單片機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)

1、 單片機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程題目MCS-51及開發(fā)環(huán)境的認(rèn)識(shí)學(xué) 院 物理與光電信息工程 專業(yè)班級(jí) 光電信息科學(xué)與工程 學(xué) 號(hào) 姓 名 任課教師 吳艷杰 2015 年 5月 10 日廣東工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告物理與光電工程 學(xué)院 光電信息 專業(yè) 班 成績?cè)u(píng)定_學(xué)號(hào) 姓名 教師簽名_預(yù)習(xí)情況操作情況考勤情況數(shù)據(jù)處理情況實(shí)驗(yàn) 一 題目 MCS-51單片機(jī)及其開發(fā)環(huán)境的認(rèn)識(shí) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）了解MCS-51單片機(jī)開發(fā)工具；2）了解MCS-51開發(fā)軟件的功能、運(yùn)行環(huán)境；3）理解匯編語言指令與機(jī)器語言指令之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系；4）掌握在特定仿真開發(fā)系統(tǒng)下瀏覽、修改特殊功能寄存器、RAM單元的方法。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材

2、電腦、仿真開發(fā)軟件keil uvision4三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、過程及要求1.PC機(jī)仿真器目標(biāo)板（用戶板）的連接認(rèn)真閱讀仿真器使用說明，了解仿真器、仿真頭上插座與插頭的用途及外形，跳線含義及設(shè)置，完成“PC機(jī)仿真器目標(biāo)板（用戶板）”的連接。不論何種型號(hào)的仿真器，一般均提供下列插座（或接口）：1)聯(lián)機(jī)通信口目前多數(shù)仿真器不帶鍵盤、LED數(shù)碼顯示器，需與PC機(jī)配套使用。單片機(jī)仿真開發(fā)設(shè)備聯(lián)機(jī)通信口與PC機(jī)串行口（COM1或COM2）相連。2)仿真插座通過仿真電纜將仿真器與仿真頭連在一起（有些仿真器、仿真頭插座沒有防反插設(shè)計(jì)，連接時(shí)務(wù)必注意插座、插頭方向）。仿真電纜一端與仿真器相連，另一端與仿真頭相連。仿

3、真頭直接插入用戶板上的CPU插座內(nèi)。3)電源插座通過仿真器上的電源插座給仿真器提供電源，與仿真器電源（作為仿真器附件之一）相連。由于目標(biāo)板上功耗不確定，因此仿真頭一般不給用戶提供電源，使用時(shí)必須給用戶外接工作電源（一般為+5V，具體數(shù)值與目標(biāo)板上元器件工作電壓有關(guān)，但外接電源電壓不得超過5×（1+5%）V，否則可能會(huì)損壞單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中74系列邏輯電路芯片）。2.仿真軟件的安裝及操作仿真軟件也稱為匯編器。仿真器只有在仿真軟件的支持下才能完成源程序的編輯（目前多數(shù)仿真軟件均具有源程序編輯功能）、匯編（編譯）、運(yùn)行及調(diào)試。仿真軟件功能強(qiáng)弱直接關(guān)系到單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)效率。一套功能齊全、

4、性能良好、符合用戶操作習(xí)慣的單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)，會(huì)使單片機(jī)開發(fā)項(xiàng)目由難變易、由繁變簡(jiǎn)、由不可能變可能，收到事半功倍的效果。不同仿真開發(fā)軟件的功能、操作方式不盡相同，用戶只能依據(jù)開發(fā)商提供的使用說明書或用戶指南來安裝和使用仿真開發(fā)軟件。3.匯編源程序編輯、運(yùn)行及調(diào)試 輸入、編輯、匯編、運(yùn)行（連續(xù)、單步執(zhí)行）如下程序段： ；變量定義區(qū)XVAR DATA 30HYVAR DATA 38HP10 BIT P1.0ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN: MOV SP, #9FH MOV A, #55H MOV XVAR, AMOV R0, #XVARMOV R0, #01HINC

