微机原理及控制工程实验指导书.doc

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1、微机原理实验指导书天津理工大学机械学院实验报告学院（系）名称：姓名学号专业班级实验项目课程名称课程代码实验时间实验地点批改意见成绩 教师签字：实验内容实验一 熟悉键盘操作一 、实验目的：1. 熟悉 Lab6000系列单片机仿真实验系统键盘操作使用方法；2. 掌握汇编语言基本语句的功能，简单程序的输入、检查和调试方法。二 、实验设备：Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台三、实验内容：1. 学会掌握人工汇编汇编语言源程序的方法；自己编写一段小程序，或采用实验指导书给出的程序，将程序汇编成机器语言程序。形式如下（包括地址码，汇编指令，机器代码）例： ORG 0100H地址码汇编指令机器代码01

2、00HMOV A, #78H7478H0102HMOV R0, #32H7832H0104H ADD A, #2DH242DH0106HMOV R0, AF6H0107HSJMP $80FEH2. 学习 MON键 RST键 LAST键 NEXT键的使用方法。3. 学习使用键盘输入程序的方法。4. 学习单步（STEP健）、跟踪（TRACE键）、设置断点（HERE键）、连续执行（EXEC键）的使用及程序调试方法。5. 学习SFR专用寄存器，R0-R7工作寄存器及存储单元内容的检查方法。四、实验步骤：1 仔细阅读Lab6000系列单片机仿真实验系统使用说明书。2 熟悉Lab6000系列单片机仿真实验

3、系统键盘操作使用方法，了解新型开发系统的使用方法，3 把下面汇编源程序手工译成目标机器码程序（课下完成，汇编格式见上面的例子）ORG 1000H1000H： MOV A，#35H MOV R0，#6FH MOV SP，#07H MOV R6，A MOV A，#90H MOV R0，A MOV 60H，#41H MOV 41H，60H MOV DPTR，#0650H PUSH 60H PUSH DPH PUSH DPL POP R1（01H） POP R2 (02H) POP A XCH A，R1（01H） SJMP $4 将上面的程序通过键盘输入Lab6000系列单片机仿真实验系统。5 单步运

4、行上面程序，记录检查每步执行后有关存储单元或寄存器内容。6 连续运行上面程序，检查执行结果及有关寄存器或存储单元内容五、 实验报告要求：1 程序的源程序、目标程序及单步运行结果整理。2 总结使用方法。六、实验要求：1. 认真阅读实验指导书，Lab6000系列单片机仿真实验系统使用说明书。2. 课下完成汇编源程序的手工汇编。3. 实验要求每个同学独立完成，写出实验报告。4. 为鼓励同学们自主创新学习的积极性，有兴趣的同学还可使用WAVE仿真软件完成实验内容。并将实验步骤，结果写入实验报告（选作，老师酌情给予加分）。5. 为了提高同学们的动手能力，老师欢迎、鼓励同学们到实验室学习、研究。.实验报告

5、学院（系）名称：姓名学号专业班级实验项目课程名称课程代码实验时间实验地点批改意见成绩 教师签字：实验内容实验二、运算程序设计一实验目的：熟悉单片机开发系统的使用。， 3. 进一步熟悉 Lab6000系列单片机仿真实验系统的使用；4. 学习传送指令和运算指令的操作5. 学习简单运算程序的编程，简单程序的输入、检查和调试方法。二实验设备：Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台。三实验内容：1编程：(实验前进备好) 已知：（30H)60H，（31H)5CH，（32H）33H，（40H)8BH，（41H)7FH，（42H)21H。30H、31H、32H单元内容为被加数(被减数)，40H，41H，4

6、2H单元内容为加数(减数)，低字节在低地址，高字节在高地址。 要求：编程将两数相加存于30H32H单元中：将两数相减存于40H一42H单元中：（低字节在低地址，高字节在高地址。)2将源程序分别译成目标程序。3将目标程序键入Lab6000系列单片机仿真实验系统。4分别运行两个程序，记录单步运行结果(有关存储单元和寄存器内容)和程序状态字PS结果： 分析结果。四、实验报告：1，整理实验程序清单及结果。2分析运行结果3总结加、减指令。实验报告学院（系）名称：姓名学号专业班级实验项目课程名称课程代码实验时间实验地点批改意见成绩 教师签字：实验内容实验三、数据区清零、建立数据区、数据块传送一实验目的：1

