《单片机原理及应用》实验.doc

《单片机原理与应用》实验指导书

通信与电子工程学院
通信与信息工程中心

实验说明

1、信息与通信工中心程地址：电工电子实验中心5楼机房；
2、不准迟到、早退，请假须持请假条；
3、不准带食品进入实验室；
4、进入实验室后不准大声喧哗，不准乱动仪器设备；
5、每次实验结束摆放好实验设备，将凳子置于实验桌下并摆放整齐；
6、每次实验要提前预习，写出相应的实验程序；
7、详实记录实验结果，实验报告认真、完整；
8、实验成绩由四部分构成：实验预习20%、实验过程20%、实验结果记录30%、实验结果分析30%。

实验系统概述
1.1 系统组成
Dais系列单片机微机仿真实验系统的51单片机实验与仿真由管理CPU、目标CPU 和通用电路、接口实验电路与稳压电源组成，通过RS232C串行接口与PC微机相连，系统硬件主要容如下：

CPU
管理CPU 、目标CPU 8032/78E438/STC系列单片机
系统存储器
监控管理程序在管理CPU的FLASH中、RAM 61256二片（64K）、BPRAM 61256（32K）。
接口芯片
与单元实验
8251、8253、8255、8259、ADC0809、DAC0832、164、74LS273、74LS244、电子发声单元，电机控制单元， 开关与发光二极管、单脉冲触发器、继电器控制等
外设接口
打印接口，RS232C串口、51仿真接口
显示器
6位LED、二路双踪示波器
键盘
32键自定义键盘
EPROM编程器
对EPROM 2764/27128快速读出
系统电源
+5V/2A，±12V/0.5A

1.2 系统资源分配
实验系统寻址围定义如下：
空间地址
器件选用
用途与说明
0000H~7FFFH
6116
监控程序空间
0000H~0FFFFH
PROM
目标机程序空间
0000H~0FFFFH
实验接口电路
数据与IO空间
系统已定义的I/O地址如下：
接口芯片
口地址
用途
74LS273
0FFDDH
字位口
74LS273
0FFDCH
字形口
74LS245
0FFDEH
键入口
8255A口
0FFD8H
EP总线
8255B口
0FFD9H
EP地址
8255C口
0FFDAH
EP控制
8255口
0FFDBH
控制字

1．3硬件安装
⑴电源连接：通过随机所配的三芯电源线接入AC220V电网。
⑵打开电源开关系统应显示闪动的“P.”，若否应按下RESET键，如仍不显示闪动的“P.”，应立即切断电源，检查后重新进行或与本公司驻当地销售服务中心联系。
⑶系统功能自检
在闪动的“P.”状态下按键：[MOVE]→0000→[STEP]→[EXEC]，系统以连续方式运行“8”字循环右移程序，若6位LED出现跑“8”显示，说明系统已进入正常工作状态，可按RESET键返“P.”待令。

1.4 快捷使用
在Windows环境下：
⑴在桌面上点击图标，然后选择以实验系统所插串口一致的选项(串口1；波特率：57600)，点击“确定”便进入Dais集成调试环境。
⑵点击工具条中“”图标，在打开对话框中双击LED51.asm文件，进入实验源程序的编辑窗口。
⑶点击工具条中“”图标，进行源文件的编译、装载，在出现编译成功的对话框后点击“OK”框自动进入源文件调试状态。
⑷在工具条中点击所需的运行方式：“”单步、“”宏单步、“”运行。
⑸若需要以断点方式运行，可直接点击源语句行前的“”图标来完成所需断点的设置与清除，然后再点击“”图标进入断点运行状态。
⑹系统一旦进入运行状态后若需终止该程序的运行请点击“”图标退出当前操作返回待令状态。
1.5 实验过程要求
1、实验指导书中所列的实验程序可以作为参考运行，实验指导书中每个实验均需事先预习编写，在系统上编辑、编译下载到CPU中进行调试，结果需经老师检查后才算完成实验。
2、实验时必须根据实验项目要求进行电路连接。
3、注意对同一问题的
解决办法往往不是唯一的，希望同学们能提出不同的设计方法完成实验。
4、所有实验应在实验前预习，写出实验程序。
1.6软件实验的接线图

图1 外部数据存储器电路

实验一 外部存储器扩展与数据区传送（2学时）
一、 实验目的
1、熟悉实验系统，掌握51单片机的系统构成，学会开发环境的应用。
2、掌握8051部RAM和外部RAM之间的数据传送方法；掌握这两部分RAM存贮器的特点与应用，掌握各种数据传送方法。
3、掌握汇编语言的编辑和调试方法，掌握散转程序编写方法。二、实验容1、把R2、R3源RAM区首址的R6、R7字节数数据传送到R4、R5目的RAM区。
编写并调试一个数据传送程序，①将40～4FH 数据送到数据存贮器1E00～1E0FH中，②将数据存贮器1E00～1E0FH中的数据送到8051部RAM 50～5FH中，③将以(R2，R3)为源RAM区首地址的(R6，R7)个字节数据，传送到以(R4，R5)为末地址的RAM区。
2、编写程序，散转8051片20H中的容(00或01或02或03)。
三、实验程序参考图

