實驗1系統開發的基本技能訓練【實驗目的】

（1）熟悉單片機應用程序的編輯、編譯、連接、調試的全過程。 （2）初步了解匯編、C51程序的基本結構和特點。【實驗軟件】

（1）單片機應用程序編輯軟件一種，推薦uedit32。 （2）51機應用系統集成開發調試環境軟件，推薦Keil、WAVE、菊陽等。【實驗前的準備】 1）學習單片機應用系統集成開發調試軟件的用法 （1）準備工作：在數據盤中建立一個自己的文件夾，將你的所有與實驗相關的文件，（ASM、C、H）都放在這個目錄中，該目錄中不要再建目錄。 （2）運行開發軟件（如WAVE集成開發軟件）。進入界面后首先設置集成開發調試環境。 （3）建立工程項目。2）編譯、連接、調試TOWADDMAIN.asm程序方法及要求： （1）將TOWADDMAIN.asm源程序通過編譯并生成可執行文件為止。 （2）設計兩個長度為4個字節的無符號二進制整數，作為驗證程序正確性的測試數據，參照表11-1的格式記錄于表中。 （3）解釋表11-1第1行兩個“和”，高、低位的排列不同的原因。3）編譯、連接、調試DELAYMAIN.asm。方法及要求： （1）改變程序DELAYMAIN.asm中的延時參數，匯編程序是R7、R6、R5；C程序是i、j、k，將延時程序運行的時間，記錄于表11-2中。其中第一行測量值為參考值。 （2）將后續所測的6個t值與參考值比較，得出6個Δt值，分析Δt值的變化規律，即可確定3個參數，中哪一個對延時的貢獻最大，哪個次之，哪個最小。2）編譯、連接、調試TOWADDMAIN.asm程序方法及要求： （1）將TOWADDMAIN.asm源程序通過編譯并生成可執行文件為止。 （2）設計兩個長度為4個字節的無符號二進制整數，作為驗證程序正確性的測試數據，參照表11-1的格式記錄于表中。 （3）解釋表11-1第1行兩個“和”，高、低位的排列不同的原因。4）調試C源程序TEST1_1.C（選做項）方法及要求： （1）將“#include<REGSTC51.h>”包含于調試C的工程項目中。若將“#include<REGSTC51.h>”注釋后再編譯，出現什么問題？將“P2_2=~P2_2;”注釋后再編譯，情況如何？用文字記錄實驗現象并解釋之。 （2）改變延時參數i、j、k，記錄運行程序中for循環部分的時間，即delay函數運行8次的時間，記錄于表11-2中。分析Δt值的變化規律，即可確定參數i、j、k中哪一個對延時的貢獻最大，哪個次之。實驗報告要求。以下是報告中必要書寫的內容： （1）實驗名稱、實驗目的、實驗內容等。 （2）你在本實驗中所用的程序、實驗原始數據的記錄。 （3）實驗結論：包括記錄處理的過程和結果、實驗結論和體會、對自己的實驗課的收獲的評價、新的發現、觀察到的實驗現象及解釋、對實驗課的改進意見等。實驗2外部中斷【實驗目的】

（1）掌握51機外部中斷的基本編程方法。 （2）驗證51機外部中斷的兩種觸發方式的區別。【實驗設備】

（1）51機系統集成開發環境軟件及硬件仿真器。 （2）按鍵（輕觸開關）、電阻、杜邦線、實驗目標板等。【實驗前的準備】

（1）輸入例5-2的匯編語言源程序，保存，備用，稱為程序1。 （2）輸入例5-3的C語言源程序，保存，備用，稱為程序2。 （3）制作外部事件源。圖11-1是由輕觸鍵構成的外部中斷觸發電路。【實驗內容及要求】 1）編譯、連接并調試“程序1” 2）驗證51機外部中斷兩種觸發方式的區別。

3）編程實現并驗證中斷嵌套功能

4）編譯、連接并調試“程序2”，完成1）、2）實驗內容（可選項）。【實驗報告內容】

（1）將實驗中所用的程序全部列于報告中，重要的語句或指令要加注釋。 （2）回憶實驗內容1）的全過程，歸納出外部中斷的必要與充分條件是什么。 （3）思考實驗內容2）實驗現象，說明51機外部中斷源的兩種觸發方式的區別。實驗3定時器與I/O綜合應用【實驗目的】

