1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)單片機(jī)原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué) 院：信息科學(xué)與工程學(xué)院班 級：學(xué) 號：姓 名：指導(dǎo)老師：目錄 TOC o 1-3 h z u 第一章 綜述單片機(jī)也被稱為（Microcontroller），是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用發(fā)展而來。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個(gè)芯片中，使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。INTEL的Z80是最早按照這種思想設(shè)計(jì)出的處理器，從此以后，單片機(jī)和專用處理器的

2、發(fā)展便分道揚(yáng)鑣。單片機(jī)是靠程序運(yùn)行的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨(dú)特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。一個(gè)不是很復(fù)雜的功能要是用美國50年代開發(fā)的74系列，或者60年代的CD4000系列這些純硬件來搞定的話，電路一定是一塊大PCB板！但是如果要是用美國70年代成功投放市場的系列單片機(jī)，結(jié)果就會(huì)有天壤之別！只因?yàn)閱纹瑱C(jī)的通過你編寫的程序可以實(shí)現(xiàn)高智能，高效率，以及高可靠性！單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，經(jīng)歷了SCM、MCU、SoC三大階段。 1.SCM即（Single Chip Microcomputer）階段，主要是

3、尋求最佳的單片形態(tài)嵌入式系統(tǒng)的最佳體系結(jié)構(gòu)。“創(chuàng)新模式”獲得成功，奠定了SCM與通用計(jì)算機(jī)完全不同的發(fā)展道路。在開創(chuàng)嵌入式系統(tǒng)獨(dú)立發(fā)展道路上，Intel公司功不可沒。2.MCU即微控制器（Micro Controller Unit）階段，主要的技術(shù)發(fā)展方向是：不斷擴(kuò)展?jié)M足嵌入式應(yīng)用時(shí)，對象系統(tǒng)要求的各種外圍電路與接口電路，突顯其對象的智能化控制能力。它所涉及的領(lǐng)域都與對象系統(tǒng)相關(guān)，因此，發(fā)展MCU的重任不可避免地落在電氣、電子技術(shù)廠家。從這一角度來看，Intel逐漸淡出MCU的發(fā)展也有其客觀因素。在發(fā)展MCU方面，最著名的廠家當(dāng)數(shù)Philips公司。 Philips公司以其在嵌入式應(yīng)用方面的巨

4、大優(yōu)勢，將MCS-51從單片微型計(jì)算機(jī)迅速發(fā)展到微控制器。因此，當(dāng)我們回顧嵌入式系統(tǒng)發(fā)展道路時(shí)，不要忘記Intel和Philips的歷史功績。 3.單片機(jī)是嵌入式系統(tǒng)的獨(dú)立發(fā)展之路，向MCU階段發(fā)展的重要因素，就是尋求應(yīng)用系統(tǒng)在芯片上的最大化解決；因此，專用單片機(jī)的發(fā)展自然形成了SoC化趨勢。隨著微電子技術(shù)、IC設(shè)計(jì)、EDA工具的發(fā)展，基于SoC的會(huì)有較大的發(fā)展。因此，對單片機(jī)的理解可以從單片微型計(jì)算機(jī)、單片微控制器延伸到單片應(yīng)用系統(tǒng)。MCS51系列微控制器應(yīng)用廣泛，在家電、汽車甚至航空等領(lǐng)域都有其活躍的身影。然而，普通51系列微控制器內(nèi)部資源有限，像我用Proteus構(gòu)建微控制器虛擬實(shí)驗(yàn)室選

5、用的AT89C52只有三個(gè)定時(shí)器、一個(gè)全雙工的串行口和中斷控制，并且其數(shù)據(jù)處理能力有限，不適合對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜分析和運(yùn)算。因此，在不重新選型(可選用SoC)的前提下，為實(shí)現(xiàn)我們所需要的功能，就需要進(jìn)行外圍擴(kuò)展。針對微控制器的特點(diǎn)，我們首先考慮串行擴(kuò)展，因?yàn)槲⒖刂破鞯腎/O引腳有限，并行擴(kuò)展一則外圍芯片面積比較大，二則對抑制EMI不利。第二章 實(shí)驗(yàn)要求學(xué)習(xí)Keil C51集成開發(fā)工具的操作及調(diào)試程序的方法，包括：仿真調(diào)試與脫機(jī)運(yùn)行間的切換方法；熟悉TD-51單片機(jī)系統(tǒng)板及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及使用；進(jìn)行MCS51單片機(jī)指令系統(tǒng)軟件編程設(shè)計(jì)與硬件接口功能設(shè)計(jì)；學(xué)習(xí)并掌握Keil C51與Proteus

