單片機(jī)試驗(yàn)指導(dǎo)2015

1、單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)機(jī)械工程與自動(dòng)化學(xué)院機(jī)械電子工程系實(shí)驗(yàn)一 端口操作實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?學(xué)習(xí)單片機(jī)端口操作的方法。2學(xué)習(xí)延時(shí)子程序的編寫(xiě)和使用。3學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)輸入、輸出程序的設(shè)計(jì)方法。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1根據(jù)實(shí)驗(yàn)電路原理圖，分析 LED 發(fā)光二極管點(diǎn)亮的條件；2閱讀教材中有關(guān) I/O 口的內(nèi)容，熟悉 I/O 的基本結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程；根據(jù) 實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)出相應(yīng)的調(diào)試程序。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及軟件1. JL51型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板2Keil 開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件3. Proteus仿真軟件四、實(shí)驗(yàn)原理P1、P2和P3 口為準(zhǔn)雙向口，P1、P2和P3 口的每一位都能獨(dú)立定義為輸出 線或輸入線。 作為輸入口線時(shí)必須向鎖存器相

2、應(yīng)位寫(xiě)入 “1”，該位才能作為輸入。 89C51 中所有鎖存器在復(fù)位時(shí)均置“ 1”，如果后來(lái)在鎖存器寫(xiě)入過(guò)“ 0”，在需要 時(shí)應(yīng)寫(xiě)入“ 1”，使它再成為一個(gè)輸入。延時(shí)程序的實(shí)現(xiàn)常有兩種方法，一是定時(shí)器中斷來(lái)實(shí)現(xiàn)，一是用指令循環(huán)來(lái) 實(shí)現(xiàn)，在系統(tǒng)時(shí)間允許的情況下可以采用后一種方法。五、實(shí)驗(yàn)任務(wù)P1 口作輸出口，P3 口輸入口，P3.2 P3.3 接按鍵 K1、K2，P3.4 P3.5 接撥 動(dòng)開(kāi)關(guān)K3、K4; P1 口接發(fā)光二極管L1 L8。1. K1、K2作為選擇按鍵，L1、L5作為指示燈。要求編程實(shí)現(xiàn)以下功能：按下K1按鍵時(shí)，L1亮一段時(shí)間后熄滅；按下 K2按鍵時(shí)，L5亮一段時(shí)間后熄滅。2.

3、K3作為左轉(zhuǎn)彎開(kāi)關(guān)，K4作為右轉(zhuǎn)彎開(kāi)關(guān)，L1、L5作為左轉(zhuǎn)彎燈，L4、L8 作為右轉(zhuǎn)彎燈。要求編程實(shí)現(xiàn)以下功能：向上打 K3時(shí)，左轉(zhuǎn)彎燈L1、L5以一定 頻率閃爍；向下打K4時(shí)右轉(zhuǎn)彎燈L4、L8以一定頻率閃爍。（選做）六、實(shí)驗(yàn)電路原理圖圖1端口操作實(shí)驗(yàn)電路七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求整理好實(shí)驗(yàn)任務(wù)1、2中經(jīng)JL51型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板或Proteus仿真軟件正確運(yùn)行 的程序?qū)嶒?yàn)二中斷實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?掌握外部中斷技術(shù)的基本使用方法2掌握中斷處理程序的編寫(xiě)方法二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求 閱讀教材中有關(guān)中斷的內(nèi)容， 熟悉外部中斷的初始化和中斷服務(wù)程序的編寫(xiě)， 根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)出相應(yīng)的調(diào)試程序。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及軟件1. JL51型

4、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板2Keil 開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件3. Proteus仿真軟件四、實(shí)驗(yàn)原理MSC-51系列單片機(jī)有/INTO和/INT1兩條外部中斷請(qǐng)求輸入線，用于輸入兩 個(gè)外部中斷源的中斷請(qǐng)求信號(hào)，并允許外部中斷源以低電平或下降沿觸發(fā)方式來(lái) 輸入中斷請(qǐng)求信號(hào)。/INTO和/INT1中斷的入口地址分別是0003H和0013H。TCON寄存器中的IT0和IT1位分別決定/INT0和/INT1的觸發(fā)方式，置位 時(shí)為下降沿觸發(fā)，清零時(shí)為低電平觸發(fā)。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，如果外部的中斷請(qǐng)求信號(hào) 在產(chǎn)生后能夠在較短時(shí)間內(nèi)自動(dòng)撤銷，則可以選擇低電平觸發(fā)。在中斷服務(wù)程序 里要等待其變高后才能返回主程序，否則會(huì)再次觸發(fā)中斷，產(chǎn)生不必