（1）掌握應用定時器和I/O的基本方法。 （2）學習對單片機系統運行結果的硬件試驗方法。 （3）編寫并調試定時器與I/O綜合應用的程序。【實驗設備】

（1）單片機應用系統集成開發調試軟件，仿真器。 （2）示波器、LED發光管、電阻、導線、杜邦線、按鍵（輕觸開關）、實驗目標板等。【實驗前的準備】

（1）編寫定時50ms的匯編語言程序，保存，備用，稱為程序1。 （2）修改程序1，使之成為定時1秒，并輸出周期2秒，占空比為1:1的方波，稱為程序2。 （3）修改例6-2的程序,使之成為T0計數程序。要求用方式2。 （4）制作計數脈沖源，仍用圖11-1所示的電路。 （5）以例6-2的C語言源程序為參考，編寫與（1）~（3）相同內容的C51程序。【實驗內容及要求】 1）編譯、連接并運行調試程序1，用示波器觀察P1.0管腳上產生占空比為1:1的方波，記錄其特性參數，如頻率、幅值等。

2）編譯、連接并運行調試程序2，完成與1）相同的實驗任務。

3）將計數脈沖源接至T0輸入端，編譯、連接并運行程序3，連續按鍵并記住按鍵的次數，考察程序在第幾次按鍵后產生計數中斷，分析實驗結果。

4）用C51程序完成實驗內容1）、2）、3）的任務（可選項）。【實驗報告內容】

（1）將實驗中所用的程序全部列于報告中，重要的語句或指令要加注釋。 （2）記錄所做每一實驗時所觀察到的現象，能量化之處盡量量化。 （3）討論定時與計數在定義和程序上的細微差異。實驗4異步串行通信實驗【實驗目的】

（1）掌握51機異步串行通信控制器原理和通信線路的接口標準。 （2）通過實驗學習各種方式下51機異步串行通信編程和調試程序的方法。【實驗設備】

（1）單片機應用系統集成開發調試軟件，仿真器。 （2）導線、杜邦線、實驗目標板等。【實驗前的準備】

（1）輸入例7-1匯編語言源程序。保存，備用，稱為程序1。 （2）輸入例7-2匯編語言源程序。保存，備用，稱為程序2。 （3）輸入與（1）、（2）任務相同的C51程序（在教材上找），稱為程序3，程序4。【實驗內容及要求】 1）聯接雙機通信線路。先斷電，參照圖7-11，用杜邦線將兩臺仿真機聯接起來。

2）編譯、連接、調試程序1，實現雙機通信。 兩臺機同時工作，一方為發，另一方為收。通信程序的調試方法如下： （1）接收方要先運行程序。 （2）在接收方進入接收等待狀態后發送數據。 （3）通信雙方位置對調，即發送方改為接收方，接收方改為發送方，重復（1）、（2）過程。【實驗內容及要求】 3）修改程序1，改用串口方式1、3完成與2）相同的任務，設兩機的fosc均為11.0592MHz，約定通信波特率9600（另取文件名保存）。

4）編譯、連接、調試程序2，多字節通信并進行奇偶校驗。

5）用C51程序（程序3，程序4）完成實驗內容2）~4）的任務（可選項）。【實驗報告內容】

（1）將實驗中所用的程序全部列于報告中，重要的語句或指令要加注釋。 （2）將每個實驗項目中，得到的結果記錄下來，并對所得結果給出解釋。 （3）說明51機與PC的接口標準有什么不同？如果在它們之間進行異步通信，你應該在接口電路上做些什么工作？為什么？實驗5定時、中斷、串口綜合應用【實驗目的】

（1）學習定時、中斷、串口技術的綜合應用方法。 （2）模擬嵌入式系統數據來源、組織、處理及輸出的全過程。【實驗設備】

（1）單片機應用系統集成開發調試軟件，仿真器。 （2）導線、杜邦線、實驗目標板等。【實驗前的準備】

（1）實驗人員分組：一組承擔上位機任務，一組承擔下位機任務。 （2）收集實驗1~實驗4用過的所有程序，備用。 （3）復習實驗4通信電路的接法。【實驗內容及要求】 1）聯接雙機通信線路。斷電后，參照圖7-11，用杜邦線將兩臺仿真機聯接起來。

