2022年单片机实验指导书.docx

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1、精品学习资源单片机试验试验指导书2021 年 2 月欢迎下载精品学习资源单片机试验报告自动化 XX 级试验名称同学联系方式学号院系工学院电气与信息工程系专业自动化指导老师填写日期欢迎下载精品学习资源一、试验目的试验一数据传送欢迎下载精品学习资源1. 进一步熟识仿真器的使用方法；2. 练习设计简洁的程序；3. 把握 8051 片内 RAM 和片外 RAM 的数据传送方法 ,从而明白这两部分存贮器的特点；二、试验内容将 8051内部RAM40H4FH置初值 00H0FH, 然后将40H4FH内容传送到外部RAM的4800H480FH ，再将 4800H480FH 传回内部 RAM 的 50H5FH

2、 ；设置断点 B1 、B2、B3 每运行到断点时检查相应的CPU 现场和存贮单元的内容；三、试验预备1、仔细阅读本试验指导；2、读懂下面的程序： #include #include char data *p40 ,*p50 ; char xdata *p4800; char i, j, k;void main p40=0x40; p50=0x50; p4800=0x4800;fori=0;i16;i+*p40=i; p40=p40+1;/B1 p40=0x40;forj=0;j16;j+*p4800=*p40; p40=p40+1; p4800=p4800+1;/B2p4800=0x4800;

3、fork=0;k16;k+*p50=*p4800; p50=p50+1; p4800=p4800+1;欢迎下载精品学习资源 /B33、画出如下要测的数据表格：断点B140H4FH4800H480FH50H5FHP40P50P4800B2B3四、试验步骤1、向机器输入程序；2、运行程序至第一个断点B1 ，检查40H0FH 单元内容及指针 p40 的内容；3、运行程序至其次个断点B2 ，检查4800H480FH 单元内容及指针 p40,p4800 的内容；4、运行程序至第三个断点B3 ，检查50H5FH 单元内容及累加器及指针p50 的内容；五、试验报告要求1、写出 C 语言源程序和对应的汇编语言

4、指令及注解的程序清单；2、将测得的数据填入表格，并和理论分析的结果相比较；3、说明 8031CPU 对内部存贮器和外部扩展RAM 存贮器各有哪些寻址方式？4、假如要读外部程序储备器0x4800 中的内容，该如何拜访？5试验心得； 必需欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源一、试验目的试验一并行口欢迎下载精品学习资源通过试验明白 8051 并行口输入方式和输出方式的工作原理及编程方法；二、试验内容1、输出试验如图 4-1 所示；以 8031 的 P2 口为输出口；通过程序掌握发光二极管的亮灭；2、输入试验如图 4-1 所示；以 8031 的 P1 口为输入口； 用开关向 P1.0P1.3 输入

5、不同的状态， 掌握 P2 口 P2.4P2.7发光二极管的亮灭；3、查询输入输出试验如图 1-1 所示；以 8051 的 P1.6 或为输入位，以 P2 口为输出，二进制计数记录按键的次数；图 1-1三、编程提示1、输出试验程序1设计一组显示把戏，编程使得P2 口依据设计的把戏重复显示；2为了便于观看，每一状态加入延时程序；2、输入试验程序欢迎下载精品学习资源开关打开，就输入为1；开关闭合，就输入为0；读取的状态，并将它们输出到P2.4 P2.7，驱动发光二极管；所以发光二极管L1L4 的亮灭应与开关的设置相吻合；3、查询输入输出程序1编程计数按键次数，按键不去抖动；2编程计数 P1.6 按键

6、次数，按键不去抖动；3编程计数 P1.0 按键次数，按键软件延时去抖动；观看 1、 2、3、的结果；四、试验器材电脑，目标系统试验板五、试验步骤1、在 KEILC 中按要求编好程序，编译，软件调试，生成.HEX 文件；2、断开电源，按图1-1 所示，连好开关及发光二极管电路；3、下载程序；4、调试运行程序，观看发光二极管状态；六、试验报告要求1、列出各试验的程序清单；2、记录试验现象，并与理论分析结果相比较；3. 试验心得；必需4. 附能说明试验原理的试验照片；必需欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源一、试验目的试验三外部中断欢迎下载精品学习资源1、把握单片机外部中断的原理及过程；2、把握

