1、.SCM12單片機組合教具實驗指導書 一、SCM12單片機組合教具簡介SCM12單片機組合教具為深圳職業技術學院最新開發的一套單片機教具。它由多個獨立的功能電路模塊組成，可以自由組合出多個實驗項目以及多種實際工業產品的原理模型，學生在自己動手進行類似搭積木的組合過程中可以直觀地了解單片機系統設計的思路和方法。同時該教具也可以成為學生課程設計或畢業設計的素材，學生可利用它方便地構建自己設計的產品或系統。SCM12單片機組合教具開放式的硬件平臺，啟發式的組合方案，突破了以往學生只能進行驗證性實驗的限制，為單片機教學開拓了更加廣闊的空間。SCM12單片機組合教具主要特點：1、 針對性強。組合時不需要

2、的模塊擱置一旁，避免對實驗造成不良干擾，并使系統結構更加簡明，實驗目的更加清晰。2、 操作性強。大部分連線由實驗者自己連接，增強學生動手能力。3、 擴展性強。模塊沒有限制，學生可以根據自己的想法去實踐，稍微改變或增加一些元器件就有可能組成新的系統，激發創新精神，提高設計能力。依據教學大綱，SCM12單片機組合教具所構成的實驗部分能涵蓋教學大綱要求學生掌握的基本內容，包括硬件原理、程序編制、外圍接口及基本設計技巧等，同時留有大量應用空間，供學生自己開拓創新。SCM12單片機組合教具附帶有二十多個組合實驗方案范例，這些實驗范例與深圳職業技術學院目前使用的單片機教材配套。產品提供了實現這些方案的電路

3、原理圖和模塊連線圖，以及程序源代碼（以光碟形式提供），供教學時參考。本指導書僅是一本速查手冊，主要包括原理圖、連線圖及實驗說明，詳細的操作步驟、流程圖及程序清單請參閱光碟。二、電路模塊劃分（一）模塊清單序號電路模塊名稱主要元器件A01CPU模塊CPU、5V電源輸出A02存儲器模塊62256(RAM)、27256(EPROM)、28256(EEPROM)A03總線接口模塊74LS138、74LS373、74LS245A04總線擴展模塊8155A05LED模塊2組6位LED數碼管，分別為串行和并行驅動A06點陣LED模塊8×8二極管點陣、另8個單獨的發光二極管A07LCD模塊LCD162

4、A08鍵盤模塊4×4鍵陣、4個單獨按鍵（2個硬件去抖）A09A/D模塊ADC0809及其配套電路A10D/A模塊DAC0832及其配套電路、RS232通訊接口A11輸入模塊光電開關、溫度開關、撥動開關、時鐘電路、光敏電阻、溫度傳感器A12輸出模塊繼電器、蜂鳴器、電機、小燈泡A13紅外遙控發射模塊PT2248 紅外發射管及相關電路A14紅外遙控接收模塊PT2249 紅外接收管及相關電路A15DIP20擴展模塊3個20PIN集成塊座A16DIP40擴展模塊40PIN集成塊座、電阻、電容、二極管、三極管座（二）模塊原理圖*;4A01 CPU模塊5A02 存儲器模塊6A03總線接口模塊7A0

5、4總線擴展模塊8A05 LED模塊9A06點陣LED模塊10A07 LCD模塊11A08 鍵盤模塊12A09 A/D模塊13A10 D/A RS232模塊14A11輸入模塊15A12輸出模塊16A13紅外遙控發射模塊17A14紅外遙控接收模塊18A15集成器件擴展模塊 DIP2019A16集成器件擴展模塊 DIP20三、組合實驗方案序號實驗題目功能描述所用電路模塊1單片機開發系統及使用(1)了解單片機開發系統的基本功能，掌握單片機開發系統的使用方法(2)通過對典型程序的調試操作訓練，掌握運用開發系統快速有效地進行調試的基本方法2指令的應用將匯編語言程序下載到單片機開發系統中，單步運行，觀察并記