6、仿真軟件聯(lián)機(jī)進(jìn)行單片機(jī)接口電路的設(shè)計(jì)與編程調(diào)試；完成指定MCS51單片機(jī)綜合設(shè)計(jì)題下面主要分為軟件和硬件部分來介紹軟件部分：清零程序與拆字程序設(shè)計(jì)拼字程序與數(shù)據(jù)傳送程序設(shè)計(jì) 排序程序與散轉(zhuǎn)程序設(shè)計(jì)硬件部分：靜態(tài)存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)要求：閱讀、驗(yàn)證C語言程序功能。使用匯編語言編程，完成實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書之“4.2 FLASH存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)”實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（P60）。數(shù)字量輸入輸出實(shí)驗(yàn)LED燈控制（使用8255接口芯片）要求：使用匯編語言編程，功能為：通過KK1實(shí)現(xiàn)LED燈工作方式即時(shí)控制，完成LED開關(guān)控制顯示和LED燈左循環(huán)、右循環(huán)、間隔閃爍功能。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)要求：由單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器1，按方式1工作，即作為

7、16位定時(shí)器使用每0.05秒鐘T1溢出中斷一次。P1口的P1.0-P1.7分別接八個(gè)發(fā)光二極管。編寫程序模擬時(shí)序控制裝置。開機(jī)后第一秒鐘L1，L3亮，第二秒鐘L2，L4亮，第三秒鐘L5，L7亮，第四秒鐘L6，L8亮，第五秒鐘L1，L3，L5，L7亮，第六秒鐘L2，L4，L6，L8亮，第七秒鐘八個(gè)LED燈全亮，第八秒鐘全滅，以后又從頭開始，L1，L3亮，然后L2，L4亮一直循環(huán)下去。/、/轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)要求：Proteus環(huán)境下完成小鍵盤給定（并顯示工作狀態(tài)），選擇信號源輸出波形類型（D/A轉(zhuǎn)換方式），經(jīng)過A/D采樣后，將采樣數(shù)據(jù)用LED燈，顯示當(dāng)前模擬信號值大小及變化狀態(tài)。串行通訊實(shí)驗(yàn)要求：Prot

8、eus環(huán)境下完成利用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)通訊。功能要求：將從實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)鍵盤上鍵入的數(shù)字，字母顯示到PC機(jī)顯示器上，將PC機(jī)鍵盤輸入的字符（0-F）顯示到單片機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的數(shù)碼管上。第三章 軟件設(shè)計(jì)1清零程序 因?yàn)榍辶憧床怀鲂Ч矢臑槿繉憺?1，從7000-8000H空間。程序如下： ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN:MOV DPTR,#7000H;片內(nèi)RAM首地址 MOV A, #01H;寫入數(shù)據(jù)初值 MOV R6, #20H;循環(huán)變量LOOP2:MOV R7, #80H LOOP1:MOVX DPTR, A;寫數(shù)據(jù)到RAMINC DPTR;地址加1D

9、JNZ R7, LOOP1DJNZ R6, LOOP2SJMP $END結(jié)果如下：單步運(yùn)行下，第一步為：最后一步為： 8000h為02. 拆字程序流程圖為程序如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV DPTR,#7000H ; MOV A,#12H ; MOVX DPTR,A ; RR A ;RR A ;RR A ;RR A ;ANL A,#0FH ; 高位送7001H低位MOV DPTR,#7001H ; MOVX DPTR,A ;MOV DPTR,#7000H ;MOVX A,DPTR ;ANL A,#0FH ; 低位送7002H低位 MOV DPTR,

10、#7002H ;MOVX DPTR,A ;SJMP $ ;設(shè)置斷點(diǎn), 觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的內(nèi)容END結(jié)果如下：3拼字程序流程圖如下：程序如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV DPTR,#7000H ; MOV A,#01H ; MOVX DPTR,A ;ANL A,#0FH ;屏蔽高位SWAP A ;MOV B,A ;MOV DPTR,#7001H ;送7001HMOV A,#0AH ;MOVX DPTR,A ;ANL A,#0FH ;ORL A,B ;拼送后送7002HMOV DPTR,#7002H ;MOVX DPTR,A ;SJMP $ ;設(shè)置斷點(diǎn),

