1、微機原理與接口技術實驗指導書電氣與自動化工程學院常熟理工學院二零一三年八月實驗一 單片機實驗設備的使用及簡單程序的運行、調試一、實驗目的通過一簡單的實驗掌握：1. 掌握PL2303驅動的安裝，掌握Keil3開發環境的安裝、設置和基本使用；2. 掌握項目、文件的建立方法、程序的下載以及寄存器、存儲器內容的查看方法；3. 掌握程序的執行及斷點設置方法。二、實驗設備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內容通過了解P1口的開關控制電路和P0的LED電路，編寫基本輸入輸出實驗程序。實驗內容為設置P1為輸入口，P0口為輸出口，將P1口的開關狀態發送到P0口，讓燈亮滅，將P1的電平狀態通

2、過P0口的LED的亮滅表示出來。四、實驗步驟讀懂電路原理圖如圖1-1和圖1-2所示：，插上USB連接線，將電源選擇撥碼開關撥至“USB供電”，將示例程序進行編譯、裝載、下載，下載時將撥碼開關S44撥至“開”狀態，撥動撥碼開關S31S38的開關狀態，觀察實驗現象，實驗電路原理圖圖1-1LED接口電路圖1-2撥碼開關電路圖五、示例程序程序清單如下：#include <reg51.h>void main(void) / 程序主函數while(1) / 循環用于實時掃描IO狀態P0=P1; / 將P1口的數據發送給P0口六、實驗注意事項1.在輸入程序時，其中的字母、符號均須在英文方式下進行

3、。2.特殊功能寄存器中的字母必須要大寫，如若將示例程序中的P0寫成p0，程序將提示出錯。七、思考題1. 對P1口進行初始值的幅值，查看P0口的LED提示是否正確，若想實現由LED顯示與開關相反的狀態程序如何修改？2. 觀察Keil3軟件中PeripheralsàI/O-PortsàPort0、Port1的狀態即P0、P1的IO狀態。3. 簡述你在本實驗中遇到過哪些問題？這些問題是解決的？有何收獲和體會？實驗二 流水燈實驗一、實驗目的1、掌握單片機實驗箱的使用方法與程序調試技巧；2、學會使用51系列單片機I/O的基本輸入輸出功能。二、實驗設備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；US

4、B下載線一根。三、實驗內容設定P1口為8位輸入口，P0口為8位輸出口，實驗電路原理圖參考實驗一。在8個輸入開關（S31S38）中，本實驗只要求用兩個兩關為：S31和S32，當S31為高電平時，P0口所接的發光二極管（D19D26）以一定的速度自左至右循環點亮8次，當S31為低電平時，發光二極管僅D19點亮；當S32為高電平時，P0口所接的發光二極管（D19D26）以一定的速度自右至左循環點亮8次，當S32為低電平時，發光二極管僅D19點亮。請編寫程序并完成調試。四、實驗步驟1自行編寫程序，將實驗箱電源開關撥至USB供電，并將撥碼開關總開關S44撥至“開”狀態。2下載程序并運行程序，改變開關狀態

5、，觀察發光二極管顯示結果。五、思考題1撥動8個輸入開關（S31S38），把8位數據送到P1口，CPU從P1口讀入8個開關（S31S38）的狀態數據，任意使用其中的兩個開關控制P0口發光二極管（D19D26）自左至右、自右至左、自中間至兩邊、自兩邊至中間不斷循環點亮。請編寫程序并調試。28個撥碼開關（S31S38）實現對P0口發光二極管的亮度控制。依次撥上開關S31、S32S38，發光二極管由暗變亮；依次撥下開關S38、S37S31，發光二極管由亮變暗。實驗三 報警產生器 一、實驗目的1、掌握單片機實驗箱的使用方法與程序調試技巧；2、學會使用51系列單片機I/O的基本輸入輸出功能及相應的驅動模塊

