实验二P1口控制LED发光二极管.doc

实验二 P1口控制LED发光二极管
一、实验目的
1、进一步熟练Proteus及Keil软件的基本操作
2、掌握8051单片机P1口的使用方法
3、掌握LED发光二极管的原理及使用方法
4、学习汇编程序的调试及仿真方法
二、实验电路

三、实验内容及步骤：
要求：8个LED发光二极管循环左移显示（发光的移位），间隔时间为一秒。
1、使用Proteus画出电路原理图
2、在Keil uVision中完成程序编辑、调试及编译，生成.HEX文件
3、进行Protues与Keil uVision联动的相关设置：
4、在Proteus中仿真运行。
四、思考
1、 将本实验的实验现象改为“不发光二极管循环移位”。
2、 将本实验的实验现象改为“每隔0.5秒发光二极管循环移位”。

参考程序：
ORG 0
LJMP MAIN
ORG 30H
MAIN: MOV A,#0FEH
LOOP: MOV P1,A
LCALL DELAY
RL A
SJMP LOOP
DELAY: MOV R7,#20H
DELAY1:MOV R6,#200
DELAY2:MOV R5,#123
DJNZ R5,$
DJNZ R6,DELAY2
DJNZ R7,DELAY1
RET
END

实验三 数码管静态显示实验
一、实验目的
1、进一步熟悉51系列单片机
2、了解8051单片机P0口的使用方法
3、掌握共阴极数码管的原理及使用方法
4、学习8051的编程、调试、编译、仿真。
二、实验电路

图3 数码管静态显示电路原理图
注：数码管要从元件库选择Optoelectronics类中的7SEG-COM-CAT-GRN。
三、要求及步骤：
要求：在七段数码管上以递增方式循环显示数字0—9，间隔时间为一秒。
1、使用Proteus画出电路原理图
2、在Keil uVision中完成程序编辑、调试及编译，生成.HEX文件
3、进行Protues与Keil uVision联动的相关设置：
4、在Proteus中仿真运行。
四、思考
1、为什么要将P0口各引脚通过电阻R3-R9接到电源？
2、如何在共阴数码管上循环显示十六进制数字0—F（不区分字母的大小写 ）？
3、怎样修改程序使数字以递减方式循环显示？
4、若用共阳极数码管应如何修改电路和程序，才能完成本实验的功能？

参考程序：
ORG 00H
LJMP START
ORG 30H
START: MOV DPTR,#TABLE
S1: MOV R4,#00H
S2: MOV A,R4
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
LCALL DELAY
INC R4
CJNE R4,#0AH,S2
SJMP S1

DELAY: MOV R5,#20 ;延时子程序
D2: MOV R6,#200
D1: MOV R7,#123
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D1
DJNZ R5,D2
RET
TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H ;段码表
DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH

END

实验四 基本输入/输出实验
一、实验目的
1、进一步熟悉8051单片机并行I/O口的使用方法
3、掌握并行I/O口输入/输出操作的方法
4、学习8051的编程、调试、编译、仿真。
二、实验电路

图4 并行I/O口基本输入/输出
注：按钮要从元件库选择Switches & Relays类中的BUTTON。
三、要求及步骤：
要求：在按钮动作的控制下，将十六进制数字0-F循环显示在数码管上(每按一次按钮，显示的数字加1)。
1、使用Proteus画出电路原理图
2、在Keil uVision中完成程序编辑、调试及编译，生成.HEX文件
3、进行Protues与Keil uVision联动的相关设置：
4、在Proteus中仿真运行。
四、思考
1、如何检测按钮是否按下？
2、怎样修改程序，可以使数字0-F在按钮控制下，以递减方式循环显示？
3、若在P0口接8个LED，如何实现每按一次按钮，点亮的LED左移一位(8个LED中只有一个点亮)？

