Keil C51單片機實驗指導

提要：KeilC51實驗項目1、單片機的IO編程實驗1IO開關量輸入實驗實驗2IO輸出驅動繼電器（或光電隔離器）實驗實驗3IO輸入/輸出——半導體溫度傳感器DS18B20實驗2、單片機的中斷系統(tǒng)實驗外部外部中斷----脈沖計數(shù)實驗3、單片機的定時器/計數(shù)器實驗1計數(shù)器實驗實驗2秒時鐘發(fā)生器實驗4、單片機的串口特點和編程實驗PC機串口通訊實驗5、存儲器實驗RAM存儲器讀寫實驗6、PWM發(fā)生器實驗PWM發(fā)生器（模擬）實驗7、WDG看門狗實驗1外擴WDG（MAX813）實驗實驗2WDG（內部）實驗8、SPI總線實驗1SPI（模擬）實驗-----TLC2543AD轉換實驗實驗2SPI（模擬）實驗-----TLV5616DA轉換實驗9、I2C總線實驗I2C（模擬）實驗-----AT24C01讀寫實驗10、綜合實驗實驗1HD7279LED數(shù)碼管顯示實驗實驗2HD7279鍵盤實驗實驗3外部中斷---電機轉速實驗一、單片機的IO編程實驗1IO開關量輸入實驗目的：學習單片機讀取IO引腳狀態(tài)的的方法。內容：編程讀取io引腳狀態(tài)。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板。編程：首先要把相關的引腳設置在IO的輸入狀態(tài)，然后寫一個循環(huán)，不停地檢測引腳的狀態(tài)。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、連線：用導線將試驗箱上的的MCU_IO1---MCU_IO8分別連接到SWITCH的8個撥碼開關的K1---K8的輸出端子K1---K8上，連接好仿真器。3、試驗箱上電，在PC機上打開KeilC環(huán)境，打開試驗程序文件夾IO_INPUT下的工程文件IO_INPUT.Uv2編譯程序，上電，在程序注釋處設置斷點，進入調試狀態(tài)，打開窗口Peripherals-->IO-Port-->P1,改變開關狀態(tài)，運行程序到斷點處，觀察窗口的數(shù)值與開關的對應關系。實驗2IO輸出驅動繼電器（或光電隔離器）實驗目的：學習io輸出控制方法。內容：通過單片機的io引腳驅動繼電器（或光電隔離器）動作。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板。編程：首先要把相關的引腳設置在IO的輸出狀態(tài)，然后寫一個循環(huán)，依次輸出高低電平。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、連線：用導線將MCU的MCU_IO1、MCU_IO2分別連接到“反相器輸入”和“光電隔離的輸入P_IN”上，“反相器輸出”和“P_OUT”分別連接到“RELAY的R_IN”和“發(fā)光二極管L2的輸入孔L2上”，“RELAY的R_OUT”連接到“發(fā)光二極管L1的輸入孔L1”，連接好仿真器。3、試驗箱上電，在PC機上打開KeilC環(huán)境，打開試驗程序文件夾IO_OUTPUT下的工程文件IO_OUTPUT.Uv2編譯程序，上電，進入調試狀態(tài)，打開窗口Peripherals-->IO-Port-->P1，單步運行程序，觀察窗口的數(shù)值變化。4、全速運行程序，觀察繼電器的發(fā)光二極管的亮滅變化，同時確定繼電器動作（或光電隔離器導通）與IO輸出電平的關系。實驗3IO輸入/輸出-半導體溫度傳感器DS18B20實驗目的：學習io引腳編程實現(xiàn)交替輸入、輸出的方法。內容：通過單片機的IO引腳與半導體溫度傳感器實現(xiàn)單線通訊。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板。編程：根據(jù)18B20的資料（見備注），將IO引腳設置在輸出狀態(tài)，分別模擬出不同的命令時序，例如復位、讀寄存器等；再改變IO引腳的為輸入狀態(tài)，接收傳感器輸出的數(shù)據(jù)。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、連線：用導線將MCU的MCU_IO1連接到TEMPSENSORDS18B20的DQ。3、試驗箱上電，在PC機上打開KeilC環(huán)境，打開試驗程序文件夾IO_INOUTPUT下的工程文件IO_INOUTPUT.Uv2編譯程序，上電，進入調試狀態(tài)，打開窗口VIEW--Watch&CallstackWindows，按照程序注釋說明設置斷點，全速運行程序到斷點處，觀察寄存器R7中的數(shù)據(jù)，用于摸住傳感器DS18B20芯片，再運行到斷點處，比較R7的變化。