片機(jī)實(shí)驗(yàn)講義完成

1、 邯 鄲 學(xué) 院講 稿20102011學(xué)年 第二學(xué)期分院(系、部)：信息工程學(xué)院教 研 室：電子工程系課 程 名 稱：?jiǎn)纹瑱C(jī)授 課 班 級(jí)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)2008級(jí)本科班主 講 教 師：王旭輝職 稱： 副教授使 用 教 材：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理與接口技術(shù)制 作 系 統(tǒng)：WORD 2003邯鄲學(xué)院制2 / 20 實(shí)驗(yàn)一 數(shù)碼轉(zhuǎn)換及運(yùn)算類實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1、掌握不同進(jìn)制數(shù)及編碼相互轉(zhuǎn)換的程序設(shè)計(jì)方法，加深對(duì)數(shù)碼轉(zhuǎn)換的理解；2、掌握使用運(yùn)算類指令編程及調(diào)試方法；3、掌握PROTEUS仿真軟件的使用方法；4、掌握Keil軟件的使用方法。實(shí)驗(yàn)儀器:電腦、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱、Keil C 、Proteus 實(shí)驗(yàn)原理:1

2、、將累加器A中的8位二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成3位BCD碼格式的十進(jìn)制數(shù)。其中，百位數(shù)的BCD碼放在31H單元中，十位和個(gè)位數(shù)放在32H單元中。2、將累加器A中存放的兩個(gè)BCD碼拆開，求它們的乘積，并把乘積以壓縮的BCD碼形式送回A中。3、將存放在30H、31H的4位壓縮BCD碼與存放在40H、41H中的4位壓縮BCD碼進(jìn)行相加，結(jié)果存放在30H、31H中。實(shí)驗(yàn)步驟:1、在PROTEUS中建立單片機(jī)的最小系統(tǒng)；2、畫出程序流程圖；3、在keil中編寫編寫代碼，進(jìn)行編譯、調(diào)試，無誤后產(chǎn)生.hex可執(zhí)行文件;4、將可執(zhí)行文件下載到PROTEUS的單片機(jī)中；5、打開數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、特殊功能寄存器SFR窗口；6、

3、單步運(yùn)行程序，觀察相應(yīng)寄存器的內(nèi)容是否按要求變化，如變化內(nèi)容不正確，返回到Keil軟件中重新修改程序，直到正確為止。思考題1、什么是BCD碼？什么是BCD碼的壓縮存放和非壓縮存放方式？2、在建立單片機(jī)的最小系統(tǒng)過程中，EA引腳的連接應(yīng)注意什么？實(shí)驗(yàn)二 中斷系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握單片機(jī)中斷的原理及使用方法。2、掌握中斷服務(wù)程序的編寫方法。實(shí)驗(yàn)儀器：電腦、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱、Keil C 、Proteus 實(shí)驗(yàn)原理：利用P3.2和P3.3的第二功能，外接按鍵，可產(chǎn)生外部中斷請(qǐng)求信號(hào)的特點(diǎn)，建立具有兩個(gè)中斷級(jí)別的中斷系統(tǒng)，允許中斷嵌套。設(shè)置P3.2引腳的中斷（INT0）為高級(jí)中斷，連接的按鍵為K0；P

4、3.3引腳的中斷（INT1）為低級(jí)中斷，連接的按鍵為K1。利用一個(gè)數(shù)碼顯示管來觀察中斷運(yùn)行情況。主程序功能為數(shù)碼顯示管循環(huán)顯示0-9、A-F，當(dāng)有中斷產(chǎn)生時(shí)數(shù)碼顯示管顯示0-9一遍后結(jié)束中斷，高級(jí)中斷可以打斷低級(jí)中斷服務(wù)程序的運(yùn)行，而低級(jí)中斷不能打斷高級(jí)中斷服務(wù)程序的運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)步驟：1、在PROTEUS中建立單片機(jī)的兩級(jí)中斷系統(tǒng)；2、畫出程序流程圖；3、在keil中編寫編寫代碼，進(jìn)行編譯、調(diào)試，無誤后產(chǎn)生.hex可執(zhí)行文件;4、將可執(zhí)行文件下載到PROTEUS的單片機(jī)中；5、系統(tǒng)運(yùn)行觀察數(shù)碼顯示管顯示情況是否符合要求，有誤說明主程序設(shè)計(jì)出錯(cuò)，返回Keil修改主程序，直到正確為止。6、按下K1鍵

