《單片機原理與接口技術實驗》實驗指導書適用專業：電信工程通信工程信息工程自動化信息與通信工程學院#第一章開發平臺使用入門keilC51使用入門KeilC51簡介KeilC51是德國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機開發工具。它集編輯、編譯、仿真與調試于一體，支持C語言與匯編語言開發。KeilC51軟件提供豐富的庫函數和功能強大的集成開發調試工具，生成的目標代碼效率非常高。C51工具包目前的集成開發環境uVision將項目管理，源代碼編輯和程序調試等組合在一個功能強大的環境中。目前，集成開發環境使用較多的版本為uVision4因此，下面主要介紹uVision4的基本應用。uVision猴作步驟1、啟動uVision4。當正確安裝keil軟件后，會在桌面上自動建立一個名為“keiluVision4”的快捷圖標，雙擊該圖標啟動軟件，第一次進入uVision4的啟動界面，如圖1.1所示。圖1.1uVision4啟動界面

2、建立工程。單擊Project菜單，在下拉菜單中選中NewProject選項。癌)uVision45IeE.ditEyogect|_ QjebuaPonpheratsIpdsSVCS幽t*ripNewmVisionProject.,i卜NewMulti-Project望不*3口占比…TernplatesOp-eftPr時電日…_二二一?』口50PrO](tGtExport ?Manage ?^eieci:DeviceforTargets.RerruSvsItem*口曲ons… 聞t+FIClears圖1.2建立工程菜單3、命名工程，進行保存。選擇你要保存的路徑，輸入工程文件的名字，如保存到examl文件夾里，工程名命名為examl,如下圖1.4所示，然后點擊保存。（注：因為一個工程中會包含多個文件，將工程放在文件夾中方便管理，一般給新建的工程建立一個文件夾，文件夾名和工程名一致，如圖1.3所示）圖1.3給新建的工程建立一個文件夾

圖L4保存新建的工程4、選擇器件。這時會彈出一個對話框，如圖1.5所示，要求你選擇單片機的型號，你可以根據所選用的單片機來選擇，keilC51幾乎支持所有的51核的單片機，這里以使用較多的Atmel公司的AT89s52來說明，所示，先選擇Atmel并雙擊展開，然后選擇AT89s52,點擊“0K”。圖1.5器件選擇對話框bclcci:Device-forIaxgetNV圖L6選擇MCU型號Venlor:KterLabsDcvlc圖L6選擇MCU型號Venlor:KterLabsDcvlce:Family：Da.t4Lgsq5、完成上一步驟后，出現提示是否加載標準8051Startup文件，單擊“是(Y)”，如下圖1.7所示。圖1圖1.7是否加載8051STARTUP文件6、源程序編輯。在下圖1.8中，單擊“File”菜單，再在下拉菜單中單擊“New”選項，或直接單擊快捷按鈕商。|阿exaal-yVision4FileEdit%ew匕。期FileEdit%ew匕。期I： DebutgPeripherals工。雄，Cfcrl+M I.fffc.ft,1OpenClosed孫自Savea5…aSaveAfiCtrl+OCtrl+Sxr—JkJJCNtl圖1.8 新建源程序新建文件后界面如下圖L9所示。

圖1圖1.9 源程序編輯界面此時光標在編輯窗口里閃爍，這時可以鍵入用戶的應用程序了，建議首先保存該空白的文件，單擊菜單上的“File”，在下拉菜單中單擊“SaveAs”選項，或單擊保存快捷按鈕。，如下圖所示，在“文件名”欄右側的編輯框中，鍵入欲使用的文件名，同時，必須鍵入正確的擴展名。注意，如果用C語言編寫程序，則擴展名為（?；如果用匯編語言編寫程序，則擴展名必須為（.asm）。此處我們保存為“e”，然后，單擊“保存”按鈕。uvoptuvpr&j.hik在冕進的空的四臬而我的支檔uvoptuvpr&j.hik在冕進的空的四臬而我的支檔保存琪）保存類型（T保存類型（T；All[**)取消圖1.10源程序保存7、添加源程序到工程。在編輯界面，單擊Target1前“+”。圖1J1添加源程序到工程然后單擊“AddFilet。Group'SourceGroup甘”彈出對話框如下圖1.12所示。圖1.12添加源文件窗口添加文件對話框默認文件類型為Csourcefile，是以C為擴展名的文件，由于這次我們編寫的是匯編程序，是以asm為擴展名，所以我們要在文件類型的下拉列表中找到并選中AsmSourcefile，如圖1.13所示。

