单片机原理实验指导.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流单片机原理实验指导.精品文档.目录第1章 实验台使用说明- 1 -1.1 实验台总体结构- 1 -1.2 通用实验模块- 1 -1.2.1 逻辑电平开关电路- 1 -1.2.2 LED单色灯显示电路- 3 -1.2.3 信号源电路- 3 -1.2.4 双色灯电路- 3 -1.2.5 继电器及驱动电路- 3 -1.2.6 单脉冲电路- 4 -1.2.7 模拟电压信号输入电路- 4 -1.2.8 电源模块- 4 -1.2.9 打印机接口插座- 4 -1.3 实验台使用注意事项- 5 -1.3.1 实验时取下自检接口卡- 5 -1.3.2 系统切换
2、- 5 -1.3.3 “自锁紧插孔”使用方法- 5 -1.3.4 严禁带电连接、拔插、更改实验用的导线- 5 -第2章 LCA51ET软件调试- 6 -2.1 LCA51ET性能特点- 6 -2.2 LCA51ET软件使用介绍- 6 -2.3热键表- 9 -第3章 实验指导- 10 -3.2 P1口输入输出实验- 10 -3.2.1 实验目的- 11 -3.2.2 实验预习要求- 12 -3.2.3 实验内容- 12 -3.2.4 实验报告- 17 -实验成绩- 19 -3.3 定时器实验/计数器实验- 19 -3.3.1 实验目的- 22 -3.3.2 实验预习要求- 22 -3.3.3 实
3、验内容- 22 -3.3.4 实验报告- 27 -实验成绩- 29 -3.5 模/数转换实验- 29 -3.5.1 实验目的- 30 -3.5.2 实验预习要求- 30 -3.5.3实验内容- 30 -3.5.4 实验报告- 32 -实验成绩- 34 -第1章 实验台使用说明 单片机原理实验台选用上海航宏高科技有限公司生产的AEDK-T598D教学实验系统。该实验系统由AEDK-T598D实验台、标准RS232(9针)串行通讯电缆、系统计算机和调试软件组成。调试界面基于Windows操作平台具有VC风格,支持多窗体操作,调试软件支持汇编语言和高级语言混合编译、调试,编译器支持错误定位,用户可在
4、同一界面下完成修改、编译和调试,支持软件仿真,可脱机仿真调试用户程序。AEDK-T598D教学实验系统操作方法请见第二章。1.1 实验台总体结构采用台式结构,自带电源。集INTEL8088、MCS51、MCS196三个CPU系统于一体,均可与PC机通过串行通讯连接实现独立运行,三种状态之间采用软件切换。实验台由实验机内核和34个实验模块组成,实验台结构如图1-1-1。1.2 通用实验模块实验台上有8个通用实验模块,编号为: 26启动A/D转换器1.2.1 逻辑电平开关电路 如图1-2-1所示,由实验台左下侧的 号实验模块中的八个自锁开关K7K0组成,开关向上拨到锁定位置时,接通+5V,输出高电
5、平,开关向下拨倒锁定位置时,接通GND,输出低电平。图1-2-1 逻辑电平开关电路261.2.2 LED单色灯显示电路如图1-2-2所示,由 号实验模块中的L7L0八个发光二极管组成,通过限流电阻构成共阳极控制,即:L7L0“自锁紧插孔”端与高电平连接时,对应的LED单色灯亮,反之则暗。 图1-2-2 LED单色灯显示电路25延时1.2.3 信号源电路位于实验台中下侧的 号实验模块中。电路对4.9152MHZ进行分频产生适合串行通信波特率的频率以及实验电路使用的频率,共有6种频率源输出:150HZ、300HZ、600HZ、2.4KHZ、153.6KHZ、2.4576MHZ。1.2.4 双色灯电
6、路23如图1-2-3所示,位于实验台左下侧的 号实验模块中。电路中的HL24HL21是4个独立的双色LED灯,每个双色LED灯由一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起,结构是共阴极,当阴极接GND(地线)、阳极加高电平时亮灯,两个阳极都加高电平时红绿灯同时亮显示的是黄灯。 图1-2-3 双色灯电路电路中4个双色LED灯的公共端接在GND(地线),三态反相输出驱动器74LS240输出端控制每个LED灯的阳极,驱动器的输入端引到“自锁紧插孔” DG4DG1(绿灯) 和DR4DR1(红灯)上,由于反向关系,红管芯DR加低电平、绿管芯DG加高电平时,红灯亮;红管芯DG加高电平、绿管芯DR加低
