍由延时子程序实现。延时子程序实现基本延时时间,节拍值只能是它的整数倍。实验电路五、接线方法将8031的P1.7接LB插孔,扬声器接J6六、程序流程图开始计数取X值低半部入TL1该值为0?从表中取X值高半部入TH1初始化定时器1置位ET1,EA入口开始计数取X值低半部入TL1该值为0?从表中取X值高半部入TH1初始化定时器1置位ET1,EA入口 Y N表指针指向下一个X值取节拍对应值,延迟相应时间长度 表指针指向下一个X值取节拍对应值,延迟相应时间长度中断返回置位TR1转入计数初值P1.7位取反入口中断子程序:中断返回置位TR1转入计数初值P1.7位取反入口 七、程序清单T20.ASMST_ADDR EQU 4000H ORG ST_ADDR LJMP MAIN ORG ST_ADDR+1BH LJMP INT_0 ORG ST_ADDR+200HMAIN: ANL TMOD,#0FH ORL TMOD,#10H SETB ET1 SETB EA MOV DPTR,#TONE MOV A,#00HLOP: MOVC A,@A+DPTR JZ MAIN MOV R5,A MOV TH1,A INC DPTR MOV A,#00H MOVC A,@A+DPTR MOV R6,A MOV TL1,R6 SETB TR1 INC DPTR MOV A,#00H MOVC A,@A+DPTR MOV R2,ALOOP1: MOV R3,#80HLOOP2: MOV R4,#0FFHLOOP3: DJNZ R4,LOOP3 DJNZ R3,LOOP2 DJNZ R2,LOOP1 INC DPTR MOV A,#00H LJMP LOPINT_0: PUSH DPH PUSH DPL PUSH ACC CPL P1.7 MOV TH1,R5 MOV TL1,R6 SETB TR1 POP ACC POP DPL POP DPH RETITONE: DB 0FCH,2FH,04H,0FCH,99H,04H DB 0FCH,0F8H,04H,0FDH,22H,04H DB 0FDH,073H,04H,0FDH,0BCH,04H DB 0FDH,0FAH,04H,0FEH,17H,04H DB 0FEH,17H,04H DB 0FDH,0FAH,04H,0FDH,0BCH,04H DB 0FDH,73H,04H,0FDH,22H,04H DB 0FCH,0F8H,04H,0FCH,99H,04H DB 0FCH,2FH,04H,00H,00H,00H END实验十继电器控制实验一、实验内容利用P1口输出高低电平,控制继电器的开合,以实现对外部转置的控制。二、实验目的:掌握用继电器控制的基本方法和编程。三、实验原理现代自动化控制设备中,都存在一个电子电路与电气电路的互相联结问题,一方面要使电子电路的控制信号能够控制电气电路的执行元件(电动机,电磁铁,电灯等),一方面又要为电子电路的电气电路提供良好的电隔离,以保护电子电路和人身的安全。电子继电器便能完成这一桥梁作用。本实验所用继电器,型号为JDC—3F,控制电压为直流+5V,控制端为JDQ插孔,当JDQ为高电平时,继电器不动作,为低电平时继电器动作(常闭触点断开,常开触点闭合)。四、实验电路五、程序流程图入口入口向继电器输出高电平向继电器输出高电平延时延时向继电器输出低电平向继电器输出低电平延时延时六、接线方法8031的P1.1接JDQ端,继电器的输出J4接一白炽灯泡。七、程序清单T22。ASMST_ADDR EQU 4000H ORG ST_ADDR LJMP START ORG ST_ADDR+200HSTART: SETB P1.1 ACALL DE3SLP: CPL P1.1 ACALL DE3S LJMP LPDE3S: MOV R0,#30D0: MOV R1,#00HD1: MOV R2,#38HD2: DJNZ R2,D2 DJNZ R1,D1 DJNZ R0,D0 RET END实验十一步进电机控制实验实验内容:利用74LS273输出脉冲序列,开关K1-K6控制步进电机转速(分6档),K7,K8控制步进电机转向。必须要K1-K6中一开关和K7、K8中一开关同时为‘1’时步进电机才启动,其他情况步进电机不工作。实验目的:1.了解步进电机控制的基本原理。2.掌握控制步进电机转动编程方法。三、实验原理:步进电机驱动原理是通过对它每相线圈中的电流的顺序切换来使电机作步进式旋转。驱动电路有脉冲信号来控制,A所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。微电脑控制步进电机最适合。C如图1所示;本实验使用的步进电机用直流+5V电压,每相电流为0.16A,电机线圈有四相组成:即φ1(A);φ2(B);φ3(C);φ4(D)BD驱动方式为二相激磁方式,个线圈通电顺序如下表。图1二相激磁通电次序相顺序φ1φ2φ3φ401100101102001131001表中首先向φ1线圈—φ2线圈输入驱动电流,接着φ2—φ3,φ3—φ4,φ4—φ1,有返回到φ1—φ2,按这种顺序切换,电机轴按顺时针方向旋转。步进电机的驱动电路如实验电路图所示,对照表2,微电脑向步进电机输入端传送1或0信息,则可实现上述动作。实验可通过不同长度的延时来得到不同频率的步进电机输入脉冲,从而得到多种步进速度。四、接线方法74LS273的O11-O14分别接步进电机BA-BD,74LS273片选端CS2接08-0F。74LS244DEI1-I8分别接K1-K8,74LS244片选端CS4接18-1F。步进电机插头接J8。五、程序流程图入口入口置初始值并保存置初始值并保存向电机输入控制信息向电机输入控制信息读入开关状态读入开关状态置延时时间常数K1=‘1置延时时间常数K1=‘1’ NK7=‘1’K7=‘1’K2=‘1’延时延时 N YNK8=‘1’?K8=‘1’K3=‘1’控制信息循环右移一位 NY控制信息循环右移一位延时K4=‘1延时K4=‘1’ N控制信息循环左移一位K5=‘1控制信息循环左移一位K5=‘1’ NK6=‘1’K6=‘1’ N置停止转动信息置停止转动信息 六、实验电路七、程序清单T23。ASMST_ADDR EQU 4000HPORT1 EQU 1B08HPORT2 EQU PORT1+10H ORG ST_ADDR LJMP MAIN ORG ST_ADDR+200HMAIN: MOV DPTR,#PORT1 MOV A,#33H MOV R1,ABJ1: MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#PORT2 MOVX A,@DPTR JB ACC.0,A0 JB ACC.1,A1 JB ACC.2,A2 JB ACC.3,A3 JB ACC.4,A4 JB ACC.5,A5STOP: MOV DPTR,#PORT1 MOV A,#0FFH LJMP BJ1A0: MOV R2,#08HSAM: JB ACC.6,ZX0 JB ACC.7,NX0 LJMP STOPA1: MOV R2,#10H LJMP SAMA2: MOV R2,#18H LJMP SAMA3: MOV R2,#20H LJMP SAMA4: MOV R2,#40H LJMP SAMA5: MOV R2,#80H LJMP SAMZX0: LCALL DELAY MOV A,R1 RR A MOV R1,A MOV DPTR,#PORT1 LJMP BJ1NX0: LCALL DELAY MOV A,R1 RL A MOV R1,A MOV DPTR,#PORT1 LJMP BJ1DELAY: MOV R6,#50HDE1: DJNZ R6,DE1 DJNZ R2,DELAY RET END附录一KeilC51软件的使用:点击桌面上的以下图标启动KeilC51时的屏幕进入KeilC51后的编辑界面建立一个新工程单击Project菜单(菜单栏的第4项),在弹出的下拉菜单中选中NewProject选项(展开的下拉子菜单中第一项)选择你要保存的路径,输入工程文件的名字,比如保存到C51目录里,工程文件的名字为C51

