第10章單片機的實驗與實訓(xùn)

1、2021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用1本章導(dǎo)讀本章導(dǎo)讀本章介紹單片機控制實驗與實訓(xùn)的內(nèi)容。在實驗中介紹了單片機與新熱敏微打接口設(shè)計等實用性的內(nèi)容;在實訓(xùn)中加強了工具軟件的使用,通過Keil Vision3開發(fā)單片機C語言程序?qū)嵗?讓讀者掌握單片機C程序的開發(fā)過程;通過項目化實例介紹了用proteus ISIS進(jìn)行單片機實驗的虛擬仿真的方法;通過威龍VP-ISP1編程器進(jìn)行ISP編程,介紹了對傳統(tǒng)編程技術(shù)的一大革新的ISP技術(shù)。這些項目化內(nèi)容還適用于維修電工等工種技師、高級技師的單片機技術(shù)培訓(xùn)的應(yīng)會項目。第第10章章 單片機的實驗與實訓(xùn)單片機的實驗與實訓(xùn)2021-11-20MCS-5

2、1單片機原理與應(yīng)用210.1.1 關(guān)于單片機控制實驗與實訓(xùn)關(guān)于單片機控制實驗與實訓(xùn)1硬件要求硬件要求（1）微機一臺,目前市售的微機均能滿足要求。（2）通用編程器一臺。（3）用戶板?？刹捎檬惺鄣耐ㄓ糜∷⒕€路板,或用Protell99SE自制,按實驗電路自行布局、焊接與調(diào)試,更接近生產(chǎn)實際;也可利用現(xiàn)有的各類用戶板,相關(guān)實驗程序必要時可以稍作修改,但在硬件上受益不如前者。用戶板5V穩(wěn)壓電源一個。（4）有條件的話,可以有一臺仿真器,將會使編程調(diào)試更方便。10.1 單片機應(yīng)用系統(tǒng)實驗單片機應(yīng)用系統(tǒng)實驗2021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用32軟件要求軟件要求（1）一個好的采用Windows平

3、臺的MCU開發(fā)軟件是必須的。例如,Keil Software公司的Keil C51中的Keil Vision3是值得首選的。Keil C51軟件的安裝與使用,請分別參見2.22.3節(jié)；用Keil Vision3開發(fā)C語言程序?qū)嵗齾⒁?0.2.1小節(jié)。（2）如果上述硬件要求中,只有一臺微機,為彌補相應(yīng)硬件的不足,不妨用protues軟件建立單片機仿真虛擬實驗室。proteus7_1sp2的安裝, 以及與Keil C51集成調(diào)試項目實例請參見10.2.3小節(jié)。3實驗內(nèi)容的說明實驗內(nèi)容的說明（1）在學(xué)習(xí)指令與程序設(shè)計時,本著邊學(xué)邊上機實驗10.1.1 關(guān)于單片機控制實驗與實訓(xùn)關(guān)于單片機控制實驗與實訓(xùn)

4、 2 2021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用4練習(xí)的原則,在相應(yīng)章節(jié)的例題中已經(jīng)要求讀者用Keil Vision3進(jìn)行上機驗證,并給出了程序的運行結(jié)果。這樣,本章不再安排此類實驗。其中： MCS-51的指令系統(tǒng)實驗,請按第4章例4.4例4.13、例4.15、例4.16、例4.18和例4.19中的要求進(jìn)行。 MCS-51匯編程序設(shè)計實驗,請按第5章例5.1、例5.2、例5.4、例5.7、例5.9例5.13、例5.15、例5.16中的要求進(jìn)行。（2）本章主要安排單片機片內(nèi)集成功能部件以及接口應(yīng)用的實驗。1. 實驗?zāi)康呐c功能要求實驗?zāi)康呐c功能要求（1）熟悉MCS-51并行口的結(jié)構(gòu)和基本應(yīng)用

5、；掌握并10.1.2實驗實驗1 I/O口控制口控制流水燈掃描流水燈掃描 1 2021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用5口編程技巧和軟件延時方法。（2）編制源程序,控制用戶板上8個LED按如下方式掃描:先是亮燈從低向高逐位掃描,再從高向低逐位掃描,循環(huán)3次;接著,全亮全暗3次;此后,暗燈從低向高逐位掃描,再從高向低逐位掃描,循環(huán)3次。此后重新循環(huán)。 2. 實驗電路與程序?qū)嶒炿娐放c程序（1）設(shè)計原理圖用89C2051控制的,可參照圖2.2,在P1口接上8組LED與限流電阻串聯(lián)組合;用89S51或89C51,可用圖10.8電路。 （2）編制源程序匯編源程序lsd10_1. asm見教材P.2