4、備注：DSl8B20數(shù)字溫度計提供9位（二進制）溫度讀數(shù)指示，器件的溫度信息經(jīng)過單線接口送入DSl8B20或從DSl8B20送出，因此從主機CPU到DSl8B20僅需一條線（和地線），DSl8B20的電源可以由數(shù)據(jù)線本身提供而不需要外部電源。因為每一個DSl8B20在出廠時已經(jīng)給定了唯一的序號，因此任意多個DSl8B20可以存放在同一條單線總線上，這允許在許多不同的地方放置溫度敏感器件。DSl8B20的測量范圍從-55到+125增量值為0.5可在ls（典型值）內把溫度變換成數(shù)字。二、單片機的中斷系統(tǒng)實驗外部中斷----脈沖計數(shù)實驗目的：學習單片機的外部中斷使用方法。內容：對外部中斷計數(shù)顯示。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板。編程：首先第一步設置單片機的IO為輸入狀態(tài)，第二步設置引腳的中斷觸發(fā)方式，一般設置為邊沿觸發(fā)，第三步，設置外部中斷的優(yōu)先級，第四步，編寫中斷服務程序，包括中斷入口跳轉等，第五步，設置中斷使能，允許外部引腳觸發(fā)中斷。第六步，設置死循環(huán)，主程序結束，交給中斷服務程序完成計數(shù)。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、連線：用導線將MCU的INT0連接到單脈沖輸出孔P-，連接好仿真器。3、試驗箱上電，在PC機上打開KeilC環(huán)境，打開試驗程序文件夾EXT_INT1下的工程文件EXT_INT1.Uv2，編譯程序，上電，進入調試狀態(tài)，按照程序注釋說明設置斷點，全速運行程序，每按下一次單脈沖開關Paulse，程序運行到斷點處一次，觀察寄存器R1的變化。單片機的定時器/計數(shù)器實驗1計數(shù)器實驗目的：學習單片機的定時/計數(shù)器的計數(shù)功能使用方法。內容：對外部單脈沖信號進行計數(shù)，計數(shù)10個后產(chǎn)生計數(shù)中斷。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板。編程：使用定時/計數(shù)器的計數(shù)功能，將外部時鐘信號加在計數(shù)器的計數(shù)時鐘輸入引腳上，當計數(shù)10次后，計數(shù)器溢出，觸發(fā)標志位，編程控制分頻輸出引腳電平翻轉，產(chǎn)生分頻后的時鐘信號。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、連線：用導線將MCU的T0連接到DDS信號源的OUTPUT上（設置信號源的Vpp=2?5V之間；使之符合TTL電平的要求，高電平約在3?5V之間，低電平約在0?0.8V之間）。此外將跳線J8跳到T1位置，連接好仿真器。3、試驗箱上電，在PC機上打開KeilC環(huán)境，打開試驗程序文件夾COUNTER下的工程文件COUNTER.Uv2，編譯程序，上電，進入調試狀態(tài)，單步運行程序觀察每條語句執(zhí)行后相關寄存器的變化。4、上電全速運行程序，用示波器的兩個通道觀察時鐘信號發(fā)生器的輸出信號OUTPUT和單片機的MCU_IO1的波形，比較二者的頻率關系實驗2秒時鐘發(fā)生器實驗目的：學習單片機的定時/計數(shù)器的定時功能使用方法。內容：產(chǎn)生頻率為0.5Hz的時鐘輸出。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板。編程：使用定時/計數(shù)器的定時功能，時鐘源采用系統(tǒng)時鐘，根據(jù)時鐘源的頻率配置初值寄存器，使能定時器中斷，在中斷服務程序中翻轉一個IO引腳輸出，產(chǎn)生0.5Hz的時鐘輸出。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、連線：用導線將MCU的MCU_IO1連接到發(fā)光二極管L1的輸入L1上，連接好仿真器。3、試驗箱上電，在PC機上打開KeilC環(huán)境，打開試驗程序文件夾TIMER_SECOND下的工程文件TIMER_SECOND.Uv2，編譯程序，上電，進入調試狀態(tài)，單步運行程序觀察每條語句執(zhí)行后相關寄存器的變化。4、全速運行程序，觀察發(fā)光二極管的亮滅情況。