如下图所示,然后点击保存.

选择单片机的型号(如AT89C52).

完成上一步骤后,屏幕如下图所示

5)单击“File”主菜单,再在下拉菜单中单击“New”选项新建文件后屏幕如下图所示注意,如果用C语言编写程序,则扩展名为(.c);如果用汇编语言编写程序,则扩展名必须为(.asm)。回到编辑界面后,单击“Target1”前面的“+”号,然后在“SourceGroup1”上单击右键,弹出如下菜单然后单击“AddFiletoGroup‘SourceGroup1’”屏幕如下图所示选中Test.c,然后单击画面中的右下角“Add

”按钮,屏幕画面变为如下图所示在此框中输入源程序在此框中输入源程序7)输入源程序:8)单击“Project”菜单,再在下拉菜单中单击“BuiltTarget”选项(或者使用快捷键F7),编译成功后,再单击“Project”菜单,在下拉菜单中单击“Start/StopDebugSession”(或者使用快捷键Ctrl+F5)9)调试程序:在上图中,单击“Debug”菜单,在下拉菜单中单击“Go”选项,(或者使用快捷键F5),然后再单击“Debug”菜单,在下拉菜单中单击“StopRunning”选项(或者使用快捷键Esc);再单击“View”菜单,再在下拉菜单中单击“SerialWindows#1”选项,就可以看到程序运行后的结果10)单击“Project”菜单,再在下拉菜单中单击“”在下图中,单击“Output”中单击“CreateHEXFile”选项,使程序编译后产生HEX代码,供下载器软件使用。把程序下载到AT89S51单片机中。11)Keil与proteus联调(1)、安装keil与proteus。(2)、打开proteus,画出相应电路,在proteus的debug菜单中选中useremotedebugmonitor(3)、在keil中编写MCU的程序(4)、进入KEIL的project菜单optionfortarget'工程名'。在DEBUG选项中右栏上部的下拉菜单选中ProteusVSMMonitor-51Driver。在进入seting,如果同一台机IP名为127.0.0.1,如不是同一台机则填另一台的IP地址。端口号一定为8000

