单片机实验指导书2016.docx

北京化工大学信息科学与技术学院单片机原理及应用实验指导书郭郭 青青2016 年年 4 月月单片机实验指导书单片机实验指导书一、实验系统简介一、实验系统简介1 实验采用天祥电子公司的 GTX TX-1D 单片机实验箱。2 实验板上单片机采用的是 STC 公司的 STC89C52 单片机作为主控模块，完全兼容 AT89S52 单片机，并配置有多种实验模块，可以通过连线将各模块有机结合，进行综合实验。3 STC89C52 可以在线编程，不需要频繁插拔，通过 USB 接口与 PC 机相连。4 程序编译采用 Keil C 仿真编译系统，可进行编程以及程序编译，生成.OBJ 以及.HEX 目标文件5 编译完成的.HEX 文件通过 USB 接口写入到实验板上的单片机中，即编程，并直接运行。6编程软件的文件名 STC-isp V6.82E。二、实验简要步骤二、实验简要步骤1、启动运行环境正确连接实验系统，确认各个开关处于正确位置，打开实验机电源。2、编程运行 Keil C 软件，建立工程，选择器件为 STC89C52（如库中无 STC MCU，可选择 AT89C52），编写源程序，并添加到工程中，然后进行编译。3、进行实验运行 STC-ISP V6.82E 软件，点击选择单片机芯片 STC89C516RD+，点击打开程序文件，选择欲加载的.HEX 文件，点击下载，将程序写入到单片机中，当写入完成后即自动运行。4、观察并记录实验结果。如现象不正确，返回第 2 步，修改源程序。三、用户手册,电路原理图,工具软件等百度云盘:http:/ I/O 实验实验一、实验要求：一、实验要求：1、P1 口作输出口，接 8 只发光二极管，程序存储器的 0500H0509H 单元依次存放着数字 09 的 ASCII 码，编程将其依次读出写入到内部 RAM 的 30H39H 单元，并同时送 P1 口输出显示。2、P1 口作输出口，接 8 只发光二极管，编写程序，使发光二极管循环点亮。二、实验目的二、实验目的1、熟悉实验系统的使用及调试方法。2、学习 80C51 汇编语言程序编写。3、学习 P1 口的使用方法。4、学习延时子程序的编写和使用。三、实验电路及连线三、实验电路及连线P1.0-P1.7 通过锁存器 74HC573 接发光二极管 D1-D8P2.5 接 74HC573 的锁存控制端 LE四、实验说明四、实验说明1、发光二极管为共阳极，当输入为 0 时点亮，1 时熄灭。2、为了使发光二极管显示的 ASCII 码（实验 1）以及循环点亮（实验 2）明确看清，可采用多重循环的软件延时。3、74HC573 的逻辑功能表如下所示：LE 为 1 时，Q=D；LE 为 0 时，锁存。五、实验报告要求五、实验报告要求列出实验步骤，写出实验的汇编程序，记录实验结果。实验二、定时器实验二、定时器/计数器实验计数器实验一、实验要求：一、实验要求：1）使用 STC89C52 内部定时器 0，按方式 1 工作，即作为 16 位定时器使用，每 0.05 秒T0 溢出中断一次。P1 口的 P1.0P1.7 分别接 8 个发光二极管。要求编写程序模拟一时序控制装置。开机后第一秒钟 D4，D5 亮，第二秒钟 D3，D6 亮，第三秒钟 D2，D7 亮，第四秒D1，D8 亮，第五秒 D2，D7 亮，第六秒 D3，D6 亮，第七秒 D4，D5 亮，第八秒 D1，D2，D3，D4 亮，第九秒 D5，D6，D7，D8 亮，第十秒全亮，第十一秒全灭。然后再从头循环。2）使用 STC89C52 内部定时器 0，工作在计数模式，按方式 2 工作，以按键 S2 作为计数输入，用一位（最低位）七段数码管循环显示按键次数 09。二、实验目的二、实验目的1、学习 80C51 内部定时/计数器的使用和编程方法。