5、R0MOV R0, #02HMOV R1, #YVARMOV A, R0MOV R1, APUSH ACC ;在此處設(shè)置斷點(diǎn)PUSH PSWMOV A, #0AAHSETB RS0CLR RS1MOV R0, #5AHMOV R1, #0A5HPOP PSW POP ACCINC R1DEC R0MOV A, R0MOV R1, ACLR P10SETB P1.0CLR P10MOV 90H, #00HMOV 90H, #55HMOV 90H, #0FFMOV P1, #00HMOV P1, #55HMOV P1, #0FFHSJMP $END找出每條指令的機(jī)器碼，并與教材第3章指令碼表對(duì)照，

6、指出每一指令的功能、尋址方式、操作書書寫形式。在單步執(zhí)行過程中，每執(zhí)行一條指令后，觀察并記錄有關(guān)寄存器、內(nèi)部RAM單元內(nèi)容變化情況。設(shè)置斷點(diǎn)后，在連續(xù)執(zhí)行程序，記錄30H、31H、38H單元內(nèi)容；然后執(zhí)行復(fù)位操作，并與復(fù)位后的內(nèi)容進(jìn)行比較，看復(fù)位后內(nèi)部RAM單元內(nèi)容是否變化。修改ORG 100H指令后的地址，重新匯編，觀察程序代碼在程序儲(chǔ)存器中存放位置是否變化。4.復(fù)位期間及復(fù)位后有關(guān)的引腳電平狀態(tài)和寄存器初值1）實(shí)驗(yàn)前跳線設(shè)置 復(fù)位試驗(yàn)僅使用實(shí)驗(yàn)板上的U101、U202、U103、U106、復(fù)位電路和時(shí)鐘電路，與其他元件無關(guān)。板上跳線除了JP203設(shè)為2-3引腳短路外，其他跳線如JP101J

7、P107、JP201、JP202、JP204、JP205等一律置為開路狀態(tài)。2）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟 按下復(fù)位按鈕不放，用邏輯筆或萬用表測(cè)量并記錄各I/O引腳的電平；復(fù)位后，再用邏輯筆或萬用表測(cè)量各I/O引腳的電平；觀察復(fù)位后各特殊功能寄存器的初值，并與教材第2章表2-5比較。修改特殊功能寄存器、內(nèi)部RAM及外部RAM單元內(nèi)容，然后執(zhí)行復(fù)位操作，觀察復(fù)位后相應(yīng)單元內(nèi)容有無變化，以了解復(fù)位操作對(duì)特殊功能寄存器、內(nèi)部RAM及外部RAM的影響。注意：由于8XC5X芯片P1P3口引腳輸出級(jí)采用準(zhǔn)雙向輸入/輸出結(jié)構(gòu)，上拉電阻大，對(duì)地短路電流很小，即I/O引腳具有“線與”功能，而P0漏極開路，也具有“線與”功能

8、。因此，在測(cè)量I/O引腳電平的操作過程中，即使邏輯筆、萬用表的表筆將兩根I/O引腳短路也不會(huì)損壞I/O口（但不能將I/O引腳與電源VCC短路，因?yàn)樽x者自己分析）。 單片機(jī)原理與接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程題目 MCS-51指令系統(tǒng) 學(xué) 院 物理與光電信息工程 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 任課教師 吳艷杰 2015 年 5月 10 日廣東工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告物理與光電工程 學(xué)院 光電信息 專業(yè) 班 成績?cè)u(píng)定_學(xué)號(hào) 姓名 教師簽名_預(yù)習(xí)情況操作情況考勤情況數(shù)據(jù)處理情況實(shí)驗(yàn) 二 題目 MCS-51指令系統(tǒng) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?）理解MCS-51指令系統(tǒng)中常用指令功能、操作數(shù)尋址方式；2）掌握仿真開發(fā)軟件的使用（包括源程序編

