汇编语言与接口技术实验指导书.doc
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1、山东建筑大学计算机学院汇编语言与接口技术实验指导书计算机科学与技术教研室2014.3目录第 1 章 概 述11.1Keil软件的安装11.2Keil C51软件的使用31.3创建工程31.4程序文件的编译、连接与调试6第 2 章 STC Monitor51仿真器使用指南82.1安装Keil版本的仿真驱动82.2在Keil中创建项目92.3项目设置,选择STC仿真驱动102.4创建仿真芯片112.5开始仿真12第 3 章 必修实验133.1实验一 应用系统开发过程及常用指令实验153.2实验二 I/O实验193.3实验三 中断系统应用实验203.4实验四 定时器系统应用实验223.5实验五 串行
2、通信实验233.6实验六 显示接口实验243.7实验七 键盘接口实验253.8实验八 A/D、D/A转换器接口实验26附录1 实验板原理图27附录2 单片机软件编码规范321 排版332 注释383 标识符命名464 可读性495 变量、结构516 函数、过程587 可测性688 程序效率739 质量保证7810 代码编辑、编译、审查8511 代码测试、维护8712 宏0第 1 章 概 述单片机进入我国已 20 多年了,随着科学技术的发展,计算机技术的普及,单片机已经成为工科院校的一门技术基础课。1.1 Keil软件的安装1、 将带有Keil安装软件的光盘放入光驱,或者从Keil官方网站上下载
3、安装软件,双击setup.exe,进入安装,如Error! Reference source not found.所示;图 1.12、 单击“Next”按钮;图 1.23、 选中复选框,单击“Next”按钮;图 1.34、 单击“Browse”按钮,选择安装路径,默认路径为:C:Keil ;图 1.45、 输入用户信息,单击“Next”;图 1.56、 安装完成。1.2 Keil C51软件的使用Keil C51集成开发环境是以工程的方法来管理文件的,而不是单一文件的模式。所有的文件包括源程序(包括C程序、汇编程序)、头文件、甚至说明性的技术文档都可以放在工程项目文件里统一管理。在使用Keil
4、 C51前,您应该习惯这种工程管理方式,对于刚刚使用Keil C51的用户来说,一般按照以下步骤来创建一个自己的Keil C51应用程序。1.创建一个工程项目文件;2.为工程选择目标器件;3.为工程项目设置软硬件调试环境;4.创建源程序文件并输入程序代码;5.保存创建的源程序项目文件;6.把源程序文件添加到项目中;1.3 创建工程下面以创建一个新的工程文件hello.uvproj为例,详细介绍如何建立一个Keil C51的应用程序。图 1.61 点击桌面Keil C51快捷图标即可进入如Error! Reference source not found.所示的集成开发环境,各种调试工具、命令菜
5、单都集成在此开发环境中。图 1.7其中菜单栏为您提高了各种操作菜单,比如编辑器操作、工程维护、开发工具选项设置、程序调试、窗体选择及操作、在线帮助。工具栏按钮可以快速执行uVision4命令。或许与您打开的Keil C51界面不一样,但您别着急,这是因为启动uVision4后,uVision4总是打开用户前一次正确处理的工程。2. 点击菜单的Project选项,在弹出的下拉菜单中选择New Project命令,建立一个新的uVision4工程,这时可以看到如Error! Reference source not found.所示的项目文件保存对话框。在这里需要完成下列事情: 图 1.8a. 为
6、您的工程取一个名称,工程名应便于记忆且文件名不宜过长;b. 选择工程存放的路径,建议为每个工程单独建立一个目录,并且工程中需要的所有文件都放在这个目录下;c. 进入工程目录输入工程名hello后,点击保存返回。3. 在工程建立完毕后,uVision4会立即弹出如下图所示的器件选择窗口,器件选择的目的是告诉uVision4最终使用芯片的型号,因为不同芯片型号的51芯片内部的资源是不一样的,uVision4可以根据选择进行SFR予以定义,在软硬件仿真易于操作的外设浮动窗口等。图 1.9从Error! Reference source not found.可以看出,uVision4支持所有的CPU器
7、件的型号根据生产厂家形成器件组,用户可以根据需要选择相应的器件组并选择相应的器件型号,本产品的单片机型号为Atmel的AT89S52(可以选择为SST组的SST89E516RD),另外,如果用户在选择完目标器件后想重新更改目标器件,可以点击菜单Project选项,在弹出的下拉菜单中选择Select Device for TargetTargetI命令,也将出现如Error! Reference source not found.所示的对话窗口后点击device重新加以选择。由于不同厂家的许多型号性能相同或相近,因此如果用户的目标器件型号在uVision4中找不到,用户可以选择其他公司的相近产品