2、学习中断处理程序的编程方法。三、实验电路及连线三、实验电路及连线同实验一，P1.0-P1.7 接 D1-D8按键电路如下图，S2 一端接地，另一端接 T0（P3.4），按下时，T0 输入低电平 0。七段数码管电路如下图所示，P0 口输出通过锁存器接数码管的段选及位选，P2.6 与 P2.7分别为段选及位选锁存器的锁存控制端（LE 为 1，Q=D；LE 为 0，锁存）。四、实验说明四、实验说明1）关于内部计数器的编程主要是定时常数的设置和有关控制寄存器的设置。2）内部计数器用作定时器时，是对机器周期计数。因为实验系统的晶振是 11.0592MHz，所以定时常数的设置可按以下方法计算：机器周期=1211.0592MHz1.0857S（65536-定时常数）*1.0857S=50mS定时常数4C00H3）在中断服务程序中，因为中断定时常数的设置对中断程序的运行起到关键作用，所以在置数前要先关对应的中断，置数完之后再打开相应的中断。4）实验 2 中定时器 T0 工作在计数方式 2，计数初值为 FFH，每次按下 S2 键，T0 溢出，申请中断，在中断服务程序内查表输出中断次数。5）七段数码管为共阴极，位选信号为 0，段选信号为 1 时，对应的数码管亮，数字编码为五、实验报告要求五、实验报告要求画汇编程序流程图，并记录实验的汇编程序。六六、参考参考程序流程程序流程（实验实验 1）主程序：1、设置初始常数2、开中断3、等待中断中断服务程序1、保护现场2、置计数常数3、判断是否到 1 秒。是，步骤 4；否，步骤 7。4、查表5、显示数据6、调整表格指针7、恢复现场8、中断返回实验三、外部中断实验实验三、外部中断实验一、实验要求：一、实验要求：由 AT89S52 内部定时器 0，按方式 1 工作，即作为 16 位定时器使用每 0.05 秒 T0 溢出中断一次。P1 口的 P1.0P1.7 分别接 8 个发光二极管。要求编写程序模拟一时序控制装置。开机后第一秒钟 D4，D5 亮，第二秒钟 D3，D6 亮，第三秒钟 D2，D7 亮，第四秒 D1，D8 亮，第五秒 D2，D7 亮，第六秒 D3，D6 亮，第七秒 D4，D5 亮，第八秒 D1，D2，D3，D4 亮，第九秒 D5，D6，D7，D8 亮，第十秒全亮，第十一秒全灭。然后再从头循环。由按键 S14 生成外部中断信号，当 S14 键按下时，为外部中断请求信号，此时发光二极管全灭，七段数码管全亮，同时蜂鸣器发声，持续时间为 2 秒。二、实验目的二、实验目的1、进一步熟悉 80C51 内部定时器的使用和编程方法。2、学习外部中断的使用和编程方法。3、学习中断嵌套程序的编写方法。三、实验电路及连线三、实验电路及连线蜂鸣器电路键盘电路P1.0-P1.7 接 D1-D8，蜂鸣器接 P2.3，按键 S14 的两端分别接 INT0（P3.2）和 T0（P3.4）。四、实验说明四、实验说明1.为了实现 S14 按下时，INT0 引脚输入低电平，T0（P3.4）引脚应设置为 0。2.P2.3 输出为低电平时，蜂鸣器发声。3外部中断 0（高级）与定时器 0（低级）形成两级中断嵌套。4外部中断时的 2 秒延时可以采用软件延时或使用定时器 1。五、实验报告要求五、实验报告要求1、画出实验电路原理图。2、画汇编程序流程图，并记录实验的汇编程序。3、列出实验步骤，记录实验结果。六六、参考参考程序流程程序流程主程序：1、设置 T0，T1 初始常数2、设置中断优先级3、开中断4、启动 T0 计数5、等待中断T0 中断服务程序1、保护现场2、置计数常数3、判断是否到 1 秒。是，步骤 4；否，步骤 7。4、查表，显示数据5、调整表格指针6、恢复现场7、中断返回INT0 中断服务程序1、保护现场2、显示数据3、停止 T04、置 T1 计数常数，启动 T1 计数注：T1 采用查询方式，也可采用中断嵌套5、判断是否到 2 秒。