6、的設計。二、實驗設備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內容用P1.0輸出1KHz和500Hz的音頻信號驅動揚聲器，作報警信號，要求1KHz信號響100ms，500Hz信號響200ms，交替進行，P1.0由開關控制輸出與否，當開關合上響報警信號，當開關斷開報警信號停止，請按流程圖編出程序，流程圖中的開關K1為實驗一原理圖中的S31。開關K1按下即S31為高電平，開關K1未按下即S31為低電平。圖3-1所示為蜂鳴器驅動電路，圖3-2所示為程序流程圖。圖3-1蜂鳴器接口電路圖3-2 程序流程圖四、實驗步驟1. 信號產生的方法：500Hz信號周期為2ms，信號電平為每1ms變反1

7、次；1KHz的信號周期為1ms，信號電平每500us變反1次。2. 編寫程序，將實驗箱電源開關撥至USB供電，并將撥碼開關總開關S44撥至“關”狀態。3. 下載程序并運行程序，將蜂鳴器開關S1打開，控制蜂鳴器發聲。五、思考題1簡述你在本次實驗中遇到過哪些問題？這些問題是怎樣解決的？有何收獲和體會？ 2. 本實驗的硬件通過編程可以演奏出悅耳的樂曲、可以實現報警聲、門鈴聲音。現要求單片機產生“嘀、嘀、”報警聲從P1.0端口輸出，產生頻率為1KHz。當1KHZ方波從P1.0輸出0.2秒，接著0.2秒從P1.0輸出電平信號，如此循環下去時，就形成所需的報警聲了。請有興趣的同學編程調試。實驗四 外部中斷

8、實驗 一、實驗目的1、學習外部中斷技術的基本使用方法2、中斷處理的編程方法。二、實驗設備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內容單片機外部中斷0（P3.2）已與獨立式鍵盤中S27連接，外部中斷1（P3.3）已與S28連接，要求在無外部中斷時最右一位發光二極管（D26）點亮。請編程實現：當S27按下，外部中斷0請求中斷，控制發光二極管左移；當S28按下，外部中斷1請求中斷，控制發光二極管閃爍。（要求外部中斷1優先級高于外部中斷0）。單片機與發光二極管的連續見實驗一原理圖，獨立式鍵盤原理圖如圖4-1所示。4-1 獨立式鍵盤原理圖四、思考題151單片機的中斷系統由哪幾個特殊功能寄

9、存器組成？ 2中斷函數與函數調用有何不同？ 3MCS-51單片機若要把外部中斷源擴充為6個，另采用哪些方法？如何確定其優先級？ 實驗五 數碼管實驗 一、實驗目的1、學習并掌握74HC573鎖存器的使用方法；2、學會使用8段共陰極數碼管的動態顯示方法。二、實驗設備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內容通過編程，實現8段數碼管的動態掃描顯示，要求8個數碼管從左到右分別顯示“1”、“2”、“3”、“4”、“A”、“b”、“C”、“d”。數碼管接口電路如圖5-1所示：圖5-1數碼管接口電路原理圖四、思考題1何謂數碼管的動態顯示，其原理是什么？2簡述鎖存器的工作原理，在本實驗中具有

10、什么作用？實驗六 定時器/計數器實驗（一） 一、實驗目的掌握單片機定時器和定時中斷的編程方法。二、實驗設備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內容編寫實驗程序，實現59秒倒計時功能，初始狀態數碼管最后兩位顯示數字“59”，要求定時器0每10ms產生一次中斷，在定時中斷服務程序里進行計數，計數滿一秒，數碼管顯示相應減1，倒計時結束時，數碼管顯示“00”，并以周期1秒進行閃爍，單片機與數碼管接口電路原理圖見實驗五中圖5-1所示。四、思考題1畫出主程序和定時中斷流程圖；2實驗中有何故障、問題出現，是否得到解決？如何解決的？實驗七 定時器/計數器實驗（二） 一、實驗目的1、掌握單片