圖1J3選擇源文件的類型選擇好源文件類型后，會出現如圖所示窗口，雙擊，將文件加入項目。（注意，文件加載后，該對話框并不會消失，往往會誤以為加載失敗而再次雙擊加載，這時會出現圖所示對話框，提示文件已在列表中）圖1.14添加匯編語言源文件uVision'電苫胡1.a3rnJ airt&dy4刑宅川b*r。￡=Group：JSourceGroup，’Type: Assemblylan^ua^e￡ilaFil?willnotbeadde^itotarget.端定|圖L15提示文件已在工程中返回到主界面后，我們注意至「SourceGroup1”文件夾中多了一個子項“”。子項的多少與添加到工程中的源程序的多少相同。如圖1.16所示。圖1.16添加源程序后的主界面8、程序編輯。

U sian。ITT區圖1J7輸入程序后的主界面9、設置目標文件屬性。FteEdt忸wU sian。ITT區圖1J7輸入程序后的主界面9、設置目標文件屬性。FteEdt忸wProject;3：**,?*+1=gSource因txwFkshOebugPt到立出TodtWC5史ndwhelpp^aonFrojset...hew忖曲-Pfejta的小甲配嗎”CjpanPfajed...Des3PrcijsctExpert生，力駟Cleantatge^皂和tafget址并，圖1.18打開設置對話框在下拉菜單中單擊“OptionsforTarget'Target1'"，彈出如圖1.19所示對話框，單擊Output標簽，勾選CreateHEXFile選項，使程序編譯后產生HEX代碼，如圖1.20所示。

圖1J9output頁面設置對話框圖1.20選中CreateHEXFile選項10、編譯工程。點擊“Project”菜單，在下拉菜單中單擊“BuiltTarget”選項（或者使用快捷鍵F7,或直接單擊圖標國或圖標輟），如源程序中有語法錯誤，會有錯誤提示給出，應重新修改源程序，直至通過編譯。Proteus使用入門Proteus簡介Proteus軟件是英國Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。這里我們主要介紹51單片機系統的Proteus設計與仿真應用。1.2.2Proteus設計與仿真開發過程51單片機系統的Proteus設計與仿真的開發過程如下：1、電路設計。在ISIS平臺上進行單片機系統電路設計、選擇元器件、接插件、連接電路和電氣檢測等。2、程序設計。在pVision_4平臺上進行單片機系統程序設計、編輯、匯編編譯、代碼級調試，最后生成目標代碼文件(*.hex)。3、仿真調試。在ISIS平臺上將目標代碼文件加載到單片機系統中，并實現單片機系統的實時交互、協同仿真。它在相當程度上反映了實際單片機系統的運行情況。具體操作步驟如下：一、Proteus仿真電路設計1、啟動proteuso雙擊桌面上的ISISProfessional圖標或者單擊屏幕左下方的“開始”一“程序”—uProteus7Professional??-“ISIS7Professional”,進入ProteusISIS集成環境。如圖所示。圖ProteusISIS啟動界面2、新建設計文件。啟動Proteus進入ISIS系統后，自動出現一個空白設計，模板默認為“DEFAULT”，文件名在窗口頂端的標題欄為未命名“Untitled"。單擊按鈕■L對新建設計文件命名，其后綴自動為.DSN。

也可單擊菜單中的“file-NewDesign”，出現選擇模板窗口，如圖所示，選中模板“DEFAULT”，點擊“確定”。單擊按鈕口，完成新建設計文件操作。E ,JQ|E ,JQ|m]文忤0￡>I.V）襦楷如Z*ti世計（IP生的坦j麻四爾班士加麻齒耀恬:如7；抗盤i期的四|口色卬?可鼓曲晅區T卜套我區雙泣心匍篇,?=丹?j|畸#g?IH舲X?值法勒,33R圖模板選擇窗口3、選取元器件并添加到對象選擇器中。單擊繪圖工具欄中元器件按鈕 ，進入元器件放置模式。單擊如圖所示師”按鈕，彈出“PickDevices”的選取元器件對話框，如圖所示，在其左上角關鍵字一欄中輸入元器件名稱，則出現與關鍵字匹配的元器件列表。選中元件，再單擊“。長”按鈕，便將該器件加入到對小對象選擇器中，如圖所示。