是，步骤 6；否，等待。6、停止 T1 计数注：步骤 4-6 可由软件延时代替7、启动 T0 计数，恢复现场8、中断返回实验四实验四单片机与单片机与 PC 机串行通信实验机串行通信实验一、实验要求一、实验要求AT89S52 串行通信口工作在方式 1，8 位 UART 方式，允许接收，9600bps。在 PC 机上运行串口调试软件。编程实现，1）单片机接收 PC 机发送的数据并回送给 PC 机显示，并同时送发光二极管显示；2）AT89S52 内部定时器 0，按方式 1 工作，每 1 秒钟内部 RAM30H 单元内容加 1，并通过串行通信口送 PC 机显示。二、实验目的二、实验目的1、学习 80C51 串行通信口的编程方法。三、实验线路三、实验线路P1.0-P1.7 接 D1-D8。用 RS-232 接口通信线连接实验系统与 PC 机。四、实验说明四、实验说明1、本次实验为两个程序。2、在 PC 机上运行串口调试软件，设置波特率为 9600bps，无奇偶校验位。3、正确连线，编写并下载运行 AT89S52 串行通信程序。4、观察并验证实验结果。五、实验报告要求五、实验报告要求画程序流程图，附上完整的程序代码实验五、实验五、扫描键盘及数码管显示实验扫描键盘及数码管显示实验一、实验要求一、实验要求P3 口与行列式键盘接口，分别定义 8 个按键，每个按键对应一个发光二极管，编写键盘扫描程序，当按键按下时，对应的二极管点亮，同时在一位数码管上显示键值 07；当没有定义的其它按键按下时，二极管及数码管全灭。二、实验目的二、实验目的1.学习在单片机系统中扩展行列式键盘的方法。2.学习扫描键盘的实现方法。三、实验电路及连线三、实验电路及连线键盘接口电路见实验三：矩阵键盘的四行分别与 P3.0-P3.3 连接，四列分别与 P3.4-P3.7连接。P1.0-P1.7 接 D1-D8。七段数码管电路如下图所示，P0 口输出通过锁存器接数码管的段选及位选，P2.6 与 P2.7分别为段选及位选锁存器的锁存控制端（控制端为 1，Q=D；控制端为 0，锁存）。七段数码管为共阴极，位选信号为 0，段选信号为 1 时，对应的数码管亮，数字编码为四、四、实验说明实验说明编写键盘扫描程序，下载程序，并运行。五、实验报告五、实验报告1.画出电气原理图；2.附上完整的程序代码；3.画出程序流程；实验六实验六I2C 串行总线存储器读写实验串行总线存储器读写实验一、实验要求一、实验要求由 AT89S52 内部定时器 1，按方式 1 工作，每 1 秒钟 24LC04 的 0001H 单元内容加 1，以 S14 键作为外部中断输入信号，S14 键按下时，读取 0001H 单元内容并送七段数码管显示。二、实验目的二、实验目的1、进一步掌握定时器和外部中断的使用方法。2、学习 80C51 与 I2C 串行总线器件的接口方法。3、学习 80C51 模拟 I2C 总线的编程方法。三、实验线路三、实验线路键盘及数码管电路见前述，AT24C02 的接口电路图如下所示。SDA 接 P2.0，SCL 接 P2.1，A0、A1、A2 接地四、实验说明四、实验说明1、以内部 RAM 30H 单元作为缓存，暂存定时信息，即 1 秒钟加 1，然后再写入到 24C02中。2、器件地址为 0，采用字节写及读随意地址，读写地址均为 0001H。3、参考教材中程序例子，编写模拟 I2C 总线的子程序。4、外部中断程序中，读 24C02 送七段数码管显示。五、实验报告要求五、实验报告要求画程序流程图，说明 24C02 读写方法，记录实验的汇编程序。六、参考程序流程六、参考程序流程主程序略，参考实验三。T1 中断服务程序1、保护现场2、置计数常数3、判断是否到 1 秒。