11、觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的內(nèi)容END結(jié)果如下：4. 數(shù)據(jù)傳送程序設(shè)計(jì)把（R2,R3）源RAM中首地址內(nèi)的（R6,R7）個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)傳送到（R4,R5）目的RAM中。流程圖如下程序：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV R2,#70H; MOV R3,#00H ;源地址MOV R4,#71H ; MOV R5,#00H ;目的地址MOV R6,#00H ; MOV R7,#07H ;傳送個(gè)數(shù)MOV R1,#10H ;MOV R0,#07H ;MOV DPH,R2 ;MOV DPL,R3 ;MOV A,R1 ;L0: MOVX DPTR,A ;INC DPTR ;DJNZ R

12、0,L0 ;賦值L2: MOV R7,#0FFH ;L1: MOV DPH,R2 ; MOV DPL,R3 ; MOVX A,DPTR ;INC DPTR ;MOV R2,DPH ;MOV R3,DPL ;MOV DPH,R4 ;MOV DPL,R5 ;MOVX DPTR,A ;INC DPTR ;MOV R4,DPH ;MOV R5,DPL ;DJNZ R7,L1 ;DJNZ R6,L2 ;SJMP $END結(jié)果如下：把7000h中的8個(gè)數(shù)據(jù)發(fā)給7100h中：5. 排序程序程序如下：ESELSORT :MOV R7,N DEC R7ESST1 :MOV A,R7 MOV R6,A MOV D

13、PL,ADDPL MOV R1,DPL MOV DPH,ADDPH MOV R0,DPH MOVX A,DPTR MOV B,AESST2 :INC DPTR MOVX A,DPTR CLR C SUBB A,B JC ESST3 MOV R0,DPL MOV R1,DPH MOVX A,DPTR MOV B,AESST3 :DJNZ R6,ESST2 MOVX A,DPTR XCH A,B MOVX DPTR,A MOV DPL,R0 MOV DPH,R1 MOV A,B MOVX DPTR,A DJNZ R7,ESST1 RET6. 散轉(zhuǎn)程序流程圖如下：程序如下： ORG 0000H LJ

14、MP MAIN ORG 0100HMAIN: MOV R0,#02 MOV A,R0 RL A ADD A,R0 MOV DPTR,#TA JMP A+DPTRTA: LJMP PM0 LJMP PM1 LJMP PM2LJMP PM3PM0: MOV R1,#01H LJMP MAINPM1: MOV R2,#02H LJMP MAINPM2: MOV R3,#03H LJMP MAINPM3: MOV R4,#04H LJMP MAINOVER: SJMP $ END結(jié)果如下：當(dāng)修改A=02h時(shí)跳轉(zhuǎn)到pwm2 即使R1=03當(dāng)修改A=00時(shí)即使R1=01，結(jié)果如下：第四章 硬件設(shè)計(jì)硬件部分

15、我主要做了三個(gè)實(shí)驗(yàn)，前兩個(gè)是用c完成的，后一個(gè)是同學(xué)指導(dǎo)用匯編完成的，個(gè)人覺得用c來做程序還是比會(huì)變簡單明了很多，而且原理也是一樣的。數(shù)字量輸入輸出實(shí)驗(yàn)任務(wù)：通過KK1實(shí)現(xiàn)LED燈工作方式即時(shí)控制，完成LED開關(guān)控制顯示和LED燈左循環(huán)、右循環(huán)、間隔閃爍功能。（要求一定要用到8255）1）硬件構(gòu)造如下：因?yàn)橐尤?255，所以在硬件與程序中還是遇到了一些小麻煩的，在protus7.0中的8255是有問題的，后來轉(zhuǎn)為7.5才好，可是在實(shí)際中又運(yùn)行不了，只能仿真。2）程序如下：#includeunsigned char count;sbit A0=P20;sbit A1=P21;sbit WR_8

