DTHSA教学实验平台单片机实验指导MCS51实验指导

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1、DTHS-A教学实验平台单片机实验指导（MCS-51分册）山东理工大学2目录第一章系统概述11.1上部扩充区（简称上板）11.2中部核心控制区（简称中板）21.3下部常规实验区（简称下板）3第二章单片机接口实验8实验一74LS138译码实验8实验二P1口亮灯实验10实验三P1口转向灯实验12实验四P3.3口输入，P 1口输出14实验五工业顺序控制16实验六外部中断实验18实验七定时计数器实验20实验八8255 A.B.C口输出方波22实验九8255并行口实验：A口输入，B口输出23实验十8255并行口实验：模拟交通灯25实验十一I/O口扩展实验27实验十二A/D模数转换实验29实验十三D/A数

2、模转换实验31实验十四音频驱动实验33实验十五继电器控制实验34实验十六步进电机控制实验35实验十七8253定时计数器实验37实验十八并串、串并转换实验39实验十九外部数据存储器扩展实验41实验二十MCS-51串行口应用实验双机通信42实验二十一MCS-51串行口应用实验与PC通信43实验二十二DS18B20数字温度传感器实验45实验二十三DS18B20温度闭环实验46实验二十四直流电机调速实验48实验二十五LED 1616点阵显示实验50实验二十六8255键盘显示实验52实验二十七LCD12864液晶显示实验54实验二十八逻辑加密IC存储卡读写实验55实验二十九8251串行通信实验61实验三

3、十8259中断控制实验63实验三十一串行A/D转换实验65实验三十二串行D/A转换实验66实验三十三红外遥控实验67实验三十四V/F转换实验68实验三十五PWM转换实验70实验三十六AT24C02串行存储器实验71实验三十七X5045P看门狗实验72实验三十八DS1302实时时钟实验73实验三十九微型打印机实验74实验四十RS485差分串行通信实验75实验四十一CAN-bus现场总线控制实验77实验四十二基于以太网接口的TCP/IP实验79实验四十三USB通用串行总线实验8588第一章系统概述DTHS-A是由山东理工大学、淄博耐思科技有限公司设计制造的单片机与微机接口通用型实验台，它以常规实验

4、设备的开放式实验环境为基础，增加了在线检测模式，在自定义环节融入轨迹捕捉，影射和展现实验电路搭接的全过程，为互动教学活动的展开创造了一个较为完整与规范的实践平台。 DTHS-A实验台由三个部分组成：上部为实验台扩充区，适用于课程设计及实验电路与模块的扩展；中部为实验台核心控制区，主要由通用仿真器、在线控制器、轨迹捕捉器及机电与单总线等实验模块组成；下部为实验台常规实验区，适用于基础性教学实践活动。 DTHS-A实验台支持NICE自主研发的集成开发环境，并与KEIL/MPLAB/AVRStudio等主流开发环境无缝结合。1.1上部扩充区（简称上板）1) 直流电压表 上板右上角配有数字式直流电压表

5、，其量程为20V；电压表左测的钮子开关用于选择电压表的检测来源。 信号源测量该钮子开关拨向“外”方向时，位于电压表下方的红孔为电压表输入端（+20V-20V）， 其黑孔为电压表直流地端（非负极性输入端），该端与本工位的“GND”己连接互通，仅适用于实验台二工位之间GND的并端，不允许加载负极性或与“GND”相冲突的信号源； 内置源监视该钮子开关拨向“内”方向时，由位于钮子开关上方的23波段开关选择与确认当前监视源。我们强调监视源的选择应在掉电方式下进行，即在关闭直流源的前提下才能拨动波段开关选择当前监视源，否则会引发+5V、+12V、-12V之间的瞬间短接，对低压供电器件的损伤率极高，亦危及开

6、关电源的寿命。2) 微型打印机上板偏左上方配有智能窗式针型打印机,位于钮子开关下方的双排八芯座为它的总线口，“STB”孔为打印命令控制端，“BUSY”为打印机忙闲标志，“ERR”为打印机出错标志。3) 逻辑加密存储卡存储卡正下方为该卡读写加密控制端，该卡左边为插卡口，该卡右边定义状态标志指示。4) CPLD扩展上板右下方为CPLD逻辑控制器设计与实践区域，选用Xilinx XC9572为硬布线控制器，配有下载口，用符合Xilinx标准的下载电缆即可实现针对XC9572的逻辑设计与编程。5) 扩充区上板左下方为自行设计区域，该区域正下方为阻容件、晶体、三极管、二极管扩充区，该区域左上方为门电路、

7、运放等IC-14以下芯片及集成电阻的扩充区，该区域右上方为IC-40以下集成器件扩充区。1.2中部核心控制区（简称中板）1) CPU单元中板左上方为实验台CPU选择单元，目前可适配的CPU类型有MCS-51/PIC单片机、以8088为内核的微机接口。2) 总线接口 数据总线：双向，来源于仿真器。当CPU单元挂51时，它是由P0口隔离驱动后形成双向总线。 地址总线：输出，来源于仿真器。当CPU单元挂51时，它的低八位由P0口驱动锁存输出；它的高八位由P2口隔离驱动输出。 控制总线l RD：输出，来源于仿真器。当CPU单元挂51时为外部数据读，受P3.7控制l WD：输出，来源于仿真器。当CPU单