是，步骤 4；否，步骤 6。4、30H 内容加 15、调用写 24C02 子程序6、恢复现场7、中断返回INT0 中断服务程序1、保护现场2、停止 T1 计数3、调用读 24C02 子程序4、读出的数据（在累加器 A 中）送数码管显示5、启动 T1 计数6、恢复现场7、中断返回注：调用读 24C02 子程序会引起 T1 定时误差，此处忽略不计。写 24C02 子程序1、发送起始位2、发送写控制字节 1010 0000B3、发送应答位4、发送两个地址字节，中间需发送应答位5、发送 30H 内容6、发送应答位7、发送停止位8、返回读 24C02 随意地址子程序1、发送起始位2、发送写控制字节 1010 0000B3、发送应答位4、发送两个地址字节，中间需发送应答位5、发送应答位6、发送起始位7、发送读控制字节 1010 0001B8、发送应答位9、读一个字节到 ACC10、发送非应答位11、发送停止位12、返回实验七、实验七、AD/DA 转换实验转换实验一、实验要求一、实验要求1）拧动 ADC0804 旁边的电位器，会在数码管的前两位显示 0-FF 之间的数值。2）通过用单片机控制 DAC0832 输出锯齿波，让开发板上发光二极管 D12 由暗到亮变化，循环下去。二、实验目的二、实验目的1）学习如何用单片机控制 ADC0804 芯片进行数模转换，掌握数码管动态扫描显示的原理。2）学会用单片机控制数模转换芯片 DAC0832。三、实验电路及连线三、实验电路及连线ADC0804 接口电路图，P1 口接 DB0DB7，P3.7 接 RD，P3.6 接 WR，P0.7 通过 74HC573接 CSDAC0832 接口电路，P0 接 DI07，P3.6 接 WR1（其它控制引脚为常通），P3.2 接 CS四、实验说明四、实验说明五、实验报告五、实验报告画出程序流程图，附上完整的程序代码；实验八实验八 综合实验综合实验一、实验要求一、实验要求利用实验系统提供的功能模块，进行组合，完成硬件电路和软件程序的设计调试。二、实验目的二、实验目的1、学习 80C51 单片机系统的设计和开发技术。2、进一步熟悉掌握单片机内部功能单元及应用接口的编程。3、提高并检验学生知识与实践的融合能力。三三、实验、实验内容（供选择）内容（供选择）1、键盘+串行通信。实验要求：定义 0F 十六个键，将从实验系统键盘上键入的键值显示到 PC 机显示器上，将 PC 机键盘输入的数据（0-F）显示到实验系统的数码管上。2、键盘+数码管+串行通信实验要求：在键盘上定义 8 个键，当键按下时最左侧的数码管显示键码（18），并送 PC 机显示；当按下其他键时，数码管及 PC 机显示“0”。3、外部中断+串行通信实验要求：以 S14 键盘输入产生中断信号，每按键一次，内部计数器加 1，并将按键次数同时送最右侧数码管（09）和 PC 机显示。4、I2C 存储器+串行通信实验要求：每 1 秒钟 24C02 的 0002H 单元内容加 1，以 S14 键作为外部中断输入信号，有键按下时，读取 0002H 单元内容送 PC 机显示。5、AD/DA 转换+串行通信拧动 ADC0804 旁边的电位器，在数码管的前两位显示 00-FF 之间的数值且发光二极管 D12 亮度随之变化，并送 PC 机显示。四、实验要求四、实验要求1、独立完成实验内容的设计。2、画出系统的功能模块方框图，电路图。3、画出程序设计流程图。4、搭建实验电路，编写实验程序并演示实验结果。五、实验报告五、实验报告每组制作一份介绍实验内容的 word 文档，内容包括：1）封面：实验题目，小组成员，班级，学号2）系统功能介绍，使用的功能模块列表。3）系统设计方框图。4）硬件电路介绍及电路图。5）软件设计流程介绍及流程图。6）程序代码。7）实验结果分析小结。