单片机实验指导书

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1、实验一 KEIL软件的使用及P1口控制一 实验目的1、学习KEIL软件的使用方法及单片机实验平台 2、学习P1口的控制方法 3、学习延时子程序的编写和单片机延时计算方法二 实验原理 1、KEIL软件是德国Keil公司开发的基于Windows平台的单片机集成开发环境软件。KEIL软件包括编译器、连接器、库管理器和仿真调试器，通过集成开发环境(Vision)将这些部分组合在一起。2、P1口是一个八位的准双向I/O口，其中一位的内部结构如图所示，输出驱动电路有一只场效应管和一个上拉电阻组成。每一根口线都可以分别定义成输入或输出线。做输出线时，写入“1”，则Q为“0”，T1截止，P1.X输出高电平，写

2、入“0”，则Q为“1”，T1导通，P1.X输出低电平。做输入线时，必须先向该口线写“1”，使T1截止。3、程序延时分析方法：延时=指令个数X机器周期机器周期=12nMHZ n为单片机时钟频率三 实验要求与步骤实验(一)：用P1口做输出口，接八位逻辑电平显示，程序功能使发光二极管从右到左轮流循环点亮。1、使用单片机最小应用系统1模块。关闭该模块电源，用扁平数据线连接单片机P1口与八位逻辑电平显示模块。（并口线与右侧的8个插孔是串联等效的。）2、用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到模块的锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。3、打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验

3、的项目文件，接着添加P1_A.ASM源程序，进行编译，直到编译无误。4、进行软件设置，选择硬件仿真，选择串行口，设置波特率为38400。5、（先接通仿真器电源再开启试验箱电源）打开模块电源和总电源，点击开始调试按钮，点击RUN按钮运行程序，观察发光二极管显示情况。发光二极管单只从右到左轮流循环点亮。注：软件具体操作见附录实验(二)：用P1.0、P1.1作输入接两个置位开关，P1.2、P1.3作输出接两个发光二极管。程序读取开关状态，并在发光二极管上显示出来。1、用导线分别连接P1.0、P1.1到两个置位开关，P1.2、P1.3到两个发光二极管。2、添加 P1_B.ASM源程序，编译无误后，运行

4、程序，拨动置位开关，观察发光二极管的亮灭情况。四 实验参考程序实验(一)：ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART: MOV A, #0FEH MOV R2,#8OUTPUT: MOV P1,A RL A ACALL DELAY DJNZ R2,OUTPUT LJMP STARTDELAY: MOV R6,#0 MOV R7,#0DELAYLOOP: ；延时程序 DJNZ R6,DELAYLOOP DJNZ R7,DELAYLOOP RET END（二）实验二 仅供参考，需修正KEYLEFT BIT P1.0 ；定义 KEYRIGHT BIT P1.1LEDLEFT

5、BIT P1.2LEDRIGHT BIT P1.3ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART: MOV C,KEYLEFT MOV LEDLEFT,C MOV C,KEYRIGHT MOV LEDRIGHT,C LJMP START END五、附加要求 改变程序，使LED从左至右循环显示，并且使实验一中每个LED灯闪烁的间隔时间大约为5s左右。六、实验报告要求 1 对实验（一）程序抄写并注释 2 画出实验（一）程序流程图 3 找出实验（一）中延时子程序，并根据实验箱情况计算具体延时。实验二 外部中断实验一、实验目的1掌握外部中断技术的基本使用方法2掌握中断处理程序的编写

6、方法二、实验原理1外部中断的初始化设置的三项内容：中断总允许即EA=1，外部中断允许即EXi=1（i=0或1），中断方式设置。中断方式设置一般有两种方式：电平方式和脉冲方式.2中断服务的关键：(1)保护进入中断时的状态。堆栈有保护断点和保护现场的功能使用PUSH，在转中断服务程序之前把单片机中有关寄存单元的内容保护起来。注：中断程序自动保护PC，对其做入栈操作 (2)用POP指令恢复中断时的现场。(先进后出)3中断控制原理：中断控制是提供给用户使用的中断控制手段。实际上就是控制一些寄存器，51系列用于此目的的控制寄存器有四个：TCON 、IE 、SCON 及IP。TF1TR1TF0TR0IE1

