单片机实验指导书（2012）

MCS – 51单片机原理及接口技术 实验指导书 霍凯 郭玉明 编 张家栋 赵嘉蔚 审 北京交通大学机电学院 2012年3月 目 录 一、MCS-51单片机应用板系统结构说明………………………..……….2 二、MCS-51单片机应用板的使用说明……………………………..…….3 三、附 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf ：接线端子序号定义表……………………………………..……4 实验一、学习DICE仿真系统的使用及简单编程………………….……. 5 实验二、运算处理程序 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 与调试…..……….…………………..……… 6 实验三、8031单片机定时/计数器应用实验 7 实验四、数据存储器扩展实验……………………… 8 实验五、LED显示器实验.. …….………………… 8 实验六、模/数与数/模转换实验………………………..………………… . 9 附录：动态显示参考程序…………………………..…….……………….. 11 一、MCS-51单片机应用板系统结构说明 MCS-51单片机应用板上具有A/D、D/A转换、打印机接口，并行输入输出，定时计数功能和六位显示，八个开关，该板上还扩充了程序存储区8K的EPROM2764一片，数据存储区8K的RAM6264芯片一片，该应用板下边自左至右为接线端子序号1~72。附表一为该板上接线端子序号与该引脚定义内容的一览表，为了明显起见，下面把用户常用的一些资源及其地址罗列出来，供用户使用时参阅。 （1） 单片机8031部分： 1、 8031单片机，上电复位和按钮复位两种复位方式，主频晶振6MHZ。 2、 INT1外部中断输入信号，已被A/D芯片0809的EOC信号所占用。 3、P1口的八位I/O线由板上开关KA控制可有两种用途，一是当KA对应位，置于ON的状态时，P1口的该位I/O线去控制板上的对应位的发光二极管，当KA上该位处于“OFF”状态时，该位I/O线引到接线端子上供用户使用。 4、T1实时计数器：T1受KB开关上的第二位控制，当KB2处于“ON”时，T1可以作为计数工作方式，用来统计板上按钮开关J按动的次数，为学生计数实验所设计，当KB2处于“OFF”时，T1引到接线端子上供用户使用。 5、除上述之外，其它有关8031的引脚已全部引到接线端子上，供用户选用。 （二）应用系统扩展部分 1、74LS138译码器地址：8031的P2.5~P2.7分别接于74LS138的A、B、C译码地址线上，其真值表如下： 74LS138的输出 P2.7 C P2.6 B P2.5 A 芯 片 地 址 Y0 0 0 0 0000H~1FFFH 6264 Y1 0 0 1 Y2 0 1 0 4000H DAC0832 Y3 0 1 1 6000H ADC0809 Y4 1 0 0 8000H 打印机 Y5 1 0 1 接线端子 56 Y6 1 1 0 接线端子 45 Y7 1 1 1 接线端子 44 2、8155芯片： 命令/状态寄存器的地址：2100H A口地址：2001H 接线端子的65~72位 B口地址：2102H PB0~PB6分别用于显示器的a~g字型选择输出 C口地址：2103H PC0~PC5分别用于显示器字位选择输出 3、EPROM 2764 地址：0000H~1FFFH （3） 开关、键说明： 1、K1~K8拨码开关：作为8路开关量输出。置于ON端为高电平输出，置于OFF端为低电平输出。对应于接线端子的4~11号位。 2、KA1~KA8拨码开关：分别控制8个发光二极管L1~L8。置于ON状态时，8031P1口P1.0~P1.7分别控制发光二极管的L1~L8。置于OFF状态时，P1.0~P1.7与L1~L8断开，分别引到接线端子的第18~25号位。 3、KB1~KB2拨码开关：KB1置于ON状态时，RST复位键与8031第9脚RESET接通。置于OFF状态时RST复位键与8031 RESET脚断开。此时8031的第9脚RESET接于接线端子第26号位。KB2置于ON状态时，计数按钮开关J与8031的T1定时计数器引脚连通，KB2置于OFF状态时，8031的T1与接线端子31号位相接。 4、J：计数用按钮开关。 5、RST：复位按钮开关。 6、W1电位器：A/D转换时0809模拟量输入的调节。 二、MCS-51单片机应用板的使用说明 MCS-51单片机应用板应用时，要与单片机开发系统和计算机配套使用。目前实验室用得计算机为工控机，单片机开发系统型号为伟福系列（SP51型）仿真系统，其它型号的MCS-51系列开发系统也可与其连接。另外还需要一直流5V电源。