11、機定時器/計數器的工作方式和編程原理；2、掌握外部脈沖計數方法。二、實驗設備及器材單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內容單片機的定時器/計數器就是一個16位二進制加法計數器，當選擇計數模式時，計數脈沖來自于外部引腳P3.4(T0)，P3.5(T1)，因此，只需要初始化時將計數寄存器清零，啟動計數器，然后讀取計數寄存器的數值即可知外部脈沖個數。編寫程序實現對T0引腳輸入的外部脈沖進行計數，并在數碼管上顯示計數結果。外部脈沖由獨立按鍵S29產生，要求S29每按一次，產生一個脈沖，數碼管顯示的數字加1。畫出程序流程圖，編寫程序，并下載調試。獨立式按鍵原理圖見實驗四中圖4-1所示

12、，單片機與數碼管接口電路原理圖見實驗五中圖5-1所示。四、思考題1、按鍵的抖動對本實驗有何影響？如何消除？2、請設計程序，實現每當外部脈沖計數達到5個時，數碼管顯示的數字加1。實驗八 串口通信實驗 一、實驗目的1、掌握串行口的工作方式及其設置；2、掌握串行口工作方式1的應用；3、掌握串行口的波特率設置。二、實驗設備及器材單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內容自行編制程：要求利用PL2303實現51單片機串口通信，51單片機發送數據，利用串口調試助手接收并查看數據，串口通信原理圖如圖7-1所示，PL2003實現串口轉USB原理圖如圖7-2所示。（1）51單片機發送十六進制“

13、5A”到PC機；（2）51單片機發送字符串“0123456789”到PC機。圖7-1 單片機與PC機串行通信原理圖圖7-2 串口轉USB原理圖四、思考題1.串行通信中波特率是如何進行設置的？2.串行通信4種方式有何區別？3.設計程序實現PC機發送數據，51單片機接收數據，并將接收的數據發送至PC機。實驗九 8255接口擴展（一） 一、實驗目的掌握單片機外部擴展接口技術，熟悉8255的擴展方法及其性能。二、實驗設備及器材單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內容及步驟（1）自行編制程序：要求用8255的PA口接按鍵作輸入口，PB口接發光二極管作輸出口；從PA口讀取輸入的按鍵狀態

14、送到PB口以發光二極管顯示。（2）自行編制程序：要求用8255的B口做輸出口，控制八位發光二極管的亮、滅，使發光二極管從左向右移位點亮，再從右向左移位點亮。（3）請在實驗箱上用8255實現以下功能：8255 B、C口輸出方波，即在8255的B、C口可觀察發光二極管的閃爍變化。 圖9-1 8255接口擴展原理圖四、思考題1.8255的功能是什么？2.如何計算8255的端口地址？實驗十 8255接口擴展(二)一、實驗目的掌握可編程I/O接口芯片8255的接口原理，熟悉對8255初始化編程和輸入、輸出軟件的設計方法。二、實驗設備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內容 自行編制程

15、序用8255實現交通紅綠燈的控制。其控制要求如下：（a）初始狀態全為紅燈。（b）南北紅燈亮并維持25s。在南北紅燈亮的同時，東西綠燈也亮，并維持20s。到20s時，東西綠燈閃亮，閃亮3s后熄滅，在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持2s。到2s時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮。與此同時，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。（c）東西紅燈亮維持30s。南北綠燈亮維持25s，然后閃亮3s再熄滅。同時南北黃燈亮，維持2s后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮。(d)周而復始。其時序如圖10-1所示。實驗原理圖見實驗九中的圖9-1。 圖10-1交通燈控制時序圖五、思考題1.8255的功能是什么？2.如何計算8255的端口地址？ 實驗十一 矩陣鍵盤識別實驗 一、實驗目的（1）掌握4×4矩陣鍵盤的工作原理和鍵盤的掃描方式。（1）掌握鍵盤的去抖方法和鍵盤應用程序的設計。二、實驗設備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。