5、觀察數(shù)碼顯示管顯示情況是否符合要求，有誤說明中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)出錯(cuò)，返回Keil修改中斷服務(wù)程序，直到正確為止。7、當(dāng)在運(yùn)行低級(jí)中斷服務(wù)程序時(shí)，按下K0鍵，觀察是否能引起高級(jí)中斷，有誤說明中斷服務(wù)程序設(shè)計(jì)出錯(cuò)，返回Keil修改中斷服務(wù)程序，直到正確為止。思考題：1、堆棧應(yīng)建立在什么存儲(chǔ)器中，其地址范圍為何？2、什么是斷點(diǎn)保護(hù)？什么是現(xiàn)場(chǎng)保護(hù)？怎么實(shí)現(xiàn)的？實(shí)驗(yàn)三 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的定時(shí)方法；2、掌握定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的中斷方法。實(shí)驗(yàn)儀器：電腦、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱、Keil C 、Proteus 實(shí)驗(yàn)原理：利用單片機(jī)的定時(shí)器和外部中斷設(shè)計(jì)一個(gè)六位秒表，六位秒表時(shí)間顯示采用八位

6、的共陽(yáng)極數(shù)碼顯示管，用兩位顯示小時(shí)，兩位顯示分鐘，兩位顯示秒，時(shí)、分、秒之間用“-”隔開，六位秒表數(shù)碼顯示管初值顯示為零。單片機(jī)定時(shí)時(shí)間設(shè)置為50ms,通過20次定時(shí)中斷完成1秒的定時(shí)。在單片機(jī)的P3.2引腳上連接一個(gè)按鍵K0作為外部中斷請(qǐng)求信號(hào)的輸入端。當(dāng)K0第一次按下，秒表開始計(jì)時(shí)；K0第二次按下，秒表停止計(jì)時(shí)；K0第三次按下，秒表時(shí)間歸零；K0第四次按下實(shí)現(xiàn)功能與K0第一次按下相同，功能依次循環(huán)實(shí)現(xiàn)。外部中斷的優(yōu)先級(jí)應(yīng)高于定時(shí)中斷的優(yōu)先級(jí)。本實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是一個(gè)綜合性實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)之前學(xué)生需要掌握外部中斷的實(shí)現(xiàn)、多位數(shù)碼顯示管的動(dòng)態(tài)顯示方法、采用多次中斷獲得較長(zhǎng)時(shí)間的延時(shí)等硬件設(shè)計(jì)和軟件編程能力。

7、實(shí)驗(yàn)步驟：1、在PROTEUS中建立一個(gè)六位秒表系統(tǒng)；2、畫出程序流程圖；3、在keil中編寫編寫代碼，進(jìn)行編譯、調(diào)試，無誤后產(chǎn)生.hex可執(zhí)行文件;4、將可執(zhí)行文件下載到PROTEUS的單片機(jī)中；5、系統(tǒng)運(yùn)行觀察數(shù)碼顯示管初值顯示各位是否為零，有誤說明主程序設(shè)計(jì)出錯(cuò)，返回Keil修改程序，直到正確為止。6、第一次按下K0鍵觀察數(shù)碼顯示管顯示情況是否符合要求，當(dāng)?shù)诙伟聪翶0鍵時(shí)，觀察數(shù)碼顯示管是否停止計(jì)時(shí)，當(dāng)?shù)谌伟聪翶0鍵時(shí)，數(shù)碼顯示管是否歸零，如上述功能有誤說明程序設(shè)計(jì)出錯(cuò)，返回Keil修改程序，直到正確為止。思考題：1、什么是數(shù)碼顯示管的靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示？2、秒表的計(jì)時(shí)啟動(dòng)和停止是怎

8、么實(shí)現(xiàn)的？實(shí)驗(yàn)四 LCD1602液晶顯示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、掌握LCD1602液晶顯示器的顯示原理； 2、掌握LCD1602液晶顯示器與單片機(jī)的連接方法和編程技術(shù)。實(shí)驗(yàn)儀器：電腦、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱、Keil C 、Proteus實(shí)驗(yàn)原理：LCD1602液晶顯示器與單片機(jī)的連接有兩種方式，一種是利用單片機(jī)的通用IO準(zhǔn)雙向口與單片機(jī)進(jìn)行連接，如P1口用作數(shù)據(jù)和指令的傳送與LCD1602液晶顯示器的D0D7連接，P2口的三個(gè)引腳分別與LCD1602液晶顯示器的RS、RW、E相連接；另一種是把LCD1602液晶顯示器看做單片機(jī)外部擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，則單片機(jī)與LCD1602液晶顯示器連接是通過P0口，地址總