使用时，将开发系统的40芯仿真探头插到应用板上的8031插座上，将开发系统上的通讯线连接到计算机上的串行口1上或串行口2上，将开发系统的电源线和MCS-51单片机的电源线同时接通5V电源，就可以调试使用了，如下图所示。注意插接时看清方向不能插反，当作D/A转换实验时需再将一个+15V和一个 - 5V直流电源接到接线端子上。 该板上的打印机接口电路设计是与µP – 40 打印机相配合的，实验时应把打印机电源接到系统电源上，把打印机上的20芯扁平电缆线插到实验板对应的20芯插座上，即可调试。 三、附表：接线端子序号定义表 序号 名称 序号 名称 1 —— ADC0809的 IN3 37 —— P2.3 (A11) 2 —— ADC0809的 IN2 38 —— P2.4 (A12) 3 —— ADC0809的 IN1 39 —— P2.5 4 —— 键盘开关输入端K1 40 —— P2.6 5 —— 键盘开关输入端K2 41 —— P2.7 6 —— 键盘开关输入端K3 42 —— 程序区读信号PSEN 7 —— 键盘开关输入端K4 43 —— 锁存信号ALE 8 —— 键盘开关输入端K5 44 —— 译码器74LS138输出 Y7 9 —— 键盘开关输入端K6 45 —— 译码器74LS138输出 Y6 10 —— 键盘开关输入端K7 46 —— 数据线 D0 (P0.0) 11 —— 键盘开关输入端K8 47 —— 数据线 D1 (P0.1) 12 —— ADC0809的IN0 48 —— 数据线 D2 (P0.2) 13 —— 电源地（GND） 49 —— 数据线 D3 (P0.3) 14 —— 电源+5V （VCC） 50 —— 数据线 D4 (P0.4) 15 —— 电源+15V 51 —— 数据线 D5 (P0.5) 16 —— DAC0832OUT 52 —— 数据线 D6 (P0.6) 17 —— 电源 –5V 53 —— 数据线 D7 (P0.7) 18 —— P1.0 54 —— 8155 的OUT 19 —— P1.1 55 —— 8155的IN 20 —— P1.2 56 —— 译码器74LS138的Y5 21 —— P1.3 57 —— 经锁存后的地址线A0 22 —— P1.4 58 —— A1 23 —— P1.5 59 —— A2 24 —— P1.6 60 —— A3 25 —— P1.7 61 —— A4 26 —— 复位脚 62 —— A5 27 —— 串行口 RXD (P3.0) 63 —— A6 28 —— 串行口 TXD (P3.1) 64 —— A7 29 —— 外部中断INT0 (P3.2) 65 —— 8155的PA口的PA0 30 —— 定时计数器T0 (P3.4) 66 —— PA1 31 —— 定时计数器T1 (P3.5) 67 —— PA2 32 —— 读信号 RD (OE) 68 —— PA3 33 —— 写信号 WR (WE) 69 —— PA4 34 —— P2.0 (A8) 70 —— PA5 35 —— P2.1 (A9) 71 —— PA6 36 —— P2.2 (A10) 72 —— PA7 实验一、学习仿真器的使用及简单编程 一、实验目的： 1、了解伟福系列（SP51型）仿真器的结构和功能； 2、掌握伟福系列（SP51型）仿真器的基本操作和 使用方法 消防栓的使用方法指针万用表的使用方法84消毒液使用方法消防灭火器使用方法铁材计算器使用方法 ； 3、利用已学过的MCS-51单片机的指令系统，进行一些简单的程序设计，并通过实验熟悉调试程序的过程。 二、实验设备： 1、伟福系列（SP51型）仿真器一台； 2、MCS-51单片机应用板一块； 3、微机电源一台。 三、实验内容及实验方法： 1、将数据块以30H为首地址中的10个数求和（和不超过FFH），并放入40H中。 2、将40H中的16进制数FFH转换成BCD码，并将百位数放入50H，十位数与个位数合并后放入51H中（选作）。 3、打开计算机电源，先打开仿真器户的电源开关，再打开用户系统的电源开关（在关机时，先关用户系统的电源开关，再关开发系统的电源开关）。双击桌面上的“快捷方式到VF”图标，仿真软件启动并进入主调试界面。 显示器左上方为项目窗口，右上方为程序窗口，左下方为信息窗口，右下方为数据窗口。 四、建立你的新程序： 1、选择菜单[文件/新建文件]功能，出现一个文件名为“NONAME1”的源程序窗口，将要调试的源文件输入计算机，源文件的格式如下（可参考附录一）： ORG 0000H AJMP MN ORG 0100H MN： MOV SP，#60H MOV A，#12H MOV R0，#30H ADD A,@R0 MOV 40H，A HERE： SJMP HERE END 程序输完后，选择菜单[文件/另存为]功能，给出文件所要保存的位置，例如： F:\XXX.ASM，保存文件。文件保存后，程序窗口上文件名变成了F:\XXX.ASM。 