asUNTITLED-ISISPrcfassional文件3〕查看9編輯?）工具①〕謾計皿經圖選取元器件圖選取元器件工整字叨BEE史I?:及制口MicfUfiiDutsDrICi子壬別lit祠工整字叨BEE史I?:及制口MicfUfiiDutsDrICi子壬別lit祠邊南兇叁件Ii1睡 _ii.T：=￡C5T心瓦日SC61Hio-ocijiildlei|%￡：匚4.SHHz.如帕■T燈士國AUSC51.EUS5C61用5i：0i周la|曲￡；c&dt..3314142,2^16biT仃間％&TSSC51R醍HCSS61SC61HiEToconldlefI1&Bcede.fl&MHi.V/ahchdogFitbftT!￡C51RB20U￡HLSGffil5C61Hitrocoildlef|1&Eicode.aflHHs.^ahchdDgFiwATS9C51RC3HC5JM1SC61HigeonUfef code. WahchdogT'vtoil.Te3C51RC2QU￡HC5J3C615tE1“itrocoildlwi必口code.4GMH2.WahchdnaTinrirATS9C51RD2HC5JM1SC61MiiTQconldlef code.4DMHi.WahchdoaTwoil.TeGC51RD2BUGHCG：=￡61￡￡61UiETMEldferi64kBwde..4DMH2.WatehdnaTinrf結果工03圖選取元器件對話框1515UNTITLED-ISISFsf上與打血打文件如查看也編輯?工具但

J□日IHI昂唯|（&團］國

閡能汨鳴了籬內|面DEVICESAieacsi預覽窗口件名單擊器器件符號出現所選1-YTAL1IDJUKDUFD.l^DIF口笳醛XT^E3PD.3AD?FD.^DLPDJJADSPDMD€：P3TFD.TAD1P22A1DFSEhl壯DEVICESAieacsi預覽窗口件名單擊器器件符號出現所選1-YTAL1IDJUKDUFD.l^DIF口笳醛XT^E3PD.3AD?FD.^DLPDJJADSPDMD€：P3TFD.TAD1P22A1DFSEhl壯MI1ALE口工由E百PZ-UmiiPZIAMEP1DFGDREUP1.1n.VTKPF1±F3WI口TOP1JPMHHTIP1.4F1J3陽靠TlP1E陽卸而-F1.7土一』1?』；匚二編輯窗口圖所選元器件在對象選擇器中顯示注意：單片機電路可以略去單片機振蕩電路，復位電路，電源和接地。4、放置、移動、旋轉元器件。放置元器件：單擊ISIS對象選擇器中的元器件名，藍色條出現在該元器件名上，預覽窗口出現該元件符號，如圖所示。把鼠標移到編輯窗口后，單擊左鍵就出現該元件，拖動鼠標到某位置，單擊鼠標放置元器件于該位置。TOI7LEU-ISISPrcfe35ior.d.文件。寶查處J避ft,工設計?蛉網?源代嗎囪調M因庫曲極板?浜轉?幫助?曲也將。I取脂I勒團|］回岳|#|中魂0%曰|］9母舅電聿I玉玉母以I自鈴隨I能1I題3圜刈笆囹I胭圖器件放置移動元器件：先將鼠標指在元器件上左擊選中，使元器件處于選中狀態（即高亮度狀態），再按住鼠標左鍵拖動，元器件就跟隨指針移動到達目的地后，松

開鼠標即可。若要改變元器件放置方向，轉90°,對元器件右擊選中，再根據彈出的菜單單擊按鈕U或3進行旋轉，單擊按鈕*引或上進行鏡像操作，等等。，在ISIS對象選擇器中出現如圖所示終5、放置電源、地（終端）。，在ISIS對象選擇器中出現如圖所示終端，選擇POWER、GROUND等，象放置元器件一樣放置。isisUHTITLED-ISISProfessional文件（I）查看電）褊輯電】工具①）談廿口5。|簞嚙|今回］惘匡卜