6、21P.222。3. 實驗步驟實驗步驟10.1.2實驗實驗1 I/O口控制口控制流水燈掃描流水燈掃描 2 2021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用6（1）按設(shè)計的原理圖,制作用戶板,并排除硬件上的問題。利用現(xiàn)成用戶板, 要注意是否要修改源程序。（2）用MedWinV3開發(fā)本項目（或用Keil Vision3）按9.3介紹方法創(chuàng)建新項目lsd10_1,編輯上述源程序lsd10_1.asm并導(dǎo)入到該項目中。匯編、連接該項目,通過反復(fù)糾錯,直至把程序調(diào)試出來。按9.4介紹的方法分別進(jìn)行用戶系統(tǒng)的模擬仿真。用單步執(zhí)行程序,觀察對應(yīng)R3值的P1口值的變化規(guī)律應(yīng)如表10.1所示。也可用ME-52H

7、U進(jìn)行硬件仿真,觀察LED燈隨程序 運行掃描變化是否正確。在仿真中,如果發(fā)現(xiàn)錯誤,要重新進(jìn)行源程序的編輯、匯編和連接,直至正確為止。10.1.2實驗實驗1 I/O口控制口控制流水燈掃描流水燈掃描 3 2021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用7（3）將十六進(jìn)制代碼固化到芯片用WH-500APU編程器的,見2.5節(jié)說明進(jìn)行;用西爾特SUPERPRO/280U編程器的,見10.2.1節(jié)第（5）中進(jìn)行。（4）脫離仿真器,在用戶板上運行將固化好的單片機芯片插入用戶板的芯片座上,并給用戶板加上電源,觀察流水燈掃描的實際效果。10.1.2實驗實驗1 I/O口控制口控制流水燈掃描流水燈掃描 4 202

8、1-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用84. 思考題思考題（1）修改源程序,設(shè)計新的掃描模式。（2）計算D01S子程序中的延時時間。1. 實驗?zāi)康呐c功能要求實驗?zāi)康呐c功能要求（1）掌握用定時器產(chǎn)生音頻方波的方法,掌握定時器中斷程序的設(shè)計方法。（2）熟悉單片機音樂報警硬件電路設(shè)計與樂曲演奏程序編程技巧,編制匯編源程序,演奏 “鈴兒響叮當(dāng)”。2. 實驗電路與程序?qū)嶒炿娐放c程序（1）設(shè)計原理圖只要在實驗1的電路基礎(chǔ)上,在P3.7加接一個9012三極管去驅(qū)動蜂鳴器的電路,如圖10.1所示。10.1.3 實驗實驗2控制蜂鳴器音樂發(fā)聲控制蜂鳴器音樂發(fā)聲-鈴兒響叮當(dāng)鈴兒響叮當(dāng) 1 2021-11-20M

9、CS-51單片機原理與應(yīng)用9（2）單片機音樂發(fā)聲原理單片機演奏音樂時,要確定實現(xiàn)音調(diào)和節(jié)拍的算法。音調(diào)音調(diào)表示一個音符唱多高的頻率。節(jié)拍節(jié)拍表示一個音符唱多長的時間。10.1.3 實驗實驗2控制蜂鳴器音樂發(fā)聲控制蜂鳴器音樂發(fā)聲-鈴兒響叮當(dāng)鈴兒響叮當(dāng) 2 2021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用10在圖10.1中可通過定時器產(chǎn)生不同頻率的音符方波,經(jīng)P3.7去控制9012導(dǎo)通與截止,從而使蜂鳴器發(fā)出不同的音調(diào),并通過延時來控制音調(diào)的節(jié)拍,就可以使蜂鳴器演奏樂曲了。 音調(diào)算法曲調(diào)中各音符頻率是已知的,如表10.2（見教材P.224）給出了三個八度音的頻率。按頻率的倒數(shù)算出其周期,半周期時間

10、由定時器在模式1下定時產(chǎn)生,而計數(shù)初值C0的計算已在6.7節(jié)中推出為：C0 = 2k t fosc /12定時器模式1時k=16;再將音符頻率f半周期時間作為定10.1.3 實驗實驗2控制蜂鳴器音樂發(fā)聲控制蜂鳴器音樂發(fā)聲-鈴兒響叮當(dāng)鈴兒響叮當(dāng) 3 2021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用11時時間t,即t= 1/(2f ),代入上式有: C0=216 t fosc/(24f )按此算法,求出各音符的計數(shù)初值,如表10.2中第3和第6列。每當(dāng)定時器定時時間到,就使P3.7反相,再重新定時輸出,直至此音符的節(jié)拍完。 節(jié)拍的算法音符的節(jié)拍采用軟件延時來實現(xiàn)。確定一個基本時長(1/4拍)延時程