2、编译你的程序： 选择菜单[项目/编译]功能或按编译快捷图标或F9键，编译你的程序。 如果有错误，信息窗口显示错误所在的位置，双击有错误的行，光标即跳到源程序的对应行上。修改错误，保存文件后，重新进行编译。若编译没有错误，信息窗口显示“就序”。 3、 仿真器/仿真器设置： [选择仿真器]：选择SP51，[选择仿真头]：选择POD-S8X5X，[选择CPU]：选择AT89C51，○[使用伟福软件模拟器]，使用伟福软件模拟器，可以在完全脱离硬件仿真器情况下，对软件进行模拟执行。如果使用硬件仿真器，请不要选择使用伟福软件。按“好”确认。 如果仿真器和仿真头设置正确，并且硬件连接没有错误，就会出现“硬件仿真”的对话框，并且显示仿真器、仿真头的型号及仿真器的序列号，表明仿真器初始化正确。按“好”确认。 4、 执行程序： 执行/全速执行 运行程序。 执行/跟踪 跟踪程序执行的每一步，观察程序运行状态。 执行/单步 单步执行程序，与跟踪不同的是，跟踪可以跟踪到子程序的内部，而单步执行则不跟踪到子程序内部。 执行/执行到光标处 程序从当前PC位置，全速执行到光标所在的行。 执行/暂停 暂停正在全速执行的程序。 执行/复位 终止调试过程，程序将被复位，如果程序正在全速执行，则应先停止。 程序运行完后，可以在“项目窗口”观察R0 — R7、A、B等寄存器的变化，在“数据窗口”观察CPU内部数据区的变化。全速执行，只能在硬件设备上观察执行结果。 五、实验报告内容： 1、 画出程序 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图； 2、 写出程序清单； 3、 写出调试过程及程序执行结果。 实验二、 运算处理程序设计与调试 一、实验目的： 利用已学过的MCS-51单片机的指令系统，进行一些较复杂的程序设计，并通过实验，进一步熟悉调试程序的过程。 二、实验设备： 同实验一 三、实验内容及要求： 将30H~39H中10个无符号数，先剔除最大值和最小值，并将最大值放入40H单元，最小值放入41H单元；然后求出8个数的和放入42H单元，再将8个数的平均数放入43H单元；最后将8个数的和转换成BCD码，高8位即百位数存入50H单元，低8位即十位与个位合并后放入51H单元中。 四、实验报告内容： 同实验一 五、思考题：循环语句在编程中的作用？ 实验三、数据存储器扩展实验 1、 实验目的： 1、 了解微机存储器的组成； 2、 掌握存储器与CPU之间的接口方法； 3、 掌握存储器容量的扩展方法。 2、 实验设备： 1、同实验一 2、数据存储器 6264RAM一片 3、 实验内容： 1、MCS-51单片机应用板上已有8K 的数据存储空间，其地址为0000H~1FFFH。本实验要求另外再扩展一片RAM6264，地址安排在C000H~DFFFH。为此，首先应该设计一个CPU与RAM芯片之间的接口电路，这个接口电路与8031单片机各种总线相接，使8031能够按照要求的地址范围对RAM6264进行读写操作。 MCS-51单片机应用板已将数据线D0 ~ D7、地址线A0 ~ A12、RD、WR等信号接到接线端子上了（见接线端子序号定义表）。首先应该熟悉RAM6264芯片的各管脚定义及逻辑要求，然后确定译码电路。将应用板上的74LS138译码输出脚Y6接到RAM6264的片选脚，。译码确定之后，按照6264的接线要求，画出6264与8031、74LS373、74LS138译码器连接的详细电路图，并画出接线端子与6264芯片的连线图（注明端子号和6264的管脚号），实验时，将系统提供的地址线、数据线和控制线分别接到RAM6264的对应脚，确认连接无误后，方可调试。 2、编一测试程序，将立即数35H送入RAM6264的C000H~DFFFH各单元，送后检查，若都对，将立即数09H送入CPU的50H，若有不对的，将其地址的DPH值送入50H，DPL值送入51H。 4、 实验步骤： 1、将面包板上的RAM6264芯片与接口电路和CPU连接好； 2、将应用板与仿真器相接，并接通电源； 3、将测试程序输入计算机，执行程序后，在数据区窗口看执行结果，以确定扩展是否成功。 5、 实验报告要求： 1、画出详细的8031单片机与6264芯片的连线图； 2、写出调试检测程序； 3、满足实验报告其它要求。 六、思考题： 1、写出调试过程中发现的问题及解决的方法； 2、若改变6264地址，哪些连线须做改动，试举例说明。 实验四、8031单片机定时/计数器应用实验 一、实验目的： 1、掌握定时器/计数器在定时工作和计数工作时控制寄存器TCON的用途及方式控制字TMOD各控制位的设定和含义； 2、中断允许寄存器IE各控制位的设定和含义； 3、中断的响应过程及中断源入口地址。 二、实验设备： 同实验一 三、实验电路： 四、实验内容及要求： 将T1设定为计数器方式工作，将按钮开关J按下（接通）抬起（断开）次数作为外部事件脉冲从T1输入，将T0设定为定时功能，每按一次按钮开关J键，实现每隔一秒钟使P1.0、P1.1、P1.2……P1.7依次输出高电平点亮发光二极管。 