7、 理解并掌握数据区清零、建立数据区、数据块传送程序的设计方法。2 熟悉并掌握DJNZ指令的功能与应用、循环程序的结构与设计。3 逐步提高手工编程、编译程序等能力。二实验设备：Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台三实验内容：1判断下面程序的功能： ORG 0100H MOV R2，#0AH MOV R0，#50H CLR ALOOP： MOV R0，AINC R0DJNZ R2，LOOPSJMP $2将上面程序译成目标程序，并键入开发系统。3验证其执行结果与所判断功能是否相等。4修改程序，使片内RAM内容符合下面结果： 50H51H52H53H54H55H56H57H58H59H00H01

8、H02H03H04H05H06H07H08H09H5将修改后的程序译成目标程序，并接在前面程序后面键入开发系统。检查其执行的最后结果是否与4的要求相符。6设计一程序，再接在上面两程序后，达到将建立在片内RAM 50H59H单元的数据区传送到片内RAM 40H49H单元的数据区域内。7检查最后程序执行结果。核对数据块的传送是否正确。四思考题：1 修改上面1所给的程序，使之能完成相同的功能。2 如要在片内RAM 50H59H单元依次存放3的乘法表，试编程。3 如要将建立在片内RAM 50H59H单元的数据块传送到RAM 5AH63H单元，试编程。五实验预习要求：1认真领会本实验的目的及内容。2按实

9、验内容要求编写程序，并译成目标程序，；六实验报告：整理本实验所涉及的程序段，按规定格式书写。写出实验结果，实验报告学院（系）名称：姓名学号专业班级实验项目课程名称课程代码实验时间实验地点批改意见成绩 教师签字：实验内容实验四 双字节乘法一 实验目的1学习双字节乘法汇编源程序的设计2进一步熟悉MCS51汇编语言程序设计二实验设备：Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台三实验内容两个双字节数相乘。入口：（R5R4）*（R3R2）R0指出的四个单元。出口：积数放在内部RAM23H，24H，25H，26H单元。调试数据如下：被乘数（R5）（R4）乘数（R3）（R2）积数(23H) (24H) (2

10、5H) (26H)1FF FFFF FFFF FE 00 01200 FF00 FF00 00 FE 013FF 00FF 00FE 01 00 00 4F0 F0F0 F0E2 C2 E1 0050F F00F F000 FE 01 00四算法： R5 R4 R3 R2 R2 R4 R2 R5 R4 R3 + R5 R3 (23H) (24H) (25H) (26H)五程序清单：在课前独立编程六实验报告：1，整理实验程序清单及结果。2分析运行结果3总结乘法指令。 实验报告学院（系）名称：姓名学号专业班级实验项目课程名称课程代码实验时间实验地点批改意见成绩 教师签字：实验内容实验五 数码转换实

11、验一、 实验目的1. 掌握简单的数值转换算法2. 基本了解数值的各种表达方法3. 了解BCD值和ASCII值的区别4. 了解如何将BCD值转换成ASCII值5. 了解如何查表进行数值转换及快速计算。二、实验内容1. 将给定的一个二进制数，转换成二十进制（BCD）码2. 给出一个BCD数，将其转换成ASCII码值。三、实验说明1. 计算机中的数值有各种表达方式，这是计算机的基础。掌握各种数制之间的转换是一种基本功。有兴趣的同学可以试试将BCD数转换成二进制码。2. 此实验主要让同学们了解数值的BCD码和ASCII码的区别，利用查表功能可以快速地进行数值转换。进一步了解数值的各种表达方式。四、实验

12、要求1. 认真阅读实验指导书，有问题及时找老师答疑。2. 实验程序由学生在课下独立编写完成。五、实验报告要求1. 写出实验程序，编译指令。2. 整理实验程序清单及结果，写出实验程序流程图。分析运行结果。3. 总结数码转换方法及编程思路。六、程序框图给出要转换的二进制数将数除以100，得百位数保存百位数将余数再除以10，得十位数保存十位数余数为个位数，将其保存结束见图5-1二进制数转换成BCD码实验程序流程图，图5-2 BCD数转换成ASCII值实验程序流程图（仅供参考）图5-1 二进制数转换成BCD码实验程序流程图设置块的源地址设置块的目标地址设置移动长度从源地址取数保存到目标地址中源地址加1