京T品而國后遮m團擠H圖選擇終端圖選擇終端6、連線。直線：系統默認自動捕捉，在自動捕捉有效的情況下，當光標靠近引腳末端或線時該處會自動感應出現一個“口”，單擊左鍵連線與該引腳連接，拖動鼠標連線跟著光標走，當光標靠近另外一個引腳末端或線出現“□”時，單擊鼠標，則連線這兩點間。折線：若要畫折線，只要在轉折點單擊左鍵；若在中途想取消，可右雙擊或按“Esc”鍵。若兩點之間較遠或不方便連線：可以將連線在空白處時左雙擊即可結束畫線，這時終端出現一個黑點。右擊該連線，在彈出菜單中選擇網絡標號對該線給出一個網絡標號，同樣在連線的另外一端給出相同網絡標號，則這兩點連接了。7、設計的簡單電路。如圖所示：++■%\*口M電-震/爐?產?括試■由置需出恒『主廣田R]RO用AOdgERlbADC用工fliili*?￡AU朋F?Mki++■%\*口M電-震/爐?產?括試■由置需出恒『主廣田R]RO用AOdgERlbADC用工fliili*?￡AU朋F?Mki **1,14tf.V?曲0_i?KW:k不nmH；?HF“卻E>二品陋H?sws*EEnMPCHMFWi。V2WJIP24?IJF7MMI3P23J*P2ME用修修DF3UDUniffiTTF5阿丁EWAEli1他圖電路設計二、仿真調試1、加載目標代碼文件。鼠標在ISIS編輯區中單片機AT89C51單擊左鍵選中，再單擊左鍵打開其屬性窗口，如圖所示，在其中的"ProgramFile”右側框中輸入KeiluVision4產生目標代碼文件(*.hex)。在ClockFrequency欄中設置仿真時鐘頻率。設置仿真時鐘頻率編輯元件元件參考[B]： [ui元件值M： |ATS9C51PCBPackage: |口11_4口 30ProgramFile:隱藏:隱藏:HideAllx|確定回?|Ad幫助回數據|隱藏的引腳吧|附加層次模塊圓〕隱藏通用引腳回■1本元件不進行仿真⑶本元件不用于PCB制版也］使用文本方式編輯所有屬性四圖加載目標代碼文件2、仿真。P?P?W18Fir禺h藥:MM)P?P?W18Fir禺h藥:MM)舊業也MUMP：P]>CTTP"』EHLiTlP1H.W沖7板仿真時，可加入虛擬儀器。單擊工具欄的虛擬儀器按鈕B,出現如圖單擊仿真按鈕中的一L」按鈕，則會全速仿真，如圖所示仿真效果。單擊停止仿真■按鈕，則終止仿真。mWlT】由pjMrlKJSAUS?HHD圖仿真效果圖3、虛擬儀器加入。1.31所示對話框，在對象選擇器列表中選擇所需要的儀器，然后象放置元器件一樣放置。i￡i5inriTLZD-ISISProfess!mJ.H件F杳看M締相⑴T且T□目IH|簞船|[&國困住

j盅圈曲鼠先舊團￥r3—■a二〉法回INSTRUMENTSDGCILLDSCDPE虛擬儀器按鈕LOGICANALYSERCOUNTERTIMERVIRTUALTEAMINALSPIDEBUGGER13CDEBUGGERSIGNALGENERATORPATTERNGENERATDIDCVOLTMETERDCAMMETERACVOLTMETERACAMMETEROSCILLOSCOPE￥r3—■a二〉法回INSTRUMENTSDGCILLDSCDPE虛擬儀器按鈕LOGICANALYSERCOUNTERTIMERVIRTUALTEAMINALSPIDEBUGGER13CDEBUGGERSIGNALGENERATORPATTERNGENERATDIDCVOLTMETERDCAMMETERACVOLTMETERACAMMETEROSCILLOSCOPE示波器LOGICANALYSER邏輯分析儀COUNTERTIME時間計數器VIRTUALTERMINAL虛擬終端SPIDEBUGGERSPI調試器I2CDEBUGGERI2C調試器SIGNALGENERATOR信號發生器PATTERNGENERATOR圖形產生DCVOLTMETER直流電壓表DCAMMETER直流電流表ACVOLTMETER交流電壓表ACAMMETER交流電流表圖虛擬儀器選擇如圖所示實例，利用示波器觀測仿真波形。仿真時，右擊示波器，在彈出的對話框中選擇digitaloscilloscope選項，觀察從P1.0引腳產生的波形。BC1-1JI卜KTAL1 PQD/WDOPQ.1/AD1PQ.2fAD2KTAL2 P03/AD3PO.5/JUD5POS/ADGRSI P07/A07BC1-1JI卜KTAL1 PQD/WDOPQ.1/AD1PQ.2fAD2KTAL2 P03/AD3PO.5/JUD5POS/ADGRSI P07/A07P2.0XA8P21以9PNIJGM口麗丁 P2.3JW11ALE P2/IXA12Eft P2.Sj^13P2.6XA14P27JW15PI.0 FG.DRMD■??二二■24■25127■1■■niPI.2 P3.2INKTPI3 R334NT1P14 P3.4/T0PI.5 P3.5H1P16 P3.6AAF-PI.7 P3.7/RD-■12■13?14■16AAT3=iC51國正［￡lhHMIvelEClfaUMHlID1.3PZ-ISP使用介紹USB驅動程序安裝接上USB下載線，電腦會出現如圖顯示，安裝好USB驅動程序后，右擊“我的電腦”T“屬性”T“硬件”T"設備管理器”，查看設備管理器，如圖所示，表示安裝成功。

圖提示安裝USB驅動程序圖安裝成功1.3.2PZ-ISP燒錄軟件使用1、PZ-ISP軟件無需安裝，雙擊打開即可運行。啟動PZ-ISP,出現如圖所示啟動界面圖啟動界面2、選擇合適的芯片類型。如圖所示。圖選擇合適芯片類型3、選擇合適的串口號。如圖所示，串口號可自動獲得，也可在輔助功能的“打開設備管理器”選項中查看獲得。圖選擇合適串口號4、加載HEX文件。單擊“打開文件”選項，打開對應程序目錄，選定需要燒寫的HEX文件,點擊“打開”，如圖所示。圖加載HEX文件5、下載程序。選擇低速下載，先將實驗板斷電，點擊下載程序，如圖所示，稍等片刻后