6、錄實驗板上8個發光二極管的亮滅狀態及相關單元的數據A01、A063信號燈的控制1了解以8031為基礎的單片機實驗系統的基本組成及功能A01、A064信號燈的控制2運行不同的程序，觀察發光二極管的亮滅狀態A01、A06、A085信號燈的控制3信號燈循環顯示，時間間隔為1s用定時器方式編制延時程序，實現信號燈的控制A01、A066數字鐘應用用單片機實現由LED數碼管顯示時、分、秒的數字鐘，并具有用按鍵修改時鐘參數和鬧鐘參數的功能；鬧鐘啟動后能保持一段時間再自動停止A01、A05、A08、A127LCD顯示設計單片機與液晶模塊的連接電路，設計液晶顯示模塊的初始化程序，在液晶顯示模塊上顯示字符消息A0

7、1、A03、A078外部中斷與定時/計數器的應用用8051單片機設計一交通信號燈模擬控制系統，能夠完成正常情況下的輪流放行以及特殊情況和緊急情況下的紅綠燈控制A01、A06、A08、A16249A/D轉換分析ADC0809和單片機的接口方法并編寫程序，要求當調節電位器使輸入模擬電壓發生變化時，最后兩個數碼管顯示對應的變化（顯示內容為00HFFH的16進制數）A01、A03、A05、A0910串行通信題目一：設計電路并編寫程序，完成單片機和單片機之間的通信題目二：設計電路并編寫程序，將PC機鍵盤的輸入發送給單片機，單片機收到PC機發來的數據后，回送同一數據給PC機，并在屏幕上顯示出來A01、A0

8、5、A08、A1011溫度控制器的設計與調試用MCS-51單片機設計一個溫控系統。要求具有對環境溫度進行實時測量，當外界溫度高于設定最高溫度時，啟動風扇降溫；當外界溫度低于指定最低溫度時，將發出報警聲A01、A05、A08、A11、A1212片外RAM對信號燈的控制及可編程I/O的應用初步認識51單片機擴展片外RAM所使用的芯片6264的管腳排列，以及與單片機的連接關系；初步分析8155與單片機的連接及三個I/O口與外部LED的關系A01、A02、A03、A04、A0613簡易秒表的制作學會如何編制含LED動態顯示，鍵盤掃描和定時器中斷等多種功能的綜合程序，初步體會大型程序的編制和調試技巧A0

9、1、A05、A0814三選二選擇器三個裁判各控制一個按鈕，按下表示該裁判認可通過，則對應的指示燈亮；總裁判控制一個復位按鈕，按下時，表示下一次表決開始；當滿足3選2條件時，PASS燈亮A01、A06、A0815動態數碼管顯示用8031控制6個LED數碼管以一定的速度將一組字符向左移動M遍后又向右移動N遍，并循環不止A01、A0516信號發生器用8051與DAC0832組成信號發生器，產生三角波（或矩形波），用示波器觀察，或用萬用表測量，設定參數，使輸出波形、輸出電壓和周期符合規定A01、A1017外部中斷源擴展利用8031的一個外部中斷源，擴展成四個中斷源，設定四個中斷指示燈，當某個中斷源產生

10、中斷后，對應的指示燈閃爍N次A01、A06、A08、A1518紅外遙控器在發送電路中按不同的鍵，則接收電路對應的指示LED亮A01、A06、A13、A1419計算器進行普通8位十進制數加減法運算，并顯示結果，數字由鍵盤輸入A01、A05、A0820電機轉速控制通過鍵盤輸入轉速的數值，經D/A轉換變成模擬信號控制電機的轉速A01、A05、A08、A10、A1221籃球比賽計分器通過鍵盤輸入比分，顯示在LED上A01、A05、A0822搶答計分顯示序號幾個人同時搶答，誰先按下，誰的指示燈亮并顯示序號A01、A05、A06、A0823電子廣告牌、滾動顯示將文字或圖案通過8×8二極管點陣顯示