5、要的麻煩。 如果外部的中斷請(qǐng)求信號(hào)產(chǎn)生后可能長(zhǎng)時(shí)間后才能撤銷，則為了避免在中斷服務(wù) 程序里長(zhǎng)時(shí)間無(wú)謂等待，可以選擇下降沿觸發(fā)。下降沿觸發(fā)是“一次性”的，每 次中斷只會(huì)有 1 個(gè)下降沿，因此中斷處理程序執(zhí)行完后可以立即返回主程序，而 不必等待中斷請(qǐng)求信號(hào)恢復(fù)為高電平，這是一個(gè)重要的技巧。1 .外部中斷的初始化主要包括：對(duì)中斷允許控制寄存器IE中的中斷的總允許即EA=1，外部中斷允許即EXi=1 （i=0或1）及外部中斷控制寄存器 TCON中 的ITi（i=0或1）中斷觸發(fā)方式選擇進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)無(wú)須中斷嵌套時(shí)，不需設(shè)置 IP 中斷優(yōu)先級(jí)。2. 編寫(xiě)中斷服務(wù)程序要注意：（1）保護(hù)進(jìn)入中斷時(shí)的狀態(tài)，并在

6、退出中斷之前恢復(fù)進(jìn)入時(shí)的狀態(tài)。（2）必須在中斷處理程序中設(shè)定是否允許中斷重入，即設(shè)置 EXi位。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要求外部中斷申請(qǐng)從/INTO （P3.2）輸入并采用邊沿觸發(fā)方式，P3.2接一個(gè)按 鍵，P1 口接八個(gè)發(fā)光二極管，當(dāng)按鍵按下一次時(shí)，將產(chǎn)生一次中斷，使 P1 口內(nèi) 容加1,以記錄中斷次數(shù)。六、實(shí)驗(yàn)電路原理圖圖2中斷實(shí)驗(yàn)電路七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求整理好實(shí)驗(yàn)任務(wù)中經(jīng)JL51型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板或Proteus仿真軟件正確運(yùn)行的程序。實(shí)驗(yàn)三 定時(shí)/ 計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)習(xí)掌握定時(shí) / 計(jì)數(shù)器程序初始化的設(shè)計(jì)方法。2學(xué)習(xí)掌握定時(shí) /計(jì)數(shù)器方式 1、方式 2的使用編程方法。3進(jìn)一步掌握中斷處理程序的編

7、程方法。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求1閱讀教材中有關(guān)定時(shí) / 計(jì)數(shù)器的內(nèi)容， 熟悉定時(shí) /計(jì)數(shù)器的基本結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程；計(jì)算50ms定時(shí)/計(jì)數(shù)器時(shí)間常數(shù)；根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)出相應(yīng)的調(diào)試程序。2思考定時(shí)器四種工作方式的計(jì)數(shù)范圍。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及軟件1 JL51 型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板2Keil 開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件3. Proteus仿真軟件四、實(shí)驗(yàn)原理定時(shí)器操作的關(guān)鍵是計(jì)數(shù)初值的確定和定時(shí)器的初始化。1.計(jì)數(shù)初值的確定 定時(shí)器的計(jì)數(shù)周期與機(jī)器周期一樣為振蕩周期的 12倍， 本實(shí)驗(yàn)中的時(shí)鐘頻率為12MHZ,則定時(shí)器的計(jì)數(shù)周期為1卩s如要實(shí)現(xiàn)1s的延時(shí),可將定時(shí)器 T0 設(shè)計(jì)工作于方式 1，則最大計(jì)數(shù)值為 65536。為方便起見(jiàn)，

8、可設(shè)置計(jì)數(shù)初值為 15536，使計(jì)數(shù)器從計(jì)數(shù)初值開(kāi)始經(jīng)歷 50000個(gè)脈沖周期， 至最大計(jì)數(shù) 值時(shí)產(chǎn)生溢出標(biāo)志TFO,此時(shí)可產(chǎn)生0.05s延時(shí)。將R0設(shè)為20,每經(jīng)歷一次延時(shí)， R0中數(shù)值減1,即可產(chǎn)生1s延時(shí)。則計(jì)數(shù)初值x=15536D=3CB0H,故初始值為 TH0=3CH , TL0=B0H 。2定時(shí)器的初始化 定時(shí)器的初始化主要是對(duì) TMOD 相應(yīng)位進(jìn)行正確的設(shè) 置并將計(jì)數(shù)初值送入定時(shí)器中，然后置位 TR0啟動(dòng)定時(shí)器T0。由于定時(shí)器的溢 出可以采用查詢和中斷兩種方式,當(dāng)采用中斷方式時(shí),還需對(duì) IE 進(jìn)行設(shè)置。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)用JL51型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板中單片機(jī)的晶振為12MHZ。完成對(duì)接