7、单片机外部中断程序的设计方法；3、把握单片机外部中断时中断方式的挑选方法；二、试验内容如以下图所示， P 设为输入，P2 设为输出位，连有8 个发光二极管 D1D8 ；每当发生外部中断时,发光二极管以向下流水灯的方式点亮；分别挑选边沿触发外部中断放是和电平触发外部中 断方式两种；三、编程提示1、P3 口是 8 位准双向口，具有双重功能：第一功能和 P1 口一样，作为输入输出口，也有字节操作和位操作两种方式，每一位可分别定义为输入或输出；其次功能定义如下：P3.0RXD串行输入口P3.1TXD串行输出口P3.2INT0外部中断 0 恳求输入线P3.3INT1外部中断 1 恳求输入线P3.4T0

8、定时器 /计数器 T0 外部计数器脉冲输入线P3.5T1 定时器 /计数器 T1 外部计数器脉冲输入线P3.6WR 外部数据存贮器写脉冲输出线P3.7RD 外部数据存贮器读脉冲输出线欢迎下载精品学习资源2、各中断服务程序入口地址：外部中断 003H定时器 /计数器 T1 溢出中断0BH外部中断 113H定时器 /计数器1BH串行口中断23H3、外部中断的产生条件中断答应寄存器 IE：EAESET1EX1ET0EX01外部中断源答应中断中断2CPU 开中断 EA=1 ；0： EX0=1 ；中断 1： EX1=1 ；3外部中断方式 CPU 发出中断申请；4、外部中断方式的挑选掌握 TCON ：TF

9、1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0IT0 是挑选文字就外部中断0 恳求 INT0 边沿触发方式或电平触发方式的掌握位；前一方式IT0=1 ， 后一方式 IT0=0 ；IT1 是挑选外部中断 1 恳求 INT1 为边沿触发方式或电平触发方式的掌握位；前一方式IT1=1 ，后一方式 IT1=0 ；当 8031 复位后， TCON 被清 0；5、外部中断电路负脉冲作为中断恳求信号时，为了保证中断的唯独性，必需加上排除开关抖动的电路或者去抖动延时程序，保证每次只产生单脉冲，构成边沿触发方式外部中断电路；边沿触发的最大优点在于不会丢失中断；只要中断恳求负跳变的宽度大于1 个机器周期，单片机就能

10、够采样到中断恳求信号，单片机将采样到的信号琐存到中断恳求标志寄存器中，硬件自动置 IE0 为 1，即使单片机临时不响应， 这个标志也不会丢失，只有在外部中断响应之后，硬件才将IE0 清除；低电平触发的外部中断与边沿触发的外部中断，其中断过程基本相像；唯独不同在于中断恳求信号的保持与撤消；在边沿触发中，单片机TCON 寄存器特地有一位作它的恳求标志，当负跳变后，单片机将中断恳求标志IE1 INT1 中断为 IE1 ，INT0 中断为 IE0 自动置 1，由 IE1 恳求中断，在响应中断时，又由单片机自动清除IE1 ；但是对于电平触发方式，单片机中没有特地的恳求标志，响应中断时也不能自动清除恳求信

11、号；在实际应用中，经常是在单片机外增加一个触发器作为中断恳求标志，当中断恳求发生时置触发器为 0，使 INT1 为低电平，在单片机响应这个中断后，利用软件占用另一根I/O 线，例如发出复位脉冲，使该触发器置 1，撤消中断恳求；这种电路使恳求中断的低电平能够保持足够的时间，始终到中断发生为止，因而不会丢失中断恳求；低电平的时间又不致太长，只要进入中断服务程序，在返回之前，就撤消恳求信号，因而也不会产生余外的中断动作；四、试验器材仿真器、目标系统试验板、直流电源五、试验步骤1、边沿触发式外部中断0 试验1 P3.2 设为边沿触发方式，连接外部复位开关，编程使每次中断流水灯向下移位一次，中欢迎下载精