11、出來，并實現幾個內容滾動顯示A01、A0624洗衣機模型模仿洗衣機的工作原理A01、A06、A08、A11、A12四、實驗指導實驗1 單片機開發系統及使用（略，參見光碟）實驗2 指令的應用（一）實驗說明將匯編語言程序下載到單片機開發系統中，單步運行，觀察實驗板上8個發光二極管的亮滅狀態及相關單元的數據。（二） 實驗連線表A01A06連接1+5V/GND+5V/GND連接2P1.0-P1.7LED1-LED824實驗2原理圖實驗3 信號燈的控制1（一）實驗說明1. 了解以8031為基礎的單片機實驗系統的基本組成及功能。2. 通過最小應用系統實例了解單片機的基本工作過程。（二） 實驗連線表A01A

12、06連接1+5V/GND+5V/GND連接2P1.0-P1.7LED1-LED8252726實驗3原理圖實驗4 信號燈的控制2（一）實驗說明1. 運行不同的程序，觀察發光二極管的亮滅狀態。2. 掌握匯編語言程序的基本結構。3. 了解匯編語言程序設計的基本方法和思路。（二） 實驗連線表A01A06A08連接1+5V/GND+5V/GND+5V/GND連接2P1.0-P1.7LED1-LED8連接3P3.4KD12728實驗4原理圖實驗5 信號燈的控制3（一）實驗說明信號燈循環顯示，時間間隔為1S 用定時器方式編制延時程序，實現信號燈的控制。1. 通過定時器程序調試，學會定時器方式1的使用2. 通

13、過中斷程序調試，熟悉中斷的基本概念（二） 實驗連線表A01A06連接1+5V/GND+5V/GND連接2P1.0-P1.7LED1-LED82930實驗5原理圖實驗6 數字鐘應用電路（一）實驗說明用單片機實現由LED數碼管顯示時、分、秒的數字鐘，并具有用按鍵修改時鐘參數和鬧鐘參數的功能；鬧鐘啟動后能保持一段時間再自動停止1. 掌握LED顯示、鍵盤、定時/計數器綜合應用程序的設計與分析方法。2. 掌握運用開發系統調試LED顯示、鍵盤及定時/計數應用程序的基本方法。用K1、K5、K9號鍵作為時鐘、鬧鐘參數修改功能選擇鍵與+1功能鍵。其中：K1鍵：作為時鐘參數修改功能選擇鍵。按一次修改秒，按二次修改

14、分，按三次修改小時，按四次確認修改完畢。K5鍵：作為鬧鐘時間參數設置功能選擇鍵。按一次設置分，按二次設置小時，按三次確認設置完畢。K9鍵：+1功能鍵，每按一次將根據K1、 K5鍵的選擇結果將相應單元內容加1。修改“時”時，加到23后“清0”，再加1；修改“分”時，加到59后“清0”，再加1。（二） 實驗連線表A01A05A08A12連接1+5V/GND+5V/GND+5V/GND+5V/GND連接2P1.0SCL連接3P1.1SDA連接4GNDKC1連接5P1.2KR1連接6P1.3KR2連接7P1.4KR3連接8P1.5CBP3132實驗6原理圖實驗7 LCD顯示電路（一）實驗說明設計單片機

15、與液晶模塊的連接電路，液晶顯示模塊的初始化程序，在液晶顯示模塊上顯示字符消息1、 掌握LCD顯示基本原理和LCD控制方法。2、 掌握LCD顯示與單片機的接口電路，軟件設計方法。3、 注意調節可變電阻器以得到最佳的LCD顯示效果。（二）實驗連線表連接方式1A01A07連接1+5V/GND+5V/GND連接2P1.0-P1.7DB0-DB7連接3P3.0RS連接4P3.1RW連接5P3.2E注：方式1連接時，需要將跳線設置為與E端接通。連接方式2A01A03A07連接1+5V/GND+5V/GND+5V/GND連接2P0.0-P0.7D0-D7連接3P2.5-P2.7A-C連接4ALEALE連接5