5、備注：現(xiàn)在的單片機系統(tǒng)時鐘較高，難于產(chǎn)生1秒的定時中斷，所以，可以設置定時時間為50毫秒，在中斷服務程序中設置程序計數(shù)，當累加到1秒后，控制輸出IO引腳電平翻轉，驅動發(fā)光二極管。四、單片機的串口特點和編程實驗PC機串口通訊實驗目的：學習單片機串口的使用方法。內容：與PC機實現(xiàn)通訊。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板。編程：第一步，配置串口工作在8位，波特率可變異步通訊工作方式，波特率由定時器1確定，同時使能其中斷并清除其中斷標志位；第二步，配置定時器1，工作在8位自動重裝入模式，根據(jù)波特率計算其初值。第三步，編寫串口中斷服務程序，只處理接收中斷，對發(fā)送中斷只清除標志，不做其他處理。第四步，設置死循環(huán)，交由中斷服務程序處理。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、連線：用導線將MCU的TXD、RXD分別連接到RS232的232TXD、232RXD，用附帶的直連串口線連接試驗箱的DB9和計算機的串口，接好仿真器。3、試驗箱上電，在PC機上打開KeilC環(huán)境，打開試驗程序文件夾RS232下的工程文件RS232.Uv2，編譯程序，上電，進入調試狀態(tài)，單步運行程序觀察每條語句執(zhí)行后相關寄存器的變化。4、打開PC機的超級終端，設置波特率115200、數(shù)據(jù)位8、無流控、無校驗等信息，PC機全速運行試驗程序，在超級終端里輸入可顯示字符，觀察超級終端的顯示，斷開連接的串口線，再輸入字符，觀察顯示有什么不同。5、備注：在串口中斷服務程序中，要清除中斷標志位。在發(fā)送數(shù)據(jù)前，要檢測發(fā)送狀態(tài)位在發(fā)送結束狀態(tài)。五、存儲器實驗RAM存儲器讀寫實驗目的：學習存儲器數(shù)據(jù)讀寫方法。內容：將內部RAM中的一段數(shù)據(jù)復制到另一RAM空間。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板。編程：首先設置源的首地址和目的首地址，再設置數(shù)據(jù)塊的長度，設置一個變量，先從源讀取一個字節(jié)，再寫入到目的地址中，如此循環(huán)，直至到數(shù)據(jù)塊的長度。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、連線：接好仿真器。3、試驗箱上電，在PC機上打開KeilC環(huán)境，打開試驗程序文件夾RAM下的工程文件RAM.Uv2,編譯程序，上電，進入調試狀態(tài)，單步運行程序觀察每條語句執(zhí)行后相關寄存器的變化。4、按照注釋設置斷點，打開變量觀察窗口，全速運行試驗程序到斷點處，觀察2個數(shù)組內容的變化。5、備注：在匯編中，對內部存儲器的操作使用指令MOV，外部存儲器的操作使用MOVX和MOVC，其他相同。6、KeilC環(huán)境下觀察變量的方法：在地址框填寫：C:0000查看CODE區(qū)D:0000查看DATA區(qū)I:0000查看IDATA區(qū)X:0000查看XDATA區(qū)六、PWM發(fā)生器實驗PWM發(fā)生器（模擬）實驗目的：學習利用定時器和IO產(chǎn)生PWM的方法。內容：產(chǎn)生占空比變化的PWM波形輸出。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板，示波器。編程：使用定時/計數(shù)器的定時功能，分別產(chǎn)生PWM的高電平和低電平。第一步，首先選擇使用單片機的定時/計數(shù)器0的定時功能，確定工作方式。第二步，根據(jù)PWM頻率要求確定初值。第三步，使能定時器的中斷。第四步，編寫定時器中斷服務程序，確定PWM波形高低電平的保持時間，控制IO引腳輸出翻轉電平。做一個死循環(huán)，一切交給中斷處理。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、連線：連接好仿真器。3、試驗箱上電，在PC機上打開KeilC環(huán)境，打開試驗程序文件夾PWM_IO下的工程文件PWM_IO.Uv2，編譯程序，上電，進入調試狀態(tài)，單步運行程序觀察每條語句執(zhí)行后相關寄存器的變化。4、全速運行程序，用示波器的單片機的MCU_IO1的波形。5、備注：定時器產(chǎn)生中斷的定時時間是PWM波形占空比調整的最小單位，即分辨率，在定時器中斷服務程序中對中斷計數(shù)，控制IO電平的翻轉。