8、元挂51时为外部数据写，受P3.6 控制l ALE：输出，来源于仿真器。当CPU单元挂51时为地址锁存，受51_ALE控制l RESET：复位输出，高电平有效，受仿真器复位电路控制l MER：输出，来源于仿真器。当CPU单元挂88时为内存读，受8088CPU控制l MEW：输出，来源于仿真器。当CPU单元挂88时为内存写，受8088CPU控制l AEN：输入，总线出借控制。当CPU单元挂88时为DMA操作，受8237_AEN控制l ：时钟输出，当CPU单元挂51时，由51CPU第18脚提供3) 并行模块 LCD液晶显示其数据线与总线接口中的D7D0己连接互通，总线连接定义为省缺项。位于LCD正

9、下方的使能控制端“E”，命令与数据选择端“R/S”及读写选择端“R/W”在自行设计状态定义为实验连接项。 8255并行口其数据线与仿真器中的D7D0己连接互通，总线连接定义为省缺项。位于8255正右测的“CS”为8255选通控制端。位于LCD正下方的add1add0为8255地址端A1A0，位于下板“直流源指示”上方的RD、WR为8255读写控制端，在自行定义状态它们为实验连接项。4) 单总线模块单总线模块超越并行总线的寻址规则，局限于I/O端口寻址，不宜在线掌控，只能工作在自定义状态，因此在单总线模块的设计与实现中实验连接项不可省缺。5) 闭环控制 直流电机直流电机控制单元定义了“调速”与“

10、测速”两个端口，其中调速端为电机启停。正反转及转速控制端，它加载的模拟量范围是05V，2.5V时电机处停止状态，大于2.5V启动电机正转，小于2.5V启动电机反转，该端达5V或0V时电机处正转或反转最高速。至于测速端是电机当前状态与转速的反馈端，为电机按设置的参数恒定运作提供依据。在自行设计状态该两个端口定义为实验连接项。 温度控制温度控制单元定义了“调温”与“测温”两个端口，其中调温端口由5V电源控制，至于测温端口是当前温度传递端口，反馈温度参数，为加温与恒温提供依据。在自行设计状态该两个端口定义为实验连接项。6) 步进电机步进电机控制单元设有四拍控制端口，在自行设计状态该四端口定义为实验连

11、接项。7) 虚拟示波器实验台提供了一个双通道简易示波器，适用于电位及赫兹级低频信号的测量与观察。 8) 扁平链接口中板下方设有五个扁平链接口，其中二个20芯扁平口为检测口，其余三个8芯扁平口为地址与数据总线延伸接口。1.3下部常规实验区（简称下板）1) 下板接口 检测接口下板上方二个20芯扁平口为检测口，“在线”态它为控制口，输出常规实验模块的控制信号。在自定义状态它为状态口，反馈常规实验模块的控制信号。 总线接口下板上方三个8芯扁平口为地址与数据总线链接口，该三个接口是主控区（中板）扩展寻址的桥梁，面向下板实验时必须连接。2) 下板总线 控制线位于“直流源指示”上方的为下板自定义状态的公共控

12、制总线，以下为它们的定义：l CLR下板区域淸除控制，在自定义实验中连接中板RESET复位信号。l WR下板区域写控制，在自定义实验中连接中板控制总线单元WR写信号。l RD下板区域读控制，在自定义实验中连接中板控制总线单元RD读信号。l CLK下板区域锁存控制，在自定义实验中连接中板ALE信号。 地址线位于“存储器扩展单元”左下测的ADD2ADD0为下板区域公共地址线，在自定义实验中通常连接中板A2A0。遇单模块实验可另行定义，例如0809 A/D转换中ADD2ADD0用于选择通道，可改接中板地址总线单元A2A0。 译码器位于“发光二极管显示单元”正下方的138译码器亦有二种定义途径，“在线

13、”态实验台赋于的定义是译码端口CBA与A5A3相连，选通控制端口G2A（低电平有效）由A14控制，当A14为零时，138输出端Y7Y0八中选一，有一个输出端为“0”，其余输出端为“1”。它的寻址范围为03FFFh，8000hBFFFh。在自定义方式其选通与译码端口呈悬浮态，属译码控制不可省缺的连接项。3) 存储器扩展位于下板右上角为“存储器扩展单元”，它的地址与数据总线通过其上方的三个8芯扁平接口融入中板主控CPU的寻址范围，位于该单元左上测的MR、MW及MCS分别为存储器读、写和选通控制端。自定义态属实验不可省缺的连接项。在线态由在线控制器掌控，寻址范围为00FFFh。这里需要提示的是不同类