16、255=P23;sbit CS=P24;sbit RESET_8255=P22;void SendData(unsigned char dat);void delay(void) unsigned char a,b,c; for(c=19;c0;c-) for(b=20;b0;b-) for(a=130;a0;a-);void main() unsigned char i,value;IT0=1; /設(shè)置外部中斷0下降沿觸發(fā)EX0=1; /允許外部中斷0EA=1; /開總中斷RESET_8255=1; /上電復(fù)位8255for(i=0;i10;i+);RESET_8255=0;WR_8255=

17、0; /設(shè)置8255A口輸出工作方式A0=1;A1=1;P0=0 x80;CS=0;for(i=0;i10;i+);WR_8255=1;CS=1;while(1) if(count=0) value=0 x01;for(i=0;i8;i+) /左移SendData(value); delay();SendData(0 x00); value=value1; if(count=1) value=0 x80;for(i=0;i1;if(count=2) SendData(0 xFF); /閃爍delay();SendData(0 x00);delay(); /外部中斷0中斷服務(wù)程序，用于選擇LED

18、的方式void extra() interrupt 0 count=(count+1)%3;/向8255的A口寫一個(gè)數(shù)據(jù)void SendData(unsigned char dat)unsigned char i;WR_8255=0;A0=0;A1=0;P0=dat;CS=0;for(i=0;i10;i+);WR_8255=1;CS=1;2. 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)定時(shí)器控制LED燈要求：由單片機(jī)內(nèi)部定時(shí)器1，按方式1工作，即作為16位定時(shí)器使用每0.05秒鐘T1溢出中斷一次。P1口的P1.0-P1.7分別接八個(gè)發(fā)光二極管。編寫程序模擬時(shí)序控制裝置。開機(jī)后第一秒鐘L1，L3亮，第二秒鐘L2，L4

19、亮，第三秒鐘L5，L7亮，第四秒鐘L6，L8亮，第五秒鐘L1，L3，L5，L7亮，第六秒鐘L2，L4，L6，L8亮，第七秒鐘八個(gè)LED燈全亮，第八秒鐘全滅，以后又從頭開始，L1，L3亮，然后L2，L4亮一直循環(huán)下去。1）硬件構(gòu)造如下：2）程序如下：#includeunsigned char count;void main()unsigned char value, i;TMOD=0 x01; TH0=0 x4C; TL0=0 x00; ET0=1;PT0=1; EA=1; TR0=1;while(1) if( count=20) P1=05H; if (count=40) P1=0AH; if

20、 (count=60) P1=50H; if (count=80) P1=0A0H; if (count=100) P1=55H; if (count=120) P1=0AAH; if (count=140) P1=0FFH; if (count=160) P1=00H; count=0;void Timer0()interrupt 1TR0=0; TH0=0 x4C; TL0=0 x00;TR0=1;count+;3. /、/轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)要求：Proteus環(huán)境下完成小鍵盤給定（并顯示工作狀態(tài)），選擇信號源輸出波形類型（D/A轉(zhuǎn)換方式），經(jīng)過A/D采樣后，將采樣數(shù)據(jù)用LED燈，顯示當(dāng)前模擬信號值

21、大小及變化狀態(tài)。1）硬件構(gòu)造如下：2）程序如下：PRO_DA EQU 7FFFHPRO_AD EQU 0BFFFH ORG 0000H SJMP MAIN ORG 001BH LJMP KEYSCAN ORG 0030HMAIN: SETB EA SETB EX1 SETB IT1 MOV P1,#0FH MOV R5,#0FFHTEST: MOV R5,#03H CJNE R5,#01H,L1 LCALL SQUARE AJMP TESTL1: CJNE R5,#02H,L2 LCALL TRIANGLE AJMP TESTL2: CJNE R5,#03H,L3 LCALL SAWTOOTH

22、L3: AJMP TEST ;鍵盤掃描中斷KEYSCAN: ACALL T12MS ;MOV R6,A ACALL SCAN JNZ KEY1 SJMP EXITKEY1: MOV R2,A MOV R3,#07FH MOV R4,#03HLOOP1: MOV P1,R3 MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH JNZ KEY2 MOV A,R3 RR A MOV R3,A DJNZ R4,LOOP1 SJMP EXITKEY2: DEC R4 CJNE R2,#01H,LOOP3 MOV A,#01H SJMP LOOP6LOOP3: CJNE R2,#02H,LOOP4 MOV

