《單片機(jī)原理及應(yīng)用》實(shí)驗(yàn)

單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)通信與電子工程學(xué)院通信與信息工程中心實(shí)驗(yàn)說(shuō)明1、信息與通信工中心程地址：電工電子實(shí)驗(yàn)中心5樓機(jī)房；2、不準(zhǔn)遲到、早退，請(qǐng)假須持請(qǐng)假條；3、不準(zhǔn)帶食品進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室；4、進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后不準(zhǔn)大聲喧嘩，不準(zhǔn)亂動(dòng)儀器設(shè)備；5、每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束擺放好實(shí)驗(yàn)設(shè)備，將凳子置于實(shí)驗(yàn)桌下并擺放整齊；6、每次實(shí)驗(yàn)要提前預(yù)習(xí)，寫(xiě)出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)程序；7、詳實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)報(bào)告認(rèn)真、完整；8、實(shí)驗(yàn)成績(jī)由四部分構(gòu)成：實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)20%、實(shí)驗(yàn)過(guò)程20%、實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄30%、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析30%。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)概述1.1 系統(tǒng)組成Dais系列單片機(jī)微機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與仿真由管理CPU、目標(biāo)CPU 和通用電路、接口實(shí)驗(yàn)電路及穩(wěn)壓電源組成，通過(guò)RS232C串行接口與PC微機(jī)相連，系統(tǒng)硬件主要內(nèi)容如下：CPU管理CPU 、目標(biāo)CPU 8032/78E438/STC系列單片機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)器監(jiān)控管理程序在管理CPU的FLASH中、RAM 61256二片（64K）、BPRAM 61256（32K）。接口芯片及單元實(shí)驗(yàn)8251、8253、8255、8259、ADC0809、DAC0832、164、74LS273、74LS244、電子發(fā)聲單元，電機(jī)控制單元， 開(kāi)關(guān)及發(fā)光二極管、單脈沖觸發(fā)器、繼電器控制等外設(shè)接口打印接口，RS232C串口、51仿真接口顯示器6位LED、二路雙蹤示波器鍵盤(pán)32鍵自定義鍵盤(pán)EPROM編程器對(duì)EPROM 2764/27128快速讀出系統(tǒng)電源+5V/2A，12V/0.5A1.2 系統(tǒng)資源分配實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)尋址范圍定義如下：空間地址器件選用用途與說(shuō)明0000H7FFFH6116監(jiān)控程序空間0000H0FFFFHPROM目標(biāo)機(jī)程序空間0000H0FFFFH實(shí)驗(yàn)接口電路數(shù)據(jù)及IO空間系統(tǒng)已定義的I/O地址如下：接口芯片口地址用途74LS2730FFDDH字位口74LS2730FFDCH字形口74LS2450FFDEH鍵入口8255A口0FFD8HEP總線8255B口0FFD9HEP地址8255C口0FFDAHEP控制8255口0FFDBH控制字13硬件安裝電源連接：通過(guò)隨機(jī)所配的三芯電源線接入AC220V電網(wǎng)。打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)系統(tǒng)應(yīng)顯示閃動(dòng)的“P.”，若否應(yīng)按下RESET鍵，如仍不顯示閃動(dòng)的“P.”，應(yīng)立即切斷電源，檢查后重新進(jìn)行或與本公司駐當(dāng)?shù)劁N售服務(wù)中心聯(lián)系。系統(tǒng)功能自檢在閃動(dòng)的“P.”