11、序, 則對于1/4拍時長,只需一次延時,對于2/4拍時長,則需二次延時,依次類推。各曲調(diào)的1/4和1/8拍時長設(shè)定參見表10.3 （教材P.225）。3. 實驗步驟實驗步驟（1）按音調(diào)節(jié)拍算法處理“鈴兒響叮當(dāng)”樂譜建立表10.4（見教材P.225）對應(yīng)音符頻率的計數(shù)初10.1.3 實驗實驗2控制蜂鳴器音樂發(fā)聲控制蜂鳴器音樂發(fā)聲-鈴兒響叮當(dāng)鈴兒響叮當(dāng) 4 2021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用12值表將圖10.2 所示樂譜中的每個音符的簡譜,按從低到高的音調(diào),在表10.4的第1列中排列。第2列是對應(yīng)簡譜的編號,便于在程序中對簡譜處理。第3、4列分別是對應(yīng)的頻率和10.1.3 實驗實驗2

12、控制蜂鳴器音樂發(fā)聲控制蜂鳴器音樂發(fā)聲-鈴兒響叮當(dāng)鈴兒響叮當(dāng) 5 2021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用13定時器的計數(shù)初值。在源程序中也將按此順序建立決定音調(diào)的定時器計數(shù)初值表TAB1。 建立樂譜的音調(diào)節(jié)拍碼表按“鈴兒響叮當(dāng)”樂譜的順序,把每一個簡譜的音調(diào)及節(jié)拍,變換成一個字節(jié)的數(shù)據(jù),其中音調(diào)碼為高4位,節(jié)拍碼為低4位,如此樂譜中第一個簡譜的音調(diào)節(jié)拍碼為12H。在源程序中也將按此建立樂譜的音調(diào)節(jié)拍碼表TAB,表的最后用00H來表示樂曲結(jié)束。程序執(zhí)行時將依次取出音符的音調(diào)節(jié)拍碼,根據(jù)高4位音調(diào)碼來查初值表TAB1,以決定音符播放的音調(diào);根據(jù)低4位節(jié)拍碼來控制執(zhí)行基本時長的延時程序的次數(shù)

13、,以實現(xiàn)音符播放的節(jié)拍。一個音符唱完后,接著,取出10.1.3 實驗實驗2控制蜂鳴器音樂發(fā)聲控制蜂鳴器音樂發(fā)聲-鈴兒響叮當(dāng)鈴兒響叮當(dāng) 6 2021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用14下一個音符,直至播放完最后一個音符。（2）編制源程序。匯編源程序JBells10_2.asm見教材P.226P.228。（3）按原理圖制作用戶板,并排除硬件上的問題。（4）用MedWinV3開發(fā)本項目創(chuàng)建新項目JBells10_2,編輯上述JBells10_2.asm源程序并導(dǎo)入到該項目中。匯編、連接該項目。進(jìn)行用戶系統(tǒng)的模擬仿真,也可以用ME-52HU進(jìn)行硬件仿真。（5）脫離仿真器,在用戶板上運行將十六進(jìn)

14、制代碼固化到單片機芯片,并插入用戶板的芯片座上,并給用戶板加上電源。聆聽單片機演奏“鈴10.1.3 實驗實驗2控制蜂鳴器音樂發(fā)聲控制蜂鳴器音樂發(fā)聲-鈴兒響叮當(dāng)鈴兒響叮當(dāng) 7 2021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用15兒響叮當(dāng)”樂譜的實際效果。4. 思考題思考題編一個不同樂譜的演奏程序,控制單片機演奏此樂曲。1. 實驗?zāi)康呐c功能要求實驗?zāi)康呐c功能要求（1）掌握中斷控制初始化編程和中斷服務(wù)程序編程。（2）實驗電路如圖6.9所示,實現(xiàn)例6.2所述功能要求。2. 實驗電路與程序?qū)嶒炿娐放c程序（1）設(shè)計原理圖:原理圖如圖6.9所示。（2）編制源程序:匯編源程序見例6.2的int10_3.asm

15、。3. 實驗步驟實驗步驟（1）按設(shè)計原理圖,制作用戶板,并排除硬件上的問題。（2）用MedWinV3開發(fā)本項目10.1.4 實驗實驗3外部中斷控制實驗外部中斷控制實驗 1 INT12021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用1610.1.4 實驗實驗3外部中斷控制實驗外部中斷控制實驗 2 LE2INT12021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用1710.1.5 實驗實驗4定時器輸出控制實驗定時器輸出控制實驗 1 LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用1810.1.5 實驗實驗4定時器輸出控制實驗定時器輸出控制實驗 2 LE22021-11-20MCS-51單片機原理與

