一些單片機實驗
實驗一 51單片機開發環境 5
實驗二 單片機硬件測試及簡單程序設計 9
實驗三 簡單程序設計二 11
實驗四 中斷系統實驗 13
實驗五 定時器/計數器實驗 17
實驗六 電子時鐘設計 19
實驗六 異步串行通信實驗 21
實驗一 51單片機開發環境
一、實驗目的
1. 掌握Keil集成開發環境基本使用方法；
2. 掌握學林51mini仿真器和下載（編程）器的基本使用方法。
二、實驗說明
通過實驗了解單片機系統開發的基本流程，掌握開發工具，為進一步設計、調試單片機系統打下基礎。
三、實驗內容及步驟
1.安裝仿真器和下載器的驅動程序，具體方法詳見隨機光盤和說明書。（實驗室電腦無需再安裝，打開選擇EDA系統）
2.運行下載器軟件（XLISP），裝入3路跑馬燈文件：38LED.hex。下載到單片機的文件必須是*.hex。具體方法詳見隨機光盤和說明書。觀察記錄LED的運行情況。（此步驟參考Word文件：xl600+使用手冊或錄像文件：xlisp燒寫方式錄像。）
3.安裝Keil集成開發軟件并運行，具體方法詳見隨機光盤和說明書。（實驗室電腦無需再安裝）
4.新建一個以自己學號命名的文件夾，在該文件夾中再建以實驗序號命名的文件夾:實驗一命名為—EX1，實驗二命名為—EX2，依此類推。注意文件的路徑必須是英文的，不然軟件可能報告找不到文件。
5.在Keil集成開發環境中建立以新項目（命名為38LED），編輯源文件38LED.asm(文件路徑同38LED.hex),將該文件加入到新建的項目，設置目標屬性，然后編譯生成38LED.hex文件。（此步驟參考Word文件：Keil教程中的第1項內容）
6.仿真。(調試參考Word文件：Keil教程中的第2項內容)
1）復位。觀察記錄SFR、IO的狀態以及第一條指令代碼的地址，驗證復位后51單片機的狀態；
2）全速運行。觀察記錄LED的運行情況，與前面下載到單片機運行的情況相比較。
3）復位，采用單步運行（F10），觀察記錄執行每一條指令后相關寄存器、IO的變化情況。
4）復位，在延時程序處設置斷點，運行到斷點時，采用單步跟蹤（F11），進入到延時程序，觀察記錄相關寄存器、IO的變化情況。
5）修改程序，增大、減少延遲時間，仿真觀察LED變化情況，保存源程序。
6）創建一個顯示8個LED的項目，并仿真調試。要求：8個LED輪流顯示，由P0口控制。程序自擬。
四、實驗程序
;******************************************************************************
; p1口八個燈作3路跑馬燈。分別往端口送三個不同的數， 理解數字和端口的對應關系
;******************************************************************************
;* 日期:
;* 作者:學號 姓名
;******************************************************************************
ORG 0000H ;
LJMP MAIN ;
ORG 0080H ;
MAIN: MOV P1,#0DBH ;11011011--零為亮
ACALL DELay ;
MOV P1,#06DH ;01101101
ACALL DELay ;
MOV P1,#0B6H ;10110110
ACALL DELay ;
AJMP MAIN ;
delay: mov r7,#255 ;延時子程序
d1: mov r6,#255
d2: djnz r6,d2
djnz r7,d1
ret
end