14、型CPU对于并行存储器扩展有其完全不同的寻址路径，中板挂51CPU时，存储器与I/O处同一寻址空间，用相同的控制信号，通常采用译码法分享数据寻址空间；当挂8088CPU时，存储器与I/O处不同的寻址空间，用不同的控制信号，编各自的指令实现当前的寻址操作。4) I/O口扩展 1616点阵1616点阵位于“存储器扩展单元”正下方，它的数据总线通过8芯扁平接口（下板上右一）与中板总线单元的D7D0连接互通，“存储器扩展单元”左下测的ADD1ADD0定义行与列口地址。1616S为点阵写选通控制，自定义态属实验不可省缺的连接项。在线态由在线控制器掌控，寻址范围为0ECH0EFH。 键盘与八段显示实验台选

15、用8255为并行键盘与显示接口，定义其A口为字形口，B口为字位与键扫口，PC2PC0为键入口。位于并行键盘与显示扩展板左则的8255CS为8255选通控制，它的数据总线通过8芯扁平接口（下板上右一）与中板总线单元的D7D0连接互通，“存储器扩展单元”左下测的ADD1ADD0定义其地址线A1A0，“串并转换单元”右边的RD、WR定义其读写控制信号，自定义态属实验不可省缺的连接项。在线态由在线控制器掌控，寻址范围为0DCH0DFH。 简易I/O实验台选用244为简易I/O缓冲输入器件，该单元“G”为读选通控制，自定义态属实验不可省缺的连接项。该单元“PI7PI0”为八位缓冲输入端口。实验台选用27

16、3为简易I/O 锁存输出器件，该单元“CLK”为锁存触发端，自定义态属实验不可省缺的连接项。该单元“PO7PO0”为八位锁存输出端口。 A/D与D/A并行A/D转换器0809位于“调模拟电压电位器”正下方，“SC/ALE”为锁通道地址与启动A/D转换，“CLK”为A/D转换时钟，“OE”为A/D采样（读）选通，ADD1ADD0定义当前通道地址，“自定义”态属实验不可省缺的连接项，“在线”态由在线控制器掌控，寻址范围为0E0H0E7H，另外“EOC”为A/D转换结束标志，IN7IN0为A/D转换通道。并行D/A转换器0832位于“A/D转换单元”左边，“CS”为D/A转换器选通控制，“WR”为D

17、/A转换器启动控制，“自定义”态属实验不可省缺的连接项，“AOUT”为D/A转换器输岀端。 串并转换并转串165位于下板左上角，它的并行输入端口通过8芯扁平接口（下板上右一）与中板总线单元的D7D0连接互通，“SERI”与“QH”分别定义串行输岀8位移位寄存器移入与移岀位，“LOAD”为并行输入端口数据装载控制，“LOCK”为串行移位输岀控制。串转并164位于165正下方，“DATA”为串行数据输入端，“LOCK”为并行移位输岀控制，位于164下方以HA顺序排列的“8芯单排针”为164的并行输岀口。 定时计数器8253定时计数单元位于“串并转换”下方，它的总线口通过8芯扁平接口（下板上右一）与

18、中板总线单元的D7D0连接互通，“CLK2CLK0”为定时计数时钟输入端，“OUT2OUT0”为可编程定时计数输岀端。由“ADD1ADD0”定义地址线A1A0，RD、WR定义读写控制线，“8253CS”定义它的片选端。 串行通信8251串行通信单元位于“8253定时计数单元”右测，它的总线口通过8芯扁平接口（下板上右一）与中板总线单元的D7D0连接互通，“CLK”与“T/RXC”为它的时钟输入端，“RXD”与“TXD”为它的串行接收与发送端，由“ADD0”定义地址线A0，RD、WR定义读写控制线，“8251CS”定义它的片选端。 中断控制8259中断控制单元位于“8253定时计数单元”下方，它

19、的总线口通过8芯扁平接口（下板上右一）与中板总线单元的D7D0连接互通，IRQ7IRQ0为中断向量输入端，位于“8251串行通信单元”下测的“INT”与“INTA”分别为8259中断请求与中断向量读控制，由“ADD0”定义地址线A0，RD、WR定义读写控制线，位于“8253CS”右边的“8259CS”为它的片选端。 PACK扩展“PACK扩展单元”位于下板左上方，可选配USB1.1、USB2.0、以太网TCP/IP、CAN-BUS等接口扩展，本实验台把“RS485远程通信”列为PACK扩展的标配模块。5) 通用电路 12位电平指示“12位电平指示”位于下板中上方，L11L0为12个发光二极管驱

20、动器输入端。低电平点亮，高电平熄灭。 9位电平开关“9位电平开关”位于下板中下方，K8K0为逻辑电平开关输出端。开关处上方吋其对应的孔端输出低电平“0”，开关处下方时与其对应的孔端输出高电平“H”。 单脉冲电路“单脉冲电路”位于138译码器右测，由AN按钮与RS触发器构成单脉冲电路，毎按一次AN按钮，即可从两个插座上分别输出一个正脉冲“SP”及负脉冲“/SP”，供中断、清零、计数等实验使用。 音频驱动电路位于AN按钮左边的LM386为音频信号驱动器，其下方为自锁式音频输出控制开关，上方“VIN”为音频信号输入端，音频发生器位于“存储器扩展单元”6264左边。 393分频器“393分频器”位于“