12、品学习资源断程序中不延时去抖动，观看结果；2P3.2 设为边沿触发方式，连接外部复位开关，编程使每次中断流水灯向下移位一次，中断程序中采纳延时去抖动，观看结果；3P3.3 设为边沿触发方式， 连接外部 RS 触发器硬件去抖动的开关，编程使每次中断流水灯向下移位一次，中断程序中不延时去抖动，观看结果；2、电平触发式外部中断试验P3.3 设为电平触发方式，连接外部RS 触发器硬件去抖动的开关，编程使每次中断流水灯向下移位一次，中断程序中不延时去抖动，观看结果；六、试验报告要求1、列出程序清单；说明边沿触发和电平触发两种方式中断响应的原理与区分；2、说明试验观看到的现象，并与理论分析结果相比较；3.

13、 试验心得；必需4. 附能说明试验原理的试验照片；必需欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源一、试验目的试验四定时器 /计数器欢迎下载精品学习资源1、 把握定时器的工作原理、工作方式、计数与定时2、 把握定时器的使用方法和程序设计方法；二、试验内容如下图，接有一个发光二极管，利用定时器掌握它亮一秒灭一秒，周而复始；U1P10P00P11P01P12P02P13 P14P03 P04P15P05P16P06P17P07I NT1 I NT08031P20 P21P22T1P23T0P24EA/VPP25 P26P27393837363534333221222324252627281011302

14、9VCCA1 K2112345678LE D7 4LS041 31 2B37 4LS0441 51 43 11 91 8X1X29RESET1 71 6RDWRRXD TXDALE/ PPSEN图三、 编程提示1、 MCS 51 单片机内部有两个可编程的定时器 T0 和 T1， T0 由特别功能寄存取器 TL0 和 TH0 构成； T1 由特别功能寄存器 TL1 和 TH1 构成；有四种工作方式，即方式 0、 1、2、3方式 3 仅对 T0 适用；每种方式可以用于定时或计数；它们均由掌握寄存器 TMOD 设定：低 4 位为T0 的掌握字，高 4 位为 T1 的掌握字；M 1M 0 打算工作方式

15、：M 1M 0 00 时为方式 0，M 1M 001 时为方式 1，M 1M 0 10 时为方式 2；M 1M 0 11 时为方式 3；方式 0： TL0 TL1 低 5 位和 TH0 TH1 8 位构成 13 位计数器； TH0 TH1 加 1 计数溢出时置 1 溢出中断标志TF0TF1；方式 1：TL0 TL1 8 位和 TH0 TH1 8 位构成 16 位计数器； TH0 TH1 加 1 计数溢出时置 1 溢出中断标志 TF0TF1；方式 2：TL0 TL1 作为 8 位计数器， TH0 TH1 作为常数缓冲器，当TL0TL1 计数溢出时，在置 1 溢出中断标志TF0TF1的同时，将 T

16、H0TH1 中的常数送入 TL0TL1 ， 使 TL0 TL1 从初值开头重新计数，构成初始常数自动装入的8 位计数器；方式 3： T0 分为两个独立的状态8 位计数器 TL0 和 TH0 ；TL0 占用全部定时器T0 的控制位，即 C/ /T、GATE、TR0 、TF0 等； TH0 对机器周期进行计数，并使用定时器T1 的状态掌握位，即 TR1 、TF1 等；C/ /T 打算计数或定时：C/ /T 1 为计数方式， C/ /T 0 为定时方式；计数方式：采纳外部引脚T0 为， T1 为的输入脉冲作为计数脉冲，当T0 或 T1输入发生高到低的负跳变时，计数器加1；定时方式：每个机器周期计数器

17、加1，由于每个机器周期12 个振荡周期，所以直数的速率是欢迎下载精品学习资源振荡频率的 1/12，从计数值便可求得计数的时间，所以称为定时方式；设振荡频率为6MHZ ， 就机器周期 T 12/f=12/6=2us ；2、 1 秒的定时由定时器T0 和 T1 联合完成；使 T0 工作在定时方式，T1 工作在计数方式；将T0 的定时时间定为 100ms，当定时时间到后， 输出反相加到 T1 脚；初始化为 1，第一个 100ms 时间到时，将取反变为0，使加在 T1 的脉冲为正，其次个100ms 时间到时，又将取反变为1， 使加在 T1 的脉冲为负； 被 T1 计数， 所以需要 T0 定时两次才构成

