單片機原理及應用實驗指導說明書信息物理與工程系王春勇200352日實驗一指令系統實驗一、實驗目的：開始除數為零N清部分余數，裝計數器開始除數為零N清部分余數，裝計數器Y置溢出標志部分余數、被除數左移部分余數-除數N 夠減Y上商，建立新余數N次數到YY1NY*2>除N商+1清溢出標記返回熟練掌握MCS-51單片機指令系統二、實驗儀器PC微型計算機一臺SE-51P仿真器一臺GDEE-II光電EDA實驗儀一臺三、實驗原理仿真器是單片機開發過程中不可缺少的重要儀器，它能在仿真軟件的控制MCS-51單片機的所有軟件和在線及模擬調試，能實現單步、連續、和設置斷點運行，并能在PC機上顯示單片機當前運行結果和各功能寄存器狀態。四、實驗步驟仔細閱讀MEDWIN冊，了解軟件使用方法。PCMEDWIN軟件安裝方法，安裝MEDWIN軟件到指定目錄。347．修改錯誤，并重新編譯調試，使程序輸出正確結果五、實驗要求MCS-51GDEE-II的功能，仔細閱讀MEDWIN軟件的使用手冊，掌握軟件的安裝和基本功能的使用。MEDWIN軟程序正常運行。雙字節除法程序流程圖如右：六、實驗結果在寄存器中輸入給定數，檢查輸出結果是否正確。實驗二靜態顯示實驗一、實驗目的進一步掌握仿真器的使用和MEDWIN軟件的調試方法。16進制數轉換為壓縮BCD碼的軟件編制掌握輸出接口的硬件連接方式和軟件控制方法。掌握口地址的取得方法7LED顯示原理二、實驗儀器PC微型計算機一臺SE-51P仿真器一臺GDEE-II光電EDA實驗儀一臺三、實驗原理7段LED0LED不亮，這種LED1”時，所選段被點亮LED不亮，這種LED稱為共陽極。為了在LED一轉換可通過硬件和軟件來實現。在本實驗中，字型轉換通過硬件來實現。靜態顯示電路原理如下，它主要由四部分組成：四位共陰極七段LED顯示器。由四片CD4511BCD7電流驅動。74HC374BCD8位數據鎖存器，因此只要兩片U3）74HC374LED要顯示的數據。74HC37374HC138U2U3的片選地址由譯碼提供，根據電路結構，可得U2U3的83H、84H。四、實驗步驟分析靜態顯示電路原理；16進制數轉換為壓縮BCD碼的合適算法；根據靜態顯示原理和所選擇轉換算法，繪制相應的轉換及顯示流程圖；按流程圖編制單片機程序；4，直到編譯通過；連接仿真器和實驗儀，并檢查是否連接正確；5，直至輸出正確結果。五、實驗要求MEDWINGDEE-II實驗系LED16進制數的BCD碼。六、實驗結果在程序進行編譯、調試之后，能在LED上正確顯示任意雙字節16進制數的BCD碼。實驗三動態顯示實驗一、實驗目的MEDWIN軟件的使用和仿真器調試程序方法掌握動態顯示的原理和電路組成原理掌握字模的制作方法掌握主程序、子程序的設計。掌握口地址的取得方法二、實驗儀器PC微型計算機一臺SE-51P仿真器一臺GDEE-II光電EDA實驗儀一臺三、實驗原理動態顯示實際上是利用人眼的視覺暫時停留原理而實現的，當某顯示的閃爍頻率大于25HzLED工作在脈沖狀態，每次導通幾毫秒，脈沖頻率大于50Hz。由于工作在脈沖狀態，瞬時導通電流較大，因此，選通電路要有LED在此實驗中，字模譯碼采用軟件譯碼，因此，首先要建立軟件字模，存于ROM中，當顯示時，查表就可得相對應的字模。如下動態顯示電路原理圖，它由四部分組成：六位共陽極七段LED顯示器，它們的段碼都分別連在一起，稱為ABCD、E、F、G、H，選通信號分別連接，它們是DS1、DS2、DS3、DS4、DS5、DS6。字模（段碼）CPU寫入到段碼寄存驅動器U2（74HC374）中，由于段碼的電流較小，因而沒有添加更大電流的驅動器。的選通信號寫入到U3（74HC374）中，由于選通信號有較大電流流過，所以增加U5（MC1413）反相電流驅動器來驅動LED地址鎖存譯碼部分，由地址鎖存器74HC37374HC138U3的片選地址由U4：74HC138譯碼提供，根據電路結構，可得U2U380H、81H。四、實驗步驟根據電路原理編制動態顯示軟件流程按流程圖編制軟件2，直到編譯通過連接好仿真器和實驗儀，進行單步調試，查找程序錯誤。修改錯誤，重新編譯調試，使程序輸出正確結果五、實驗要求MEDWIN和GDEE-II實驗系統，掌握軟件調試的一般步驟，通過調試，在LED上正確顯示所須顯示的字符。六、實驗結果實驗后能使動態顯示器LED正常顯示，無閃爍現象，顯示字型正確。實驗后，討論動、靜態顯示在軟、硬件實現及顯示結果上的異同點。