16、RDRDRD連接6PSENPSEN連接7WRWR連接833DB0-DB7DB0-DB7連接9Y4CS連接10A0RS連接11A1RW注：方式2連接時，需要將跳線設置為與CS端接通。3435實驗7連接方式1原理圖36實驗7連接方式2原理圖實驗8 外部中斷與定時/計數器的應用（一）實驗說明用8051單片機設計一交通信號燈模擬控制系統，能夠完成正常情況下的輪流放行以及特殊情況和緊急情況下的紅綠燈控制。1掌握單片機中斷系統、定時/計數器的編程應用。2通過對交通燈控制程序的編寫與調試，掌握中斷程序的結構。3進一步熟練使用開發系統的各種調試方法。4正常情況下A、B道（A、B道交叉組成十字路口，A是主道，B

17、是支道）輪流放行，A道放行1分鐘（其中5秒用于警告），B道放行30秒（其中5秒用于警告）。5一道有車而另一道無車時，使有車車道放行，K5鍵按下表示A道有車，K1鍵按下表示B道有車。6K9鍵按下表示有緊急車輛通過時，A、B道均為紅燈。控制碼表P1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0控制碼(P1口數據)狀態說明(空)(空)B線綠燈B線黃燈B線紅燈A線綠燈A線黃燈A線紅燈11111111110111100011011110111100F3HF5HDEHEEHA線放行，B線禁止A線警告，B線禁止A線禁止，B線放行A線禁止，B線警告（二） 實驗連線表A01A06A08A15連接1

18、+5V/GND+5V/GND+5V/GNDU1P20/U1P7連接2GNDKC1連接3P1.0-P1.5LED1-LED6連接4INT0KR1連接5T0KR2U1P1連接6T1KR3U1P2連接7INT1U1P3注：74LS08安裝在A15模塊的U1位置,上對齊。3738實驗8原理圖實驗9 A/D轉換（一）實驗說明分析ADC0809和單片機的接口方法并編寫程序，要求當調節電位器使輸入模擬電壓發生變化時，最前面兩個數碼管顯示對應的變化（顯示內容為00HFFH的16進制數）1了解ADC0809的工作原理。2掌握單片機與ADC0809的接口技術，能夠熟練完成電路制作。3熟悉CPU用中斷和查詢方式讀取

19、A/D轉換結果的程序設計方法。（二） 實驗連線表A01A03A05A09連接1+5V/GND+5V/GND+5V/GND+5V/GND連接2P0.0-P0.7D0-D7連接3P2.5-P2.7A-C連接4RDRDRD連接5WRWR連接6ALEALEALE連接7PSENPSEN連接8INT1INT連接9P1.0SCL連接10P1.1SDA連接11DB0-DB7DB0-DB7連接12Y3CS連接13ANASIG,IN0連接14A0-A2ADD-AADD-C3940實驗9原理圖實驗10 串行通信（一）實驗說明題目一：設計電路并編寫程序，完成單片機和單片機之間的通信，要求如下：1）甲機發送鍵盤輸入的鍵

20、號，乙機接收鍵號，并在最右邊的LED以十六進制的方式顯示出來。2） 通信協議為：通信雙方以方式1工作，9600，N，8，1。題目二：設計電路并編寫程序，將PC機鍵盤的輸入發送給單片機，單片機收到PC機發來的數據后，回送同一數據給PC機，并在屏幕上顯示出來。具體要求如下：1）PC機與單片機通信正常，屏幕上顯示的字符與所鍵入的字符相同。2）通信協議為：9600，N，8，1。1、復習掌握定時器的功能和編程使用。2、熟悉MCS-51單片機串行口的各種功能。3、掌握串行通信的重要指標：字符幀和波特率的設定方法。4、會編寫單片機串行通信的程序。注意：和PC機通訊必須要用11.0592M的晶振，否則收到的數

21、據不準確。（二） 實驗連線表題目1(1)A01(1)A08(2)A01(2)A05連接1+5V/GND+5V/GND+5V/GND+5VGND連接2P1.0-P1.3KR1-KR4連接3P1.4-P1.7KC1-KC4連接4TXDRXD連接5RXDTXD連接6P1.0SCL連接7P1.1SDA41題目2A01A05A10PC機連接1+5V/GND+5V/GND+5V/GND連接2TXDTXD連接3RXDRXD連接4P1.0SCL連接5P1.1SDA連接6J1DB9接口4243實驗10題目一原理圖44實驗10題目二原理圖實驗11 溫度控制器的設計與調試（一）實驗說明用MCS-51單片機設計一個溫