21、8251串行通信单元”右边，该分频器淸零端受下板CLR控制，其输入频率由4.9152MHz晶体振荡源供给，分频器输岀端T0T7的频率分别为2.4567MHz、1.2288MHz、614.4KHz、307.2KHz、153.6KHz、76.8KHz、38.4Hz、19.0Hz。 继电器控制“继电器控制”位于D/A转换器左上方，它的输入端“JIN”加载低电平“0”时，继电器吸合，常开触点“JK”闭合，常闭触点“JB”断开，“JZ”为控制信号输入端。 RS232串行口位于138译码器左测的是实验用RS232串行口，它的“TXD”和“RXD”分别为TTL电平级的串行发送与串行接收端。 电压调节器在下板

22、A/D转换上方。实验台提供二路05V模拟电压调节器，适用于A/D与V/F转换等对电压有调节需求的实验。 逻辑门电路在下板138译码器下方左右两测提供了“与”、“或”、“非”三种基本门电路，它们之间的相互串接可形成自定义态实验所需的控制电路。6) 实验扩充 锁式扩展在下板逻辑电平开关上方设有一个IC-40芯以下可编程器件的扩展单元，它不但适用于I/O接口器件的扩展，亦可作为CPU的扩展区，让学生设计一个简易的单片机控制器。 转接单元在下板逻辑电平开关上方左右两测设有两个“转接单元”，构造了一个扁平八芯、单排八芯及八位插孔之间的并行互通电路，以实现不同接口之间的相互转接。第二章单片机接口实验实验一

23、74LS138译码实验一、实验目的74LS138是很常见地址译码逻辑芯片，要掌握其基本用法。二、预备知识74LS138是低电平有效的3线-8线译码器数据分配器。管脚功能描述：VCC是电源。GND接地。A、B、C是地址输入，A是低地址，C是高地址。G1、/G2A、/G2B是控制输入，当G1为“1”并且/G2A和G2B同时为“0”时，138输出端Y7Y0八中选一，有一个输出端为“0”，其余输出端为“1”。否则Y0Y7为全“1”。图 1.174LS138的管脚图和逻辑图注释：实验台对译码器的使能控制端/G2B已连接直流地（GND），G1已连接VCC。三、实验内容1. 通过单片机P1.2P1.0控制7

24、4LS138译码器的使能及译码输入端口，控制其译码输出端口（Y7Y0）。2. 把译码输出端口Y7Y0连接到L7L0八位LED电平指示输入端口，验证74LS138的逻辑译码功能。四、实验连线1. 74LS138译码单元/G2A连接GND，C、B、A分别连接P1.2、P1.1、P1.0。2. 74LS138译码单元Y7Y0分别连接L7L0。五、实验步骤1. 译码控制改变译码输入端CBA（P1.2P1.0），与Y7Y0相对应的L7L0发光二极管八中选一，其中一位灯亮，其余灯灭。输入输出CBA000Y0有效，L0亮，其余灯灭001Y1有效，L1亮，其余灯灭010Y2有效，L2亮，其余灯灭011Y3有效

25、，L3亮，其余灯灭100Y4有效，L4亮，其余灯灭101Y5有效，L5亮，其余灯灭110Y6有效，L6亮，其余灯灭111Y7有效，L7亮，其余灯灭2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果在全速运行状态下，观察发光二极管移位点亮情况。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回待令状态。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

26、）*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、实验内容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、程序流程五、实验电路六、实验步骤1. 实验连线P1.7P1.0连至L7L0。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果在全速运行状态下，观察发光二极管闪亮移位情况。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回待令状态。七、思考1. 改变延时常数，使发光二极管闪亮时间改变。2. 修改程序，使发光二极管闪亮移位方向改变。实验三P1口转向灯实验一、实验目的进一步了解

27、P1口的使用，学习C语言的编程方法与调试技巧。二、实验内容P1.0接高电平、P1.1接低电平时，右转向灯闪亮；P1.0接低电平、P1.1接高电平时左转向灯闪亮；否则转向灯关闭。三、程序流程四、实验电路五、实验步骤1. 实验连线P1.1、P1.0分别连接K1、K0，P1.7P1.4分别连接L11、 L8、 L5、 L2。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果在全速运行状态下，拨动K1、K0，观察转弯灯正确闪亮。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回待令状态。实验四P3.3口输入，P 1口输出一、实验目的1

28、. 掌握P1口、P3口的简单使用方法。2. 学习延时程序的编写和使用。二、实验内容1. P3口做输入口，外接一脉冲，每输入一个脉冲，P1口按十六进制加一。2. P1口做输出口，编写程序，使P1口接的8 个发光二极管L1L8按16进制加一方式点亮发光二极管。三、实验说明P3口是准双向口，它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同，由准双向口结构可知：当P3口作为输入口时，必须先对它置高电平，使内部MOS管截止，因内部上拉电阻是20K40K，故不会对外部输入产生影响。若不先对它置高，且原来是低电平，则MOS管导通，读入的数据是不正确的。四、程序流程五、实验电路六、实验步骤1. 实验连线P3.3连接K