16、應(yīng)用1910.1.6 實驗實驗5 串口自收自發(fā)通信實驗串口自收自發(fā)通信實驗 1LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用2010.1.6 實驗實驗5 串口自收自發(fā)通信實驗串口自收自發(fā)通信實驗 2LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用2110.1.7實驗實驗6并行并行A/D轉(zhuǎn)換實驗轉(zhuǎn)換實驗 1LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用2210.1.7實驗實驗6并行并行A/D轉(zhuǎn)換實驗轉(zhuǎn)換實驗 2LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用2310.1.7實驗實驗6并行并行A/D轉(zhuǎn)換實驗轉(zhuǎn)換實驗 3LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)

17、用2410.1.8實驗實驗7并行并行D/A轉(zhuǎn)換實驗轉(zhuǎn)換實驗 1LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用2510.1.8實驗實驗7并行并行D/A轉(zhuǎn)換實驗轉(zhuǎn)換實驗 2LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用2610.1.9實驗實驗8單片機與新熱敏微打接口設(shè)計實驗單片機與新熱敏微打接口設(shè)計實驗 1LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用2710.1.9實驗實驗8單片機與新熱敏微打接口設(shè)計實驗單片機與新熱敏微打接口設(shè)計實驗 2LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用2810.1.9實驗實驗8單片機與新熱敏微打接口設(shè)計實驗單片機與新熱敏微打接口設(shè)計

18、實驗 3LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用2910.2.1 實訓(xùn)實訓(xùn)1 用用Keil Vision3開發(fā)單片機開發(fā)單片機C語言程序語言程序 1LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用3010.2.1 實訓(xùn)實訓(xùn)1 用用Keil Vision3開發(fā)單片機開發(fā)單片機C語言程序語言程序 1LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用3110.2.1 實訓(xùn)實訓(xùn)1 用用Keil Vision3開發(fā)單片機開發(fā)單片機C語言程序語言程序 2LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用3210.2.1 實訓(xùn)實訓(xùn)1 用用Keil Vision3開發(fā)單片機開發(fā)單片

19、機C語言程序語言程序 3LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用3310.2.1 實訓(xùn)實訓(xùn)1 用用Keil Vision3開發(fā)單片機開發(fā)單片機C語言程序語言程序 4LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用3410.2.1 實訓(xùn)實訓(xùn)1 用用Keil Vision3開發(fā)單片機開發(fā)單片機C語言程序語言程序 5LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用3510.2.2 實訓(xùn)實訓(xùn)2 用用VP-ISP1編程器進(jìn)行編程器進(jìn)行ISP編程編程 1LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用3610.2.2 實訓(xùn)實訓(xùn)2 用用VP-ISP1編程器進(jìn)行編程器進(jìn)行ISP

20、編程編程 2LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用3710.2.2 實訓(xùn)實訓(xùn)2 用用VP-ISP1編程器進(jìn)行編程器進(jìn)行ISP編程編程 3LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用3810.2.2 實訓(xùn)實訓(xùn)2 用用VP-ISP1編程器進(jìn)行編程器進(jìn)行ISP編程編程 4LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用3910.2.2 實訓(xùn)實訓(xùn)2 用用VP-ISP1編程器進(jìn)行編程器進(jìn)行ISP編程編程 5LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用4010.2.2 實訓(xùn)實訓(xùn)2 用用VP-ISP1編程器進(jìn)行編程器進(jìn)行ISP編程編程 6LE22021-11-20M

21、CS-51單片機原理與應(yīng)用4110.2.3 實訓(xùn)實訓(xùn)3 LED與與LCD顯示的顯示的proteus仿真仿真 1LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用4210.2.3 實訓(xùn)實訓(xùn)3 LED與與LCD顯示的顯示的proteus仿真仿真 2LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用4310.2.3 實訓(xùn)實訓(xùn)3 LED與與LCD顯示的顯示的proteus仿真仿真 3LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用4410.2.3 實訓(xùn)實訓(xùn)3 LED與與LCD顯示的顯示的proteus仿真仿真 4LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用4510.2.3 實訓(xùn)

22、實訓(xùn)3 LED與與LCD顯示的顯示的proteus仿真仿真 5LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用4610.2.3 實訓(xùn)實訓(xùn)3 LED與與LCD顯示的顯示的proteus仿真仿真 6LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用4710.2.3 實訓(xùn)實訓(xùn)3 LED與與LCD顯示的顯示的proteus仿真仿真 7LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用4810.2.3 實訓(xùn)實訓(xùn)3 LED與與LCD顯示的顯示的proteus仿真仿真 8LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用4910.2.3 實訓(xùn)實訓(xùn)3 LED與與LCD顯示的顯示的proteus仿真仿真 9LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用5010.2.3 實訓(xùn)實訓(xùn)3 LED與與LCD顯示的顯示的proteus仿真仿真 10LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用5110.2.3 實訓(xùn)實訓(xùn)3 LED與與LCD顯示的顯示的proteus仿真仿真 11LE22021-11-20MCS-51單片機原理與應(yīng)用5210.2.3 實訓(xùn)實訓(xùn)3 LED與與