22、控系統。要求具有對環境溫度進行實時測量，二位LED數碼管顯示測量的實時溫度，可以設定最高限報警溫度值和最低限報警溫度值。當外界溫度高于設定最高溫度時，啟動風扇降溫；當外界溫度低于指定最低溫度時，將發出報警聲，并點亮報警指示燈。1掌握單線數字溫度傳感器DS18B20的測量原理、特性以及在溫度測量中的硬件和軟件設計。2掌握運用開發系統調試溫控系統應用程序的基本方法。用K1、K2鍵作為溫度最高限、最低限的設定功能鍵；K3、K4鍵作為溫度值設定的增加和減小功能鍵。K1鍵：作為最高限溫度的設定功能鍵。按一次進入最高限溫度設定狀態，選擇最高限溫度值后，再按一次確認設定完成。K2鍵：作為最低限溫度的設定功能

23、鍵。按一次進入最低限溫度設定狀態，選擇最低限溫度值后，再按一次確認設定完成。K3鍵：+1功能鍵，每按一次將溫度值加1，范圍從1到99。K4鍵：-1功能鍵，每按一次將溫度值減1，范圍從99到1（二） 實驗連線表A01A05A08A11A12連接1+5V/GND+5V/GND+5V/GND+5V/GND+5V/GND連接2P3.6SDA連接3P3.7SCL連接4P1.0-P1.3KR1-KR4連接5P1.4-P1.7KC1-KC4連接6P3.2DQ連接7P3.3CBP連接8P3.4CPL連接9P3.5CPM_O 4846實驗11原理圖實驗12 片外RAM對信號燈的控制及可編程I/O的應用（一）實驗

24、說明初步認識51單片機擴展片外RAM所使用的芯片6256的管腳排列，以及與單片機的連接關系；初步分析8155與單片機的連接及三個I/O口與外部LED的關系。1、掌握擴展片外RAM的方法及使用2、熟悉8155可編程接口芯片的內部組成3、掌握8155初始化的方法及I/O口的使用4、了解8155內部定時器和RAM的編程使用5、認識片外RAM及8155相關地址的確定（二） 實驗連線表題目1:A01A02A03A06連接1+5V/GND+5V/GND+5V/GND+5V/GND連接2+5VPSEN連接3P2.0-P2.6A8-A14 連接4WRWR連接5RDRDRD連接6PSENPSEN連接7P2.5-

25、P2.7A-C連接8P0.0-P0.7D0-D7連接9ALEALE連接10P1.0-P1.7LED1-LED8連接11DB0-DB7DB0-DB7連接12A0-A7A0-A7連接13CS0Y0注：做此實驗前，需要在仿真器的集成開發環境中，在“設置”菜單“數據存儲器映像”命令中，將數據存儲器映像到“目標系統”。題目2:A01A03A04A06連接1+5V/GND+5V/GND+5V/GND+5V/GND連接2P0.0-P0.7D0-D7連接3P2.5-P2.7A-C連接4ALEALEALE連接5RDRDRD連接6PSENPSEN連接7WRWR連接8P2.2IO/M連接9RESETRESET連接1

26、0DB0-DB7A0-A7連接11Y2CE連接12PA0-PA3LED1-LED4連接13PB0-PB3LED5-LED85149實驗12題目1原理圖題目1電路圖50實驗12題目2原理圖實驗13 簡易秒表的制作（一）實驗說明1、利用單片機定時器中斷和定時器計數方式實現秒、分定時。2、通過LED顯示程序的調整，熟悉8051與LED的接口技術及LED動態顯示的控制過程。3、通過鍵盤程序的調整，熟悉鍵盤掃描原理。4、學會如何編制含LED動態顯示，鍵盤掃描和定時器中斷等多種功能的綜合程序，初步體會大型程序的編制和調試技巧。5、以K1、K5、K9三個鍵分別實現啟動、停止、清零等功能。用動態顯示方式實現秒