29、0，P1.7P1.0分别连接L7L0。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果在全速运行状态下，观察发光二极管闪亮移位情况。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回待令状态。实验五工业顺序控制一、实验目的掌握工业顺序控制程序的简单编程，熟悉中断的概念和编程方法。二、预备知识在工业控制中，像冲压、注塑、轻纺、制瓶等生产过程，都是一些断续生产过程，按某种程序有规律地完成预定的动作，对这类断续生产过程的控制称顺序控制，例注塑机工艺过程大致按“合模注射延时开模产伸产退”顺序动作，用单片机最易实现。三、实验内容MCS

30、-51单片机的P1.6P1.0控制注塑机的七道工序，现模拟控制七只发光二极管的点亮，高电平有效，设定每道工序时间转换为延时，P3.4为开工启动开关，高电平启动。P3.3为外故障输入模拟开关，P3.3为0时不断报警。P1.7为报警声音输出，设定6道工序只有一位输出，第七道工序三位有输出。四、实验说明实验中用外部中断，编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EX0位。一般中断程序进入时应保护PSW、ACC以及中断程序使用但非其专用的寄存器，本实验中未涉及。五、程序流程六、实验电路七、实验步骤1. 实验连线

31、1) P3.4、P3.3分别连接K0、K1，P1.6P1.0分别连接L6L0，P1.7连SIN（音频输入端）。2) K0、K1开关拨在低/高电平位置（钮子开关拨向下方）。3) 按下音频驱动单元自锁式按钮开关（处开位置）。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果1) 用全速方式开始运行程序，此时应在等待开工状态。2) K0拨至低电平位置，各道工序应正常运行。3) K1拨至低电平位置，应有声音报警（人为设置故障）。4) K1拨至高电平位置，即排除故障，程序应从报警的那道工序继续执行。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程

32、序的运行返回待令状态。八、思考修改程序，使每道工序中有多位输出。实验六外部中断实验一、实验目的学习外部中断技术的基本使用方法。二、实验内容INT0端接单次脉冲发生器。按一次脉冲产生一次中断，CPU使P1.0状态发生一次反转，P1.0接LED灯，以查看信号反转。三、实验说明1. 外部中断的初始化设置共有三项内容：中断总允许EA=1、外部中断允许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，本实验选用后者，其前一次为高电平后一次为低电平时为有效中断请求。因此高电平状态和低电平状态至少维持一个周期，中断请求信号由引脚INT0(P3.2)和INT1(P3.3)

33、引入。2. 中断服务的关键：a. 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指令，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。b. 必须在中断服务程序中设定是否允许中断重入，即设置EX0位。c. 用POP指令恢复中断时的现场。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。4. 中断响应的过程：首先中断采样然后中断查询最后中断响应。采样是中断处理的第一步，对于本实验的脉冲方式的中断请求，若在两个相邻周期采样先高电平后低电平则中断请求有效，IE0或

34、IE1置“1”；否则继续为“0”。所谓查询就是由CPU测试TCON和SCON中各标志位的状态以确定有没有中断请求发生以及是那一个中断请求。中断响应就是对中断请求的接受，是在中断查询之后进行的，当查询到有效的中断请求后就响应一次中断。四、程序流程五、实验电路六、实验步骤1. 实验连线单片机的P3.2连接单脉冲单元SP，单片机的P1.0连接发光二极管单元L0。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果在全速运行状态下，每按动一次单脉冲按钮令发光二极管L0取反，即隔一次点亮。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回

35、待令状态。实验七定时计数器实验一、实验目的学习MCS-51内部计数器的使用和编程方法。二、实验内容使用MCS-51内部定时计数器，定时1秒钟，CPU运用定时中断方式，实现每1秒钟输出状态发生一次反转，即发光管每隔1秒钟亮一次。三、实验说明1. 关于内部计数器的编程主要是定时常数的设置和有关控制寄存器的设置。内部计数器在单片机中主要有定时器和计数器两个功能。本实验使用的是定时器，定时为1秒钟。2. 定时器有关的寄存器有工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON。TMOD用于设置定时器计数器的工作方式03，并确定用于定时还是用于计数。TCON主要功能是为定时器在溢出时设定标志位，并控制定时器的运行

36、或停止等。3. 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。假设实验系统的晶振是12MHz，程序工作于方式2，即8位自动重装方式定时器，定时器100uS中断一次，所以定时常数的设置可按以下方法计算：机器周期=1212MHz=1uS（256-定时常数）1uS=100uS定时常数=156。然后对100uS中断次数计数10000次，就是1秒钟。4. 在本实验的中断处理程序中，因为中断定时常数的设置对中断程序的运行起到关键作用，所以在置数前要先关对应的中断，置数完之后再打开相应的中断。四、程序流程五、实验电路六、实验步骤1. 实验连线单片机的P1.0连接发光二极管单

37、元L0。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果在全速运行状态下，观察发光二极管，应每隔1秒点亮一次，点亮时间为1秒。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回待令状态。实验八8255 A.B.C口输出方波一、实验目的掌握可编程I/O接口芯片8255的接口原理使用，熟悉对8255初始化编程和输入，输出软件的设计方法。二、实验内容在8255的A.B.C口用万用表可测出每个口的高低电平变化。三、程序流程四、实验步骤1. 实验连线1) 译码连接：译码器的G2A连接NAND与非门输出端，该与非门的输入端分别连接A15