8、。图 1.104. 到现在用户已经建立了一个空白的工程项目文件,并为工程选择好了目标器件,但是这个工程里没有任何程序文件。程序文件的添加必须人工进行,如果在程序文件在添加前还没有创立,用户还必须创建它。点击菜单的File选项,在下拉菜单中选择New命令,这时文件窗口会出现新文件窗口Text1,如果多次执行New命令则会出现Text2、Text3.等多个新文件窗口。5. 现在hello.uvproj 项目中有了一个名字为Text1新文件框架,在这个源程序编译框内输入自己的代码。在uVision4中,文件的编辑方法同其他的文本编辑器是一样的,用户可以执行输入、删除、选择、拷贝、粘贴等基本文字处理命
9、令。uVision4不完全支持汉字的输入和编辑,因此如果用户需要编辑汉字最好使用外部的文本编辑来编辑(如或VC+)。uVision4中有文件变化感知功能,提示您外部编辑其改变了该文件,是否需要把uVision4中的该文件刷新,选择 “是”命令按钮,然后您就可以看到uVision4中文件的刷新。编辑完毕后保存到磁盘中。6. 输入完毕后点击菜单的File选项,在弹出的下拉菜单中选择“保存”命令存盘源程序文件,这时会弹出如下图所示的存盘源程序画面,在文件名栏内输入源程序的文件名,在此示范中把Text1保存成hello.c。主要Keil C51支持汇编和C语言,且uVision4要根据后缀判断文件的类
10、型,从而自动进行处理,因此存盘时应注意输入的文件名应带扩展名.ASM或.C。源程序文件hello.c是一个c语言程序,如果用户想建立的是一个汇编程序,则输入文件名称hello.asm。保存完毕后请注意观察,保存前后源程序有哪些不同,关键字变成蓝颜色了吗?这也是用户检查程序命令行的好方法,您体会到了吗?图 1.117. 需要特别提出的是,这个程序文件仅仅是建立了而以,hello.c文件到现在为止,跟hello.uvproj工程还没建立任何关系,此时用户应该把hello.c源程序添加到hello.uvproj工程中,构成一个完整的工程项目,点击菜单View-Project Window将会弹出项目
11、观察窗口,在项目观察窗口内,选中Source Group1后点击鼠标右键,在弹出的快捷菜单中选择ADD Files to Group “Source Group1”(向工程中添加源程序文件)命令,此时会弹出如Error! Reference source not found.所示的添加源程序文件窗口,选择刚才编辑的源程序文件hello.c,单击Add命令即可把源程序添加到项目中。图 1.121.4 程序文件的编译、连接与调试1. 编译连接环境设置uVision4调试器可以测试用C51编译器和A51宏汇编器开发的应用程序,uVision4调试器有两种工作模式,用户可以通过点击菜单Project选
12、项,在弹出的下拉菜单中选择Option For TargetTatget1命令为目标设置工具选项,这时会出现如Error! Reference source not found.所示的调试环境设置界面,选择Debug选项会出现如Error! Reference source not found.所示的工作模式选择窗口。图 1.13从Error! Reference source not found.可以看出,uVision4的2种工作模式分别是:Use Simulator(软件模拟)和Use(硬件仿真)。其中Use Simulator选项是将uVision4调试器设置成软件模拟仿真模式,在此模
13、式下,不需要实际的目标硬件就可以模拟80C51微控制器的很多功能,在准备硬件之前就可以测试您的应用程序,这样是很有用的。Use选项是高级GDI驱动,运用此功能可以把Keil C51嵌入到自己的系统中,从而实现在目标硬件上调试程序。选择软件模拟仿真,即在Error! Reference source not found.中Debug栏内选中Use Simulator选项,点击“确定”命令按钮加以确认,此时uVision4调试器即配置软件仿真。2. 程序的编译和连接经过以上的工作,到此就可以编译程序了。点击菜单Project选项,在弹出的下拉菜单中选择Build Target 命令对源程序文件进行
14、编译,此时会在“Output Windows”信息输出窗口输出一些相关的信息。 由提示信息可知:第一行Build TargetTarget1表示此时正对工程1进行编译操作,第二行Compiling hello.c表示此时正在编译hello.c源程序,第三行lingking.表示此时正在连接工程项目文件,第五行Creating hex file fromhello说明已生成目标文件hello.hex,而最后一行说明hello.uvproj项目在编译过程中不存在错误和警告,编译连接成功。若在编译过程中出现错误,系统会给出错误所在的行和该错误提示信息,用户应根据这些提示信息,更正程序中的错误,重新编