7、IT1IE0IT0TCON格式（中断控制字）TF1、TF0：定时器/计数器T的溢出中断请求标志位；TR1、TR0：计数器控制位TR1(TR0)=1启动定时器TR1(TR0)=0停止计数器IE1：外部中断请求1标志位；IT1：选择外部请求1；IE0：外部中断请求0标志位；IT0：IT0=0为低电平触发IT0=1为负跳变有效；复位后TCON被清零，中断请求被禁止。SCON格式（触发方式中断控制字）TI：串行口的发送中断请求标志位。发送1帧串行数据后，硬件自动为TI置1。注：CPU不会为T1清零，需要在中断程序中用软件为TI清零RI：串行口接受中断请求标志位。接收完1帧串行数据后，硬件自动为RI置1

8、。注：CPU不会为R1清零，需要在中断程序中用软件为RI清零三、实验内容参考实验程序（主程序为P1口输出跑马灯程序），编写中断子程序使得发生外部中断0，且为下降沿触发时，LED灯全亮。中断结束后LED继续接上次状态进行跑马灯闪烁。注：注意保护现场。且编译器不支持工作组寄存器名（R0-R7）入栈，需要对栈地址操作。例：PUSH 06H （累加器支持左移右移不支持压栈出栈; 工作组寄存器不支持左移右移支持压栈出栈）；把R6入栈 等同 PHSHU R6四、实验步骤1使用单片机最小应用系统1模块，P1接发光二极管，INTO接单次脉冲输出端。2用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到模块的锁紧插

9、座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。3打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加*.ASM源程序，进行编译，直到编译无误。4打开模块电源和总电源，点击开始调试按钮，点击RUN按钮运行程序。五、参考程序ORG 0000HLJMP STARTORG 0003HLJMP INTORG 0030HINT: PUSH 05H PUSH 06H PUSH 07H MOV P1,#00H ACALL DELAYPOP 07H POP 06H POP 05H RETISTART: MOV IE,#81H MOV TCON,#01HMOV A, #0FEHOUTPUT: MOV

10、P1,A RL A ACALL DELAY LJMP OUTPUTDELAY: MOV R6,#0 MOV R7,#0 MOV R5,#5DELAYLOOP: ；延时程序 DJNZ R6,DELAYLOOP DJNZ R7,DELAYLOOP DJNZ R5,DELAYLOOP RET END六、附加要求： 将中断内容变为前五个灯进行一次跑马灯，然后中断结束。实验三 定时器/计数器一 实验目的1 学习定时器/计数器的工作原理2 掌握定时器/计数器的控制方法3 掌握定时器/计数器各种工作模式和工作方式下的编程方法二 实验原理MCS-51单片机内有两个可编程的定时器/计数器T0、T1，可分别工作在

11、定时器或计数器模式下。每种工作模式下有四种工作方式。1、计数器工作模式：外部脉冲进行计数，输入引脚（T0、T1即P3.4和P3.5）产生负跳变脉冲则计数器加12、定时器工作模式：内部脉冲计数，每个机器周期产生一个计数脉冲，如外接12MHZ时钟则每隔1s计数器加13、工作方式控制寄存器TMODD7D6D5D4D3D2D1D0GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0 T1方式字段 T0方式字段 当INTX为高电平且RTRX为1时启动定时器/计数器GATE 只要 TR0 (或 TR1)置 1, 定时器/计数器就被选通 0为定时器模式C/T 1为计数器模式M1M0工作方式选择控制4、定时器/计数器

12、控制寄存器TCOND7D6D5D4D3D2D1D0TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0ITX 外部中断请求触发方式选择0为电平触发1为负跳沿触发IEX 外部中断请求标志位TFX 定时器/计数器溢出标志位 1启动相应的定时器/计数器TRX 0停止相应的定时器/计数器注：上述X代表1或05、定时器/计数器控制寄存器IED7D6D5D4D3D2D1D0位标志EAET2ESET1EX1ET0EX0 其中与中断有关的控制位共7位：EA： 中断允许总控制位。EA=0时，中断总禁止，禁止一切中断；EA=1时，中断总允许，而每个中断源允许与禁止，分别由各自的允许位确定。EX0和EX1：外部中断允许