38、、A14，译码器的输入端CBA分别连接A5A3。2) 8255并行口的CS连接译码器输出端Y2，位于LCD下方的add1、add0分别连接A1、A0；8255的读写信号RD、WR（位于下板发光二极管显示单元左侧）分别连接控制总线单元RD、WR（位于中板控制总线单元）。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果在全速运行状态下，用示波器测量PA、PB、PC任意一位端口，应有方波输出。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回待令状态。实验九8255并行口实验：A口输入，B口输出一、实验目的1、掌握8255的工作原

39、理及8255和单片机的接口方法2、掌握8255A的工作方式和编程方法。二、实验内容用8255 PA通过逻辑电平开关作输入口，PB通过发光二极管作输出口。三、程序流程四、实验电路五、实验步骤1. 实验连线1) 译码连接：译码器的G2A连接NAND与非门输出端，该与非门的输入端分别连接A15、A14，译码器的输入端CBA分别连接A5A3。2) 8255并行口的CS连接译码器输出端Y2。位于LCD下方的add1、add0分别连接A1、A0；8255的读写信号RD、WR（位于下板发光二极管显示单元左侧）分别连接控制总线单元RD、WR（位于中板控制总线单元）。3) 8255并行口的PA7PA0分别连接K

40、7K0、PB7PB0分别连接L7L0。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果在全速运行状态下，拨动K7K0，观察L7L0发光二极管是否对应点亮。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回待令状态。实验十8255并行口实验：模拟交通灯一、实验目的进一步掌握8255的工作原理以及编程方法。二、实验内容用8255作输出口，控制12个发光二极管燃灭，模拟交通灯管理。三、程序流程四、编程提示1. 通过8255控制发光二极管1PB3、1PB0、1PA5、1PA2对应黄灯，0PB1、0PA6、1PA3、1PA0对应红灯，

41、1PB2、1PA7、1PA4、1PA1对应绿灯，以模拟交通灯的管理。2. 要完成本实验，必须先了解交通路灯的亮灭规律：东西路口的绿灯亮南北路口的红灯亮，东西路口方向通车。延时等待后，东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北路口方向开始通车，延时等待后，南北路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，之后重复以上过程。3. 程序中设定好8255的工作模式，及三个端口均工作在方式0，并处于输出状态。4. 系统使用的发光二极管为共阴极，逻辑0点亮、逻辑1熄灭。五、实验步骤1. 实验连线1) 译码连接：译码器的G2A连接NAND

42、与非门输出端，该与非门的输入端分别连接A15、A14，译码器的输入端CBA分别连接A5A3。2) 8255并行口的CS连接译码器输出端Y2。位于LCD下方的add1、add0分别连接A1、A0；8255的读写信号RD、WR（位于下板发光二极管显示单元左侧）分别连接控制总线单元RD、WR（位于中板控制总线单元）。3) 8255并行口的PB3PB0分别连接L11L8、PA7PA0分别连接L7L0。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果在全速运行方式下，初始态为四个路口的红灯全亮之后，东西路口的绿灯亮南北路口的红灯亮，东西路口方向通

43、车。延时一段时间后东西路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪耀。闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北路口方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯熄灭，黄灯开始闪耀。闪耀若干次后，再切换到东西路口方向，之后重复以上过程。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回待令状态。实验十一I/O口扩展实验一、实验目的学习在单片机系统中扩展简单I/O口的基本方法。二、实验内容MCS-51系列单片机对外部设备的访问（即I/O口输入输出操作）的基本要求是“输入缓冲、输出锁存”。实验中开关量K7K0的输入经74LS244八位缓冲输入接口实现，74LS273作为锁存输出接口，控制L

44、7L0八个发光二极管的亮灭。三、程序流程四、实验电路五、实验步骤1. 实验连线1) 译码连接：译码器的G2A连接NAND与非门输出端，该与非门的输入端分别连接A15、A14，译码器的输入端CBA分别连接A5A3。2) 244缓冲输入单元的G连接OR或门输出端，该或门的输入端分别连接下板译码单元的Y5和中板控制总线单元的RD；273锁存输出单元的CLK连接NOR或非门输出端，该或非门的输出端分别连接下板译码单元的Y5和中板控制总线单元的WR。3) 74LS244缓冲输入PI7PI0分别连接K7K0，74LS273锁存输出PO7PO0分别连接L7L0。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译

45、、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果在全速运行状态下，拨动K7K0，观察L7L0发光二极管是否对应点亮。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回待令状态。实验十二A/D模数转换实验一、实验目的1. 掌握A/D转换与单片机的接口方法。2. 了解A/D芯片0809转换性能及编程方法。3. 通过实验了解单片机如何进行数据采集。二、实验内容利用实验台上的0809做A/D转换实验，实验台上的W1电位器提供模拟量输入。编制程序，将模拟量转换成数字量。三、实验说明A/D转换器大致分有三类：一是双积分A/D转换器，优点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但速度慢；二是