五、思考題
1、簡述單片機系統的開發過程，所使用的主要工具有哪些？分別解決哪些問題？
2、開發環境提供了哪些調試手段？各有何特點？
3、根據程序，結合LED的工作情況，畫出單片機LED流水燈的電路圖。
4、根據源程序，分析單片機如何實現流水燈的功能，畫出程序流程圖，計算出延遲子程序的延遲時間。
實驗二 單片機硬件測試及簡單程序設計
一、實驗目的
1、掌握單片機硬件的測試方法；
2、學習單片機程序編寫和調試方法。
二、實驗儀器和設備
PC機、keil軟件、仿真器、實驗板。
三、實驗說明
下載一應用程序到單片機，連接好相應的電路，通電運行，測試單片機引腳信號。采用示波器觀察引腳的信號波形以及信號的幅度、頻率（周期）等。
根據要求編寫單片機程序并仿真調試，運行結果采用LED指示。
四、實驗內容
1、單片機硬件測試
將實驗一的程序下載到單片機，聯接LED電路，通電運行。觀察記錄：
（1）單片機時鐘信號波形、頻率；
（2）地址鎖存信號ALE波形、幅值和頻率；
（3）/EA信號；
（4）連接LED的I/O口信號（任選一位）波形、幅值和頻率。
2、單片機程序設計和仿真調試
設計要求：
選擇按鍵作為單片機輸入信號，采用LED實時指示按鍵編號（二進制數表示）；
五、預習要求
1、復習單片機引腳功能；
2、根據設計要求編寫程序并進行軟件仿真。
六、思考題
1、MCS—51單片機I/O口的輸入/輸出邏輯電平是多少？其負載能力有多大？若用I/O口控制一個繼電器（工作電壓12V，工作電流100mA）電路該如何設計？
2、欲使結果閃爍指示，程序應如何修改？
實驗三 簡單程序設計二
一、實驗目的
1、掌握單片機硬件的測試方法；
2、學習單片機程序編寫和調試方法。
二、實驗儀器和設備
PC機、keil軟件、仿真器、實驗板。
三、實驗說明
根據要求編寫單片機程序并仿真調試，運行結果采用示波器顯示。
四、實驗內容
設計要求：
（1）選擇函數發生器輸出TTL信號輸入單片機的某I/O口，經單片機分頻后從另一I/O口輸出，I/O分配自定，分頻比范圍1-10，要求分頻比在程序中可進行設置；
（2）實現2位10進制有符號數（0-49)的加、減運算，按鍵K1選擇加，按鍵K2選擇或運算，LED指示運算結果。采用仿真器仿真運行，數據輸入采用存儲器直接置數，存儲器分配自定。畫出程序設計流程圖，程序必須加以注釋。
五、預習要求
3、復習單片機引腳功能；
4、根據設計要求編寫程序并進行軟件仿真。
六、思考題
1、若要采用中斷方式實現設計要求要如何設計分頻程序？
實驗四 中斷系統實驗
一、實驗目的
1. 掌握51單片機中斷系統結構以及初始化程序、中斷服務程序的設計與調試。
2. 學習、掌握LED數碼管顯示原理及軟件譯碼的方法。
二、實驗儀器和設備
PC機、keil軟件、仿真器、實驗板。
三、實驗說明
通過實驗1學習掌握LED數碼管顯示原理及軟件譯碼的方法，實驗2通過按鍵產生中斷請求，單片機響應中斷實現相應的輸出，從而進一步深入掌握中斷的的初始化程序、中斷服務程序設計方法以及軟件調試方法。
四、實驗內容
1、LED數碼管顯示：實驗箱上的數碼管為共陰。P0輸出接LED數碼管七段碼a-g（8位數碼管共用），P2.0-P2.2口接位選（CBA），詳細內容參考書上P194-195。
(0-9的段碼值為 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH)
CBA為位選的二進制編碼，如000第0位，001第1位
1）設計一個10進制計數器（0-9），間隔1秒（軟件延時）自動加1，并將計數值顯示在一位數碼管上。要求采用查表法，實現計數值（0—9）到7段碼（a-g）的譯碼；
2）8位數碼管輪流顯示固定數0，改變顯示間隔時間觀察顯示效果。