15、译直至完全正确为止,至此我们所需的目标代码hello.hex文件已经生成,用户可以使用相关的软件把该程序代码下载到试验仪的单片机中,复位系统后单片机将全速运行用户的程序。第 2 章 STC Monitor51仿真器使用指南2.1安装Keil版本的仿真驱动如上图,首先选择“Keil关联设置”页面,点击“添加MCU型号到Keil中”,在出现的如下面的目录选择窗口中,定位到Keil的安装目录(一般可能为“C:Keil”),“确定”若出现下面的提示框,表示安装成功2.2在Keil中创建项目若第一步的驱动安装成功,则在Keil中新建项目时选择芯片型号时,便会有“STC MCU Database”的选择项
16、然后从列表中选择响应的MCU型号(目前STC支持仿真的型号只有STC15F2K60S2),所以我们在此选择“STC15F2K60S2”的型号,点击“确定”完成选择添加源代码文件到项目中,如下图:保存项目,若编译无误,则可以进行下面的项目设置了2.3项目设置,选择STC仿真驱动如上图,首先进入到项目的设置页面,选择“Debug”设置页,第2步选择右侧的硬件仿真“Use ”,第3步,在仿真驱动下拉列表中选择“STC Monitor-51 Driver”项,然后点击“Settings”按钮,进入下面的设置画面,对串口的端口号和波特率进行设置,波特率一般选择或者57600。到此设置便完成了。2.4创建
17、仿真芯片准备一颗IAP15F2K61S2或者IAP15L2K61S2的芯片,并通过下载板连接到电脑的串口,然后如上图,选择正确的芯片型号,然后进入到“Keil关联设置”页面,钩选“单CPU方案”,再选择“独立方案(不占用串口和定时器)”项,选择完成后,点击左下角的“下载/编程”按钮,当程序下载完成后仿真器便制作完成了。2.5开始仿真将制作完成的仿真芯片通过串口与电脑相连接。将前面我们所创建的项目编译至没有错误后,按“Ctrl+F5”开始调试。若硬件连接无误的话,将会进入到类似于下面的调试界面断点设置的个数目前最大允许20个(理论上可设置任意个,但是断点设置得过多会影响调试的速度)。第 3 章
18、必修实验按照汇编语言与接口技术课程教学要求,本课程设置16学时实验课程,让让学生能够掌握51系列单片机最基础的软硬件实验,通过这些实验的练习,学生能够掌握51系列的基本软件编写,为基于51系统应用系统的开发打下基础。必做实验是学习汇编语言与接口技术课程的最低要求,学生想要学好51系列单片机的开发,仅仅依靠必修实验是远远不够的,需要学生不断在编写程序,调试,由易而难逐步推进,不断学习才能掌握好。必修实验安排及学时要求如表3.1所示。表3.1必修实验及学时要求序号实验名称计划学时主要设备仪器名称每组学生数1应用系统开发过程及常用指令实验2计算机、51单片机开发板2-3人2I/O实验2计算机、51单
19、片机开发板2-3人3中断系统应用实验2计算机、51单片机开发板2-3人4定时器系统应用实验2计算机、51单片机开发板2-3人5串行通信实验2计算机、51单片机开发板2-3人6显示接口实验2计算机、51单片机开发板2-3人7键盘接口实验2计算机、51单片机开发板2-3人8A/D、D/A转换器接口实验2计算机、51单片机开发板2-3人一、必修实验要求1. 学生在每次上课前做好实验预习,明确每次实验的内容,做好相关知识储备;2. 上课前用汇编语言或C语言写出完整的源程序,并进行软件仿真调试;3. 实验课上在实验开发板上进行程序调试;4. 用规定的实验报告撰写实验报告并提交;二、实验报告要求1. 实验
20、报告应该完整,主要包括实验名称、实验目的、实验原理图、程序流程图、实验源程序、实验结果、实验的收获或实验心得、注意事项等。2. 同一小组的同学实验源程序允许相同,但其余部分不能雷同,否则视为抄袭;小组之间的源程序应不同,否则视为抄袭。三、实验课程考核1. 实验课程成绩占总成绩的15%;取每次实验的平均成绩作为评判依据。2. 实验课程考勤为旷课的,在未主动补做的情况下,该次实验成绩评定为零分。3. 不提交实验报告者,该次实验成绩为零分。3.1实验一 应用系统开发过程及常用指令实验一、实验目的1. 熟悉Keil uVision4单片机开发平台的使用。2. 掌握汇编语言程序的调试。3. 掌握C51源
21、程序的调试。4. 了解单片机软件编程规范。二、实验原理本实验的实验原理图如图1.1、图1.2、图1.3所示,实现键S20、S21、S22、S23按下时,对应于LED4、LED5、LED6、LED7亮,松开时,LED灯熄灭。要进行单片机应用系统软件开发,首先必须要学会阅读原理图,只有读懂原理图,了然于胸才能在编写软件时事半功倍。从图1.1可以看出,实验板中采用的是STCIAP15F2K61S2单片机,这是宏晶公司推出的一款带仿真功能的51系列兼容单片机。在本系统中,P0口作为地址/数据复用线,P1口作为普通I/O口,P2口作为高位地址线或普通I/O口使用,P3口主要使用第二功能。图1.1单片机外
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- 汇编语言 接口 技术 实验 指导书
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