参考程序：
ORG 00H
LJMP START
ORG 30H

START: MOV P1,#01H
MOV DPTR,#TABLE
MOV R4,#00H
CLR A
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
LOOP: MOV A,P1
ANL A,#01H
JZ LOOP
LOOP1: MOV A,P1
ANL A,#01H
JNZ LOOP1
INC R4
MOV A,R4
ANL A,#0FH
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
SJMP LOOP
TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H ;段码表
DB 6DH,7DH,07H,7FH,6FH
DB 77H,7CH,39H,5EH,79H,71H,76H
END
实验五 数据传送指令练习
一、实验目的
1、进一步掌握Keil软件的使用。
2、熟悉数据传送指令功能及使用。
二、实验内容
1、输入数据传送指令并单步执行输入的指令；
2、练习数据传送指令的基本应用。
三、实验步骤
1、数据传送指令的功能
1）输入如下程序：
ORG 0030H
MOV A，#0BBH
MOV DPTR，#0070H
MOVX ＠DPTR，A
MOV R0，#70H
MOV ＠R0，A
MOV A，#0CCH
XCHD A，＠R0
SJMP $
END
2）观察DPTR、A、R0、内部RAM70H和外部RAM70H单元中内容并填入表中第一空行。
3）单步执行完上述程序，重新观察上述寄存器和存储单元中内容并填入表中第二空行。
表1 程序执行前后有关寄存器和RAM单元内容对照表
程序执行
DPTR
A
R0
70H
内RAM
70H
外RAM
前

后

4）分析程序运行结果，并把分析结果和运行结果进行比较。
2、PUSH指令对堆栈的影响
1）输入如下程序：
ORG 0040H
MOV A，#0AAH
MOV PSW，#0CCH
PUSH ACC
PUSH PSW
SJMP $
END
2）观察A、PSW、SP、07H、08H和09H单元中内容，并填入表表。
表2 PUSH指令对堆栈的影响
程序执行
A
PSW
SP
堆栈区
07H 08H 09H
前

后

3）单步执行上述程序，重新观察上述寄存器和堆栈区中内容填入表中。
4）分析程序运行结果，并把分析结果和实验结果进行比较，看两者是否相同。
3、编写把A、PSW、DPTR中内容入栈保护并恢复的程序，并验证。
4、编写将内RAM的30H、40H单元内容相互交换的程序，并验证。
5、编程实现交换外RAM 1050H、1060H单元的数据，并运行验证。
四、实验总结：
1、堆栈操作的原则是什么？在程序设计中需要保护和恢复数据时应注意什么？
2、对内RAM、外RAM及ROM进行数据传送的指令，分别可使用何种寻址方式？
实验六 算术及逻辑运算指令练习
一、实验目的
1、熟悉算术及逻辑运算类指令的功能。
2、掌握算术及逻辑运算类指令对标志位的影响。
3、掌握算术、逻辑运算指令的编程应用。
二、实验内容
1、求两个16位无符号二进制数的和
2、四位十进制数的加法
3、算术、逻辑运算指令的基本应用
三、实验步骤
1、调试程序：求两个16位数的和
设内RAM30H和32H开头的两个单元分别存放有两个16位无符号二进制数（低8位在30H或32H单元，高8位在31H或33H单元），将和存放在30H单元开始的存储区。

ORG 0000H
LJMP MAIN
ORG 0030H
MAIN: MOV A，30H
ADD A，32H
MOV 30H，A
MOV A，31H
ADDC A，33H
MOV 31H，A
SJMP $
END

要求：选择几组数据测试该程序，如有错，将其改正。
2、编程：四位十进制数的加法：
设内RAM中30H和32H开头的两个单元分别存放有两个四位十进制数的压缩BCD码（低8位在30H或32H单元，高8位在31H或33H单元），试编写程序求这两个十进制数的和，并将结果放在从34H单元开始的存储区(低8位在低地址单元)。

第一组
第二组

30H
31H
32H
33H
30H
31H
32H
33H
程序执行前

程序执行后

要求：测试、调试程序，并记录测试数据及正确运行结果
3、分别编写实现如下功能的程序并运行、验证。
(1)外RAM1000H~1020H单元中8位无符号二进制数求和，结果存放在内RAM30H单元开始的存储区。
(2)外RAM的1000H和2000H单元中分别放着一个8位无符号二进制数X和Y，计算3X+4Y，并将结果存入内RAM的30H单元和31H单元。(低8位在30H单元)。
(3)将两位十进制数的压缩BCD码转换成ASCII码。(源数据在内RAM 20H单元，结果存放在内RAM30H开始的两个单元，低字节在31H单元)
(4)将内RAM 从30H开始的20个单元全部清零。
四、实验总结：
1、算术加、减法指令如何影响PSW中的有关标志位？
2、如何实现两个BCD数的减法？
实验七 汇编语言程序设计