13、控制位。EX0（或EX1）=0，禁止外部中断（或）；EX0（或EX1）=1，允许外部中断（或）。ET0和ET1：定时器中断允许控制位。ET0（ET1）=0，禁止定时器0（或定时器1）中断；ET0（ET1）=1，允许定时器0（或定时器1）中断。ES： 串行中断允许控制位。ES=0，禁止串行（TI或RI）中断；ES=1，允许串行（TI或RI）中断。ET2： 定时器2中断允许控制位。ET2=0，禁止定时器2（TF2或EXF2）中断；ET2=0，禁止定时器2（TF2或EXF2）中断；在单片机复位后，IE各位被复位成“0”状态，CPU处于关闭所有中断的状态。所以，在单片机复位以后，用户必须通过程序中的指

14、令来开放所需中断。6、各种工作方式最大定时时间（以6MHZ外接时钟频率计算） 方式0 最长定时16.384ms 方式1 最长定时 131.072ms 方式2 最长定时 512s 方式3 最长定时512s7、定时初始值计算 n为不同工作方式计数器计数位数，A为机器周期所占时间，M为所需定时时间，X为对定时器/计数器所需设置的初始值例：工作方式1下外接6MHZ晶振，要定时100ms则初始值X为： X=15536=3CBOH TH0=3CH TL0=0B0H三 实验内容1、 编程实现以定时器/计数器T0做为定时器，使得P1.0每隔一秒钟取反一次，并用LED灯显示。可参考实验程序(一)2、 在内容1的

15、基础上实现以T1做计数器,当P1.0取反20次后关闭所有中断，并点亮8个LED灯。四 实验步骤内容一，P1口连接8位逻辑电平输出.内容二，P1口连接8位逻辑电平输出，P1.0连接T1即P3.5.五 参考程序 说明：本程序以工作方式1定时50ms，定时中断20次为一秒为例。程序省略部分需补充才可完成实验要求。ORG0000HLJMPSTARTORG000BHLJMPT0INTT0INT:PUSHPSWMOVTL0 ；装入初始值MOVTH0DJNZR7G1CPLP1.0MOV R7,#14HG1:POPPSWRETISTART:MOV IE,#82HMOVTMOD,# ；设置工作方式MOVTCON

16、,#MOVTL0 ;装入初始值MOVTH0MOVR7,#14HSETBP1.0LJMP$END六 附加内容(1)要求以定时器控制延时的方法对P1口做跑马灯控制，当跑马灯循环5次时点亮8个LED灯。(2)T0方式定时,外部中断后反向跑马亮五个灯。实验四 单片机驱动数码管显示一 实验目的1 学习单片机驱动数码管动态显示的电路设计和编程方法2 学习单片机驱动数码管串行静态显示的电路设计和编程方法二 实验原理1、单片机系统中常用的显示器有：发光二极管LED(Light Emitting Diode)显示器、液晶LCD(Liquid Crystal Display)显示器、CRT显示器等。LED、LCD

17、显示器有两种显示结构：段显示和点阵显示。七段数码管显示为了显示数字或字符，必须对数字或字符进行编码。七段数码管加上一个小数点，共计8段。因此为LED显示器提供的编码正好是一个字节。字母一般用米字型。编码表：0x3f0x060x5b0x4f0x660x6d0123450x7d0x070x7f 0x6f 0x770x7c6789AB0x390x5e 0x790x710x00CDEF无显示七段数码管对应八位由低到高：a,b,c,d,e,f,g,dp例：数码管显示2则要点亮a,b,g,e,d段，对应的八位是2、 数码管动态显示方式是将所有显示位的段选择线并联在一起，有统一的I/O资源来控制。各个数码管