18、 T1 的一个完整的计数脉冲； 设 T1 计数 5 次，就能完成 1 秒的定时；100ms+100ms*5 1000ms=1s；3、 定时 /计数初值的运算：设T0 工作在方式1，就有 216-X *2 s100ms,得 X 3CB0H ，所以 TH0 3CH，TL0 B0H ；而 T1 工作在方式 2，就有 28-5 FBH ，所以 TH1 FBH ，TL1 FBH ；4、 定时器 /计数器的启动： TR0 TR1 是定时器 T0 定时器 T1 的运行掌握位；当 GATE为 0 时， TR0 为 1 时答应 T0 计数， TR0 为 0 时禁止 T0 计数；同样，当 GATE为 0 时,TR

19、1 为 1 时答应 T1 计数， TR1 为 0 时禁止 T1 计数；由软件置位或复位；5、 定时器可工作在非中断状态，也可工作在中断状态；工作在非中断状态时，每当定时时间或计数到置 1 溢出中断申请标志位 TF0 或 TF1；在中断状态下，当满意定时器中断条件时， 每当定时时间或计数到自动进入定时器中断服务程序；本试验程序工作在非中断状态；四、 试验器材仿真器、目标系统试验板、直流电源五、 试验步骤1、编写程序，并译成机器码；2、断开电源，按图接好电路；3、向机器输入程序；4、运行程序， 观看发光二极管的亮灭情形；使用电子秒表测量发光二极管亮灭的时间大约是多少；六、 试验报告要求1、列出程序

20、清单；2、答复以下问题：（ 1） 定时器 T0 和 T1 各有哪几种工作方式？工作原理如何？怎样设定工作方式？（ 2） 计数和定时有什么区分？怎样挑选和设定计数或定时？（ 3） 计数或定时的初始值怎样运算与装入？（ 4） 怎样启动定时器？3、 请写出定时器 T0 在下述几个问题的应用程序：（ 1） 方式 0 的应用：使 T0 产生 1ms 的定时，并使输出周期为2ms 的方波；设晶振频率6MHZ ；（ 2） 方式 1 的应用：题目同上；（ 3） 方式 3 的应用：使 T0 产生 200s 的定时，并使和分别产生400 s 和 800 s 的方波；要求采纳中断掌握方式；设晶振频率12MHZ ；4

21、. 试验心得；必需5. 附能说明试验原理的试验照片；必需欢迎下载精品学习资源欢迎下载精品学习资源一、试验目的试验五秒表设计欢迎下载精品学习资源1、把握数码管动态扫描显示的原理及过程；2、把握单片机定时/计数中断程序的设计方法；3、把握单片机定时计数器去按键抖动的原理及编程方法；二、试验内容如以下图所示， 设计一个秒表， 显示格式为 X-XX-X, 例如 1-56-7 表示 1 分 56.7 秒， 即以 1/10 秒的速度运行；要求：用按键P3.2， P3.3 掌握秒表的运行方式，可以挑选下面掌握方式中的一种（1） 当按下 P3.2，时间清零，松开后不掌握；当按下P3.3，时间停止，松开后连续计

22、时（2）三、试验器材仿真器、目标系统试验板、直流电源四、试验步骤1、依据电路图连接好系统试验板电路2，按要求编写程序，下载调试五、试验报告要求1、列出程序清单；2、说明试验观看到的现象，并分析结果；3、总结秒表试验中的学问点，自我评判学问把握情形；4. 试验心得；必需欢迎下载精品学习资源5. 附能说明试验原理的试验照片；必需试验六串行通讯试验一、试验目的1. 把握单片机串行口工作方式；2. 把握双机通讯的接口电路设计及程序设计；二、试验设备1. PC机； 2单片机最小系统教学试验模块；3. 数码管显示模块三、试验内容1双机通信由两套单片机试验装置两个试验小组共同完成该试验；我们U1为甲机， U