3）在8位數碼管上穩定顯示0-7。（選作）
2、外部中斷：
1） 通過K01（JP37）產生外部中斷請求（/INT0）信號，K02產生外部中斷請求（/INT1）信號，在對應的中斷服務程序實現在一位數碼管上顯示中斷源編號（0或1）。
2) 設計一個10進制計數器（0-9），選擇一個按鍵（K01-K04任選）產生外部中斷信號/INT0（或/INT1），每按一次計數器加1，并將計數值顯示在一位數碼管上。（注意按鍵抖動處理，參考教材P198 10.2 鍵盤接口原理）
五、預習要求
根據設計要求編寫程序并進行軟件仿真。提供譯碼的依據，計算延時時間。
六、思考題
1、實現單片機的中斷功能有哪些要求？
2、如何處理按鍵抖動？
3、進一步總結仿真調試的方法。
實驗五 定時器/計數器實驗
一、實驗目的
1. 學習定時/計數器的工作原理及使用方法。
2. 學習定時/計數器的初始化程序、應用程序的設計與調試。
二、實驗說明
通過實驗1學習掌握定時/計數器設置的基本方法；實驗2應用單片機的定時/計數器產生定時，產生周期信號輸出；實驗3應用單片機的定時/計數器測量時間參數。通過本實驗學生可以掌握單片機定時/計數器的工作原理及使用方法以及定時/計數器的初始化程序、應用程序的編寫和調試。
三、實驗內容
1、LED流水燈控制：8個LED輪流顯示，由P0口控制，時間間隔采用定時/計
數器控制。
基本要求：時間間隔為1秒，定時/計數器分別采用方式1和方式2實現。系統
時鐘為12MHz，計算兩種工作方式下定時/計數器的初值以及循環計數器的數值。
發揮部分（選作）：時間間隔0.5~2秒可調，時間步進為0.2秒，采用按鍵（K01
~K04任選一個）產生外部中斷信號，作為時間間隔選擇輸入，中斷服務程序調
整時間間隔。
2、周期性信號產生：P0.0輸出頻率為1KHz的矩形波信號。
基本要求：P0.0輸出頻率為1KHz的方波信號。時間采用定時/計數器控制。定時/
計數器分別采用方式1和方式2實現，系統時鐘為12MHz。采用數字示波器分別
測量兩種工作方式下所產生的方波信號頻率，比較信號頻率誤差，分析誤差來源。
發揮部分（選作）：P0.0輸出頻率為1KHz、占空比可變（范圍20%~90%，步進
為10%）的矩形波信號。采用按鍵（K01~K04任選一個）產生外部中斷信號，作
為占空比選擇輸入，中斷服務程序調整占空比。
3、脈沖信號測量：被測信號采用函數發生器輸出的TTL信號，采用外部計數輸
入。
基本要求：被測信號頻率范圍為1~10KHz，采用定時/計數器實時檢測信號頻率。
測試結果可查，同時與采用數字示波器測量的被測信號頻率比較，分析誤差來源。
發揮部分（選作）：測量矩形波信號占空比。占空比范圍20%~90%，信號頻率范
圍100Hz~1KHz，測試結果采用數碼管輸出，同時與采用數字示波器測量的結果
比較，分析誤差來源。
四、實驗電路與程序
根據實驗要求畫出硬件電路原理圖，畫出每個實驗程序流程圖，設計實驗程序，并通過Keil仿真軟件調試。
五、思考題
1、MCS-51單片機的定時/計數器有哪幾種工作方式？各有何特點？如何選擇？
2、MCS-51單片機定時/計數器用作定時模式時，定時時間與哪些因素有關？如何提高定時的精度？
3、MCS-51單片機定時/計數器用作計數模式時，對外界計數頻率有何限制？設系統時鐘為12MHz，最高計數頻率為多少？
實驗六 電子時鐘設計
一、任務
采用51單片機設計、制作電子鐘。
二、要求
1、基本要求
電子鐘基本要求的控制面板如圖所示。
時鐘的時、分采用LED數碼管顯示，秒采用LED閃爍顯示(亮0.5秒，暗0.5秒)。設有兩個功能鍵，分別用于選擇校時、校分， 鍵