18、公共端也有I/O资源来控制，分时的选通各个数码管进行动态显示。每个瞬间只能选通一个数码管，人眼的暂留时间为0.1s，每个数码管的选通时间必须在0.1s以内，通常选择15ms20ms。电路图见实验附图。3、 静态显示方式是指当数码管显示某个字符时，相应的段恒定的导通。静态显示的特点是每个数码管的段选必须单独接一个8位数据线来保持显示的字形码。当送入一次字形码后，显示字形可一直保持，直到送入新字形码为止。这种方法的优点是占用CPU时间少，显示便于监测和控制。缺点是硬件电路比较复杂，成本较高，占用I/O资源较多。参考电路见下图：三 实验内容1、 理解动态显示电路图，参考驱动程序，单片机P0口作段码输

19、出控制，P1口作位码控制，使单片机驱动6个7段数码管输出实验当天年、月、日六位数字。2、比较动态显示和静态显示的优缺点，根据串行管静态显示电路，设计该电路驱动程序实现LDE串行静态显示，显示“89C51”五个字符。四、实验步骤内容1：（1）单片机最小应用系统1的P0口接段码口ah，P1口接位码口S1S6。（2）在KEIL软件下编写程序并调试，完成实验内容要求。（3）下载程序，通过实验箱验证设计电路和编写的程序是否达到实验要求。内容2：单片机的P1.0作数据串行输出，P1.1作移位脉冲输出,当然用户也可以用其他I/O口。（1）使用单片机最小应用系统1模块，用导线连接P1.0、P1.1到串行静态显

20、示模块的DIN、CLK端。（2） 根据串行静态显示电路，参照实验内容一参考程序，在KEIL下设计程序，完成实验内容要求。（3） 下载程序，通过实验箱验证设计电路和编写的程序是否达到实验要求。五 参考程序与电路实验内容一参考程序： ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART: MOV 30H, #9 ;要显示的数据 MOV 31H, #0 MOV 32H, #5 MOV 33H, #0 MOV 34H, #0 MOV 35H, #1 MOVR0, #30HDISP: MOV R1, #6 ;6位显示器 MOV DPTR, #SEGTAB ;置段码表首址 MOV R2, #

21、01H DP01: MOV A, R0 ;将段码存入缓冲区 MOVC A, A+DPTR ;查表取段码 MOV P0, A ;段码输出 MOV A, R2 ;取位码 MOV P1, A ;位码输出 ACALL DELAY ;调用延时 MOV A, R2 RL A MOV R2, A INC R0 DJNZ R1, DP01 SJMP DISPSEGTAB:DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH ;0，1，2，3，4，5 DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH ;6，7，8，9，A，b DB 58H,5EH,7BH,71H,00H,40H ;C，d，E，F， ，-DE

22、LAY: ;延时子程序 MOV R4, #03H AA1: MOV R5, #0FFHAA: DJNZ R5, AA DJNZ R4, AA1 RETEND实验内容二参考电路: 实验内容一电路图：实验一电路图中显示器由6个共阴极LED数码管构成。单片机的P0口输出显示段码，经由一片74LS245驱动输出给LED管，由PB口输出位码，经由74LS06输出给LED管。实验二电路图中,显示器由5个共阴极数码管组成。输入只有两个信号，它们是串行数据线DIN和移位信号CLK。5个串/并移位寄存器芯片74LS164首尾相连。每片的并行输出作为LED数码管的段码。74LS164为8位串入并出移位寄存器，1、

23、2为 串行输入端，Q0Q7为并行输出端，CLK为移位时钟脉冲，上升沿移入一位；MR为清零端，低电平时并行输出为零实验五 键盘驱动实验一 实验目的1 学习和了解用扫描法驱动键盘2 学习和了解用全反法驱动键盘二 实验原理 阵列式键盘按键设置在行、列线交点上，行、列线分别连接到按键开关的两端。行线通过上拉电阻接到+5V上。无按键按下时，行线处于高电平，而当有按键按下时，行线电平状态将由与此行线相连的列线的电平决定。 扫描法即先把某一列置低电平，其余各列置为高电平，检查各行线电平的变化，如果某行线电平为低电平，则可确定此行此列交叉点处的按键被按下。 全反法即先让行线编程为输入线，列线编程为输出线，并使