46、逐次逼近式A/D转换器，精度、速度、价格适中；三是并行A/D转换器，速度快，价格也昂贵。实验用ADC0809属第二类，是8位8路A/D转换器。每采集一次一般需100s。由于ADC0809 A/D转换器转换结束后会自动产生EOC信号（高电平有效），取反后将其与MCS-51的INT0相连，可以用中断方式读取A/D转换结果。四、程序流程四、实验电路五、实验步骤1. 实验连线1) 译码连接：译码器的G2A连接NAND与非门输出端，该与非门的输入端分别连接A15、A14，译码器的输入端CBA分别连接A5A3。2) AD0809单元的SC/ALE连接NOR或非门输出端，该或非门的输入端分别连接译码器输出端

47、Y4和写控制信号IOW（中板控制总线单元）；AD0809单元的OE连接NOT非门输出端，该非门输入端连接OR或门输出端，该或门输入端分别连接译码器输出端Y4和读控制信号IOR（中板控制总线单元）。3) AD0809的读写信号RD、WR（位于下板发光二极管显示单元左侧）分别连接控制总线单元IOR、IOW（位于中板控制总线单元）。4) 外设接口的CLR（393分频器主复位）连接中板控制总线单元的RESET。5) AD0809单元的CLK连接ALE（中板控制总线单元）、采集通道IN0连接05V模拟电压输出端。6) 将ADD2、ADD1、ADD0（位于下板右上方）分别连接地址总线单元的A2、A1、A0

48、。7) 键盘显示单元的8255 CS连接译码器输出端Y5。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果以单步或断点方式运行程序，显示器显示“0809 XX”，旋动模拟电压电位器，改变IN0的模拟量，数码管显示采集值。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回待令状态。实验十三D/A数模转换实验一、实验目的1. 了解D/A转换与单片机的接口方法。2. 了解D/A转换芯片0832的性能及编程方法。3. 了解单片机系统中扩展D/A转换芯片的基本方法。二、实验内容利用0832 D/A数模转换输出方波。三、程序流程四、实验

49、电路五、实验步骤1. 实验连线1) 译码连接：译码器的G2A连接NAND与非门输出端，该与非门的输入端分别连接A15、A14，译码器的输入端CBA分别连接A5A3。2) DA0832(下板数模转换)单元的CS、WR分别连接下板译码单元的Y5和中板控制总线单元的IOW。3) DA0832单元的AOUT为数模转换输出，可接电压表观测电压或接入示波器观测波形。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果以全速方式运行程序，用示波器测量AOUT输出端，观察其输出波形。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回待令状态。六

50、、思考修改程序，使DAC0832的AOUT输出锯齿波、三角波等。实验十四音频驱动实验一、实验目的了解单片机发出不同音调声音的原理及编程方法。二、实验内容利用定时器产生不同频率的方法，组成乐谱由单片机进行信息处理，经过放大利用单片机P1.7口输出音乐。三、预备知识1. 要产生音频脉冲，只要算出某一音频的周期（1/频率），然后将此周期除以2，即为半周期的时间，利用计时器计时此半周期时间，计时到后即反相输出，重复此过程即得到此频率的脉冲。2. 让定时器工作在计数方式，改变计数值TH0及TL0，以产生不同的频率。3. 每个音符使用一个字节，字节的高四位代表音符的高低，低四为代表音符的节拍。四、实验电路

51、五、实验步骤1. 实验连线单片机P1.7连接音频驱动单元SIN孔，并按下该单元按钮。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果蜂鸣器应能演奏音乐。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回待令状态。实验十五继电器控制实验一、实验目的掌握继电器控制的基本方法和编程。二、实验内容利用P1.0输出高低电平，控制继电器的开合，以实现对外部装置的控制。三、预备知识现代自动化控制设备都存在一个电子与电气电路的互相联结问题，一方面要使电子电路的控制信号能够控制电器电路的执行元件（电动机、电磁铁、电灯等），另一方面又要为电子电

52、路和电气电路提供良好的电隔离，以保护电子电路和人身的安全，电子继电器便能完成这一桥梁作用。本实验采用JZC-23F型继电器，其控制电压为5V。继电器电路中一般要在继电器的线圈两头加一个二极管以吸收继电器线圈断电时产生的反电势，防止干扰。四、实验电路五、实验步骤1. 实验连线单片机P1.0连接继电器JIN孔，继电器JZ端接地，JK、JB分别连接L0、L1发光二极管。2. 实验程序的编写、装载与运行编制程序，使P1.0电平变化，低电平时继电器吸合，常开触点接上，L0点亮，L1熄灭，高电平时继电器不工作，常闭触点闭合，L0熄灭，L1点亮。3. 观察运行结果继电器循环吸合、断开，L0、L1发光二极管对