9、在P1端口的發(fā)光二極管閃亮控制程序的設(shè)計(jì)和調(diào)試。具體要求：1 選擇定時(shí)器T0為工作方式1,定時(shí)溢出時(shí)間為50ms,使P1 口的8個(gè)發(fā) 光二極管每隔 1s 循環(huán)閃亮。（查詢方式）2選擇定時(shí)器T0和T1為工作方式1, T0定時(shí)溢出時(shí)間為50ms使P1.0 口 的發(fā)光二極管每隔1S交替閃亮。T1定時(shí)溢出時(shí)間為25ms,使P1.1 口的發(fā)光二極 管每隔0. 5S交替閃亮。（中斷方式）3將T0定時(shí)器設(shè)定為工作方式2,使P1.0 口的發(fā)光二極管每隔50ms交替 閃亮。（選做）六、實(shí)驗(yàn)電路原理圖035JD'PIOTF*TP17S3033D3214IB.173B37XTM2E5TDO川快PHP0.3/

10、AE PO.+AD FOALC FODTAK! pnzmp?PSEIJALE EAJ2 伯.戲T 口30Bl尸T=M'HI12門(mén)均門(mén)科.P1I45.P16* P15JP加氏皿P2諛 P2 2j10 P2.3fM- P212P2 6/A13 P2gA14 P27AA1；P10P3 OflRXDP1.1pm/impq空P3 .SJOUTCjMSP3 ajiilr7PM巧呦P1j5P3£/riF- IjOP17pa.z-inlD2LEDF.ECHEDGEDTEX330ir tRB36.%r41J1112*1fP1'41*P1：&1P10LEP-RECD6LED-RE

11、DJ 7LEO RECI Fb.F FrDO圖3定時(shí)器實(shí)驗(yàn)電路七、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求整理好實(shí)驗(yàn)任務(wù)13中經(jīng)JL51型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板或Proteus仿真軟件正確運(yùn)行 的程序。實(shí)驗(yàn)四數(shù)碼顯示實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 學(xué)習(xí)LED數(shù)碼管的工作原理，理解段碼的概念2. 掌握數(shù)碼管與單片機(jī)的連接方法和編程方法。、實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)要求閱讀教材中有關(guān)數(shù)碼管顯示接口的內(nèi)容，熟悉數(shù)碼管顯示器的結(jié)構(gòu)，理解段 碼的概念；掌握數(shù)碼管與單片機(jī)的連接方法；根據(jù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)設(shè)計(jì)出相應(yīng)的調(diào)試程 序。、實(shí)驗(yàn)設(shè)備及軟件1. JL51型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板2Keil 開(kāi)發(fā)環(huán)境軟件3. Proteus仿真軟件四、實(shí)驗(yàn)原理數(shù)碼管有共陰極和共陽(yáng)極兩種接法，單片機(jī)的 I/O

12、 口與其他電路連接時(shí)， I/O 電流的流向有兩種情況： 一種是當(dāng)該 I/O 口為 高電平時(shí)， 電流從單片機(jī)往外 流，稱作拉電流；另一種是該 I/O 口為低電平時(shí)，電流往單片機(jī)內(nèi)流，稱為灌電 流。一般 I/O 的灌電流負(fù)載能力遠(yuǎn)大于拉電流負(fù)載能力，對(duì)于一般的 51 單片機(jī) 而言，拉電流最大4mA,灌電流為20mA。在數(shù)碼管顯示電路中采用灌電流方式 （用 共陽(yáng)數(shù)碼管），可以得到更高的亮度。段碼是數(shù)碼管顯示的一個(gè)基本概念，它指在數(shù)碼管顯示某一數(shù)字或字符時(shí)， 在數(shù)碼管 各段所對(duì)應(yīng)的引腳上所加的高低電平按順序排列所組成的一個(gè)數(shù)字， 它 與數(shù)碼管的類型（共 陰、共陽(yáng)）和排列順序有關(guān)。位碼也叫位選，用于選中某一位數(shù)碼管。在圖 4中要使第一個(gè)數(shù)碼管顯示數(shù) 據(jù)，應(yīng)在三極管 Q1 的基極加低電平，使之導(dǎo)通，而其它三個(gè)三極管基極加高電 平，使之截止。 此時(shí)的位碼為“ 1110”，位碼與段碼一樣和硬件連接有關(guān)。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容JL51 型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板中數(shù)碼顯示采用的是共陽(yáng)極連接方式，要求完成：1.編寫(xiě)數(shù)碼顯示程序，讓四位數(shù)碼管顯示“ 0123”字樣。2 根據(jù)連接關(guān)系在Protues