13、目标地址加1是否移动完结束是否图5-2 BCD数转换成ASCII值实验程序流程图实验报告学院（系）名称：姓名学号专业班级实验项目课程名称课程代码实验时间实验地点批改意见成绩 教师签字：实验内容实验六 外部中断实验一、实验目的1、学习外部中断技术的基本使用方法。2、 学习中断处理程序的编程方法。二、实验设备Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台。三、实验内容及连线用Lab6000系列单片机仿真实验系统的单脉冲发生电路产生的单次负脉冲申请中断，单片机的P1.0接LED电平显示电路的L0。编制中断服务处理程序，每申请一次中断，对输出信号进行反转（使LED亮或暗）。单次脉冲连线连接孔1连接孔21P

14、1.0L02单脉冲输出INT0 (51系列)四、实验说明中断服务程序的关键是： 1.保护进入中断时的状态，并在退出中断之前恢复进入时的状态。2.必须在中断程序中设定是否允许中断重入，即设置EXO位。可以使用了INTO或INT1中断，一般中断程序进入时应保护PSW，ACC以及中断程序使用但非其专用的寄存器。本实验中断服务程序应保护PSW，ACC等两个寄存器并且在退出前恢复了这两个寄存器。另外中断程序中涉及到关键数据的设置时应关中断，即设置时不允许重入。本实验没有涉及这种情况。INTO（P3.2）端或INT1(P3.3)端接单次脉冲发生器。P1.0接LED发光二极管,以查看信号反转（一亮一暗）。五

15、、实验框图见图6-1实验程序流程图（仅供参考）。六、实验报告要求1画出实验电路原理图2写出实验程序，实验程序流程图，编制主程序、中断服务程序应注意的问题及本人编制实验程序的体会。3写出实验步骤和对中断系统的理解。4. 写出主程序、中断服务处理程序的入口地址。5. 完成思考题。七、思考题1. 8051系列单片机有几个中断源？写出各自的中断入口地址。2. 什么是中断优先级，写出各中断源的优先级。 3. 中断允许寄存器IE各位的意义？本次实验应如何设置IE各位的值？开始开外中断初始状态东西南北都是红灯状态1南北绿灯，东西红灯状态2南北绿灯闪转黄灯，东西红灯状态3南北红灯，东西绿灯状态4南北红灯，东西

16、绿灯闪转黄灯外部中断入口保护现场东西，南北都亮红灯延时10秒恢复现场中断返回 主程序框图 外部中断子程序框图图6-1 实验程序流程图实验报告学院（系）名称：姓名学号专业班级实验项目课程名称课程代码实验时间实验地点批改意见成绩 教师签字：实验内容实验七 定时器实验一、实验目的 1、学习8031内部计数器的使用和编程方法。 2、进一步掌握中断处理程序的编程方法。二、实验设备Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台。三、实验内容用CPU内部定时器中断方式计时,实现每一秒钟输出状态发生一次反转.四、实验连线连线连接孔1连接孔21P1.0L0 五、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

17、有关控制寄存器的设置。内部计数器在单片机中主要有定时器和计数器两个功能。本实验使用的是定时器。2、定时器有关的寄存器有工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON。TMOD用于设置定时器/计数器的工作方式0-3，并确定用于定时还是用于计数。TCON主要功能是为定时器在溢出时设定标志位，并控制定时器的运行或停止等。3、内部计数器用作定时器时，是对机器周期计数。每个机器周期的长度是12个振荡器周期。因为实验系统的晶振是6MHZ，本程序工作于方式2,即8位自动重装方式定时器, 定时器100us中断一次, 所以定时常数的设置可按以下方法计算：机器周期=126MHZ=2uS（256-定时常数）2uS=10

18、0us定时常数=206. 然后对100us中断次数计数10000次,就是1秒钟.4、在例程的中断服务程序中，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。六、实验框图见图7-1定时器实验程序流程图，（仅供参考）七、实验报告要求1、画出实验电路原理图2、写出实验程序，实验程序流程图（包括中断服务处理程序），编制主程序、中断服务程序应注意的问题及本人编制实验程序的体会。3、写出实验步骤和对定时器及计数器的理解。4、完成思考题。 八、思考题18051单片机有几个多少位的定时/计数器？有几种工作方式？2本实验若采用方式0或方式1，应如何计