53、应点亮与熄灭。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回待令状态。实验十六步进电机控制实验一、实验目的1. 了解步进电机工作原理；2. 掌握步进电机控制系统的硬件设计方法；3. 熟悉步进电机驱动程序的设计与调试，提高单片机应用系统设计和调试的能力。二、实验内容步进电机驱动电路由一片ULN2003AN（7位OC门驱动器）来驱动步进电机，同时驱动4只LED发光二极管显示各相状态。由于步进电机某相长时间通电将引起电机发热（如自锁时），用户在电机空闲时应注意将各相电流断开。三、预备知识步进电机驱动原理是通过对它每相线圈中的电流和顺序切换来使电机作步进式旋转。驱动电路由脉冲信号来控制

54、，所以调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速，单片机控制步进电机最适合。四、实验电路五、实验步骤1. 实验连线1) 译码连接：译码器的G2A连接NAND与非门输出端，该与非门的输入端分别连接A15、A14，译码器的输入端CBA分别连接A5A3。2) 8255并行口的CS连接译码器输出端Y2，位于LCD下方的add1、add0分别连接A1、A0。3) 8255的读写信号RD、WR（位于下板发光二极管显示单元左侧）分别连接控制总线单元RD、WR（位于中板控制总线单元）。4) 8255并行口的PA0,PA1,PA2,PA3分别连接步进电机控制单元的BA,BB,BC,BD。2. 实验程序的编写、装载

55、与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果在全速运行程序后，观察步进电机转动情况。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回待令状态。六、思考修改程序，改变步进电机的转向、转速。实验十七8253定时计数器实验一、实验目的学会8253芯片和单片机接口原理和方法，掌握8253定时器计数器的工作方式和编程原理。二、实验内容8253的0通道工作在方式3，产生方波。三、程序流程四、实验电路五、实验步骤1. 实验连线1) 译码连接：译码器的G2A连接NAND与非门输出端，该与非门的输入端分别连接A15、A14，译码器的输入端CBA分别连接A5A3。

56、2) 8253定时计数器选通信号8253CS连接译码单元Y2输出孔，CLK0连接分频单元T2，读写信号RD、WR(位于下板左上角)分别连接控制总线单元的IOR、IOW（位于中板控制总线单元）。3) 8253地址线ADD1、ADD0（位于下板右上角）分别连接地址总线单元的A1、A0（位于中板地址总线单元）。4) 外设接口的CLR（393分频器主复位）连接中板控制总线单元的RESET。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果在全速运行状态下，用示波器测量8253定时计数单元的OUT0，应有方波输出。4. 终止运行按“暂停图标”，使系

57、统无条件退出该程序的运行返回待令状态。六、思考改变8253电路，将T3进行分频，采用计数器0和计数器2两级级联的方式，输出一个周期为1秒的方波。实验十八并串、串并转换实验一、实验目的1. 掌握串并转换器件74LS164/74LS165应用。2. 掌握串并转换程序的编写要点。二、实验内容利用MCS-51单片机P1.0、P1.1实现并转串、串转并，并把串转并的数据送到发光二极管单元显示。三、实验说明并转串的数据口通过LOAD控制电路实现并行数据的装载，并转串的CLK由P1.0控制产生；串转并的串行输入端口DATA与并转串的串行输出端口相连，它的CLK由P1.1控制产生，形成并入串出、串入并出送发光

58、二极管显示。四、实验电路五、实验步骤1. 实验连线1) 译码连接：译码器的G2A连接NAND与非门输出端，该与非门的输入端分别连接A15、A14，译码器的输入端CBA分别连接A5A3。2) 把并转串单元的LOCK和串转并单元的LOCK连接至P1.0。3) 把并转串单元的QH连接串转并单元的DATA。并转串单元的LOAD连接OR或门输出端，其输入端分别连接译码器输出端Y5和控制总线单元的IOW。4) 将CLR连接至控制总线单元的RESET。5) 用8芯排线把串转并单元的8位并行数据口HA连接到发光二极管单元L7L0。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运

59、行程序。3. 观察运行结果在全速运行状态下，程序通过并入串出的方式向74LS165循环发送数据，再将74LS165的数据以串入并出的方式显示到发光二极管，观察L7L0发光二极管是否对应点亮。4. 终止运行按“暂停图标”，使系统无条件退出该程序的运行返回待令状态。实验十九外部数据存储器扩展实验一、实验目的1. 了解数据存储器扩展方法。2. 掌握数据存储器的寻址方法。二、实验内容使用一片6264 SRAM，作为数据存储器，对其进行读写。三、实验电路四、实验步骤1. 实验连线1) 把存储器扩展单元的MCS连接地址总线单元的A15。2) 把存储器扩展单元的MW、MR分别连接控制总线单元的IOW、IOR。2. 实验程序的编写、装载与运行编写程序，编译、连接并装载到实验台，用全速方式运行程序。3. 观察运行结果打开数据存储器窗口，用单步方式运行，程序先向0000000Fh单元依次填入808Fh，再将0000000Fh单元传送到0020002Fh。实验二十MCS-51串行口应用实验双机通信一、实验目的1. 掌握串行口工作方式的程序设计，掌握单片机通信程序编制方法。2. 了解实现串行通信的硬环境，数据格式的协议，数据交换的协议。3. 掌握双机通信的原理和方法。二、实验内容1. 利用MCS-51单片机串