實驗四非編碼鍵盤實驗一、 實驗目的掌握非編碼鍵盤的電路原理和軟件控制方法掌握非編碼鍵盤的去抖方法掌握非編碼鍵盤的鍵盤處理方法掌握行掃描和線反轉實現鍵識別的軟件實現方法二、 實驗儀器PC微型計算機一臺SE-51P仿真器一臺GDEE-II光電EDA實驗儀一臺三、實驗原理鍵盤是一組開關的集合，是最常用的輸入設備，鍵盤接口必須解決下列問題決定是否有鍵按下如果有鍵按下，決定是那一個鍵被按下確定被按鍵的讀數能對按鍵的抖動進行抑制不管一次按鍵持續的時間多長，僅采樣一個數據對同時有多個按鍵按下進行處理4*4非編碼鍵盤電路原理圖：有兩種方法能實現非編碼鍵盤的鍵識別，一種是行掃描法，一種是線反轉法，但后一種方法必須采用程控接口。行掃描方法是以步進掃描的方式，每次在鍵盤的一行發出掃描信號，同時檢查列線輸掃描，可識別是那一鍵按下。1線反轉，既行線為輸入口，列線為輸出口，輸出0003）根據兩次的按鍵狀態值決定是那一鍵按下。R-SJ-K種是用軟件的方法，即延時去抖。在本實驗中采用延時去抖。四、實驗步驟1）2）3）4）5）五、實驗要求

根據電路原理編制編碼鍵盤軟件流程按流程圖編制軟件編譯檢查軟件語法錯誤，重復2，直到編譯通過連接好仿真器和實驗儀，進行單步調試，查找程序錯誤。修改錯誤，重新編譯調試，使程序輸出正確結果理方法，繪制程序流程圖。實驗中要掌握MEDWIN軟件的使用，能正確連接仿真器和GDEE-II實驗系統，掌握軟件調試的方法和步驟，通過調試，在LED上正確顯示從鍵盤輸入的鍵值。每按一次，在LED上只顯示一個鍵值。六、實驗結果結束后，討論兩種鍵盤處理方法的優缺點。實驗五 定時/計數器的使用一、實驗目的1、掌握定時/計數器的工作原理和控制方法2、掌握TMOD、TCON寄存器中各位的功能及使用方法3、掌握定時/計數器的初始化過程4、掌握中斷的控制方法5、掌握中斷矢量和中斷程序的編制方法二、實驗儀器PC微型計算機一臺SE-51P仿真器一臺GDEE-II光電EDA實驗儀一臺三、實驗原理MCS-51/TMOD的控制下，可在軟件的控制下，工作在四種模式。通過對控制寄存器TCON/或查詢方式。MCS-51系列單片機有5個中斷源，兩級中斷優先系統，可通過軟件控制。定時/計數器實驗電路原理圖如GDEE-II光電EDA說明。四、實驗步驟按流程圖編制軟件2，直到編譯通過連接好仿真器和實驗儀，進行單步調試，查找程序錯誤。修改錯誤，重新編譯調試，使程序輸出正確結果五、實驗要求實驗前通過預習，掌握定時/計數器的基本原理和控制方法，掌握中斷過程和中斷程序的編制方法，熟悉電路的連接，繪制程序流程圖。實驗中要進一步掌握MEDWIN軟件的使用，能正確連接仿真器和GDEE-II實驗系統，掌握軟件調試的一般步驟，通過調試，完成以下兩部分工作：1）T1工作在定時狀態，容許中斷，產生1S時間內T0所計的數顯示在LED上。2）T0工作在計數狀態，測量INT0管腳上輸入正脈沖的時間寬度。六、實驗結果完成五中所要求的各項功能，在動態顯示LED上顯示運行結果。實驗六串口通信實驗一、實驗目的了解串口的工作原理掌握串口的軟件編程控制方法掌握波特率的計算方法和串口的初始化過程進一步掌握中斷的使用和鍵盤的控制了解RS232的傳輸標準二、實驗儀器PC微型計算機一臺SE-51P仿真器一臺GDEE-II光電EDA實驗儀一臺三、實驗原理MCS-51單片機有一個全雙工的通信接口，能同時進行發送和接收，同時也可做同步以為寄存器用。MCS-51單片機的串口由串口控制寄存器SCON特率，還可工作在中斷方式和查詢方式。13=2SM32*T1溢出速率）T1溢出速率=計數速率/{256–TH1}在實驗中，顯示和鍵盤電路如實驗、實驗3MCS-51輸出的是TTL電平，而我們一般在線路傳輸中采用RS232電平轉換接口，實際中采用MAX202芯片實現TTL—RS232和RS232—TTL的轉換。四、實驗步驟按流程圖編制軟件2，直到編譯通過連接好仿真器和實驗儀，進行單步調試，查找程序錯誤。修改錯誤，重新編譯調試，使程序輸出正確結果五、實驗要求實驗前通過預習，了解RS-232C和控制方法，掌握串口控制寄存器SCON串口波特率的設置方法和串口初始化過程，繪制串口工作程序流程圖。實驗中要掌握MEDWIN軟件的使用，能正確連接仿真器和GDEE-II驟，實驗要求實現雙機通信，把鍵盤輸入的鍵值通過串口傳輸出去，同時接收串口輸入的LED上顯示。在通信中要使用相同的通信協議，這樣才能保證通信=2400六、實驗結果實驗完后，實現雙機通信，掌握要實現雙機通信必須具備的條件。