一、实验目的：
1、练习常见的简单的分支、循环程序结构的设计方法。
2、练习常见的程序调试方法。
二、实验内容：
1、编写程序，将内RAM的30H~40H单元存放的单字节数据传送到外RAM中以1000H为起始地址的存储区。
在内RAM的30H-40H随意输入数据，调试并运行程序，观察结果。
2、编写程序，查找外部RAM的1020H-1030H单元中是否有0AAH这个数，如果有，将内RAM的30H单元置为01H，否则将30H单元置为00H。
在外RAM中输入数据，运行程序，观察结果。
3、在内部RAM30-5FH单元存放着一组无符号数，编写程序查找出这些无符号数的最大值，将结果存放于60H单元。
在相关单元中输入一些数据，运行程序，观察实验结果。
4、内RAM从40H单元开始的10个单元中存放着单字节带符号数，编程分别统计出正、负数的个数，并存入50H、51H单元中。
三、实验要求：
1、实验前充分预习，写出所需程序
2、上机将程序调试正确，并分析程序运行结果
四、实验报告要求：
写出调试正确的程序。
五、思考题：
1、汇编语言程序如何测试和调试？
2、在子程序调用和返回指令执行时，PC值如何变化？

实验八 外部中断实验
一、实验电路（如图3.3.45所示）

图3.3.45 外部中断实验电路原理图
二、实验目的
1、熟悉51系列单片机
2、了解AT89C51 P1口、P3口的使用方法
3、了解键盘的原理及使用方法
4、了解发光二极管的原理及使用方法
5、掌握外部中断的原理及使用方法
6、学习AT89C51的编程、仿真、调试、编译、芯片烧录。对应文件INT.HEX
三、实验器材
1、单片机主板
2、单片机扩展板
3、连接导线若干
四、实验注意事项
1、单片机主板、单片机扩展板接+5V
2、因J14为有极性排阻，故单片机扩展板一定要连GND和VCC，否则发光二极管不亮
3、图中粗线部分为要求学生自己连线部分
五、实验现象
正常情况下8个LED发光二极管循环显示，延迟时间为1秒，当有按键按下即产生外部中断时，8个LED发光二极管全亮，延迟时间为2秒。
六、思考
请同学们自己试一下外部中断0。
实验 定时器中断
一、实验电路(如图3.3.46所示)

图3.3.46 定时器中断电路原理图
二、实验目的
1、熟悉51系列单片机
2、了解AT89C51 P1口的使用方法
3、掌握定时器、计数器的原理及使用方法
4、学习AT89C51的编程、仿真、调试、编译、芯片烧录。对应文件INT.HEX
三、实验器材
1、单片机主板
2、单片机扩展板
3、连接导线若干
四、实验注意事项
1、单片机主板、单片机扩展板接+5V电压
2、因J14为有极性排阻，故单片机扩展板一定要接GND和VCC，否则LED发光二极管不亮
3、图中粗线部分为要求学生自己连线部分
五、实验现象
LED发光二极管循环显示，延迟时间为1秒。
六、思考
将LED发光二极管的循环延迟时间设置的更长或更短。

实验 数码管动态显示实验
一、实验电路(如图3.3.33)

图3.3.33 数码管动态显示电路原理图
二、实验目的
1、熟悉51系列单片机
2、了解AT89C51 P1口、P2口的使用方法
3、学习驱动芯片ULN2003A的原理及使用方法
4、学习驱动芯片74HC245的原理及使用方法
5、掌握数码管（共阴、共阳两种）的原理及使用方法
6、学习AT89C51的编程、仿真、调试、编译、芯片烧录。对应文件LEDDT.HEX
三、实验器材
1、多功能实验板
2、单片机扩展板
3、连接导线若干
四、实验注意事项
1、多功能实验板、单片机扩展板均采用+5V电压
2、因图中将74HC245的GND和VCC引脚隐藏，故学生自己连线时一定要将GND和VCC连上，否则芯片不工作
3、图中粗线部分为要求学生自己连线部分
五、实验现象
1、显示数字1—6。
六、思考
1、显示其它数字和字符。

实验 矩阵键盘实验
一、实验电路(如图3.3.34所示)

图3.3.34 矩阵键盘实验电路原理图
二、实验目的
1、熟悉51系列单片机
2、了解AT89C51 P1口、P2口的使用方法
3、了解共阳数码管的原理及使用方法
4、掌握矩阵键盘的原理及使用方法
5、学习AT89C51的编程、仿真、调试、编译、芯片烧录。对应文件KEY.HEX
三、实验器材
1、多功能实验板
2、单片机扩展板
3、连接导线若干
四、实验注意事项
1、多功能实验板、单片机扩展板接+5V电压
2、数码管为共阳数码管，公共端接+5V
3、图中粗线部分为要求学生自己连线部分
五、实验现象
1、ENTER键为全亮键，ESC键为全灭键，其它数字键为按哪一位数字键，在数码管上显示其数字。
实验 液晶LCD实验
一、实验电路(如图3.3.43)