狀態(tài)下按鍵：MOVE0000STEPEXEC，系統(tǒng)以連續(xù)方式運(yùn)行“8”字循環(huán)右移程序，若6位LED出現(xiàn)跑“8”顯示，說(shuō)明系統(tǒng)已進(jìn)入正常工作狀態(tài)，可按RESET鍵返“P.”待令。1.4 快捷使用在Windows環(huán)境下：在桌面上點(diǎn)擊圖標(biāo)，然后選擇以實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)所插串口一致的選項(xiàng)(串口1；波特率：57600)，點(diǎn)擊“確定”便進(jìn)入Dais集成調(diào)試環(huán)境。點(diǎn)擊工具條中“”圖標(biāo)，在打開(kāi)對(duì)話框中雙擊LED51.asm文件，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)源程序的編輯窗口。點(diǎn)擊工具條中“”圖標(biāo)，進(jìn)行源文件的編譯、裝載，在出現(xiàn)編譯成功的對(duì)話框后點(diǎn)擊“OK”框自動(dòng)進(jìn)入源文件調(diào)試狀態(tài)。在工具條中點(diǎn)擊所需的運(yùn)行方式：“”單步、“”宏單步、“”運(yùn)行。若需要以斷點(diǎn)方式運(yùn)行，可直接點(diǎn)擊源語(yǔ)句行前的“”圖標(biāo)來(lái)完成所需斷點(diǎn)的設(shè)置與清除，然后再點(diǎn)擊“”圖標(biāo)進(jìn)入斷點(diǎn)運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)一旦進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后若需終止該程序的運(yùn)行請(qǐng)點(diǎn)擊“”圖標(biāo)退出當(dāng)前操作返回待令狀態(tài)。1.5 實(shí)驗(yàn)過(guò)程要求 1、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中所列的實(shí)驗(yàn)程序可以作為參考運(yùn)行，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中每個(gè)實(shí)驗(yàn)均需事先預(yù)習(xí)編寫(xiě)，在系統(tǒng)上編輯、編譯下載到CPU中進(jìn)行調(diào)試，結(jié)果需經(jīng)老師檢查后才算完成實(shí)驗(yàn)。2、實(shí)驗(yàn)時(shí)必須根據(jù)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求進(jìn)行電路連接。3、注意對(duì)同一問(wèn)題的解決辦法往往不是唯一的，希望同學(xué)們能提出不同的設(shè)計(jì)方法完成實(shí)驗(yàn)。4、所有實(shí)驗(yàn)應(yīng)在實(shí)驗(yàn)前預(yù)習(xí)，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)程序。1.6軟件實(shí)驗(yàn)的接線圖圖1 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器電路 實(shí)驗(yàn)一 外部存儲(chǔ)器擴(kuò)展及數(shù)據(jù)區(qū)傳送（2學(xué)時(shí)）一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，掌握51單片機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成，學(xué)會(huì)開(kāi)發(fā)環(huán)境的應(yīng)用。2、掌握8051內(nèi)部RAM和外部RAM之間的數(shù)據(jù)傳送方法；掌握這兩部分RAM存貯器的特點(diǎn)與應(yīng)用，掌握各種數(shù)據(jù)傳送方法。3、掌握匯編語(yǔ)言的編輯和調(diào)試方法，掌握散轉(zhuǎn)程序編寫(xiě)方法。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、把R2、R3源RAM區(qū)首址內(nèi)的R6、R7字節(jié)數(shù)數(shù)據(jù)傳送到R4、R5目的RAM區(qū)。編寫(xiě)并調(diào)試一個(gè)數(shù)據(jù)傳送程序，將404FH 數(shù)據(jù)送到數(shù)據(jù)存貯器1E001E0FH中，將數(shù)據(jù)存貯器1E001E0FH中的數(shù)據(jù)送到8051內(nèi)部RAM 505FH中，將以(R2，R3)為源RAM區(qū)首地址內(nèi)的(R6，R7)個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，傳送到以(R4，R5)為末地址的RAM區(qū)。