實驗七并行D/A轉換實驗一、 實驗目的掌握D/A轉換的工作原理掌握D/A轉換芯片AD7528的工作原理掌握AD7528的工作時序和控制方法。二、實驗儀器PC微型計算機一臺SE-51P仿真器一臺GDEE-II光電EDA實驗儀一臺三、實驗原理D/A轉換器的功能是把數字量轉換為與之成比例的模擬電壓或者是模擬電流電壓型和電流型，下面是由R—2R網絡組成的電流輸出型D/A轉換原理圖：轉換部分采用AD75288位并行雙輸出D/A時序如下：AD7528工作時序圖AD7528AD7528工作時序圖D0~D8為并行數據輸入端；與MCS-51單片機的數據總線相連。CS74HC138譯碼后得到。地址為85H；WR為寫入信號，低電平有效；與MCS-51單片機的WR管腳相連。DACA/BDACADACB被選中，模擬輸出從OUTBA擬輸出從OUTA輸出。此信號與MCS-51單片機的P2.7相連。四、實驗步驟按流程圖編制軟件2，直到編譯通過連接好仿真器和實驗儀，進行單步調試，查找程序錯誤。五、實驗要求實驗前通過預習，了解D/A轉換的基本原理，閱讀AD7528使用說明，掌握此芯片的使用方法，繪制軟件工作程序流程圖。實驗中要掌握MEDWIN軟件的使用，能正確連接仿真器和GDEE-II實驗系統，掌握軟件調試的方法和步驟，實驗要求：制作一波形發生器，在OUT-A上輸出一三角波，在OUT-B250個步距。實驗八串行A/D轉換實驗一、實驗目的掌握A/D轉換的工作原理掌握A/D轉換芯片TLC549的工作原理掌握TLC549的工作時序和控制方法。SPI串行接口的工作時序和由MCS-51單片機模擬產生SPI二、實驗儀器PC微型計算機一臺SE-51P仿真器一臺GDEE-II光電EDA實驗儀一臺三、實驗原理A/D是計算機控制中非常重要的一部分，按接口形式可分為并行輸出和串行輸出兩種，8101220位等多種，按轉換速度有低速、高速和超ΣADC本實驗中，A/D部分采用TLC5498位串行輸出A/DP25P26IN8接低電平）TLC549電原理圖R2的中心抽頭R2I/OCLK管腳輸入、輸出時鐘驅動，DATAOUTCS為片選輸入腳，當CSTLC549的工作時序如下：四、實驗步驟按流程圖編制軟件2，直到編譯通過連接好仿真器和實驗儀，進行單步調試，查找程序錯誤。修改錯誤，重新編譯調試，使程序輸出正確結果五、實驗要求實驗前通過預習，了解A/D轉換的基本原理，閱讀TLC549使用說明，掌握此芯片的使用方法，繪制軟件工作程序流程圖。實驗中要掌握MEDWIN軟件的使用，能正確連接仿真器和GDEE-II實驗系統，掌握軟件調試的方法和步驟。要求實驗中，根據TLC549所給出的時序圖，由MCS-51SPI接口信TLC549A/D轉換結果，在軟件的控制下把二進制數轉換為BCD示器上顯示輸入模擬電壓值。六、實驗報告實驗完后，軟件正常運行，在動態顯示LED上以BCD碼顯示輸入電壓。實驗九打鈴器一、實驗目的掌握外部數據存儲器的硬件擴展方法掌握軟件訪問外部數據存儲器的方法了解實時時鐘芯片DS12887的使用掌握監控程序的設計方法提高綜合運用鍵盤、顯示和單片機系統資源的能力。二、實驗儀器PC微型計算機一臺SE-51P仿真器一臺GDEE-II光電EDA實驗儀一臺三、實驗原理DS12887是DALLAS公司生產的實時時鐘芯片，它除了有14還有114個通用存儲空間，通過對此芯片的編程利用，可使學生了解一般外部存儲器和I/ODS12887工作電原理圖其中：D0~D8：雙向地址/數據線；/RD： 數據有效。接CPU/RD；/WR： 讀寫使能端。接CPU/WR；CS： 片選端，低電平有效。ALE： 地址有效，接CPU的ALE信號IRQ： 中斷請求輸出端。DS12887內部有10個時標寄存器，4個狀態寄存器和114個可供用戶使用的靜態RAM，其地址分配如下所示：000H0秒00H14字節1秒報警01H140DH2分02H150EH3分報警03H4時04H114字節5時報警05HRAM6星期06H（可供用7日07H戶使用）8月08H9年09H10寄存器A0AH11寄存器B0BH12寄存器C0CH1277FH13寄存器D0DHDS12887片內寄存器和RAM地址分配CPU可通過讀時標寄存器得到時間和日歷，也可通過編程設置其初值。地址為00H~09H，10個時標值可以選擇二進制碼或BCD碼表示。片內114個RAM，可供用戶在系統掉電時保存有用數據，地址為0EH~07FH。片內4/A、CD0AH~0DH。