23、2为乙机；甲机发送本机同学本人学号后8位给乙机，乙机接收该8位数据，并显示在8位数码管上；电路如图 1所示；要求串行通信方式为方式1，波特率为 2400bit/s,不加倍，单片机外部晶振频率为；图 1 双机通信原理示意图附加要求：乙机接收完毕后，将本机乙机的学号后8位发送回甲机，甲机显示在数码管上；单片机向 PC机发送数据；单片机向 PC机重复发送本机同学本人学号，发送波特率为1200，采纳方式 1，单片机外部晶振频率为；四、试验原理4.1 串行通讯的方式欢迎下载精品学习资源在串行通讯中，有两种基本的通讯方式：异步通讯，同步通讯；异步串行通讯规定了字符数据的传送格式，既每个数据以相同的帧格式发

24、送；每个帧信息由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成；本试验主要学习异步通讯的实现方法；在异步通讯中，每一个字符要用起始位和停止位作为字符开头和终止的标志，以至占用了时间；所以在数据块传送时，为了提高通讯速度，常去掉这些标志，而采纳同步通讯；同步通讯不像异步通讯那样，靠起始位在每个字符数据开头时发送和接受同步；而是通过同步字符在每个数据块传送开头时使收 /发双方同步；依据通讯方式，又可将数据传输线路分成三种：单工方式、半双工方式、全双工方式；1单工方式在单工方式下，通讯线的一端联接发送器，另一端联接接收器，它们形成单向联接，只答应数据依据一个固定的方向传送；2半双工方式在半双工方式下，系统中

25、的每个通讯设备都由一个发送器和一个接收器组成，通过收发开关接到通讯线路上，如图 33-1所示；在这种方式中，数据能从A 站送到 B站，也能从 B站传送到 A 站，但是不能同时在二个方向上传送，即每次只能一个站发送，另一个站接收；图2 半双工通讯方式图33-1中的收发开关并不是实际的物理开关，而是由软件掌握的电子开关，由通讯线两端的半双工通讯协议进行功能切换；3全双工 Full duplex 方式虽然半双工方式比单工方式敏捷，但它的效率依旧较低；从发送方式切换到接收方式所需的时间一般大约为数毫秒， 这么长的时间推迟在对时间较敏锐的交互式应用例如远程检测监视掌握系统中是无法容忍的；重复线路切换所引

26、起的推迟积存，正是半双工通信协议效率不高的主要缘由；半双工的这种缺点是可以防止的，而且方法很简洁，即采纳信道划分技术；在图33-2的全双工连接中，不是交替发送和接收，而是可同时发送和接收；全双工通讯系统的每一端都包含发送器和接收器，数据可同时在两个方向上传送；图3 全双工通讯方式4.2 单片机串行口工作方式在静态数码管显示试验中，我们熟识了单片机串口工作方式0；单片机串口仍具有有 3种工作方式；如下表所示：欢迎下载精品学习资源这3种工作方式，均用于串行异步通讯；在异步串行通讯的一个字节的传送中，必需包括了起始位0和停止位 1；除此之外，方式1具有 8位 1个字节的数据位 低位在先 ，方式 2、

27、3 就除这 8位之外，仍具有一个可编程的第9位，这个第 9位编程通常被编程为奇偶校验位；我们将在下一个试验中用到它；串口工作方式在特别寄存器SCON中设置；其中的 SM0 和SM1位确定了串口工作方式；要使通讯双方能够通讯胜利，必需具有相同的串口工作模式； REN 为答应接收位，本试验中由于双方都要进行接收，因此REN 也都应设为 1；TB8 和RB8 这里暂不涉及；利用以下语句来设置SCON:MOV SCON, #50H4.3 波特率的设置在异步串口通讯中，一个很重要的工作就是进行串口波特率的设置；波特率是指串口通讯中每秒 传送的位数，单位为BPS，它反映了串行口通讯的速度；同时，通讯双方的