2、編寫(xiě)程序，散轉(zhuǎn)8051片內(nèi)20H中的內(nèi)容(00或01或02或03)。三、實(shí)驗(yàn)程序參考圖(40)(4FH)傳送到1E001E0FH再將數(shù)據(jù)傳送到505F單元 BP1 BP2按首末地址傳送(R6，R7)個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)結(jié)束圖2 數(shù)據(jù)傳送實(shí)驗(yàn)程序框圖四、實(shí)驗(yàn)步驟 在實(shí)驗(yàn)箱沒(méi)上電的情況下，連接RS232電纜，檢查安全性后，打開(kāi)實(shí)驗(yàn)箱電源，在計(jì)算機(jī)桌面上雙擊圖標(biāo)MCS-51，選擇57600波特率，進(jìn)入Dais集成調(diào)試環(huán)境。 編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送，編譯下載，如出現(xiàn)錯(cuò)誤，修改重新編譯。 下載后可以采用單步運(yùn)行（斷點(diǎn)設(shè)在BP1，程序運(yùn)行至斷點(diǎn)），檢查外部RAM(1E001F0FH)數(shù)據(jù)是否與404FH數(shù)據(jù)一一對(duì)應(yīng)。 再次編程下載實(shí)現(xiàn)外部數(shù)據(jù)傳送到505F單元，斷點(diǎn)執(zhí)行到BP2，檢查結(jié)果。 變成實(shí)現(xiàn)按首末地址傳送(R6，R7)個(gè)字節(jié)數(shù)，運(yùn)行后檢查結(jié)果應(yīng)滿足要求。如果程序運(yùn)行不能進(jìn)入某一斷點(diǎn)，則應(yīng)單步、斷點(diǎn)分段檢查程序， 排除錯(cuò)誤直至正確為止。也可以采用連續(xù)運(yùn)行。五、思 考數(shù)據(jù)區(qū)傳送(1)、記錄電路板上的各集成電路的型號(hào)（10個(gè)以上），并查資料說(shuō)明其功能。序號(hào)型號(hào)功能(2)、試編寫(xiě)將外部的數(shù)據(jù)存貯區(qū)2030207FH的內(nèi)容寫(xiě)入外部RAM 3030307FH中。實(shí)驗(yàn)二 P1口亮燈實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?）學(xué)習(xí)P1口的使用方法；（2）學(xué)習(xí)延時(shí)子程序的編寫(xiě)。二、實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識(shí)（1）P1口對(duì)準(zhǔn)雙向口，每一位都可獨(dú)立地定義為輸出或輸入。（2）本實(shí)驗(yàn)中延時(shí)子程序采用指令循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，機(jī)器周期（12/6MHz）*指令所需機(jī)器周期數(shù)*循環(huán)次數(shù)，在系統(tǒng)時(shí)間允許的情況下可以采用此方法。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容P1口作為輸出口，接八個(gè)發(fā)光二極管，編寫(xiě)程序，使發(fā)光二極管循環(huán)點(diǎn)亮。四、程序框圖五、實(shí)驗(yàn)電路六、實(shí)驗(yàn)步驟1、實(shí)驗(yàn)連線P1.0P1.7用插針連至L1L8。2、LED環(huán)境（1）在“P.”狀態(tài)下按“0EV/UN”，裝載實(shí)驗(yàn)所需的代碼程序。（2）在“P.”狀態(tài)下鍵入0790，然后按“EXEC”進(jìn)入實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的運(yùn)行。3、PC環(huán)境在與PC聯(lián)機(jī)狀態(tài)下，編譯、連接、下載PH51he01.asm，用連續(xù)方式運(yùn)行程序。4、觀察運(yùn)行結(jié)果在連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)下，觀察發(fā)光二極管閃亮移位情況。5、終止運(yùn)行按“暫停圖標(biāo)”或?qū)嶒?yàn)箱上的“暫停按鈕”，使系統(tǒng)無(wú)條件退出該程序的運(yùn)行返回監(jiān)控狀態(tài)。七、思考改變延時(shí)常數(shù)，使發(fā)光二極管閃亮?xí)r間改變。修改程序，使發(fā)光二極管閃亮移位方向改變。實(shí)驗(yàn)三 外部中斷實(shí)驗(yàn)（2學(xué)時(shí)）一、實(shí)驗(yàn)要求 本實(shí)驗(yàn)?zāi)M交通信號(hào)燈控制，一般情況下正常顯示，有急救車到達(dá)時(shí)，兩個(gè)方向交通信號(hào)燈全紅，以便讓急救車通過(guò)。