27、表計時顯示。（二） 實驗連線表A01A05A08連接1+5V/GND+5V/GND+5V/GND連接2P1.0SCL連接3P1.1SDA連接4P1.2-P1.4KR1-KR3連接5GNDKC15152實驗13原理圖實驗14 三選二選擇器（一）實驗說明三個裁判各控制一個按鈕，按下表示該裁判認可通過，則對應的指示燈亮；總裁判控制一個復位按鈕，按下時，表示下一次表決開始；當滿足3選2條件時，PASS燈亮。三個裁判按鍵：K1，K5，K9總裁判按鍵：K13（二） 實驗連線表A01A06A08連接1+5V/GND+5V/GND+5V/GND連接2GNDKC1連接3P1.0-P1.3KR1-KR4連接4P1

28、.4-P1.7A0-A35354實驗14原理圖實驗15 動態數碼管顯示（一）實驗說明用8031控制6個LED數碼管以一定的速度將一組字符向左移動M遍后又向右移動N遍，并循環不止。（二） 實驗連線表A01A05連接1+5V/GND+5VGND連接2P1.0-P1.7A-DP連接3P3.0-P3.5PWR1-PWR65556實驗15原理圖實驗16 信號發生器（一）實驗說明用8051與DAC0832組成信號發生器，產生三角波（或矩形波），用示波器觀察，或用萬用表測量，設定參數，使輸出波形、輸出電壓和周期符合規定。（二） 實驗連線表A01A10連接1+5V/GND+5V/GND連接2P0.0-P0.7

29、DB0-DB7連接3WRWR連接4P2.7CS6058實驗16原理圖58實驗17 外部中斷源擴展（一）實驗說明利用8031的一個外部中斷源，擴展成四個中斷源，設定四個中斷指示燈，當某個中斷源產生中斷后，對應的指示燈點亮。四個中斷源為4*4鍵陣的K1、K5、K9、K13四個按鍵。（二） 實驗連線表A01A06A08A15連接1+5V/GND+5V/GND+5V/GNDU1P20/U1P7連接2GNDKC1連接3P1.4-P1.7LED1-LED4連接4P1.0KR1U1P1連接5P1.1KR2U1P2連接6P1.2KR3U1P4連接7P1.3KR4U1P5連接8U1P3,U1P15連接9U1P6

30、,U1P16連接10INT0U1P14注：74LS08安裝在A15模塊的U1位置，上對齊。5960實驗17原理圖實驗18 紅外遙控器（一）實驗說明在發送電路中按不同的鍵，則接收電路對應的指示LED亮。（二） 實驗連線表A01A06A13A14連接1+5V/GND+5V/GND+5V/GND+5V/GND連接2P2.0-P2.7LED1-LED7連接3P1.0-P1.5K1-K6連接4GNDC2,C36162實驗18紅外發射原理圖63實驗18紅外接收原理圖實驗19 計算器（一）實驗說明進行普通6位十進制數加減法運算，可進行連加連減，并顯示結果，數字由鍵盤輸入。鍵盤定義 K1-K4：7、8、9、退

31、出；K5-K8：4、5、6、清屏；K9-K12：1、2、3、刪除；K13-K16：0、確認、加、減。（二） 實驗連線表A01A05A08連接1+5V/GND+5VGND+5VGND連接2P1.0-P1.3KR1-KR4連接3P1.4-P1.7KC1-KC4連接4P3.0SDA連接5P3.1SCL6465實驗19原理圖實驗20 電機轉速控制（一）實驗說明通過鍵盤輸入轉速的數值，經D/A轉換變成模擬信號控制電機的轉速。K1-K8為電機正轉時的調速按鍵。（二） 實驗連線表A01A05A08A10A12連接1+5V/GND+5V/GND+5V/GND+5V/GND+5V/GND連接2GNDPM-連接3P1.0-P1.3KR1-KR4連接4P1.4-P1.7KC1-KC4連接5P0.0-P0.7DB0-DB7連接6WRWR連接7P2.7CS連接8P3.0SDA連接9P3.1SCL連接1