2）上位機組的任務：每1秒鐘，發出8字節的無符號數，作為下位機的被加數（前4字節）和加數，接著接收下位機發回來的“和”（5字節）并保存，如此往復共10次。【實驗內容及要求】 3）下位機組任務：每接收到上位機的數據，立即求出這組被加數和加數的“和”，保存被加數、加數與“和”，并將“和”發送到上位機，如此往復共10次，一次任務完成。 通信雙方數據存儲結構及上位機和下位機工作程序流程如圖11-2所示。

本實驗考察的是單片機技術綜合應用水平，還需要合作能力。實驗前先分好組。【實驗報告內容】 將實驗中所用的程序及體會寫在報告中，重要的語句或指令要加注釋。 向教師演示實驗結果。實驗68255A方式0應用【實驗目的】

（1）學習8255A與51機之間的接口電路設計方法 （2）學習51機并行總線結構下的編程方法。 （3）學習對8255A管理的鍵盤與顯示系統的控制方法。【實驗設備】

（1）單片機應用系統集成開發調試軟件，仿真器。 （2）萬用表、實驗目標板。【實驗前的準備】

（1）輸入例9-4鍵盤掃描匯編語言源程序。保存，備用，稱為程序1。 （2）輸入例9-4LED數碼管驅動匯編語言源程序。保存，備用，稱為程序2。 （3）輸入（1）、（2）對應的C51程序（C51熟練者）。【實驗內容及方法】 1）確定8255A各寄存器的地址：實驗電路如圖11-3所示。

2）控制由8255A管理的鍵盤電路 將圖11-3的系統與圖9-6的鍵盤電路結合，構成一個由8255A管理的鍵盤電路，編寫驅動程序。編譯、連接后，用運行到光標處功能，調試程序直到讀出正確的鍵值為止。 【實驗內容及方法】 3）控制由8255A管理的LED數碼管驅動電路 將圖11-3的系統與圖9-7的電路結合，構成一個由8255A管理的8位LED數碼管驅動電路，編寫驅動程序。編譯、連接后，調試程序直到運行成功。LED數碼管段碼與7.8.1中的共陽數碼管段碼相同。

4）將實驗內容2）、3）的系統合并，構成一個鍵盤與數碼管顯示的大系統，將實驗內容2）、3）的加以修改，編寫LED數碼管能實時顯示所按鍵值的程序。【實驗報告內容】

（1）給出圖11-3中8255A各寄存器的另外1組地址。 （2）將本實驗中，你的8255A的鍵盤管理與LED數碼管驅動程序（匯編或C51均可）寫入實驗報告中，說明這些程序與例9-4中的程序有何區別。 （3）本實驗與很多實際工程項目中的鍵盤和顯示電路相似，談談實驗的體會。實驗7外部RAM應用【實驗目的】

（1）學習并行總線結構下外部RAM的讀、寫方法。 （2）編寫并調試并行總線結構下的外部RAM中數據移動的程序。【實驗設備】

（1）單片機應用系統集成開發調試軟件，仿真器。 （2）實驗目標板（上有并行總線接口并外接擴展RAM）。【實驗步驟及內容】 1）用軟件模擬器模擬外部RAM中數據移動的程序 設實驗的控制目標為圖8-17所示的51機系統中的62256，參考例8-4，確定62256的基地址。 調試例8-5和例8-6的匯編和C51程序，通過外部RAM窗口，確定程序執行的正確性。 【實驗步驟及內容】 2）用仿真器調試外部RAM中數據移動的程序 硬件仿真目標板上的62C256，調試例8-5和例8-6的匯編和C51程序，觀察運行結果，確定程序執行的正確性。

3）十六進制向ASCII碼轉換 編譯、連接、調試例4-18的程序（用軟件模擬器或仿真器）。驗證程序執行的結果。【實驗報告內容】

（1）書寫本實驗所用到的全部源程序。 （2）描述實驗中程序運行的結果。 （3）列出并行總線系統對外部RAM讀、寫的全部匯編指令，并說明指令的功能。實驗8并行總線接口ADC應用【實驗目的】