9、輯、編譯、執(zhí)行、調(diào)試）；3）編輯、編譯跑馬燈程序二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材電腦、單片機(jī)開發(fā)板、仿真開發(fā)軟件keil uvision4三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、過程及要求1.編譯、匯編、執(zhí)行實(shí)現(xiàn)下列程序1）尋址方式 MOV R0,#4FH ;立即數(shù)尋址MOV A,#55H ;立即數(shù)尋址MOV R0,A ;寄存器尋址MOV R1,4FH ;直接尋址MOV A,R1 ;寄存器間接尋址MOVC A,A+DPTR ;變址尋址SETB P1.1 ;位尋址2）高128字節(jié)內(nèi)部RAM與低字節(jié)內(nèi)部RAM之間的數(shù)據(jù)傳送 MOV R0,#80H MOV R0,#5AH MOV 30H,R0 MOV 30H,#55H MOV R0,30

10、H 3）外部RAM與內(nèi)部RAM的數(shù)據(jù)傳送;將內(nèi)部RAM單元信息送外部RAM單元 MOV A,30H MOV DPTR,#0010HMOVX DPTR,A;將外部RAM單元信息送內(nèi)部RAM單元MOV DPTR,#0010HMOVX A,DPTRMOV 31H,A 4）把存放在儲(chǔ)存器中的數(shù)表讀到內(nèi)部RAM中 MOV DPTR,#TAB MOV R0,#30H MOV R1,#00HLOOP: MOV A,R1MOVC A,A+DPTRMOV R0,AINC R1INCR0CJNE R1,#0AH,LOOPORG 1000HTAB:DB: 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82

11、H,0F8H,80H,90H 2 掌握在Keil µVision4集成開發(fā)環(huán)境下匯編程序的調(diào)試步驟 1>調(diào)試步驟： 1） 新建源程序 2） 將源程序加入項(xiàng)目 3） 匯編程序，根據(jù)提示修改源程序直至匯編通過 4） 連接程序 5） 運(yùn)行程序 調(diào)試運(yùn)行： 2>具體操作： 1） 單步運(yùn)行（不跟蹤子程序） 2） 單步運(yùn)行（跟蹤子程序） 3） 設(shè)置斷點(diǎn) 4） 連續(xù)運(yùn)行

12、到斷點(diǎn) 5） 暫停 6） 連續(xù)運(yùn)行 7） 處理器復(fù)位 8） 修改寄存器、存儲(chǔ)器的數(shù)值 3.>在使用的微機(jī)上建立工作目錄，將實(shí)驗(yàn)的源程序存放在該目錄下。注意，目錄名和文件名均不要使用中文名。 1）在工作目錄下輸入源程序         2）調(diào)試程序，掌握用Keil軟件調(diào)試程序的一般方法和各種窗口的使用。 3）若單片機(jī)工作頻率為12MHz，記錄延遲子程序DELAY的執(zhí)行時(shí)間。 4）記錄

13、程序的前5條指令在程序存儲(chǔ)器空間的存儲(chǔ)地址和相應(yīng)的機(jī)器碼3.編輯、編譯跑馬燈程序1）將單片機(jī)對(duì)應(yīng)管腳連接到流水燈接口2）在keil中建立新工程3）建立新asm匯編文本并寫入下列程序ORG 0000H LJMP START ORG 30HSTART: MOV A,#0FEHLOOP: MOV P1,A RL A LCALL DELAY LJMP LOOPDELAY: MOV R7,#250 D1: MOV R6,#250 D2: DJNZ R6,D2 DJNZ R7,D1 RET END4）將以上asm添加進(jìn)工程并編譯生成hex文件5）通過燒錄軟件將hex文件燒錄進(jìn)入芯片附圖： 單片機(jī)原理與接口

14、技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程題目LED顯示實(shí)驗(yàn)與定時(shí)中斷學(xué) 院 物理與光電信息工程 專業(yè)班級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 任課教師 吳艷杰 2015 年 5月 10 日廣東工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告物理與光電工程 學(xué)院 光電信息 專業(yè) 班 成績?cè)u(píng)定_學(xué)號(hào) 姓名 教師簽名_預(yù)習(xí)情況操作情況考勤情況數(shù)據(jù)處理情況實(shí)驗(yàn) 三 題目 LED顯示實(shí)驗(yàn)與定時(shí)中斷一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?） 理解LED數(shù)碼管靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)電路的組成、工作原理及LED限流電阻R的取值依據(jù)。（2） 掌握中斷初始化的方法與定時(shí)中斷服務(wù)程序的編寫規(guī)則。（3） 理解LED動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)電路的組成、工作原理及其驅(qū)動(dòng)程序的編寫方法。（4） 初步理解事件驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)方法。二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器