图3.3.43 液晶LCD电路原理图
二、实验目的
1、熟悉51系列单片机
2、了解AT89C51 P1口、P2口的使用方法
3、了解电位器的使用方法
4、掌握液晶模块LCD的原理及使用方法
5、学习AT89C51的编程、仿真、调试、编译、芯片烧录。对应文件LCD.HEX
三、实验器材
1、单片机多功能实验板
2、单片机扩展板
3、连接导线若干
四、实验注意事项
1、单片机扩展板、单片机多功能实验板均采用+5V电压
2、单片机多功能实验板接GND和VCC时一定不能接反，否则会烧毁LCD液晶模块
3、图中粗线部分为要求学生自己连线部分
五、实验现象
1、显示“CS&S”字样。
六、思考
1、请同学们在液晶模块上显示“HOW ARE YOU”。

实验 交通灯控制（定时器延时法）
一、实验目的
1. 进一步理解单片机内部定时器/计数器的工作原理和使用方法。
2. 学习模拟交通灯控制的方法。
3. 学习数据输出程序的设计方法。
4. 学习中断处理程序的编程方法。
二、实验内容
用CPU的P1口输出控制信号，控制六个LED灯(红，绿，黄)，模拟交通灯管理。

LED0、LED1、LED2分别表示南北方向红、黄、绿灯

三、实验电路连接
P1．0 ●-----------------------● LED0
LED3、LED4、LED5分别表示东西方向红、黄、绿灯
P1．1 ●-----------------------● LED1
P1．2 ●----------● LED2
P1．3 ●-----------------------● LED3
P1．4 ●-----------------------● LED4
P1．5 ●-----------------------● LED5
四、实验说明
l. 因为本实验是交通灯控制实验，所以要先了解实际交通灯的变化规律。假设一个十字路口为东西南北走向。初始为状态0。
状态0：东西红灯，南北红灯；然后转入
状态1：南北绿灯通车，东西红灯；过一段时间转入
状态2：南北绿灯闪几次转黄灯亮，延时几秒，东西仍然红；再转入
状态3：东西绿灯通车，南北红灯；过一段时间转入
状态4：东西绿灯闪几次转黄灯亮，延时几秒，南北仍然红灯;最后循环至状态1。
2. 各用一组红、黄、绿色LED分别表示南北方向和东西方向。
3. 由定时器来产生通车延时时间，时间长短1秒以上（由同学自己确定）。
提示：内部计数器用作定时器时，是对机器周期计数。每个机器周期的长度是12个振荡器周期。因为实验系统的晶振是12MHZ，本程序定时器工作于方式1（16位方式）时，最大定时时间为：
216*1μs=65536μs=65.536ms
所以需要配合软件记数。如要延时2秒，则需要T0中断32次，所
用时间为
65536*32=2097120μs≈2s
因此在T0中断处理程序中，要判断中断次数是否到32次，若不到32次，则只使中断次数加1，然后返回，若到了32次，定时2秒时间到。
4. 用软件延时方法产生“闪”延时时间。
五、实验仪器和设备
PC机、WAVE软件、E2000/S仿真器+POD8X5X仿真头、MULT1A用户板、实验板、开关电源等。
六、参考程序框图（见下页）

开始
设置T0时间常数0000H
设置状态记数初值B=0
置T0工作方式1，定时器
通过P1口送初始状态（东西南北都是红灯）
设置秒计数值R6=32（2秒）
中断允许,定时开始

动态停机等待中断
T0中断入口

保护现场并重新设置T0时间常数

秒计数值R6减1

是否到2秒？
否

是
重新设置秒计数值R6=32

状态值B加1

是否状态1？
否 是

是否状态2？
南北绿灯，东西红灯

是
南北绿灯闪转黄灯亮，东西红灯

否
主程序框图
是否状态3？

是
南北红灯，东西绿灯
否
进入状态4，南北红灯，东西绿灯闪转黄灯亮

重设状态记数初值R2=0

恢复现场
中断返回

中断处理程序框图