9、線中傳送的是RS、RW、E需要的控制信號(hào)，數(shù)據(jù)總線上傳送的是數(shù)據(jù)和指令信息。采用不同的連接方式編程方法是不一樣的。學(xué)生可自選其中一種連接方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。用AT89C51單片機(jī)控制LCD液晶顯示器顯示兩行內(nèi)容，第一行是實(shí)驗(yàn)者的手機(jī)號(hào)碼，第二行是實(shí)驗(yàn)者的電子郵箱；用AT89C51單片機(jī)控制LCD液晶顯示器滾動(dòng)顯示上述兩行內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)步驟：1、在PROTEUS中建立一個(gè)LCD1602顯示系統(tǒng)；2、畫出程序流程圖；3、在keil中編寫編寫代碼，進(jìn)行編譯、調(diào)試，無誤后產(chǎn)生.hex可執(zhí)行文件;4、將可執(zhí)行文件下載到PROTEUS的單片機(jī)中；5、系統(tǒng)運(yùn)行觀察LCD液晶顯示器顯示是否正確，有誤說明主程序設(shè)計(jì)出錯(cuò)，

10、返回Keil修改程序，直到正確為止。思考題：1、用LCD液晶顯示器代替數(shù)碼顯示管作為秒表的顯示部件，如何實(shí)現(xiàn)？2、LCD液晶顯示器有動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示嗎？實(shí)驗(yàn)五 串行通訊接口實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解單片機(jī)串行通信協(xié)議知識(shí)；2、單片機(jī)串行通信原理；3、掌握單片機(jī)串行通訊工作方式。實(shí)驗(yàn)儀器：電腦、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱、Keil C 、Proteus 實(shí)驗(yàn)原理：利用單片機(jī)的全雙工異步串行通信功能實(shí)現(xiàn)雙機(jī)通訊。其中一塊單片機(jī)（甲）的P1口連接8個(gè)按鍵，另一塊單片機(jī)（乙）的P1口連接一個(gè)數(shù)碼顯示管，一塊單片機(jī)（甲）的TxD（RxD）與另一塊單片機(jī)的RxD（TxD）對(duì)應(yīng)相連。當(dāng)其中的一個(gè)按鍵按下時(shí)，數(shù)碼顯示管顯示相

11、應(yīng)的序號(hào)。編寫程序時(shí)需要建立兩個(gè)PROJECT，產(chǎn)生兩個(gè)可執(zhí)行文件，分別下載到對(duì)應(yīng)的單片機(jī)中。實(shí)驗(yàn)步驟：1、在PROTEUS中建立一個(gè)雙機(jī)通信系統(tǒng)；2、畫出程序流程圖；3、在keil中編寫編寫代碼，進(jìn)行編譯、調(diào)試，無誤后產(chǎn)生.hex可執(zhí)行文件;4、將可執(zhí)行文件下載到PROTEUS的相應(yīng)單片機(jī)中；5、系統(tǒng)運(yùn)行觀察數(shù)碼顯示管顯示是否正確，有誤說明主程序設(shè)計(jì)出錯(cuò)，返回Keil修改程序，直到正確為止。思考題：1、如何實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)的通信？2、如何實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信？實(shí)驗(yàn)六 I2C總線實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解AT24C02內(nèi)部結(jié)構(gòu)；2、了解具有I2C總線接口的器件與單片機(jī)的連接方法；3、了解I2C總線協(xié)議；

12、4、掌握24C02 的讀寫操作過程；5、掌握AT24C02與單片機(jī)的連接方法和編程方法。實(shí)驗(yàn)儀器：電腦、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱、Keil C 、Proteus 實(shí)驗(yàn)原理：24C02是2K 字節(jié)的串行EEPROM，內(nèi)部含有256個(gè)8位字節(jié)，該器件通過總線操作，并有專門的寫保護(hù)功能。串行 EEPROM 簡(jiǎn)稱 I2C 總線式串行器件。串行器件不僅占用很少的資源和I/O 線，而且體積大大縮小，同時(shí)具有工作電源寬、抗干擾能力強(qiáng)、功耗低、數(shù)據(jù)不易丟失和支持在線編程等特點(diǎn)。I2C 總線是一種用于IC器件之間連接的二線制總線。它通過 SDA（串行數(shù)據(jù)線）及SCL（串行時(shí)鐘線）兩根線在連到總線上的器件之間傳送信息，并根據(jù)

13、地址識(shí)別每個(gè)器件：不管是單片機(jī)、存儲(chǔ)器、LCD 驅(qū)動(dòng)器還是鍵盤接口。我們通過一個(gè)實(shí)驗(yàn)來了解 24C02 的讀寫操作過程：該實(shí)驗(yàn)功能是單片機(jī)復(fù)位一次，自動(dòng)從 24C02 中讀取數(shù)據(jù)，然后加1，最終數(shù)碼管中的數(shù)據(jù)就是開機(jī)的次數(shù)，具有一定的實(shí)用意義。 實(shí)驗(yàn)步驟：1、在PROTEUS中建立一個(gè)雙機(jī)通信系統(tǒng)；2、畫出程序流程圖；3、在keil中編寫編寫代碼，進(jìn)行編譯、調(diào)試，無誤后產(chǎn)生.hex可執(zhí)行文件;4、將可執(zhí)行文件下載到PROTEUS的相應(yīng)單片機(jī)中；5、系統(tǒng)運(yùn)行觀察數(shù)碼顯示管顯示是否正確，有誤說明主程序設(shè)計(jì)出錯(cuò)，返回Keil修改程序，直到正確為止。思考題：實(shí)驗(yàn)七 A/D 、D/A轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?

