单片机应用系统实验

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1、实验一系统结识及基本程序设计实验一、实验目的 1. 学习Keil 集成开发环境的操作； 2. 熟悉TD-51 系统板的构造及使用，熟悉51指令系统； 3掌握不同进制数及编码互相转换的程序设计措施，加深对数码转换的理解；4学习查表程序的设计措施，进一步熟悉51 的指令系统。二、实验设备 PC机一台，TD-NMC+教学实验系统。三、实验环节编写实验程序，经编译、链接无误后，启动调试功能；观测实验现象，并分析因素；按复位键退出调试状态。四、实验内容1. 将BCD 码整数0255 存入片内RAM 的20H、21H、22H 中，然后转换为二进制整数00HFFH，保存到寄存器R4 中。修改20H、21H、

2、22H 单元的内容，如：00H，05H，08H；观测实验成果。参照程序：;=; 文献名称: Asm2-1.asm; 功能描述: BCD整数转换为二进制整数(8位, 范畴从00H-FFH);=ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV R0, #20H;BCD寄存高位地址MOV R7, #03H;BCD码0-255, 最多3位 CLR AMOV R4, ALP1:MOV A, R4MOV B, #0AHMUL AB;乘10ADD A, R0;加下一位的值INC R0;指向下一单元MOV R4, A;成果存入R4DJNZ R7, LP1;转换未结束则继续SJMP MAI

3、N;设立断点, 观测实验成果R4中的内容END2. 将16 位二进制整数存入R3R4 寄存器中，转换为十进制整数，以组合BCD 形式存储在RAM 的20H、21H、22H 单元中。 参照程序：;=; 文献名称: Asm2-2.asm; 功能描述: 二进制整数(16位)转换为十进制整数(组合BCD);=; 0-FFFFH(R3R4)=0-65535ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV R0, #22H;转换成果低位地址MOV A, R0PUSH ACC;ACC表达累加器A的直接地址MOV R7, #03HCLR ALP1:MOV R0, A;成果存储地址清零DE

4、C R0DJNZ R7, LP1POP ACCMOV R0, AMOV R7, #16LP2:PUSH ACCCLR CMOV A, R4;R4中为二进制数的低位RLC AMOV R4, AMOV A, R3;R3中为二进制数的高位RLC AMOV R3, AMOV B, #03HLP3:MOV A, R0ADDC A, R0;执行乘2操作DA A;十进制调节MOV R0, A;成果保存DEC R0DJNZ B, LP3POP ACCMOV R0, ADJNZ R7, LP2LJMP MAIN;设立断点观测成果, 可进行下一次转换END3. 通过查表的措施将16 进制数转换为ASCII 码；

5、参照程序：;=; 文献名称: Asm4-1.asm; 功能描述: 查表程序设计, 将十六进制数0F通过查表的措施; 转换为ASCII码;=ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV DPTR, #ASCTAB;表格首地址送DPTRMOV A, R7;R7中为待转换的数ANL A, #0FH;取低4位MOVC A, A+DPTR;查表MOV R5, A;低4位转换成果送R1MOV A, R7ANL A, #0F0H;取待转换数的高4位SWAP A;高4位与低4位互换MOVC A, A+DPTR;查表MOV R6, A;高4位转换成果送R2SJMP MAIN;设立断点观

6、测成果ASCTAB:DB 30H, 31H, 32H, 33H, 34HDB 35H, 36H, 37H, 38H, 39HDB 41H, 42H, 43H, 44H, 45H, 46HEND4. 通过查表的措施实现yx2，其中x为09 的十进制数，以BCD码表达，成果仍以BCD 码形式输出。 参照程序：;=; 文献名称: Asm4-2.asm; 功能描述: 查表程序, 用程序实现Y=X*X, X为0到9的十进制数,; 用BCD码(00H到09H)表达, 将X的平方, 即Y也以BCD码; 的形式保存到R1中.;=ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV DPTR,