28、速度必需一样，才能够顺当进行通讯；在串口工作方式 1、3中，传送波特率都是可变的；单片机内部通过定时器T1来供应发送与接收缓存器的内部移位时钟；也就是说，要确定串行通讯的波特率，必需对T1 进行相关设置； 51单片机系统对此时 T1 的设置有以下固定的规定：必需工作在定时器状态；必需工作在“8位自动重载 ”工作模式；这必需在特别寄存器 TMOD 中进行设置；关于TMOD 的具体内容，我们在试验十七已经讲过；可以利用以下语句来设置 TMOD:MOV TMOD, #20H除了对 TMOD 的设置外，仍必需设置定时器T1 的定时值，也就是储存在TH1 中的 8位重载值；这直接影响到波特率的大小：它通

29、过以下公式进行运算：其中的 SMOD 为特别寄存器 PCON的最高位；当它置1时，可以将波特率增大1倍；在双机通讯中，只要双方的波特率一样就能够完成通讯了；但是，在标准的异步通讯协议中，只有几种波特是适用的；例如1200bps， 2400bps， 4800bps，9600bps 等等；而通过这个公式可以看出， 并不是全部的晶振频率都能够得到精确的上述波特率；比方采纳 12MHz 晶振，代入公式进行运算，就无法得到4800bps的精确波特率 TH1 必需为小数了；在这种情形下， 过去人们都使用软件补偿的方法，尽量得到精确的波特率；而现在，市场上有许多通讯专用的晶振，例如、 11.0592MHz

30、的晶振，都能够直接得到精确的波特率；因此在进行本试验时，必需使用通讯专用晶振假如使用仿真器，就设置为使用仿真头的外接晶振，并将的晶振插入仿真头；当波特率已经确定，就可以反向推导出TH1 的取自大小，例如，在本次试验中，我们要求波特率为4800bps，在晶振采纳的情形下，推出TH1 0F4H ；欢迎下载精品学习资源五、试验步骤1. 参考图 1 并进行电路设计，画出电路图，并用导线正确连接两套装置的单片机最小系统试验模块， 并连接最小系统模块与数码管显示模块；2. 照试验要求编写程序流程图，然后编写程序，对编写的程序进行仿真调试，直至通讯胜利；六、试验报告1. 画出电路原理图；2. 在该试验中，单

31、片机串行口工作在什么工作方式下？说明该工作方式的特点；3. 波特率是什么？怎样设置单片机串口通讯的波特率？假如试验要求通讯波特率为4800bps，怎样修改程序？4. 具体说明本次试验采纳的通讯协议；5. 给针对试验要求编写本机的程序流程图、程序清单并赐予适当注释， 并说明合作单片机 合作同学；6. 试验心得；必需7. 附能说明试验原理的试验照片；必需欢迎下载精品学习资源试验七A/D 试验一、试验目的1. 把握 A/D 转换工作原理；2. 把握 A/D 转换接口电路及程序设计；二、试验设备1.PC机； 2单片机最小系统教学试验模块；3. 数码管显示模块三、试验内容A/D 转换通过外部电位器调剂，

32、使输出电压连续可调；把输出电压连接到 STC单片机的 P1.0即模拟输入口； 的模拟量，显示在数码管上；调剂电位器，观看数码管变化；记录试验数据，运算精度；四、试验原理采纳 STC单片机内部集成逐次靠近式 ADC 模块； 由图可见， ADC 由比较器、 D/A 转换器、 逐次靠近式寄存器和掌握规律组成；一次 A/D 转换，需要启动转换信号 START 输入，转换终止信号 EOC输出， Vin 信号，在锁存器端口输出数字信号，完成 A/D 转换；欢迎下载精品学习资源五、试验步骤1. 画出电路图，并依据电路图用导线正确连接单片机最小系统试验模块及数码管显示模块；2. 照试验要求编写程序流程图，然后编写程序，对编写的程序进行调试，直至胜利；六、试验报告1. 画出电路原理图；2. 在该试验中，说明该A/D 的工作特点；3. 假如有多个模拟量需要A/D 转换，最多可以有多少个模拟通道？怎样与单片机连接？4. 记录电位器端的输出电压和数码管上的数据，调剂电位器使输出电压从零伏开头，每增加0；5 伏， 记录一次数据；统计分析；5. 给针对试验要求编写本机的程序流程图、程序清单并赐予适当注释；6. 试验心得；必需7. 附能说明试验原理的试验照片；必需欢迎下载