19、算时间常数？试计算各自的时间常数。实验程序应如何编制？3T0,T1能否同时工作于方式3？定时中断入口遇开始置T0中断工作方式保护现场设置定时常数秒计数值减1否设置初始状态位是否到1秒是 重新设置秒计数值设置秒计数值 Y中断允许状态位取反输出状态位中断返回恢复现场等待中断 主程序框图 定时中断子程序框图图7-1 定时器实验程序流程图实验报告学院（系）名称：姓名学号专业班级实验项目课程名称课程代码实验时间实验地点批改意见成绩 教师签字：实验内容实验八 八段数码管显示一、实验目的1. 了解数码管动态显示的原理。2. 了解用总线方式控制数码管显示二、实验设备Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台。

20、三、实验内容利用实验仪提供的显示电路,动态显示一行数据.（如动态显示0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A, B, C, D, E, F）四、实验线路及连线连线连接孔1连接孔21KEY/LED_CSCS0位选通信号 (0x002H) 段码输出(0x004H)数据总线五、实验说明本实验仪提供了6 位8段码LED显示电路，学生只要按地址输出相应数据，就可以实现对显示器的控制。显示共有6位，用动态方式显示。8位段码、6位位码是由两片74LS374输出。位码经MC1413或ULN2003倒相驱动后，选择相应显示位。本实验仪中 8位段码输出地址为0X004H，位码输出地址为 0X002H。此处X是由

21、KEY/LED CS 决定，参见地址译码。做键盘和LED实验时，需将KEY/LED CS 接到相应的地址译码上。以便用相应的地址来访问。例如，将KEY/LED CS 接到CS0上，则段码地址为08004H，位码地址为08002H。六、实验报告要求1画出实验电路原理图2设计、调试、写出实验程序，实验程序流程图。3写出实验步骤和对数码管动态显示原理的理解。4完成思考题。七、思考题1. 数码管显示原理分为哪两种类型？2. 段码输出和位选通信号的作用？3. 数码管的连接方式分为哪两种？ 七段数码管的字型代码表如下表： a f b g e c d 。dp显示字形gfedcba段码001111113fh1

22、000011006h210110115bh310011114fh4110011066h511011016dh611111017dh7000011107h811111117fh911011116fhA111011177hb11111007chC011100139hd10111105ehE111100179hF111000171h八、程序框图（仅供参考）开始初始化显示参数关所有位显示取显示数据输出段码数据 输出位选通信号延时位选通信号移位指向下一个显示数据返回6位完成实验报告学院（系）名称：姓名学号专业班级实验项目课程名称课程代码实验时间实验地点批改意见成绩 教师签字：实验内容实验九 电子时钟（综

23、合实验）一、实验目的1、进一步掌握定时器的使用和编程方法。2、进一步掌握中断处理程序的编程方法。3、进一步掌握数码显示电路的驱动方法。二、实验设备Lab6000系列单片机仿真实验系统，1台。三、实验内容利用CPU的定时器和实验仪上提供的数码显示电路，设计一个电子时钟。格式如下：XX XX XX 由左向右分别为：时、分、秒四、实验电路连线连线连接孔1连接孔21KEY/LED_CSCS0本实验连线只需接上显示/键盘的选择信号即可。实验电路见图9-1键盘显示电路四、实验说明定时器每100us中断一次，在中断服务程序中,对中断次数进行计数，100us计数10000次就是1秒。然后再对秒计数得到分和小时

24、值，并送入显示缓冲区。显示子程序模块可参照实验八 八段数码管显示实验。五、实验流程图见图9-2 实验程序流程图（仅供参考）六、实验报告要求1. 画出实验电路。2. 整理实验程序清单及结果，分析运行结果，写出实验程序，3. 定时器每100us中断一次的时间常数的计算过程。4. 总结编程思路及程序的实际调试方法，写出实验调试步骤。5. 实验程序流程图6. 完成思考题。七、思考题1. 写出主程序、中断服务程序的入口地址。2. 定时器采用何种工作方式？3. 键盘显示电路的接口地址。八、实验要求1. 认真预习实验指导书，2. 实验程序及编译必须在课下完成。有问题及时找老师答疑。3. 为鼓励同学们自主、创

25、新学习精神，同学们可自主制定实验方案，完成本次实验-电子钟的软硬件设计任务的学习目的即可。图9-1 键盘显示电路否否否设置初始常数置定时器模式及常数启动定时器读取小时值显示数据送缓冲开始转换成显示数据读取分钟值显示数据送缓冲转换成显示数据读取秒值显示数据送缓冲转换成显示数据调用显示子程序中断入口保护现场是是否10000次计数值减1设置下次10000次计数值秒值加1秒值清0，分钟加1分值清0，小时加1小时值清0恢复现场中断返回计数值为0到60秒到60分钟到24小时 图9-2 实验程序流程图控制工程实验指导书班级 姓名 学号 实验报告学院（系）名称：姓名学号专业班级实验项目课程名称课程代码实验时间