五、实验报告内容： 同实验一 6、 思考题： 若每按一次按钮开关-----J键，实现每隔两秒钟使P1.0、P1.1、P1.2……P1.7依次输出高电平点亮发光二极管，应怎样改写程序。 实验五、LED显示器实验 一、实验目的： 1、掌握显示程序的设计方法和8155控制字的设定； 2、复杂程序设计并显示的综合练习。 二、实验设备： 同实验一 三、实验电路： 四、实验内容及要求： 1、利用所学过的知识，编写加法运算处理程序，将30H中的数与31H中的数相加，和放入32H。 2、编写动态显示程序，将被加数显示在数码管的左边两位上，加数显示在中间两位上，和显示在右边两位上。8155 PB口控制各位显示器的字形，PC口控制各位显的阴极电位，使用六位共阴极显示器，显示缓冲区为79H~7EH。（动态显示参考程序，见附录。） 5、 实验报告内容： 同实验一 六、思考题： 若数码管显示ABCDEF，怎样改写程序。 实验六、模/数与数/模转换实验 一、实验目的： 1、 掌握A/D和D/A的转换原理； 2、 熟悉A/D和D/A接口电路及接线方法； 3、 掌握A/D和D/A转换的编程方法。 二、实验设备： 1、 示波器一台； 2、 -5V电源一台； 3、 其余设备同实验一。 三、实验电路 A/D转换电路示意图 四、实验内容及要求 1、编写程序，当调节应用板上电位器W1时，即改变了0809输入端IN0的输入电压信号， 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 下该模拟量转换成数字量值的大小，放入30H单元。 2、利用板上给定的DAC0832转换器，产生不同频率的波形，如锯齿波，三角波，方波，矩形波等，周期自定，波形在示波器上输出显示。锯齿波产生的原理是：每隔一定的时间往D/A转换器送一数值，且该数值逐渐提高，达到一定值后，又回到最小值重复上述过程，因为转换器输出的模拟信号与输入的数字信号成正比，所以输出的波形类似于锯齿形状，所以称为锯齿波。编程过程中需要注意的是每送完一个数需要一段软件延时，延时的长短决定了周期的大小。 3、编写程序，将A/D转换的数字量作为D/A转换的延时常数，当调节单片机应用板上的电位器W1时，D/A转换的锯齿波的频率也随之变化。 5、 实验报告内容： 同实验一 6、 思考题： 若将A/D转换的数字量作为D/A转换的延时常数，当调节单片机应用板上的电位器W1时，D/A转换的三角波、方波的频率也随之变化，应怎改写程序。 附录： 动态显示参考程序 （FBDIR.ASM） ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0100H MAIN： MOV SP,#60H MOV DPTR,#2100H MOV A,#0EH MOVX @DPTR,A MOV 5AH,#56H MOV 5BH,#34H MOV 5CH,#12H ACALL FB LOOP： ACALL DIR AJMP LOOP ORG 0200H FB: MOV R0,#5CH MOV R1,#79H MOV R3,#03H LP2: MOV A,@R0 MOV R2,A SWAP A ANL A,#0FH MOV @R1,A INC R1 MOV A,R2 ANL A,#0FH MOV @R1,A INC R1 DEC R0 DJNZ R3,LP2 RET ORG 0300H DIR: MOV R0,#79H MOV R2,#01H MOV A,R2 LD0: MOV DPTR,#2103H MOVX @DPTR,A MOV DPTR,#2102H MOV A,@R0 ADD A,#0FH MOVC A,@A+PC DIR1: MOVX @DPTR,A MOV R7,#02H ACALL DL INC R0 MOV A,R2 JB ACC.5,LD1 RL A MOV R2,A AJMP LD0 LD1: RET DSEG0: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH DSEG1: DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH DSEG2: DB 39H,5EH,79H,71H,73H,21H DSEG3: DB 31H,6EH,40H,3EH,00H,00H DL: MOV R6,#0FFH DL6: DJNZ R6,DL6 DJNZ R7,DL RET END 该程序执行后，数码管显示 1 2 3 4 5 6 。 D/A转换电路示意图 HLJ8-Ⅱ 5V电源 单 片 机 应 用 板 工业级 控 制 计 算 机 SP51 WAVE 单片机开发系统 usB 扁平电缆线 电源开关 PAGE 1