(40)~(4FH)传送到1E00~1E0FH

再将数据传送到50~5F单元
BP1

BP2
按首末地址传送(R6，R7)个字节数据

结束

图2 数据传送实验程序框图

四、实验步骤
⑴ 在实验箱没上电的情况下，连接RS232电缆，检查安全性后，打开实验箱电源，在计算机桌面上双击图标MCS-51，选择57600波特率，进入Dais集成调试环境。
⑵ 编程实现数据传送，编译下载，如出现错误，修改重新编译。
⑶ 下载后可以采用单步运行（断点设在BP1，程序运行至断点），检查外部RAM(1E00～1F0FH)数据是否与40～4FH数据一一对应。
⑷再次编程下载实现外部数据传送到50~5F单元，断点执行到BP2，检查结果。
⑸变成实现按首末地址传送(R6，R7)个字节数，运行后检查结果应满足要求。

如果程序运行不能进入某一断点，则应单步、断点分段检查程序， 排除错误直至正确为止。也可以采用连续运行。

五、思 考
数据区传送
(1)、记录电路板上的各集成电路的型号（10个以上），并查资料说明其功能。
序号
型号
功能

(2)、试编写将外部的数据存贮区2030～207FH的容写入外部RAM 3030～307FH中。

实验二 P1口亮灯实验

一、实验目的
（1）学习P1口的使用方法；
（2）学习延时子程序的编写。

二、实验预备知识
（1）P1口对准双向口，每一位都可独立地定义为输出或输入。
（2）本实验中延时子程序采用指令循环来实现，机器周期（12/6MHz）*指令所需机器周期数*循环次数，在系统时间允许的情况下可以采用此方法。

三、实验容
P1口作为输出口，接八个发光二极管，编写程序，使发光二极管循环点亮。

四、程序框图

五、实验电路

六、实验步骤
1、实验连线
P1.0～P1.7用插针连至L1～L8。
2、LED环境
（1）在“P.”状态下按“0→EV/UN”，装载实验所需的代码程序。
（2）在“P.”状态下键入0790，然后按“EXEC”进入实验项目的运行。
3、PC环境
在与PC联机状态下，编译、连接、下载PH51\he01.asm，用连续方式运行程序。
4、观察运行结果
在连续运行状态下，观察发光二极管闪亮移位情况。
5、终止运行
按“暂停图标”或实验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出该程序的运行返回监控状态。

七、思考
改变延时常数，使发光二极管闪亮时间改变。
修改程序，使发光二极管闪亮移位方向改变。

实验三 外部中断实验（2学时）
一、实验要求
本实验模拟交通信号灯控制，一般情况下正常显示，有急救车到达时，两个方向交通信号灯全红，以便让急救车通过。设急救车通过路口时间为10秒，急救车通过后，交通恢复正常，本实验用单次脉冲申请外部中断，表示有急救车通过。
二、实验目的
1、学习外部中断技术的基本使用方法。
2、学习中断处理程序的编程方法。
三、实验说明中断服务程序的关键是：
1.保护进入中断时的状态，并在退出中断之前恢复进入时的状态。
2.必须在中断程序中设定是否允许中断重入，即设置EXO位。本例中使用了INTO中断(P3.2)，一般中断程序进入时应保护PSW、ACC以与中断程序使用但非其专用的寄存器。本例的中断程序保护了PSW、ACC等三个寄存器并且在退出前恢复了这三个寄存器。
另外中断程序中涉与到关键数据的设置时应关中断，即设置时不允许重入。本例中没有涉与这种情况。
中断信号由单次脉冲按钮SP产生。四、程序流程

五、实验电路（见右上图）
六、实验连线
　　P1.0与发光二极管单元的L1、L7相连；
　　P1.1与发光二极管单元的L2、L8相连；
　　P1.2与发光二极管单元的L3、L9相连；
　　P1.3与发光二极管单元的L4、L10相连；
　　P1.4与发光二极管单元的L5、L11相连；
　　P1.5与发光二极管单元的L6、L12相连；
　　P3.2(INT0)与单脉冲单元的SP相连。

七、实验容
在实验系统与PC联机状态下，编译、连接、下载，运行程序，交通灯正常显示；
当按动单脉冲单元的AN按钮（模拟急救车通过），两个方向交通信号灯全红，延迟10秒以便让急救车通过；急救车通过以后，交通灯恢复正常显示。
按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行，返回监控状态。

实验四　LCD液晶显示接口实验

一、实验目的
⑴掌握单片机扩展液晶显示接口的设计与编程。
⑵利用字符式液晶显示器显示字符。

二、实验容
⑴编制程序，在液晶显示器上显示：
Welcome to Dais!
P
⑵利用系统键盘输入数字键“0~F”，液晶显示器第二行自左向右显示该键入的数值。
⑶按“MON”命令键，液晶显示器清屏显示待令符“P”。

三、实验电路

四、实验步骤
1、实验连线
⑴连接138译码输入端A.B.C，其中A连A2，B连A3，C连A4，138使能控制输入端G与总线单元上方的GS相连。
⑵液晶显示区的RS、R/W分别与地址总线A0、A1相连；液晶显示区的E与02门电路的①脚相连，02门电路的②脚与08门电路的③脚相连，02门电路的③脚与译码单元Y0相连；08门电路的①脚、②脚分别与系统的IOW、IOR相连。
⑶用8芯扁平电缆将8251串行通信单元的数据总线插座与数据总线单元任一插座相连。
2、LED环境
（1）在“P.”状态下按“0→EV/UN”，装载实验所需的代码程序。
（2）在“P.”状态下键入OFFC，然后按“EXEC”进入实验项目的运行。
3、PC环境
在与PC联机状态下，编译、连接、下载PH51\he21.asm，用连续方式运行程序。
4、终止运行
按“暂停图标”或实验箱上的“暂停按钮”，使系统无条件退出该程序的运行返回监控状态。