23、 A,#04H SJMP LOOP6LOOP4:CJNE R2,#04H,LOOP5 MOV A,#07H SJMP LOOP6LOOP5:CJNE R2,#08H,LOOP6 MOV A,#0AHLOOP6:ADD A,R4 MOV R5,A MOV P1,#0FH ;MOV A,R6EXIT: RETI ;延時(shí)后再次掃描有無按鍵按下 SCAN: MOV P1,#0FH MOV A,P1 CPL A ANL A,#0FH RETT12MS:MOV R7,#15H ;12MSTM: MOV R6,#0FFH DJNZ R6,$ DJNZ R7,TM RET ;D/A產(chǎn)生方波SQUARE: MO

24、V DPTR,#PRO_DA MOV A,#0FFH MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0BFFFH MOVX DPTR,A ACALL DELAY MOV A,#00H MOV DPTR,#PRO_DA MOVX DPTR,A MOV DPTR,#0BFFFH MOVX DPTR,A ACALL DELAY RETDELAY:MOV R0,#27H DEL1: MOV R1,#0FFH DJNZ R1,$ DJNZ R0,DEL1 RET ;D/A產(chǎn)生三角波 時(shí)鐘500KHz 幅值1mv 掃描周期20msTRIANGLE:MOV A,#00HTLOOP:MOV DPTR,#PRO_

25、DA MOVX DPTR,A MOV DPTR,#PRO_AD MOVX DPTR,A CJNE A,#0FFH,TLOOP2COUNT1:DEC A MOV DPTR,#PRO_DA MOVX DPTR,A MOV DPTR,#PRO_AD MOVX DPTR,A CJNE A,#00H,COUNT1 SJMP EXIT1TLOOP2:INC A AJMP TLOOPEXIT1:RET ;D/A產(chǎn)生鋸齒波SAWTOOTH: MOV A,#00HSLOOP:MOV DPTR,#PRO_DA MOVX DPTR,A MOV DPTR,#PRO_AD MOVX DPTR,A INC A CJNE

26、A,#00H,SLOOP RET END4.靜態(tài)存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)1）程序如下：ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN:MOV8EH,02HMOV P1,# 0FFH CLR A MOV P1,A MOV R7,#10HMOV R0,#30HMOV A,#00HLOOP0: MOV R0,AINC R0INC ADJNZ R7,LOOP0MOV R7,#10HMOV R0,#30H MOV R1,#40HMOV DPTR,#0000HLOOP1:MOV A,R0MOVX DPTR,AMOV R2,A MOVX A,DPTR00結(jié)果如下：當(dāng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)正確時(shí)，則在硬件端顯示紅燈

27、亮，若拔掉一根線使得傳輸錯(cuò)誤的話則顯示黃燈亮。5 串行通信軟件設(shè)計(jì)對這個(gè)實(shí)驗(yàn)不是很熟悉，參考資料得到以下流程圖。 寫數(shù)據(jù)讀數(shù)據(jù)1）硬件如下：2）程序如下：ORG 0000HAJMP MAINORG 0023HAJMP URTORG 0030HMAIN:mov p1,#00hLCALL URTINITSTART:MOV P0,#0FHMOV A,P0CPL AANL A,#0FHJZ STARTLCALL DELAYMOV P0,#0FHMOV A,P0ANL A,#0FHMOV R7,AMOV P0,#0F0HMOV A,P0ANL A,#0F0HORL A,R7CJNE A,#0EEH,K1

28、MOV A,#30HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK1:CJNE A,#0DEH,K2MOV A,#31HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK2:CJNE A,#0BEH,K3MOV A,#32HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK3:CJNE A,#7EH,K4MOV A,#33HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK4:CJNE A,#0EDH,K5MOV A,#34HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK5:CJNE A,#0DDH,K6MOV A,#35HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK6:CJNE

29、 A,#0BDH,K7MOV A,#36HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK7:CJNE A,#7DH,K8MOV A,#37HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK8:CJNE A,#0EBH,K9MOV A,#38HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIK9:CJNE A,#0DBH,KAMOV A,#39HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIKA:CJNE A,#0BBH,KBMOV A,#41HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIKB:CJNE A,#7BH,KCMOV A,#42HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIKC:CJNE A,#0E7H,KDMOV A,#43HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIKD:CJNE A,#0D7H,KEMOV A,#44HMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIKE:CJNE A,#0B7H,KFMOV A,#45HMOV SBUF,AJNB T