設(shè)急救車通過(guò)路口時(shí)間為10秒，急救車通過(guò)后，交通恢復(fù)正常，本實(shí)驗(yàn)用單次脈沖申請(qǐng)外部中斷，表示有急救車通過(guò)。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)外部中斷技術(shù)的基本使用方法。2、學(xué)習(xí)中斷處理程序的編程方法。三、實(shí)驗(yàn)說(shuō)明中斷服務(wù)程序的關(guān)鍵是：1.保護(hù)進(jìn)入中斷時(shí)的狀態(tài)，并在退出中斷之前恢復(fù)進(jìn)入時(shí)的狀態(tài)。2.必須在中斷程序中設(shè)定是否允許中斷重入，即設(shè)置EXO位。本例中使用了INTO中斷(P3.2)，一般中斷程序進(jìn)入時(shí)應(yīng)保護(hù)PSW、ACC以及中斷程序使用但非其專用的寄存器。本例的中斷程序保護(hù)了PSW、ACC等三個(gè)寄存器并且在退出前恢復(fù)了這三個(gè)寄存器。另外中斷程序中涉及到關(guān)鍵數(shù)據(jù)的設(shè)置時(shí)應(yīng)關(guān)中斷，即設(shè)置時(shí)不允許重入。本例中沒(méi)有涉及這種情況。中斷信號(hào)由單次脈沖按鈕SP產(chǎn)生。四、程序流程五、實(shí)驗(yàn)電路（見(jiàn)右上圖）六、實(shí)驗(yàn)連線P1.0與發(fā)光二極管單元的L1、L7相連；P1.1與發(fā)光二極管單元的L2、L8相連；P1.2與發(fā)光二極管單元的L3、L9相連；P1.3與發(fā)光二極管單元的L4、L10相連；P1.4與發(fā)光二極管單元的L5、L11相連；P1.5與發(fā)光二極管單元的L6、L12相連；P3.2(INT0)與單脈沖單元的SP相連。七、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 在實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)與PC聯(lián)機(jī)狀態(tài)下，編譯、連接、下載，運(yùn)行程序，交通燈正常顯示；當(dāng)按動(dòng)單脈沖單元的AN按鈕（模擬急救車通過(guò)），兩個(gè)方向交通信號(hào)燈全紅，延遲10秒以便讓急救車通過(guò)；急救車通過(guò)以后，交通燈恢復(fù)正常顯示。按“暫停圖標(biāo)”，使系統(tǒng)無(wú)條件退出該程序的運(yùn)行，返回監(jiān)控狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)四LCD液晶顯示接口實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆諉纹瑱C(jī)擴(kuò)展液晶顯示接口的設(shè)計(jì)與編程。利用字符式液晶顯示器顯示字符。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容編制程序，在液晶顯示器上顯示：Welcome to Dais!P利用系統(tǒng)鍵盤(pán)輸入數(shù)字鍵“0F”，液晶顯示器第二行自左向右顯示該鍵入的數(shù)值。按“MON”命令鍵，液晶顯示器清屏顯示待令符“P”。三、實(shí)驗(yàn)電路四、實(shí)驗(yàn)步驟1、實(shí)驗(yàn)連線連接138譯碼輸入端A.B.C，其中A連A2，B連A3，C連A4，138使能控制輸入端G與總線單元上方的GS相連。液晶顯示區(qū)的RS、R/W分別與地址總線A0、A1相連；液晶顯示區(qū)的E與02門(mén)電路的腳相連，02門(mén)電路的腳與08門(mén)電路的腳相連，02門(mén)電路的腳與譯碼單元Y0相連；08門(mén)電路的腳、腳分別與系統(tǒng)的IOW、IOR相連。用8芯扁平電纜將8251串行通信單元的數(shù)據(jù)總線插座與數(shù)據(jù)總線單元任一插座相連。2、LED環(huán)境（1）在“P.”狀態(tài)下按“0EV/UN”，裝載實(shí)驗(yàn)所需的代碼程序。（2）在“P.”狀態(tài)下鍵入OFFC，然后按“EXEC”進(jìn)入實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的運(yùn)行。3、PC環(huán)境在與PC聯(lián)機(jī)狀態(tài)下，編譯、連接、下載PH51he21.asm，用連續(xù)方式運(yùn)行程序。4、終止運(yùn)行按“暫停圖標(biāo)”或?qū)嶒?yàn)箱上的“暫停按鈕”，使系統(tǒng)無(wú)條件退出該程序的運(yùn)行返回監(jiān)控狀態(tài)。