打開電源，等待下載完成，如圖所示。圖試驗板先斷電，單擊下載程序圖打開電源，下載完成以上介紹了利用PZ-ISP燒錄軟件燒錄程序的步驟，共分為4步，如下圖所示。

圖程序燒錄步驟如在燒錄過程中提示下載失敗，可能以下原因造成：1、第四步下載程序時，實驗板電源開關順序不正確;2、芯片類型選擇不正確；3、串口號選擇不正確；4、USB下載線沒有連接好；5、下載速度沒有調整好；6、芯片是否放置正確（沒有放偏）。第二章HNIST-2型單片機實驗裝置原理HNIST-2型單片機實驗裝置原理圖湖南理工學院信息與通信工程學院電子信息教研室為了配合單片機教學，專門設計HNIST-2型實驗裝置，如圖。圖HNIST-2型單片機實驗裝置原理圖圖HNIST-2型單片機實驗裝置原理圖2.2單片機主機及外圍電路STC89C52單片機及其外圍電路如圖2、3,其中P0、P1、P2、P3口均將引腳連接到排插，以便通過排插連接到其它器件，P0口通過排阻接入上拉電阻。晶振電路晶振頻率為12MHz，通信接口排插將TXD、RXD以及地線引出。

圖2.2STC89C52單片機主機部分電路原理圖(b)通信接口(c)復位電路圖2.3STC89C52圖2.2STC89C52單片機主機部分電路原理圖(b)通信接口(c)復位電路圖2.3STC89C52單片機外圍電路原理圖LED與簡單按鍵電路LED電路如圖2.4,共12個LED,其陽極通過1K排電阻接電源，陰極連接到排插J10、J12,通過J10、J12可以連接到P0、P1、P2、P3口引腳連接的排插，顯然低電平點亮LED。圖2.4LED圖2.4LED電路原理圖簡單按鍵電路如圖2.5,共有4個按鍵K17、K18、K19、K20,分別連接到單片機P2.0、P2.1、P2.2、P2.3弓I腳，按鍵后對應引腳為低電平，通過4個二極管D17、D18、D19、D20連接到P3.2（外部中斷0）,即任意按一個鍵能在P3.2上產生一個低電平或下降沿，作為中斷觸發信號。圖2.5簡單按鍵電路原理圖動態顯示與矩陣式鍵盤電路動態顯示電路如圖2.6,共8個共陰極數碼管，采用兩片74LS573進行驅動，74LS573與74LS373都是8D鎖存器，只是573引腳排列更易于布線。其引腳功能為：D1-D8為數據輸入端；Q1-Q8為數據輸出端；LE為數據輸入鎖存端，LE=1數據輸入p鎖存器，LE=0數據不能輸入D鎖存器，即_呼下降沿鎖存當前輸入數據；OE地址輸出允許端，OE=0輸出鎖存數據，OE=1輸出高阻。

OE。根據硬件電路，動態顯示編程時，應：①P1.3=1,U1、U2輸出高阻；②P1.4=1,P0口輸出段碼，P1.4=0,U1鎖存輸入的段碼；③P1.5=1,P0口輸出位選碼，P1.5=0，U2鎖存輸入的位選碼；④P1.3=0，U1、U2同時輸出段碼和位選碼，進行顯示，經過一段時間后，再對另一個數碼管做同樣的操作。矩陣式鍵盤電路如圖2.。