7、 #SQR;取表格首地址MOV A, R7;要计算的值MOVC A, A+DPTR;查表MOV R6, A;成果保存SJMP MAINSQR:DB 00H, 01H, 04H, 09H, 16HDB 25H, 36H, 49H, 64H, 81HEND实验二片内I/O口及中断应用实验 一、实验目的 理解P1 口作为输入输出方式使用时，CPU 对P1 口的操作方式。理解MCS-51 单片机的中断原理，掌握中断程序的设计措施。 二、实验设备 PC机一台，TD-NMC+教学实验系统，连接线若干三、实验环节按实验内容规定完毕硬件连线；编写实验程序，经编译、链接无误后，启动调试功能；观测实验现象，并分析

8、因素；按复位键退出调试状态。 四、实验内容1.片内I/O口应用实验P1 口是8 位准双向口，每一位均可独立定义为输入输出。编写实验程序，将P1 口的低4 位定义为输出，高4 位定义为输入，数字量从P1 口的高4 位输入，从P1 口的低4 位输出控制发光二极管的亮灭。 ;=; 文献名: DigitIO.ASM; 功能阐明: 数字量输入输出实验, P1口高4位输入, 低4位输出;=ORG 0000HLJMP STARTORG 0100HSTART:ORL P1, #0F0H;P1口高四位为输入MOV A, P1;读P1口的值SWAP A;A中高,低4位互换MOV P1, A;输出到P1口SJMP

9、STARTEND2. 片内中断系统实验定期器中断单片机集成的定期器可以产生定期中断，运用定期器0 和定期器1，编写实验程序在P1.0及P1.1 引脚上输出方波信号，通过示波器观测实验现象并测量波形周期。变化计数值，重新运营程序，反复验证程序功能。参照程序：;=; 文献名: INT1.ASM; 功能阐明: 采用定期器的中断, 在P1.0与P1.1引脚上输出周期波形.;=ORG 0000HLJMP STARTORG 000BHLJMP TIMER0ORG 001BHLJMP TIMER1ORG 0100HSTART:MOV P1, #0FFHMOV TH0, #0F8H;初始化定期器0计数初值MO

10、V TL0, #00HMOV TH1, #0F8H;初始化定期器1计数初值MOV TL1, #00HMOV TMOD, #11H;设立定期器工作模式为方式1MOV TCON, #50H;启动定期器MOV IE, #8AH;使能中断SJMP $TIMER0:CPL P1.0;定期器0中断服务程序, 对P1.0引脚取反MOV TH0, #0F8H;重新装入计数初值MOV TL0, #00HRETI;中断返回TIMER1: CPL P1.1;定期器1中断服务程序MOV TH1, #0F8HMOV TL1, #00HRETIEND 外部中断手动扩展外部中断INT0、INT1，当INT0 产生中断时，使

11、LED8 亮8 灭闪烁4 次；当INT1 产生中断时，使LED 由右向左流水显示，一次亮两个，循环4 次。先按KK1，观测实验现象，然后按KK2，观测实验现象。51 单片机加入了中断系统，从而提高了CPU 对外部事件的解决能力和响应速度。增强型单片机SST89E554RC 共有8 个中断源，即外部中断0（INT0）、定期器0（T0）、外部中断1（INT1）、定期器1（T1）、串行中断（TI 和RI）、定期器2（T2）、PCA 中断和Brown-out 中断。参照程序：;=; 文献名: INT2.ASM; 功能阐明: 外部中断INT0, INT1操作. ; 外部中断0: 使发光二极管闪烁4次.;

12、 外部中断1: 使发光二极管由右向左流水显示, 一次亮两个LED.;=ORG 0000HLJMP STARTORG 0003HLJMP EINT0ORG 0013HLJMP EINT1START:MOV P1, #00HSETB IT0;定义外部中断0为边沿触发SETB EX0;使能外部中断0SETB IT1;定义外部中断1为边沿触发SETB EX1;使能外部中断1SETB EA;使能总中断SJMP $EINT0:MOV R7, #04H;外部中断0中断服务程序ELP0:MOV P1, #0FFHACALL DELAY;调用延时程序MOV P1, #00HACALL DELAYDJNZ R7,