下面對此四寄存器予以說明：A寄存器寄存器A的格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0UIP///RS3RS2RS1RS0UIPUIP=0寫時標寄存器。RS3、RS2RS1RS0：中斷周期時間和SQWB寄存器寄存器B主要用于設置DS12887的工作狀態。其格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0SETPIEAIEUIESQWEDM24/12DSEPIE、AIE、UIE：分別為周期中斷、報警中斷、更新周期結束中斷允許位。各位分別為1時，允許發相應的中斷。SESET=0SET=1時，芯片停止工作，此期間可編程時標寄存器。SQWE：方波輸出允許。DM：時標用BCDDM=1選擇二進制；DM=0選擇BCD碼。1224/121240上午、下午的12小時制。DSE：DSE=1表示需要正常時制與夏令時轉換；DSE=0不需轉換。C寄存器寄存器C為中斷標志位寄存器。其格式如下：D7D6D5D4D3D2D1D0IRQFPFAFUF0000IRQF：片內中斷請求標志。IRQF=PF·PIE+AF·AIE+UF·UIE。當IRQF=1時，IRQ引腳變低，芯片中斷請求有效。PF、、UFD寄存器寄存器D只有一個標志位VRD7位，其它位均為保留位。RAMVRT114字節RAM數據有效，才可供系統使用。四、實驗步驟按流程圖編制軟件2，直到編譯通過連接好仿真器和實驗儀，進行單步調試，查找程序錯誤。修改錯誤，重新編譯調試，使程序輸出正確結果五、實驗要求實驗前通過預習，掌握MCS-51時鐘芯片DS12887的工作原理及控制方法，繪制軟件工作程序流程圖。實驗中要掌握MEDWIN軟件的使用，能正確連接仿真器和GDEE-II驟。LED示當前時間。運用鍵盤輸入打鈴時間，若當前時間與打鈴時間相等時，打鈴15秒（即蜂鳴器響10個。六、實驗結果軟件通過調試后能正常運行，達到實驗要求中所須的效果。實驗十整數電子計算器一、 實驗目的掌握監控程序的設計方法掌握鍵盤，顯示的綜合運用掌握整數加、減、乘、除的計算方法二、 實驗儀器PC微型計算機一臺SE-51P仿真器一臺GDEE-II光電EDA實驗儀一臺三、 實驗要求運用GDEE-II0~9值鍵，加、減、乘、除、等于和清零等功能鍵，設計顯示格式與普通計算器一樣。四、 實驗步驟繪制軟件流程圖，包括各功能程序流程圖設計軟件連接仿真器，調試程序五、 實驗結果和結構形式。附錄：實驗程序清單1．雙字節整數無符號數除法程序入口地址：被除數R2R，除數R4R，部分余數R6R，商R2R）R1：循環次數使用資源：R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7,ACC,CY出口地址：余數R6R，商R2R）DIV16:MOVR6,#0;MOVR7,#0;MOVR1,#16;CJNER4,#0,DIV0;CJNER5,#0,DIV0;LJMPERROR;DIV0:LCALLRL16;LCALLCOM16;MOVA,R3;ADDCA,#0;MOVR3,A;DJNZR1,DIV0;RET;入口地址：R6R7R2R3,出口地址：R6R7R2R3,功能：把R6R7R2R3,的數左移一位。RL16:CLRC;MOVA,R3;RLCA;MOVR3,A;MOVA,R2;RLCA;MOVR2,A;MOVA,R7;RLCA;MOVR7,A;MOVA,R6;RLCA;MOVR6,A;RET;入口地址：R6R7,R4R5功能：實現R6R7與R4R5的比較，當R6R7大時R6R7＝R6R7－R4R5，CY＝1；當R6R7小時R6R7＝R6R7，CY＝0；COM16:MOV A,R6CJNE MOV A,R7;CJNE A,R5,COM1;JNCCOM2;CLRC;RET;COM2:MOVA,R7;CLRC;SUBBA,R5;MOVR7,A;MOVA,R6;SUBBA,R4;MOVR6,A;SETBC;RET;鍵盤掃描程序：#include<reg52.h>#include<ABSACC.H>#defineLED11PBYTE[0x80]#defineLED12PBYTE[0x81]#defineLED13PBYTE[0x83]#defineLED14PBYTE[0x84]#defineDADBPBYTE[0x85]#defineSecPBYTE[0x00]#defineMinPBYTE[0x02]#defineHourPBYTE[0x04]#defineDayPBYTE[0x07]#defineMonPBYTE[0x08]#defineYearPBYTE[0x09]#defineTRAPBYTE[0x0A]#defineTRBPBYTE[0x0B]#defineTRCPBYTE[0x0C]#defineTRDPBYTE[0x0D]sbitCOL1=P1^0;sbitCOL2=P1^1;sbitCOL3=P1^2;sbitCOL4=P1^3;sbitROW1=sbitROW2=sbitROW3=sbitROW4=sbitOUTB=P2^7;sbitDACS=P2^5;sbitDACK=

/*定義P1.0口地址*//*定義P1.1口地址*//*定義P1.2口地址*//*定義P1.3口地址*//*定義P1.4口地址*//*定義P1.5口地址*//*定義P1.6口地址*//*定義P1.7口地址*//*定義P2.7口地址*//*定義P2.5口地址*//*定義P2.6口地址*/sbitDAD0=P3^3; /*定義P3.3*/codeunsignedcharTDA[]={0x3F,0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x67};codeunsignedcharScan[]={0xEF,0xDF,0xBF,0x7F};codeshortintLeftShift[]={0x0,0x4,0x8,0xC};idataunsignedchartxdata[]={"NJUST0211090134106040542XURONG\n"};voidAD();voidDA();voidCom();voidCountAdd();voidLedDisplay();voidLedStaticDisplay(unsignedintt);voidLedDynamicDisplay(unsignedlongintt);voidKeyBoard();voidKeyStateChange(shortintKey,bitState);voidDelay(unsignedintt);unsignedintStaticLedCount;unsignedlongintDynamicLedCount;voidmain(){unsignedinttim;unsignedchartrd;TRB=0x06;trd=TRD;while(1){//while((TRA&0x80)==0);tim=Sec;tim+=(Min*100);tim+=(Hour*10000);LedDynamicDisplay(tim);}}voidAD(){shortinti;unsignedshortunsignedshortAdd;while(1){DACK=0;DACS=0;Vol=0;Add=128;for(i=8;i>0;i--){DAD0=1;if(DAD0==1){Vol+=Add;}Add=Add>>DACK=1;DACK=0;}DACS=1;LedDynamicDisplay(Vol);}}voidDA(){unsignedshortintway1=125;unsignedshortintway2=0;shortintstep1=1;while(1){OUTB=0;DADB=OUTB=1;DADB=way1+=step1;if(way1>{step1=-1;way2=248;}elseif(way1<1){step1=1;way2=10;}}}voidCom(){shortinti;intj;TMOD=0x20;TL1=0xF3;TH1=0xF3;TR1=1;SCON=0x50;PCON=0x00;EA=1;ES=0;while(1){i=0;while(txdata[i]!=0x00){SBUF=txdata[i];while(TI==0);TI=0;i++;DynamicLedCount++;LedDynamicDisplay(DynamicLedCount);}}}voidtimer0_ISR(void)interrupt1{staticTimes=39;TH0=0x3C;TL0=0xD3;TF0=0;//Delay(100000);if(Times){}else{}}

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