a仁ata仁ata仁圖2.7矩陣式鍵盤電路原理圖AD與DA電路采用具有I2C接口的8位A/D與D/A轉換器PCF8591構成AD與DA電路如圖2.8。HH1HH1圖2.8AD與DA電路原理圖PCF8591引腳及功能如下表2.1所示:表2.1PCF8591引腳及功能表引腳I/O功能AIN0~AIN3I4路模擬信號A0~A3I引腳地址SDAI/O數據線SCLI時鐘線AOUTODAC輸出端VREFI基準電源端VDD、VSSI電源、數字信號地AGNDI模擬信號地OSCI/O外部時鐘輸入，內部時鐘輸出端EXTI內、外部時鐘選擇，接地內部時鐘電路中，P3.6、P3.4分別連接SCL、SDA,地址引腳A2A1A0=000,PCF8591的特征編碼為1001,電路中PCF8591的地址為1001000。4路模擬輸入，AIN0連接一個10K電位器的中心抽頭，調節電位器可改變AIN0的模擬電壓，AIN1、AIN2、AIN3通過排插可連接其他電壓，如電源、地。PCF8591的15腳AOUT是DAC輸出的模擬量，電路中可以將J16的1、2腳短路，AOUT引腳通過50。電阻、LED與電源連接，輸出模擬量越小，LED越亮。2.2.4E2PROM電路E2PROM電路由具有I2C接口的24C02構成如圖2.9。圖2.9E2PROM電路原理圖24C02的引腳及功能如下表2.2所示:表2.224C02的引腳及功能表弓|腳名稱I/O功能1?3A0、A1、A2I可編程地址4GNDI地5SDAI/O數據線6SCLI時鐘線7WPI=1寫保護8VccI電源電路中，P3.6,P3.4分別連接SCL、SDA,地址引腳A2A1A0=000,24C02的特征編碼為1010,電路中24C02的地址為1010000。止匕外，HNIST-2型單片機實驗系統電路中，還包括如下電路，在課程設計或其它設計中可以采用。1、由CH340T構成的USB轉串口電路；2、由DS1302構成的實時時鐘電路；3、由LM386構成的音頻功放電路，需要外接揚聲器；4、蜂鳴器（BEEP）電路；5、LCD12864/LCD1602液晶接口電路，需外接液晶模塊；紅外接收接口電路，需外接器件；溫度測量接口電路，需外接器件。第三章實驗項目實驗報告要求實驗報告要求依次給出：實驗內容電路原理圖；程序流程圖（簡單程序可無）；源程序；實驗結果，如果有數據則給出數據；回答思考問題；總結實驗調試過程，并給出本次實驗過程中的心得體會。按照上述順序，整理實驗報告，并打印整理，加上封面裝訂成冊。實驗報告封面學號序號院信息與通數飛,院信息與通數飛,單片機原理與接口技術

實驗報告實驗項目序號^驗項目名稱姓名專業班級完成時間 實驗一跑馬燈實驗一、實驗目的1、熟悉HNIST-2型單片機系統相關硬件電路，程序下載方法；2、掌握采用匯編語言與C語言開發單片機系統的程序結構；3、掌握51系列單片機通用I/O口的使用。二、實驗前準備完成作業3；2、根據實驗內容編寫好相關程序，并進行Proteus仿真。三、實驗內容實驗內容為3項，其中第1、2項必做。1、基本的流水燈。根據圖1電路，編寫一段程序，使8個發光二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8順序（正序）點亮：先點亮D1，再點亮D2、D3……D8、D1……，循環點亮。每點亮一個LED，采用軟件延時一段時間。2、簡單鍵控的流水燈。不按鍵，按正序點亮流水燈；按下K1不松手，按倒序點亮流水燈，即先點亮D8，再順序點亮D7、D6……D1、D8……。松手后，又按正序點亮流水燈。3、鍵控的流水燈。上電，不點亮LED,按一下K1鍵，按正序點亮流水燈。按一下K2鍵，按倒序點亮流水燈，按一下K3鍵，全部關閉LED。四、實驗原理圖+5VU1'XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3+5VU1'XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1.0P3.0/RXDP1.1P3.1/TXDP1.2P3.2/INT0P1.3P3.3/INT1P1.4P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RDAT89C51"M3:+.-2.4W.7■-圖跑馬燈實驗電路原理圖電路原理圖如圖3.1,AT89S52的P0.0~P0.7作為輸出連接8個發光二極管，輸出低電平0時對應發光二極管發光；由于發光二極管的導通電壓為1.7V,所以HNIST-2型實驗裝置在電源與二極管之間加一個阻值為1K限流電阻保護二極管。、P2.1作為輸入連接2個按鍵K1、K2，若檢測到P2.0=0，則說明K1鍵按下。五、軟件設計思想1、基本的流水燈軟件延時采用例題程序delay(j)，可調整延時時間。2、簡單鍵控的流水燈。由于是按下鍵不松手，鍵值一直保留，所以判斷P2.0=0即是按下K1,采用如例題所示的while(P==0)或while(P2==0xfe)的模式。3、鍵控的流水燈由于是按一下鍵后馬上松手，所以要設置一個變量b保留按鍵鍵值，要在延時程序中檢測是否按鍵，當按鍵后立即設置b的值。六、實驗思考題1、采用I/O口作為輸出口時要考慮哪些因素？為什么實驗裝置中LED要串聯一個電阻？2、采用I/O口作為輸入口時要注意什么？鍵控的流水燈時為什么要在延時程序中檢測是否按鍵？3、為什么延時程序要做一個函數？實驗二交通燈實驗一、實驗目的1、進一步熟悉HNIST-2型單片機系統相關硬件電路；掌握單片機中斷的應用和中斷處理程序的編寫方法；掌握單片機內部定時/計數器的使用及編程方法。二、實驗前準備1、完成作業4；2、根據實驗內容編寫好相關程序，并進行Proteus仿真。三、實驗內容實驗內容為3項，其中第1、2項必做。1、基本交通燈。根據圖3.2電路，用單片機的IO口控制4組紅綠黃共12個發光二極管，使發光二極管按照一定規則與次序發光與閃亮以實現模擬交通燈的功能。假設初始狀態為：(南北通行狀態)南北綠燈、東西紅燈(25s)；后轉為過度狀態：南北黃燈、東西紅燈(5s)；再轉為東西通行狀態：東西綠燈、南北紅燈25(s)。再轉為過渡狀態：東西黃燈、南北紅燈(5s)，然后循環往復。要求采用定時器實現所需要的定時時間。2、鍵控交通燈。按一下K1鍵，保持南北通行狀態；按一下K2鍵，保持東西通行狀態；按一下K3鍵，保持正常交通燈。要求在中斷中進行按鍵處理。3、具有閃爍的交通燈。在2的基礎上增加，綠燈最后5s閃爍，即亮0.5S滅0.5S閃爍。四、實驗原理圖