7、电平时,绿灯亮;DR、DG两端都加低电平时,黄灯亮。1.2.5 继电器及驱动电路21开 如图1-2-4所示,位于实验台左侧中下部的 号实验模块中。当开关量输入端输入低电平时,经驱动电路7407(集电极开路OC门)使+5V继电器动作:常开触点闭合、常闭触点断开。图1-2-4 继电器及驱动电路 图1-2-5 单脉冲电路201.2.6 单脉冲电路如图1-2-5所示,位于实验台左侧中下部的 号实验模块中。采用RS触发器产生单脉冲,每按一次微动开关KEYDEDT, +PULSE输出孔输出一个正脉冲,-PULSE输出孔输出一个负脉冲。20ALE1.2.7 模拟电压信号输入电路如图1-2-6所示,位于实验台
8、左侧中下部的 号实验模块中。1K电位器的定点分别接在+5V电源和GND(地线)上,中头从“自锁紧插孔”引出,输出电压0-5V。 1KGND +5V 0 5V 图1-2-6 模拟电压信号输入电路 图1-2-7 打印机接口插座17显示数字量1.2.8 电源模块18设有两个实验用电源模块: 号模块是实验台工作电源控制模块,带有开关、指示灯,“自锁紧插孔”引出:+5V、GND供实验用。 号模块是实验用电源模块,“自锁紧插孔”引出:GND、+5V、+12V、-12V,供实验用。1.2.9 打印机接口插座 如图1-2-7所示,位于实验台左侧上部的 号实验模块中。按标准并行接口设置DATA、STROBE、A
9、CK、BUSY接线用的“自锁紧插孔”。实验台上各接口电路模块化,互不影响,通过连线可将各个接口电路组合设计成若干个微机应用系统。1.3 实验台使用注意事项16读取转换后数字量1.3.1 实验时取下自检接口卡实验台第 号模块是自检接口,用于自动检测实验机主板上各模块的工作状况,锁定故障位置。实验之前要将自检插座上的自检接口卡取下。1.3.2 系统切换实验台是三CPU系统,使用实验机内核模块中的XC9硬件插头实现CPU的切换。单片机实验使用51CPU,CPU转换插座(XC9)必须接在CPU51(XC1)侧。实验前先用短接板将XC9插座与XC1插座连接。1.3.3 “自锁紧插孔”使用方法插入导线时应
10、把插头微微用力沿顺时针方向旋转一下,才能可靠接触。拔出导线时先逆时针方向旋转,待插头完全松开后再向上拔出。1.3.4 严禁带电连接、拔插、更改实验用的导线第2章 LCA51ET软件调试2.1 LCA51ET性能特点LCA51ET软件是基于WINDOWS 操作平台的多窗口编辑的调试软件。支持单文件及工程化管理两种模式下汇编语言的编译、连接、调试,用户可以自定义各种语言的关键词。可以同时打开多个窗体编辑、调试、变量观察,可以在线对源文件直接编辑、编译、连接、加载和调试。软件支持编译错误源文件定位,指出那行有错误及错误类型是什么,方便查错及修改错误。设计汇编语言应用系统软件的步骤为:1. 按设计要求
11、设计软件程序流程图;2. 编辑源程序;3 编译源程序:编译的过程是通过编译器将源程序翻译成机器语言产生可以直接加载调试的目标代码,同时检查源程序中存在的错误、类型及所在位置。4调试程序:调试是检查源程序的逻辑错误。任何程序的错误都在所难免,语法错误可以通过编译器检查并修改,而逻辑错误必须通过调试,发现程序中和预期设想不相同的原因所在。对于部分逻辑错误,用户可以根据错误现象,直接找到错误的原因。但是,大多数逻辑错误却不太明白错误原因,这时,调试就尤其重要。用户可以使用单步,断点,全速,变量察看等调试命令,跟踪程序的执行,直到找到错误原因,然后,修改程序再编译再调试,直到软件符合应用系统设计要求。
12、2.2 LCA51ET软件使用介绍1.进入LCA51ET软件调试环境点击开始菜单下的LCAT59D图标,如右图所示,然后点击LCA51ET图标,即进入调试环境。图2-2-1 进入LCA51ET软件调试环境2.然后出现调试环境即LCA51ET主界面,如下图2-2-2所示。图2-2-2 主界面3.设置通讯口,如图2-2-3所示。图2-2-3 设置通讯口4.测试通讯口图2-2-4 测试通讯口图3-5-15编辑源程序单击“文件”-“新建”或点击工具栏上的图标 。将新建一个空的编辑窗口。用户在编辑窗口中输入源程序。输入完毕,单击“文件”-“另存为”,选择路径,在文件名栏中输入“文件名.asm”,单击“保
13、存”。编译器不支持长文件名、长路径、汉字路径及汉字文件名。6. 编译源程序单击“编译”-“编译当前文件”或点击工具栏中图标,编译源程序。在下侧“输出窗口”中将显示编译结果,编译则通过,如果源程序存在错误语句、格式,则编译不通过,指出该程序中存在一个错误,错误在12行,并指出错误原因。此时需要修改源程序,可以通过双击输出窗口中的错误行,则在编辑窗口中错误所在行的左侧显示一个蓝色的惊叹号“?”。修改错误后,再次编译,直至通过。7加载程序点击“调试”-“加载调试”或单击工具栏上的图标 。点击“调试”-“重新加载调试”或单击工具栏上的图标 。加载程序后编辑窗口中的第一条可执行语句变为绿色,程序从该条语