遞增， 遞減，用于在功能選擇后輸入相應的時間。24小時計時制。
2、發揮部分
增加定時鬧鐘功能，到達設定的時間響鈴30秒，音頻頻率為1kHz。
采用矩陣式鍵盤，數字輸入采用直接置數，按鍵數根據功能要求自行確定。
采用PCB設計制作電子鐘。
三、設計報告
1、任務及要求
2、系統組成：硬件框圖，各部分的作用。
3、硬件電路設計：電路圖，電路工作原理（包括必要的理論計算）。
4、軟件設計：軟件流程圖，各程序塊的作用及工作流程，顯示、定時計數器初值計算，主要的程序段。
5、測試數據及結果分析：采用圖、表形式記錄數據，注明測試方法、測試儀器。
6、總結
附錄：原理圖、PCB。
注：1、電路必須設計可供測試的計時秒信號輸出端；
2、程序語言自選（匯編或C51），源程序（有注釋和說明）打印，其余硬件電路設計、流程圖、測試數據及結果分析手寫。
3、最后實驗報告的源程序如果與預習報告的不一致需要重新整理打印。
實驗六 異步串行通信實驗
一、實驗目的
1. 學習AT89S51串行口的工作原理及使用方法。
2. 學習AT89S51串行口的初始化程序、應用程序的編寫和調試。
二、實驗說明
實驗1通過測試串口數據輸出波形，熟悉串口的工作過程。實驗2主要掌握波特率的設置及波特率測試方法，AT89S51單片機串行口的初始化程序、應用程序的編寫和調試。實驗3為AT89S51單片機串行通信的綜合應用，掌握單片機串行通信的組成、單片機串行口的初始化程序、應用程序的編寫和調試。
三、實驗內容
1、串口工作方式設置為方式0，發送數據0AAH（或55H），編寫相應的測試程序并在實驗平臺進行仿真調試，測試記錄系統時鐘頻率、輸出數據波形、移位時鐘波形，指出移位時鐘頻率與系統時鐘頻率的關系。
2、串口工作方式設置為方式1，發送數據0AAH（或55H），波特率設置為1200b/s。編寫相應的測試程序并在實驗平臺進行仿真調試，測試記錄系統時鐘頻率、輸出數據波形、指出實際測試的波特率。
3、雙機通信。串口工作方式設置為方式3，收發均采用中斷控制，數據通信采用奇校驗，波特率自定，完成2位BCD碼傳送，BCD碼通過撥動開關輸入，采用一個按鍵作為發送控制。甲機發送時，乙機接收，反之亦然。要求接收時必須把接收到的BCD碼顯示出來（采用LED或數碼管），并向發送方回送一個接收確認信號（信號形式自定），發送方接收到確認信號后發出指示（聲或光）。編寫相應的測試程序并在實驗平臺進行仿真調試。
注意：先按要求完成本機的串行通信，即自發自收（將RXD、TXD短接）。調試通過后再進行雙機通信，即兩個實驗平臺之間的通信。
四、預習要求
畫出實驗電路，復習串口工作方式設置及波特率設置，計算定時器初值，編寫好測試程序，在keil開發平臺上編譯通過。思考改變波特率程序應做哪些修改，分析波特率的誤差來源以及如何提高波特率的精度，考慮好測試的方法和步驟。自擬測試表格。
實驗報告要求：1-3程序打印，在實驗報告相應位置自制測試表格，思考題寫在第七部分上。
五、實驗儀器和設備
PC機、keil軟件、仿真器、實驗平臺、示波器。
六、思考題
1、AT89S51單片機串行口有幾種工作方式？有幾種幀格式？
2、AT89S51單片機的波特率如何確定？如何提高波特率精度？
3、AT89S51串行口應怎樣與計算機的232C串口接口？為什么？畫出接口電路。
4、AT89S51單片機如何實現多機通信？
以上文字的Word格式文檔下載(內容和本網頁上的一模一樣):
單片機實驗.rar
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2021-12-10 17:25 上傳
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