LED-GREENLED-REDLED-YELLOWLED-GREENP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9LED-GREENLED-REDLED-YELLOWLED-GREENP0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T7P3.6/WR-P3.7/RD圖3.2交通燈實驗電路原理圖LED-REDLED-YELLOWLED-RED圖3.2共有4個按鍵K1、K2、K3、K4,分別連接到單片機P2.0、P2.1、P2.2、P2.3引腳，按鍵后對應引腳為低電平，通過4個二極管D17、D18、D19、D20連接到P3.2（外部中斷0）,這是二極管構成的相與電路，即任意按一個鍵能在P3.2上產生一個低電平或下降沿，作為中斷觸發信號。五、軟件設計思想1、定時思想。采用定時器T0或T1的方式1定時500ms，每500ms中斷進行計數，計數10次即0.5s，計數20次即1s，對秒計數實現所需要的定時時間。2、亮燈控制思想。單片機控制燈引腳與燈對應如下，0點亮。一共有四種狀態S0、S1、S2、S3,a、南北通行S0狀態：P0=11111101=0xfd，P1=01110101=0x75；南北綠燈、東西紅燈，P0=11111100=0xfc，P1=11110011=0xf3P0=11111101=0xfd，P1=01110101=0x75；P0.3P0.0東G東Y東R北G北Y北R西G西Y西R南G南Y南R110011110011b、過渡狀態S1：南北黃燈、東西紅燈，P0.3P0.0東G東Y東R北G北Y北R西G西Y西R南G南Y南R110101110101c、東西通行狀態S2：東西綠燈、南北紅燈，P0=11110111=0xf7,P1=1001110=0x9e；P0.3P0.0東G東Y東R北G北Y北R西G西Y西R南G南Y南R011110011110d、過渡狀態S3：東西黃燈、南北紅燈，P0=11110111=0xfb,P1=10101110=0xae；P0.3P0.0東G東Y東R北G北Y北R西G西Y西R南G南Y南R101110101110設置一個秒計數單元SEC每秒+1,設置兩個控制值變量a,b。首先令SEC=0，a=0xfd，b=0x75，處于S0狀態；SEC==25，a=0xfc，b=0xf3，處于S1狀態；SEC==30，a=0xfb，b=0xae，處于S2狀態；SEC==55，a=0xf7，b=0x9e，處于S3狀態；SEC==60，SEC=0，a=0xfd，b=0x75，處于S0狀態；P0=a,P1=b。3、交通燈鍵控按鍵后即進入外部中斷0，在外部中斷0中斷程序中判斷：若是按K1鍵，控制南北通行狀態，并將定時器T0關閉，即可保持南北通行狀態；若是按K2鍵，控制東西通行狀態，并將定時器T0中斷關閉，即可保持東西通行狀態；若是按K3鍵，開啟定時器T0中斷，恢復正常交通燈。4、閃爍控制在需要閃爍時，0.5s按正常顯示，0.5s全滅，即是閃爍效果。實現方法是：當=0.5s的時刻，并且在南北通行的最后5s(19<sec<25)或在東西通行的最后5s(49<sec<55)，滅綠燈：P0=al0xf9P1==bl0x24當=1s的時刻，按正常顯示。P0.3P0.0東G東Y東R北G北Y北R西G西Y西R南G南Y南R100100100100六、實驗思考題1、為什么采用定時器T0的方式1?為什么不采用方式2?2、采用中斷處理按鍵有什么優點？本實驗可不可以不采用中斷處理按鍵，不采用中斷怎樣實現?實驗三串行口通信實驗一、實驗目的掌握單片機串行口通信的應用和編寫方法；進一步掌握單片機中斷的應用和中斷處理程序的編寫方法；進一步掌握單片機內部定時/計數器的使用及編程方法。二、實驗前準備完成作業5；2、根據實驗內容編寫好相關程序，并進行Proteus仿真。三、實驗內容實驗內容為3項，其中第1、2項必做。據圖電路，兩個同學為一組分為甲方、乙方，所有實驗都采用方式3，偶校驗，波特率為2400bit/s,采用T1作波特率發生器，均采用中斷發送和接收。按鍵值a：按K1，a=0x01；按K2，a=0x02；按K3，a=0x04；按K4，a=0x08。1、單向通信甲方連續不斷地發送變量a的值，未按鍵，2=0*0九按鍵后根據按鍵確定a值；并將a的值取反從P0口輸出，控制D0、D1、D2、D3相應點亮。乙方接收到數據并偶校驗正確后，將接收數據取反從P0口輸出，控制D0、D1、D2、D3相應點亮。2、雙向通信甲方連續不斷地發送變量a的值，未按鍵，2=0*0九按鍵后根據按鍵確定a值；乙方未按鍵不發送，按鍵后將乙方的按鍵值a*16發送；甲乙雙方都將發送數據與接收數據相或后再取反，從P0口輸出控制D0—D7相應點亮。3、間隔發送未按鍵，甲方不發送數據，按鍵后甲方每隔50ms連續發送4個字節：0xff、a、a、a。乙方只在收到甲方數據0xff后的3個數據并驗證相同時，才將接收數據*16發送。甲乙雙方都將發送數據與接收數據相或后，從P0口輸出控制D0—D7相應點亮。