15、材仿真器及其附件、數(shù)字萬用表、實(shí)驗(yàn)電路板三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、過程及要求1.測(cè)試實(shí)驗(yàn)電路 在特殊功能寄存器窗口內(nèi)，將P0口寄存器置為00，如果LED200、LED201數(shù)碼顯示器顯示8，說明電路連接正確。用數(shù)字萬用表分別測(cè)出限流電阻R200R207之一兩端的壓降V、T201集電極與LED數(shù)碼管任一筆段之間的電壓，然后計(jì)算計(jì)算出LED工作電流I，并與實(shí)際值（V/R）比較。2.利用定時(shí)中斷功能循環(huán)顯示 利用定時(shí)中斷功能循環(huán)顯示0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F等16個(gè)數(shù)碼，接通電源，先將JP205置為1-2、2-3引腳開路狀態(tài)，SWDIP置為OFF，即只在LED200H數(shù)碼管上

16、顯示。 假設(shè)晶振頻率為11.0592MHz，則“12時(shí)鐘/機(jī)器周期”，機(jī)器周期約為1.085s，即使定時(shí)器工作在方式1狀態(tài)，最長定時(shí)時(shí)間為71111s，對(duì)于1s以上超長定時(shí)，需結(jié)合軟件計(jì)數(shù)和定時(shí)中斷方式實(shí)現(xiàn)。例如：利用定時(shí)器T0每隔20ms中斷一次，對(duì)中斷進(jìn)行計(jì)數(shù)，即可獲得所需定時(shí)時(shí)間，即定時(shí)器初值為47104（計(jì)算所得）即B800H，因此TH0=0B8H，TL0=00H3.建立工程，輸入以下代碼TCOCON DATA 40H ;定時(shí)器溢出計(jì)數(shù)單元DISPC DATA 41H ;顯示數(shù)碼記數(shù)單位TIME1 EQU 50 ;溢出次數(shù)ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP

17、CTC0 ;定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0中斷服務(wù)程序入口地址ORG 0050H;主程序開始PROC MAINMAIN:MOV SP,#5HMOV SP,#ODFHMOV DPTR,#8000HMOV A,#0FFFHMOVX DPTR,A;復(fù)位后，將08H0FF內(nèi)部RAM單元清零MOV R0,#08HLOOP1:MOV R0,#0INC R0CJNE R0 , #0 LOOP1;初始化定時(shí)器MOV TH0,#0B8HMOV TL0,#00H ;初值0B800H送入定時(shí)器T0ANL TMOD,#0F0HORL TMOD,#00000001B;定時(shí)器T0工作在方式一：C/T位為0，定時(shí)狀態(tài)：軟件啟動(dòng);初始化觸

18、發(fā)器SETB ET0 ;允許定時(shí)器T0中斷SETB EA ;開中斷SETB TR0 ;啟動(dòng)T0MOV TCOCON,#TIME1 CLR AMOV DPTR,#LEDTABMOVC A,A+DPTR ;取顯示數(shù)碼對(duì)應(yīng)字模MOV P0,A ;字模送入P0口SJMP $ ;虛擬主程序，等待中斷END;定時(shí)/計(jì)數(shù)器T0服務(wù)中斷程序PR0C CTC0CTC0: MOV TL0,#00H ;由于T0工作在方式一，需重新裝初值MOV TH0,#0B08H ;減少定時(shí)誤差，進(jìn)行立即重裝PUSS PSWPUSH ACCCLR RS0SETB RS1 ;切換工作寄存器DJNZ TCOCON,EXIT ;溢出次數(shù)減一，不為零跳轉(zhuǎn)MOV TCOCON,#TIME1INC DISPC ;數(shù)碼計(jì)數(shù)器加1，顯示下一個(gè)數(shù)碼MOV A,DISP CJNE A, #10,NEXT1NEXT1:JC NEXT2