七、WDG看門狗實驗1外擴WDG(MAX813)實驗目的：學習外擴看門狗控制器的使用方法。內容：配置外擴看門狗電路。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板。編程：配置一個IO輸出翻轉電平信號喂狗，配置一個IO輸出驅動發(fā)光二極管顯示狀態(tài)。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、用導線將MCU的MCU_IO1、MCU_IO2分別連接到WDG的WDI和發(fā)光二極管L1的輸入孔L1上，用導線將WDG的RST_OUT連接到MCU的RST上。連接好仿真器。3、試驗箱上電，在PC機上打開KeilC環(huán)境，打開試驗程序文件夾EXT_WDG下的工程文件EXT_WDG.Uv2，編譯程序，上電，進入調試狀態(tài)，單步運行程序觀察每條語句執(zhí)行后相關寄存器的變化。4、將CPU板上的仿真芯片換成可燒錄的芯片AT89S52，通過ISP電纜燒錄HEX文件。復位后運行程序，觀察發(fā)光二極管在上電時亮一次，然后保持熄滅狀態(tài)。去除MCU_IO1到WDI的連線，觀察發(fā)光二極管會重復亮滅。5、備注：在程序開始處，點亮發(fā)光二極管約1秒鐘，在程序正常運行中，發(fā)光二極管熄滅，如果在設定的時間內不能喂狗，程序回到開始處運行，重新點亮發(fā)光二極管。實驗2WDG（內部）實驗目的：學習內部看門狗控制器的使用方法。內容：配置內部看門狗。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板。編程：配置一個IO輸入信號控制信號，控制喂狗。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、連線：用導線將MCU的MCU_IO1、MCU_IO2分別連接到平推開關K1的輸出插孔K1和發(fā)光二極管L1的輸入孔L1上。連接好仿真器。3、試驗箱上電，在PC機上打開KeilC環(huán)境，打開試驗程序文件夾INT_WDG下的工程文件INT_WDG.Uv2，編譯程序，上電，進入調試狀態(tài)，單步運行程序觀察每條語句執(zhí)行后相關寄存器的變化。4、將CPU板上的仿真芯片換成可燒錄的芯片AT89S52，通過ISP電纜燒錄HEX文件。復位后運行程序，把平推開關K1撥到H側，觀察發(fā)光二極管L1的狀態(tài)。把平推開關K1撥到L側，比較發(fā)光二極管L1的狀態(tài)變化。5、備注：在程序開始處，點亮發(fā)光二極管約1秒鐘，在程序正常運行中，發(fā)光二極管熄滅，如果在設定的時間內不能喂狗，程序回到開始處運行，重新點亮發(fā)光二極管。八、SPI總線實驗1SPI（模擬）實驗-----TLC2543AD轉換實驗目的：學習SPI總線通訊編程方法、串行AD應用。內容：利用SPI總線配置AD轉換芯片，并讀取轉換結果。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板。編程：編程3個IO引腳為輸出，一個IO為輸入；3個輸出引腳一個模擬CLK，一個模擬CS，另一個模擬DO，1個輸入引腳模擬DI。根據(jù)芯片的技術資料，模擬輸出3個輸出引腳的時序。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、用導線將MCU的MCU_IO1--MCU_IO5分別連接到AD的AD_CS、AD_CLK、D_IN、D_OUT、AD_EOC，用導線將AD_IN1連接到0ANOUT.。連接好仿真器。3、試驗箱上電，在PC機上打開KeilC環(huán)境，打開試驗程序文件夾EXT_ADC下的工程文件EXT_ADC.Uv2，編譯程序，上電，進入調試狀態(tài)，單步運行程序觀察每條語句執(zhí)行后相關寄存器的變化。4、上電，運行程序，在程序的注釋處設置斷點，全速運行程序到斷點，調節(jié)輸入的模擬量，觀察30H、31H單元中的數(shù)的變化實驗2SPI（模擬）實驗-----TLV5616DA轉換實驗目的：學習SPI總線通訊編程方法、串行DA應用。內容：利用SPI總線配置DA轉換芯片，并用萬用表測量輸出電壓值。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板。編程：編程4個IO引腳為輸出，4個輸出引腳：一個模擬CLK,一個模擬CS，一個模擬DATA另一個模擬FS。根據(jù)芯片的技術資料，模擬出4個輸出引腳的時序。