14、句开始执行。8调试程序 跟踪型单步调试:按快捷键“F7”,程序从第一条语句开始逐条按跟踪型执行程序,每执行一条语句后,下一条将要执行的语句变为绿色,每按一次快捷键“F7”,执行一条语句。还可以单击工具栏上的图标 ,每单击一次图标 ,执行一条语句。 通过型单步调试:按快捷键“F8”,程序从第一条语句开始逐条按通过型执行程序,每执行一条语句后,下一条将要执行的语句变为绿色,每按一次快捷键“F8”,执行一条语句。还可以单击工具栏上的图标 ,每单击一次图标 ,执行一条语句。 断点调试(执行到光标所在行):先将光标设置在程序断点处,然后按快捷键“F4”,程序从第一条语句开始全速执行,执行到断点处自动停止
15、,断点所在行的语句变为绿色。再设置下一个断点,按快捷键“F4”,程序从上一个断点处开始全速执行,执行到下一个断点处自动停止,该断点所在行的语句变为绿色。还可以单击工具栏上的图标 ,设置一次断点,单击一次图标 ,全速执行一段程序。 2.3热键表热键功能描述热键功能描述热键功能描述Ctrl+N新建文件Ctrl+O打开文件Ctrl+S保存文件Ctrl+P打印文件Ctrl+Z撤销Ctrl+Y重新执行Ctrl+X剪切Ctrl+C复制Ctrl+V粘贴Ctrl+A全选Ctrl+F查找文本Ctrl+H替换文本F3查找下一个Shift+F3查找上一个Ctrl+G跳到指定行Ctrl+L转为小写Ctrl+U转为大写
16、Ctrl+F2设置或取消书签F2下一个书签Shift+F2上一个书签Ctrl+Shift+F2消除所有书签Ait+F9编译当前文件Ctrl+F9编译并连接F10加载调示F4执行到光标所在行F5设置当前IP行F7跟踪型单步F8通过型单步F9全速运行Alit+F7连续执行跟踪型单步Alit+F8连续执行通过型单步Alit+R总清实验机/仿真机Alit+F2上位机复位Alit+H暂停Ctrl+T对话窗口Ctrl+F7添加观察项第3章 实验指导3.2 P1口输入输出实验1.P1口是准双向口。它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同。由准双向口结构可知当P1口作为输入口时,必须先对它置高电平使内部MOS
17、管截止。因为内部上拉电阻阻值是20K40 K,因此不会对外部输入产生影响。若不先对它置高,且原来是低电平,则MOS管导通,读入的数据不正确的。 2.延时子程序的延时计算问题对子程序 DELAY: MOV R3,#00H DELAY1: MOV R4,#0B3H DJNZ R4,$ DJNZ R3,DELAY1 RET查指令表可知 MOV,DJNZ 指令均需用两个机器周期,而一个机器周期时间长度为MHz,所以该段程序执行时间为:(0B31)2561)21211059200100.002mS3. 实际交通灯的变化规律。应用基本输出接口模拟交通灯控制,假设一个十字路口为东西南北走向,设计实验程序实现
18、如下变化规律: 初始状态0:东西红灯,南北红灯,过一段时间转状态。 状态:南北绿灯通车,东西红灯,过一段时间转状态。 状态:东西仍然红灯,南北绿灯闪几次转亮黄灯,延时几秒转状态。 状态:东西绿灯通车,南北红灯,过一段时间转状态。 状态:南北仍然红灯,东西绿灯闪几次转亮黄灯,延时几秒循环至状态。 4双色灯原理双色LED是由一个红色LED管芯和一个绿色LED管芯封装在一起,公用负端。当红色正端加高电平,绿色正端加低电平时,红灯亮;红色正端加低电平,绿色正端加高电平时,绿灯亮;两端都加高电平时,黄灯亮。实验台上的双色灯位置如图3-2-1所示。HL21灯的红色LED管芯的引脚是DR1,绿色LED管芯的
19、引脚是DG1;HL22灯的红色LED管芯的引脚是DR2,绿色LED管芯的引脚是DG2;HL23灯的红色LED管芯的引脚是DR3,绿色LED管芯的引脚是DG3;HL24灯的红色LED管芯的引脚是DR4,绿色LED管芯的引脚是DG4;例如:若实现南北绿灯,东西红灯。则:DG1、DG3置“1”,DR1、DR3置“0”;DG2、DG4置“0”,DR2、DR4置“1”。若P1.0P1.7接DG1DG3 、DR1DR3 ,由P1口做输出口,那么送P1口的值如下表3-2-1所示:表3-2-1 P1口控制双色灯输出“南北绿灯,东西红灯”对照表DR4DR3DR2DR1DG4DG3DG2DG1P1.7P1.6P1
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