四、實驗原理圖實驗原理圖如圖所示：18XTAL2RST29—30—31PSENALEEAU1XTAL1XTAL2RSTPSENALEEAP1.7+5V12345678191892930311234567819XTAL1_18XTAL2RST29—30—31PSENALEEAU1XTAL1XTAL2RSTPSENALEEAP1.7+5V12345678191892930311234567819XTAL1_U1—P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WR-P3.7/RDP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WR-P3.7/RD圖3.3串行口通信實驗電路原理圖在HNIST-2型實驗裝置中，通過通信接口排插將甲機的TXD、RXD連接到乙機的RXD、TXD，注意：下載程序時，要將RXD引腳線斷開，有接收時，HNIST-2型實驗裝置上的D25會閃爍。五、軟件設計思想1、按鍵處理采用中斷處理按鍵，在外部中斷0服務程序中：判斷按鍵確定發送數據，并判斷是否開始發送，若未開始發送，設置TI=1。2、雙向通信串行口中斷后要注意判斷是發送中斷(TI=1)還是接收中斷(RI=1)，判斷完后要清除標志。六、實驗思考題1、為什么串行口中斷后要注意判斷是發送中斷(TI=1)還是接收中斷(RI=1)，判斷完后要清除標志。為什么不能象其它中斷一樣，中斷后自動清除中斷標志？2、在甲方發送時，乙方是否也可以發送？為什么？3、第3題，①為什么要3次相同；②這是全雙工通信還是半雙工通信？實驗四動態顯示與矩陣式鍵盤實驗一、實驗目的進一步理解數碼管與單片機的接口原理與動態顯示原理，理解單片機矩陣式鍵盤按鍵識別的原理；掌握單片機動態顯示應用和編程方法；掌握單片機矩陣式鍵盤按鍵識別的方法。二、實驗前準備1、完成作業6；2、根據實驗內容編寫好相關程序，并進拉roteus仿真。三、實驗內容實驗內容為3項，其中第1、2項必做。1、動態顯示。未按鍵不顯示，按K1鍵，動態顯示“19491001”；按K2鍵，動態顯示“20141210”。2、動態顯示與按鍵識別。矩陣式鍵盤鍵值分別是0下，未按鍵不顯示。每按鍵一次，鍵值在最低位顯示，原鍵值向高位移一位。3、可控動態顯示與按鍵識別。矩陣式鍵盤鍵值分別是0-9，最下面一排鍵位功能鍵，左右兩個鍵分別為“清0鍵”“C”，和”“回車鍵”“1"，其它鍵無效。未按鍵不顯示，每按鍵一次，鍵值在最低位顯示，原鍵值向高位移一位。按8個鍵后，再按鍵無效。按清0鍵全顯示“0”。按“1”后全部熄滅，再按鍵重新開始。四、實驗原理圖

圖3.4動態顯示與矩陣式鍵盤實驗電路原理圖動態顯示共8個共陰極數碼管，采用兩片74LS573進行驅動，74LS57