13、 ELP0RETIEINT1:MOV A, #03H;外部中断1中断服务程序MOV R7, #10HILP1:MOV P1, ARL ARL AACALL DELAYDJNZ R7, ILP1RETIDELAY:MOV R6, #0FFH;延时子程序DLP1:MOV R5, #0FFHDLP2:DJNZ R5, DLP2DJNZ R6, DLP1RETEND实验三定期器/计数器应用实验一、实验目的 1理解MCS-51 单片机定/计数器的工作原理与工作方式； 2掌握定期/计数器T0 和T1 在定期器和计数器两种方式下的编程； 3学习定期/计数器T2 的可编程时钟输出功能。 二、实验设备 PC机一

14、台，TD-NMC+教学实验系统，连接线若干三、实验环节按实验内容规定完毕硬件连线；编写实验程序，经编译、链接无误后，启动调试功能；观测实验现象，并分析因素；按复位键退出调试状态。 四、实验原理一般，8051 单片机内部有2 个16 位定期/计数器，即定期器0（T0）和定期器1（T1）。增强型单片机SST89E554RC 内部尚有一种16 位定期器T2，与其有关的特殊功能寄存器有TL2、TH2、RCAP2L、RCAP2H、T2CON 等。 定期器/计数器2 控制寄存器（T2CON）各位的含义简述如下： TF2：定期器溢出标志，当定期器溢出时置位，必须由软件清除。当RCLK1 或TCLK1 时此位

15、将不会被置位。 EXF2：定期器2 外部标志，当EXEN21 并且T2EX 引脚上浮现负跳变引起捕获或重载发生时此位置1。如果定期器2 中断使能，EXF21 会引起中断，此位必须软件清除。DCEN1 时，EXF2 不会引起中断。 RCLK：接受时钟标志，RCLK1，串行口使用T2 的溢出脉冲作为方式1 和3 下的接受时钟；RCLK0，串行口使用T1 的溢出脉冲作为接受时钟。 TCLK：发送时钟标志，与RCLK 的作用相似。 EXEN2：定期器2 外部使能标志。EXEN21 且T2 未被用于串口时钟时，若T2EX 引脚上浮现负跳变则浮现捕获或重载。EXEN20 时，T2 忽视T2EX 引脚上的变

16、化。 TR2：启动/停止定期器2，为1 时启动定期器2。 C/T2：定期器/计数器选择。C/T21 为计数功能；C/T20 为定期功能。 CP/RL2：捕获/重载标志。CP/RL21，当EXEN21 且T2EX 引脚上浮现负跳变时捕捉发生。CP/RL20，T2 溢出时重载发生，或当EXEN21 且T2EX 引脚上浮现负跳变时重载发生。如果RCLK1 或TCLK1，此位会被忽视，T2 溢出时自动重载。 定期器/计数器2 模式寄存器（T2MOD）各位的含义简述如下： T2OE：定期器2 输出使能位。 DCEN：递减计数使能位。 五、实验内容1. 使用定期器0 与定期器1 进行定期，在P1.0 和P

17、1.1 引脚上输出方波信号，通过示波器观测波形输出，测量并记录方波周期。 参照程序：;=; 文献名称: Timer.ASM; 功能阐明: 使用定期器0和定期器1在P1.0与P1.1引脚上输出方波.;=ORG 0000HLJMP STARTORG 0100HSTART:MOV TMOD, #11H;设立定期器工作方式为方式1MOV TH0, #0F8H;装入定期器0的计数初值MOV TL0, #00HMOV TH1, #0F8H;装入定期器1的计数初值MOV TL0, #00HSETB TR0;启动定期器SETB TR1MLP1:JNB TF0, MLP2;鉴定期器0溢出标志MOV TH0, #

18、0F8H;重装定期器0的计数初值MOV TL0, #00HCPL P1.0CLR TF0;清溢出标志MLP2:JNB TF1, MLP1;鉴定期器1溢出标志MOV TH1, #0F8HMOV TL1, #00HCPL P1.1CLR TF1AJMP MLP1END2. 将定期/计数器1 设定为计数器方式，每次计数到10 在P1.0 引脚上取反一次，硬件连接如图所示，按单次脉冲KK1，观测发光管D0 的状态，每10 次变化一次。参照程序：;=; 文献名称: COUNT.ASM; 功能描述: 运用计数器1, 在计数10次后对P1.0引脚取反一次;=ORG 0000HAJMP STARTORG 01