26、实验地点批改意见成绩 教师签字：实验内容实验一 控制系统的模拟 一、 实验目的：1. 观察典型控制系统的阶跃响应曲线，定性了解参数变化对典型缓解东特性的影响。2. 掌握使用控制系统模拟机及示波器测量实际控制系统动特性的测试方法。二、 实验设备和仪器：1. XMN-2型自动控制系统模拟机一台2. XJ4318型超低频双踪示波器一台三、 实验内容：1. 惯性环节：电路原理图：实验曲线：C=0.47C=1C=4.7传递函数：（推导过程）2. 振荡环节电路原理图：实验曲线：传递函数：（推导过程）实验结果分析：实验报告学院（系）名称：姓名学号专业班级实验项目课程名称课程代码实验时间实验地点批改意见成绩

27、教师签字：实验内容实验二 网络频率特性实验一、 实验目的：1. 应用频率特性来分析系统的动态性能，是经典控制理论的核心，是研究自动控制系统的一种工程方法。本实验通过对系统（无源RC四端网络）频率特性的实际测量，并与理论推导结果进行比较，以加深对所学传递函数、频率特性等基本概念的理解。2. 学习电模拟实验研究的方法。二、实验设备和仪器：1. XD7低频信号发生器一台2. 无源RC四端网络一套3. XJ4318型超低频双踪示波器一台三、实验内容：将XD7低频信号发生器产生的正弦信号xi（t）=|xi|sin t输入到被测系统，系统的输出为xc（t）=|xc|sin (t+)。将输入输出信号同时输入

28、XJ4318型超低频双踪示波器，显示出正弦波形并进行测量记录。改变信号发生器正弦信号的频率，保持其振幅|xi|不变，记录不同频率时输出信号与输入信号的幅值比A()=，以及相位差()，根据实测记录得到系统对数频率特性（波德图）反推系统的传递函数。并用所学理论推导系统的传递函数及波德图，与实验结果比较讨论。四、 实验步骤：1. 按接线图接好线路，经指导教师检查无误才能开始实验。2. 仪器调节旋钮较多，一般均已事先调好，实验时按指导教师讲解的操作方法调节相应的旋钮，禁止乱调其它旋钮，以免损坏测试仪器，或造成失调浪费时间。3. 先接通示波器开关，出现稳定的两根水平亮线后再接通信号发生器电源开关，示波器

29、如无水平亮线应及时报告指导教师。4. 调节水平扫描同步旋钮以得到稳定的输入输出正弦波形。5. 改变信号发生器输出信号的频率，为使不同频率时|xi|保持不变，可调节信号发生器输出，使电压表指示保持恒定。6. 记录各不同频率时系统输出信号的相对幅值|xc|，记录系统输入信号的相位差。7. 整理实验记录，画出系统波德图，反推系统的传递函数。五、理论指导：1电路原理图：2系统传递函数： 3系统波德图：六、实验记录：f25501002003004005001K2K3K4K5K10K15Klg|xi|xc|lg|xi|lg|xc|LgA= lg|xc|- lg|xi|A20lgAAB=X3600七、实验结

30、果：1系统波德图：2系统传递函数：（反推导过程）3简单讨论实验结果：实验报告学院（系）名称：姓名学号专业班级实验项目课程名称课程代码实验时间实验地点批改意见成绩 教师签字：实验内容实验三 自动控制系统的稳定性实验一、 实验目的：1 观察线性系统和不稳定的运动状态，验证理论上的稳定判据的正确性。2 定性了解系统的开环放大倍数K几时间常数T对稳定性的影响。二、 实验设备和仪器：1 XMN-2型自动控制系统模拟机一台2 XJ4318型超低频双踪示波器一台三、 实验内容：1 实验线路图：2 推导传递函数：3 实验方法：按下表分别接实验线路R12 C1R22 C2R32 C3结论方案一1M 11M 10200K 1方案二1M 11M 10200K 0.1方案三1M 11M 101M 1在A1输入端接适当的方波信号，将（即UR /UM之值）由06逐步变化，观察并记录各组参数时系统的稳定性变化，特别记住系统由稳定到出现自持震荡的值。