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、用導線將MCU的MCU_IO1--MCU_IO4分別連接到DA的DA_CS、DA_CLK、DA_IN、DA_FS，用導線將DA_REF連接到插孔Vref2.5V。連接好仿真器。3、試驗箱上電，在PC機上打開KeilC環(huán)境，打開試驗程序文件夾EXT_DAC下的工程文件EXT_DAC.Uv2，編譯程序，上電，進入調試狀態(tài)，單步運行程序觀察每條語句執(zhí)行后相關寄存器的變化。4、上電，全速運行程序，用萬用表觀察插孔DA_OUT的電壓值；再修改程序中31H-30H單元的值，看電壓值的變化。九、I2C總線實驗I2C（模擬）實驗-----IC卡（AT24C01）讀寫實驗目的：學習I2C總線通訊編程方法。內容：利用I2C總線讀取存儲器IC卡（AT24C01）的數(shù)據(jù)。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板。編程：編程2個IO引腳模擬I2C總線，按照AT24C01的操作時序，訪問AT24C01存儲器的內容。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、連線：用導線將MCU的MCU_IO1--MCU_IO4分別連接到IC_CARD的CARD_SCK、CARD_SDA、CARD_DET、CARD_PWR。連接好仿真器。3、試驗箱上電，在PC機上打開KeilC環(huán)境，打開試驗程序文件夾IIC_CARD下的工程文件IIC_CARD.Uv2，編譯程序，上電，進入調試狀態(tài)，單步運行程序觀察每條語句執(zhí)行后相關寄存器的變化。4、試驗箱上電，按照注釋設置斷點，插入IC卡，全速運行程序到斷點處，觀察30H-36H單元的數(shù)據(jù)是否與寫入數(shù)據(jù)一致！十、綜合實驗所謂混合總線，是指由3線組成的總線：CS、CLK、IO,典型應用是芯片HD7279，特別分出來單獨實驗。實驗1HD7279LED數(shù)碼管顯示實驗目的：學習HD7279的通訊方法。內容：利用IO向HD7279寫入控制命令和數(shù)據(jù)。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板。編程：配置IO，向HD7279寫入控制命令，控制數(shù)碼管的顯示。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、連線：用導線將MCU的MCU_IO1----MCU_IO3分別連接到HD7279的7279_CS、7279_CLK、7279_DATA。用導線將HD7279的7279_A、7279_B、7279_C、7279_D、7279_E、7279_F、7279_G、7279_DP分別連接到LEDDISP的LED_A、LED_B、LED_C、LED_D、LED_E、LED_F、LED_G、LED_DP；用導線將HD7279的7279_C1、7279_C2、7279_C3、7279_C4分別連接到LEDDISP的LED_C1、LED_C2、LED_C3、LED_C4。連接好仿真器。3、試驗箱上電，在PC機上打開KeilC環(huán)境，打開試驗程序文件夾HD7279DISP下的工程文件HD7279DISP.Uv2,編譯程序，上電，進入調試狀態(tài)，單步運行程序觀察每條語句執(zhí)行后相關寄存器的變化。4、全速運行程序，觀察LED數(shù)碼管的顯示變化。實驗2HD7279鍵盤實驗目的：學習實驗2HD7279鍵盤實驗內容：利用總線向HD7279寫入控制命令并顯示鍵值。設備：EL-PreJob-I試驗箱、EXP-KEILC51CPU板。編程：配置2個IO輸出作為SPI的CS和CLK，配置1個IO做I2C的LDA。使能外部中斷，并將中斷引腳連接到HD7279的中斷輸出INT上。步驟：1、將CPU板正確安放在CPU接口插座上。2、連線：用導線將MCU的MCU_IO1----MCU_IO3、INT0分別連接到HD7279的7279_CS、7279_CLK、7279_DATA、7279_KEY；用導線將HD7279的7279_A、7279_B、7279_C、7279_D、7279_E、7279_F、7279_G、7279_DP分別連接到LEDDISP的LED_A、LED_B、LED_C、LED_D、LED_E、LED_F、LED_G、LED_DP；用導線將HD7279的7279_C1、7279_C2、7279_C3、7279_C4分別連