19、00HSTART:MOV TMOD, #60H;设立定期器/计数器1为计数器方式, 且为方式2MOV TH1, #0F6H;装入计数初值MOV TL1, #0F6HSETB TR1;启动计数MLP1:JNB TF1, MLP1;判溢出标志CPL P1.0;取反P1.0CLR TF1;清溢出标志AJMP MLP1END3. 定期器2 可以作为时钟发生器使用，并在P1.0 引脚上输出占空比为50的方波。编程定期器2，使用示波器测量输出时钟，测量时钟周期；假定需要输出1MHz 的方波信号，试修改程序，并使用示波器测量，验证程序的对的性。 引脚P1.0 与T2 复用，除作为一般I/O 引脚外，尚有两个

20、功能，即为定期/计数器2 输入外部时钟，输出占空比为50的周期时钟。 如果将T2 配备为时钟发生器，那么必须将C/T2设立为0，将T2OE 设立为1，并设立TR2 为1 以启动定期器。输出时钟的频率取决于晶振频率以及捕获寄存器的重载值，公式如下： 输出频率晶振频率n（65536RCAP2H，RCAP2L）其中n2（6 时钟模式）或n4（12 时钟模式） 晶振频率为11.0592MHz，工作于12 时钟模式下，输出频率的范畴为：42Hz2.76MHz。 参照程序：;=; 文献名称: ClkOut.ASM; 功能描述: 使用定期器2作为时钟发生器, 测量P1.0引脚输出, 测量周期.;=T2CON

21、EQU 0C8H;定义特殊功能寄存器T2MODEQU 0C9HRCAP2LEQU 0CAHRCAP2HEQU 0CBHORG 0000HAJMP STARTORG 0100HSTART:MOV RCAP2H, #0FFH;变化RCAP2H,RCAP2L中的值可以变化时钟频率MOV RCAP2L, #00HMOV T2MOD, #02H;设立T2工作于时钟输出模式下MOV T2CON, #04H;启动定期器T2SJMP $END实验四看门狗实验一、实验目的 理解看门狗的工作原理，学习看门狗的编程措施。 二、实验设备 PC机一台，TD-NMC+教学实验系统，连接线若干三、实验环节按图连接实验电路图

22、； 编写实验程序，编译、链接无误后启动调试； 容许实验程序，LED 闪烁； 按单次脉冲KK1，对WDT 停止刷新； 通过大概3 秒钟，可观测软件界面，产生复位，程序停止运营（注意界面变化）； 变化WDT 的超时周期，反复实验几次，验证看门狗功能。 每次重新运营程序前，都应当先停止调试，然后重新启动调试，这样方可保证系统正常工作。 四、实验原理SST89E554RC 提供了一种可编程看门狗定期器（WDT），可以避免软件跑飞并自动恢复， 提高系统的可靠性。 顾客程序中如果使用了看门狗，那么必须在顾客自己定义的时间内刷新WDT，亦称“喂狗”。若在规定的时间内没有刷新WDT，则产生内部硬件复位。WDT

23、 以系统时钟（XTAL1）作为自己的时基，WDT 寄存器每隔344064 个时钟加1，时基寄存器（WDTD）的高8 位被用作WDT 的重载寄存器。WDT 的构造框图如图3-4-1 所示。WDT 超时周期计算如下： 周期（255WDTD）344064fCLK（XTAL1） 看门狗定期器控制寄存器（WDTC） 各位阐明如下： WDOUT： 看门狗输出容许 0：看门狗复位不在复位引脚上输出 1：如果看门狗复位容许位WDRE1，看门狗复位将在复位脚上输出复位信号32 个时钟 WDRE： 看门狗定期器复位容许 0：严禁看门狗定期器复位 1：容许看门狗定期器复位 WDTS： 看门狗定期器复位标志 0：外部

24、硬件复位或上电会清除此位，向此位写1 会清除此位，若由于看门狗引起的复位将不影响此位。 1：看门狗溢出，此位置1 WDT 看门狗定期器刷新 0：刷新完毕，硬件复位此位。 1：软件设立此位以逼迫看门狗刷新，俗称“喂狗”。 SWDT 启动看门狗定期器 0：停止WDT 1：启动WDT 看门狗定期器数据/重载寄存器（WDTD） 五、实验内容学习SST89E554RC 的看门狗功能模块，编写实验程序，程序正常运营时8 个LED 闪烁， 通过按键使看门狗产生超时，引起系统复位。 参照程序：;=; 文献名称: WDT.C; 功能描述: 看门狗实验, 程序运营时LED闪烁. 使用按键使看门狗产生; 超时, 引