14、、了解ADC0808轉(zhuǎn)換原理知識(shí);2、了解DAC0832轉(zhuǎn)換原理知識(shí)知識(shí)準(zhǔn)備;3、掌握ADC0808在AT89C51單片機(jī)中的使用方法;4、掌握DAC0832在AT89C51單片機(jī)中的使用方法.實(shí)驗(yàn)儀器：電腦、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱、Keil C 、Proteus 實(shí)驗(yàn)原理：1、實(shí)驗(yàn)用的ADC0809屬逐次逼近AD轉(zhuǎn)換器，是八位AD轉(zhuǎn)換器。每采集一次一般需100s，AD轉(zhuǎn)換結(jié)束后會(huì)自動(dòng)產(chǎn)生EOC信號(hào)。本程序是用查詢方式讀入AD轉(zhuǎn)換結(jié)果。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有8路A/ D通道（模擬量輸入端為IN0、IN1IN7），地址分別為FF80 FF87H，狀態(tài)口地址FF91H， FF91H的D0位輸入的是EOC信號(hào)，D0=0

15、表示未轉(zhuǎn)換完，D0=1表示轉(zhuǎn)換完畢，可以讀入轉(zhuǎn)換好的數(shù)據(jù)了。實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的過程是：先向某一路通道寫入任意數(shù)從而啟動(dòng)轉(zhuǎn)換，然后從FF91H讀入EOC狀態(tài)進(jìn)行判斷，若轉(zhuǎn)換完成，則讀入數(shù)據(jù)即可。2、D/A轉(zhuǎn)換是把數(shù)字量轉(zhuǎn)換成模擬量的變換，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換的過程是：先將要轉(zhuǎn)換的數(shù)字量寫入FF90H口（用MOVX指令），然后將正跳變控制信號(hào)經(jīng)FF91H口送出（用MOVX指令），使0832緩沖器打開，開始D/A轉(zhuǎn)換。要產(chǎn)生鋸齒波、三角波、方波、梯形波、正弦波。實(shí)驗(yàn)步驟：1、在PROTEUS中分別建立A/D電壓采集系統(tǒng)和D/A波形發(fā)生系統(tǒng)；2、畫出程序流程圖；3、在keil中編寫編寫代碼，進(jìn)行編譯、調(diào)試，無誤后產(chǎn)生.h

16、ex可執(zhí)行文件;4、將可執(zhí)行文件下載到PROTEUS的相應(yīng)單片機(jī)中；5、（A/D）系統(tǒng)運(yùn)行觀察數(shù)碼顯示管顯示是否正確，有誤說明主程序設(shè)計(jì)出錯(cuò)，返回Keil修改程序，直到正確為止。6、（D/A）系統(tǒng)觀察模擬示波器顯示是否正確，有誤說明主程序設(shè)計(jì)出錯(cuò)，返回Keil修改程序，直到正確為止。思考題：1、試述A/D轉(zhuǎn)換器的種類及特點(diǎn)？2、DAC0832與89C51單片機(jī)連接時(shí)有哪些控制信號(hào)？其作用是什么？實(shí)驗(yàn)八 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解步進(jìn)電機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、變速原理；2、掌握單片機(jī)系統(tǒng)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的控制方法。實(shí)驗(yàn)儀器：電腦、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱、Keil C、Proteus 實(shí)驗(yàn)原理：步進(jìn)電機(jī)可以通過給相應(yīng)磁極加以脈沖，來對(duì)旋轉(zhuǎn)角度和轉(zhuǎn)動(dòng)速度進(jìn)行高精度的控制。采用單片機(jī)來進(jìn)行步進(jìn)電機(jī)的控制，接口電路簡(jiǎn)單，控制靈活，因此有比較廣泛的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)采用的步進(jìn)電機(jī)為四相6線制混合型步進(jìn)電機(jī)，電源12VDC。通過單片機(jī)口線按順序給A、B、C、D繞相組施加有序的脈沖直流，就可以控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而完成了數(shù)字角度的轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)動(dòng)的角度大小與施加的脈沖數(shù)成正比，轉(zhuǎn)動(dòng)的速度與脈沖頻率成正比，而轉(zhuǎn)動(dòng)方向則與脈沖的順序有關(guān)。4相8拍工作方式：正轉(zhuǎn)繞組的通電順序?yàn)锳ABBBCCCDDDAA；反轉(zhuǎn)繞組的通電順序?yàn)锳