24、输出线输出全为低电平，则行线中电平由高变低的所在行为按键所在行。再把行线编程为输出线，列线编程为输入线，并使输出线输出为全低电平，则列线中电平由高变低所在列为按键所在列。三 实验步骤及内容1用一根8位数据线连接阵列式键盘实验模块与LED与单片机接口模块。无键按下或有键按下，发光二极管全亮。若将A1A4接地，则发光二极管显示0000XXXX；B1线上有键按下，则发光二极管显示0000XXXX，B2线上有键按下，则发光二极管显示0000X0XX,B1和B2均有键按下，则发光二极管显示XX 同样可将B1与B4接地，按键与发光二极管显示情况，用户可以自行判断，自由操作。2. 用一根8位数据线连接阵列式

25、键盘实验模块与扫描显示实验模块。无键按下或有键按下，八段LED全亮。用户参照1，观察键盘与八段LED亮熄的关系。3. 使用静态串行显示模块显示键值。单片机最小应用系统1的P1口接阵列式键盘的A1-A4口，P3.6接静态数码显示DIN，P3.7接CLK。4.用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到模块的锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。5.打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加阵列KEY.ASM源程序，进行编译，直到编译无误。6.进行软件设置，选择硬件仿真，选择串行口，设置波特率为38400。在键盘上按下某个键，观察数显是否与按键值一致。16位

26、键盘的键值从左至右、从上至下依次为0-F（16进制数）。四 参考程序DBUF EQU 30HTEMP EQU 40HDIN BIT P3.6CLK BIT P3.7 ORG 0000H LJMP START ORG 0030HSTART: MOV A,#16 MAIN: ACALL DISP MOV 30H,A ACALL KEY1 AJMP MAINKEY1: MOV P1,#0FH MOV A,P1 CJNE A,#0FH,K11K10: AJMP KEY1K11: ACALL DELAY MOV P1,#0FH MOV A,P1 CJNEA,#0FH,K12SJMPK10K12:MOVB

27、,AMOVP1,#0EFHMOVA,P1CJNEA,#0EFH,K13MOVP1,#0DFHMOVA,P1CJNEA,#0DFH,K13MOVP1,#0BFHMOVA,P1CJNEA,#0BFH,K13MOVP1,#7FHMOVA,P1CJNEA,#7FH,K13AJMPK10K13:ANLA,#0F0HORLA,BMOVB,AMOVR1,#16MOVR2,#0MOVDPTR,#K1TABK14:MOVA,R2MOVCA,A+DPTRCJNEA,B,K16MOVP1,#0FHK15:MOVA,P1CJNEA,#0FH,K15ACALLDELAYMOVA,R2RETK16:INCR2DJNZR1

28、,K14AJMPK10K1TAB:DB0EEH,0DEH,0BEH,07EHDB0EDH,0DDH,0BDH,07DHDB0EBH,0DBH,0BBH,07BHDB0E7H,0D7H,0B7H,077HDISP:MOVDBUF,AMOVDBUF+1,#16MOVDBUF+2,#16MOVDBUF+3,#16MOVDBUF+4,#16MOVR0,#DBUFMOVR1,#TEMPMOVR2,#5DP10:MOVDPTR,#SEGTABMOV A,R0MOVCA,A+DPTRMOVR1,AINCR0INCR1DJNZR2,DP10MOVR0,#TEMPMOVR1,#5DP12:MOVR2,#8MOVA,R0DP13:RLCAMOV0B0H,CCLR0B1HSETB0B1HDJNZR2,DP13INCR0DJNZR1,DP12RETSEGTAB:DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DHDB7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CHDB58H,5EH,79H,71H,00H,40HDELAY:MOVR4,#02HAA1:MOVR5,#0F8HAA:NOPDJNZR5,AADJNZR4,AA1RETEND五、附加要求1字符与段码的软件实验程序已很清楚，问LED数码显示器是共阴极还是共阳极，对SEGTAB的影响如何？2程序如何确保每按一次键，只处理一次。