25、起系统复位. 系统复位, 软件停止按钮变灰.;=WDTDEQU 85H;看门狗定期器数据/重载寄存器WDTCEQU 0C0HWDTBIT 0C1H;看门狗定期器刷新位ORG 0000HAJMP STARTORG 0003HAJMP EINT0ORG 0100HSTART:MOV WDTD, #9FH;看门狗定期MOV WDTC, #1FH;看门狗控制SETB F0;设立标志SETB IT0;外部中断0触发方式SETB EX0;外部中断0使能SETB EA;全局中断使能MLP1:JNB F0, MLP2;判标志MOV P1, #0FFHACALL DELAYMOV P1, #00HACALL D

26、ELAYSETB WDT;喂狗AJMP MLP1MLP2:SJMP $EINT0:MOV P1, #00HCLR F0;清标志RETIDELAY:MOV R7, #0FFH;延时DLP1:MOV R6, #0FFHDLP2:NOPNOPDJNZ R6, DLP2DJNZ R7, DLP1RETEND实验五串口通讯实验一、实验目的 1. 学习MCS-51 单片机串口的工作原理及程序设计； 2. 理解使用SSTEasyIAP11F.EXE 软件实现程序脱机运营的措施； 3. 熟悉启动加载代码与SoftICE 互相切换的措施。 二、实验设备 PC机一台，TD-NMC+教学实验系统。三、实验环节（1）

27、串口通讯实验电路如图3-7-2 所示； （2）编写实验程序，经编译、链接无误后启动调试； （3）进入调试界面，点击命令，打开串口1 监视窗口； （4）运营实验程序，观测此时有如图3-7-2 所示输出； （5）阅读1.7 节的内容，一方面将系统程序由SoftICE 切换到启动加载程序； （6）将编译生成的Hex 文献通过SSTEasyIAP11F.EXE 软件下载到单片机内部Flash 中； （7）复位单片机，打开超级终端或串口调试软件，将端标语及波特率等设立好，观测PC 显示，如图3-7-3 和图3-7-4 所示； （8）实验结束，重新将SoftICE 下载到单片机系统区替代启动加载程序。 四

28、、实验原理MCS-51 单片机内部的全双工串行接口部分，包具有串行接受器和串行发送器。有两个物理上独立的接受缓冲器和发送缓冲器。接受缓冲器只能读出接受的数据，但不能写入。发送缓冲器只能写入发送的数据，但不能读出。因此可以同步收、发数据，实现全双工通讯。两个缓冲器是特殊功能寄存器SBUF，它们公用地址为99H，SBUF 是不可位寻址的。此外，尚有两个寄存器SCON 和PCON 分别用于控制串行口的工作方式以及波特率，定期器T1 可以用作波特率发生器。 SST89E554RC 提供了增强型全双工串行接口，具有帧错误检测和自动地址辨认的功能。 由于SST89E554RC 的串口用作调试目的，因此Ke

29、il C51 软件提供了串口模拟窗口，可以借助此窗口调试串口通讯程序。也可以将程序编译生成目的代码（.HEX），脱机运营。 五、实验内容编写实验程序，每隔一定的时间单片机向串口发送一次数据“Xian Tangdu Corp.”。 ;=; 文献名称: Serial.ASM; 功能阐明: 串口输出实验, 定期向串口发送数据Xian Tangdu Corp.; 在串口观测窗1中可以观测数据.;=ORG 0000HLJMP STARTORG 0100HSTART:LCALL INITCOM;初始化串口MLP1:MOV DPTR, #SENDDATA;数据起始地址MLP2:MOV A, #00HMOVC