注意:可以在一台机器上运行keil,另一台中运行proteus进行远程仿真。(5)、在keil中进行debug吧,同时在proteus中查看直观的结果(如LCD显示…)这样就可以像使用仿真器一样调试程序附录二Proteus软件的使用一、Proteus6Professional界面简介安装完Proteus后,运行ISIS6Professional,会出现以下窗口界面:1.原理图编辑窗口(TheEditingWindow):顾名思义,它是用来绘制原理图的。蓝色方框内为可编辑区,元件要放到它里面。注意,这个窗口是没有滚动条的,你可用预览窗口来改变原理图的可视范围。2.预览窗口(TheOverviewWindow):它可显示两个内容,一个是:当你在元件列表中选择一个元件时,它会显示该元件的预览图;另一个是,当你的鼠标焦点落在原理图编辑窗口时(即放置元件到原理图编辑窗口后或在原理图编辑窗口中点击鼠标后),它会显示整张原理图的缩略图,并会显示一个绿色的方框,绿色的方框里面的内容就是当前原理图窗口中显示的内容,因此,你可用鼠标在它上面点击来改变绿色的方框的位置,从而改变原理图的可视范围。3.模型选择工具栏(ModeSelectorToolbar):主要模型(MainModes):1*选择元件(components)(默认选择的)2*放置连接点3*放置标签(用总线时会用到)4*放置文本5*用于绘制总线6*用于放置子电路7*用于即时编辑元件参数(先单击该图标再单击要修改的元件)配件(Gadgets):1*终端接口(terminals):有VCC、地、输出、输入等接口2*器件引脚:用于绘制各种引脚3*仿真图表(graph):用于各种分析,如NoiseAnalysis4*录音机5*信号发生器(generators)6*电压探针:使用仿真图表时要用到7*电流探针:使用仿真图表时要用到8*虚拟仪表:有示波器等2D图形(2DGraphics):=1\*GB3①=2\*GB3②=3\*GB3③…=8\*GB3⑧=1\*GB3①*画各种直线=2\*GB3②*画各种方框=3\*GB3③*画各种圆=4\*GB3④*画各种圆弧=5\*GB3⑤*画各种多边形=6\*GB3⑥*画各种文本=7\*GB3⑦*画符号=8\*GB3⑧*画原点等4.元件列表(TheObjectSelector):用于挑选元件(components)、终端接口(terminals)、信号发生器(generators)、仿真图表(graph)等。举例,当你选择“元件(components)”,单击“P”按钮会打开挑选元件对话框,选择了一个元件后(单击了“OK”后),该元件会在元件列表中显示,以后要用到该元件时,只需在元件列表中选择即可。5.方向工具栏(OrientationToolbar):旋转:旋转角度只能是90的整数倍。翻转:完成水平翻转和垂直翻转。使用方法:先右键单击元件,再点击(左击)相应的旋转图标。6.仿真工具栏1234仿真控制按钮1*运行2*单步运行3*暂停4*停止二、操作简介1、绘制原理图:绘制原理图要在原理图编辑窗口中的蓝色方框内完成。原理图编辑窗口的操作是不同于常用的WINDOWS应用程序的,正确的操作是:用左键放置元件;右键选择元件;双击右键删除元件;右键拖选多个元件;先右键后左键编辑元件属性;先右键后左键拖动元件;连线用左键,删除用右键;改连接线:先右击连线,再左键拖动;中键放缩原理图。2、定制自己的元件:有三个个实现途径,一是用PROTEUSVSMSDK开发仿真模型,并制作元件;另一个是在已有的元件基础上进行改造,比如把元件改为bus接口的;还有一个是利用已制作好(别人的)的元件,我们可以到网上下载一些新元件并把它们添加到自己的元件库里面。3、Sub-Circuits应用:用一个子电路可以把部分电路封装起来,这样可以节省原理图窗口的空间。附录三、MCS-51单片机指令速查表(按字母顺序排列)指令助记符机器码字节数机器周期数指令助记符机器

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