（1）掌握51機并行總線結構和工作原理。 （2）學習51機并行總線結構下的系統編程方法。 （3）學習并行總線接口ADC的控制方法。【實驗設備】

（1）單片機應用系統集成開發調試軟件及仿真器。 （2）實驗目標板、信號發生器。【實驗步驟及內容】

1）確定MAX114的地址 確定如圖11-4中MAX114的基地址。

2）輸入MAX114流水線模式采樣程序 調試MAX114流水線采樣程序。使用步驟1）的MAX114的地址。

3）MAX114工作環境設置

MAX114的MODE應接VDD，和連接在一起后，再與51機管腳連接。如圖11-4所示。將待采樣的信號輸入至MAX114的通道1，即管腳4。【實驗步驟及內容】

4）調試程序 （1）調試步驟2）編寫好的采樣程序。依次對0V、3.3V、5V的模擬電壓進行采樣，每個點作5次以上單次采樣，記錄采樣數據。 （2）對一個已知的模擬信號進行一個周期以上時長的連續采樣，得到信號一個周期的完整采樣值。【實驗報告內容】

（1）記錄實驗中測得的采樣數據。 （2）分析實驗內容4）的步驟（2）的采樣數據，先將采樣值轉換為信號電壓值，時間為橫軸（單位為采樣間隔），縱軸為采樣信號電壓值，畫出信號的波形圖，并與實際信號的波形圖（可以用手機拍照）進行比較。實驗9DAC與ADC聯合應用【實驗目的】

學習數模轉換器DAC0832的控制方法。 通過DAC與ADC聯合應用，加深對DAC與ADC應用背景的理解。【實驗設備】

（1）單片機應用系統集成開發調試軟件，仿真器。 （2）杜邦線、短路片、示波器、實驗目標板、信號發生器。【實驗步驟及內容】 1）確定DAC0832的地址

確定如圖11-5上DAC0832的一個地址。

2）編寫DAC0832的應用程序 編輯、編譯、連接DAC0832產生0~5V單極性、對稱、斜鋸齒波的程序。注意修改程序中DAC0832的地址。【實驗步驟及內容】 3）調試DAC0832的應用程序與并觀察系統輸出信號 用示波器觀察系統輸出信號。全速運行程序，調節示波器，直到屏幕上出現三角波為止。

4）ADC和DAC聯合應用 在實驗8與本實驗步驟3）的基礎上，編寫循環利用MAX114對模擬信號采樣，將采樣值立即從DAC0832輸出的程序。觀察系統運行結果。（可以用手機拍照）。【實驗報告內容】

（1）描述實驗中各項目步驟進行的詳細情況，說明各步驟的目的和意義。 （2）將實驗中每個步驟中得到的結果記錄下來，對結果進行描述及分析。 （3）將步驟4）的C51程序，翻譯成匯編語言程序。實驗10一線串行總線器件應用【實驗目的】

（1）掌握51機與同步串行總線器件接口電路的設計方法。 （2）學習51機對一線串行總線接口器件控制程序的編寫與調試方法。【實驗設備】

（1）單片機應用系統集成開發調試軟件，仿真器。 （2）實驗目標板、DS18B20。【實驗步驟及內容】 1）51機與同步串行總線器件接口電路的設計方法 實驗用DS18B20接口電路參考圖10-25。系統時鐘頻率取12MHz。

2）編寫51機對一線總線接口器件的控制程序與程序調試 本實驗總線上只有1個DS18B20，讀取18B20溫度的測量值為實驗內容，即調試例10-6的參考程序。調試DS18B20測溫程序分以下幾步：【實驗步驟及內容】

調試DS18B20測溫程序分以下幾步： （1）調試例10-6的程序，將讀出的溫度值按教材表10-11的定義，翻譯成純數值溫度，與室溫對比，直到驗證程序正確為止。 （2）改變DS18B20的環境溫度，運行程序讀測量溫度值，記錄每一次的測量值。 （3）調試例10-7的C51程序，該程序適用于所有51單片機。在CRC校驗正確的情況下，系統連續測溫并