30、 A, A+DPTRCJNE A, #00H, MLP3AJMP MLP5MLP3:MOV SBUF, A;发送数据到串口MLP4:JNB TI, MLP4;判发送结束否?CLR TI;清发送标志INC DPLAJMP MLP2MLP5:LCALL DELAYAJMP MLP1; Xi an TangduSENDDATA: DB 58H,69H,60H,61H,6EH,20H,54H,61H,6EH,67H,64H,75H DB 20H,43H,6FH,72H,70H,2EH,0DH,0AH,00H ; Corp .INITCOM:MOV SCON, #50H;串口初始化MOV TMOD, #

31、20H;波特率设立为19200bpsMOV PCON, #80HMOV TH1, #0FDHSETB TR1CLR ES;不启动串口中断RETDELAY:MOV R7, #0FFHDLP1:MOV R6, #0FFHDLP2:NOPNOPNOPDJNZ R6, DLP2DJNZ R7, DLP1RETEND实验六静态存储器扩展实验一、实验目的 1. 掌握单片机系统中存储器扩展的措施； 2. 掌握单片机内部RAM 和外部RAM 之间数据传送的特点。 二、实验设备 PC机一台，TD-NMC+教学实验系统。三、实验环节1. 按图连接使用电路； 2. 按实验内容编写实验程序，经编译、链接无误后启动调试

32、； 3. 打开存储器观测窗口，在存储器1 的Address 中输入D:0x30，在存储器2 的Address 中输入X:0x0000 来监视存储器空间； 4. 可单步运营程序，观测存储器内容的变化，或在while(1)语句行设立断点再运营程序， 验证明验功能。 四、实验原理存储器是用来存储信息的部件，是计算机的重要构成部分，静态RAM 是由MOS 管构成的触发器电路，每个触发器可以寄存1 位信息。只要不掉电，所储存的信息就不会丢失。因此，静态RAM 工作稳定，不要外加刷新电路，使用以便。但一般SRAM 的每一种触发器是由6 个晶体管构成，SRAM 芯片的集成度不会太高，目前较常用的有6116（

33、2K8 位），6264（8K8 位）和62256（32K8 位）。本实验以62256 为例讲述单片机扩展静态存储器的措施。 SST89E554RC 内部有1K 字节RAM，其中768 字节（00H2FFH）扩展RAM 要通过MOVX 指令进行间接寻址。内部768 字节扩展RAM 与外部数据存储器在空间上重叠，这要通过AUXR 寄存器的EXTRAM 位进行切换，AUXR 寄存器阐明如下： EXTRAM：内部/外部RAM 访问 0：使用指令MOVX Ri/DPTR 访问内部扩展RAM，访问范畴00H2FFH，300H 以上的空间为外部数据存储器； 1：0000HFFFFH 为外部数据存储器。 AO

34、：严禁/使能ALE 0：ALE 输出固定的频率； 1：ALE 仅在MOVX 或MOVC 指令期间有效。 五、实验内容编写实验程序，在单片机内部一段持续RAM 空间30H3FH 中写入初值00H0FH，然后将这16 个数传送到RAM 的0000H000FH 中，最后再将外部RAM 的0000H000FH 空间的内容传送到片内RAM 的40H4FH 单元中。 参照程序：;=; 文献名称: SRAM.ASM; 功能描述: 存储器扩展. 将单片机内部30H3FH单元写入初值00H0FH,; 然后将这些数从单片机内部传送到外部存储器中, 再由外; 部存储器传送到单片机内部40H4FH单元中.;=AUXR

35、DATA 8EH;辅助寄存器ORG 0000HLJMP STARTORG 0100HSTART:MOV AUXR, #02H;使用外部存储器MOV R0, #30H;内部RAM起始地址MOV A, #00HMOV R4, #10H;赋值个数MLP1:MOV R0, A;赋值INC AINC R0DJNZ R4, MLP1NOP;运营至此, 观测RAM中的值MOV R4, #10HMOV DPTR, #0000H;外部RAM起始地址MOV R0, #30HMLP2:MOV A, R0MOVX DPTR, A;写外部RAMINC R0INC DPLDJNZ R4, MLP2NOP;运营至此, 观测外部RAM中数据MOV R4, #10HMOV DPTR, #0000HMOV R0, #40HMLP3:MOVX A, DPTR;读外部RAMMOV R0, A INC DPLINC R0DJNZ R4, MLP3NOP;运营至此,观测内部RAM 40H起始地址中的数据SJMP $END