嵌入式系統實驗報告

實驗1KeilC51的使用（匯編語言）實驗目的：初步掌握KeilC51（匯編語言）和ZY15MCU12BD型綜合單片機實驗箱的操作和使用，能夠輸入和運行簡單的程序。實驗設備：ZY15MCU12BD型綜合單片機實驗箱一臺、具有一個RS232串行口并安裝KeilC51的計算機一臺。實驗原理及環境：在計算機上已安裝KeilC51軟件。這個軟件既可以與硬件（ZY15MCU12BD型綜合單片機實驗箱）連接，在硬件（單片機）上運行程序；也可以不與硬件連接，僅在計算機上以虛擬仿真的方法運行程序。如果程序有對硬件的驅動，就需要與硬件連接；如果沒有硬件動作，僅有軟件操作，就可以使用虛擬仿真。實驗內容：1.掌握軟件的開發過程：1）建立一個工程項目選擇芯片確定選項。2）加入C源文件或匯編源文件。3）用項目管理器生成各種應用文件。4）檢查并修改源文件中的錯誤。5）編譯連接通過后進行軟件模擬仿真。6）編譯連接通過后進行硬件仿真。2.按以上步驟實現在P1.0輸出一個頻率為1Hz的方波。3.在2的基礎上，實現同時在P1.0和P1.1上各輸出一個頻率同為1Hz但電平狀態相反的方波。預習要求：1.熟悉使用KeilC51的步驟。2.理解實驗內容2中程序的工作原理。3.編寫實驗內容3所需要的程序。實驗步驟：以下假定你在E:\TEST文件夾下學習、運行Keil1.建立一個工程項目選擇芯片確定選項如圖1-1所示：=1\*GB3①Project→=2\*GB3②NewProject→=3\*GB3③輸入工程名test→=4\*GB3④保存工程文件（鼠標點擊保存按鈕）彈出下一界面。如圖1-2所示：=1\*GB3①選CPU廠家（Atmel）→=2\*GB3②選CPU型號(89C51),=3\*GB3③選好后確定接著選晶振頻率及生成HEX文件等。如圖1-3所示：=1\*GB3①Project→=2\*GB3②OptionsforTarget‘Target1’…→=3\*GB3③在Target中→=4\*GB3④更改CPU晶振頻率為12MHz→⑤在Output中→⑥選擇生成HEX格式其它采用缺省設置→⑦選好后確定。圖1-1創建工程名圖1-2選廠家,選CPU型號圖1-3選晶振頻率及生成HEX文件等窗口圖1-4進入編輯源文件窗口2.建立匯編源文件如圖1-4所示：=1\*GB3①File→=2\*GB3②New,=3\*GB3③彈出源文件編輯窗口。輸入以下源文件： ORG0000HAGAIN： CPLP1.0MOVR0，#10 ;延時0.5秒LOOP1： MOVR1，#100LOOP2： MOVR2，#250DJNZR2，$DJNZR1，LOOP2DJNZR0，LOOP1SJMPAGAINEND源程序編寫完后，=1\*GB3①File→=2\*GB3②SaveAs將文件以test.asm保存在E:\test目錄下，獲得匯編語言源程序。3.用項目管理器生成(編譯)各種應用文件=1\*GB3①點擊Target1前之+號→出現=2\*GB3②SourceGroup1→=3\*GB3③點擊它并按鼠標右鍵會生彈出下拉菜單見圖1-5編譯文件文件窗口→選擇=4\*GB3④AddFilestoGroup‘SourceGroup1’→=5\*GB3⑤點擊add向項目中添加Test.asm源文件→⑥點擊close關閉AddFilestoGroup‘SourceGroup1’窗口→=7\*GB3⑦在SourceGroup1前會出現一個+號→=8\*GB3⑧點擊之彈出test.asm文件名點擊該文件名→=9\*GB3⑨主窗口中會出現該程序圖1-5進入編譯文件文件窗口圖1-5硬件實時仿真調試選項窗口編譯：Project→Buildtarget就會生成一系列到文件如OBJ文件LST文件HEX文件等。4.檢查并修改源文件中的錯誤如果在源文件中存在錯誤在Output窗口中會出現錯誤提示信息，你可以在源程序中進行修改，然后存盤后重新Build觀察錯誤提示信息。5.編譯連接通過后進行軟件模擬仿真Debug→Start/StopDebugSession進入軟件模擬的仿真窗口，可使用單步、設斷點來進行調試和除錯。6.編譯連接通過后進行硬件仿真實驗箱的仿真串口必須與PC機串口連接，通電，撥位開關K10必須撥在B端，連接P10和L00，連接P11和L01，設置硬件實時仿真調試選項:Project→OptionsforTarget‘Targetl’→Debug.硬件實時仿真調試選項窗口,見圖1-5選硬件仿真選項,按確定按鈕確定。進入硬件實時調試窗口后,可打開各種觀察窗口,進行單步斷點運行到光標連續執行等操作，無誤后可連續運行觀察LED發光管的顯示效果。注意退出時須按單片機的復位按鍵SS10，在進行硬件連接前最好也先按單片機的復位按鍵SS10。7.修改以上程序，實現同時在P1.0和P1.1上各輸出一個頻率為1Hz但電平狀態相反的方波。重要提示：1.指令中的“,:;”是西文字符，切不可使用中文符號；數字“0”與字符“o”2.以上菜單操作都可以點擊工具欄中的相應圖標快速實現。3.退出硬件連接可以按SS10，在進行硬件連接前最好也按一次SS10。4.生成源文件的方法:=1\*GB3①從鍵盤上輸入源文件;=2\*GB3②用其他編輯軟件（包括MicrosoftWord）編輯源文件,然后復制到KeilC51文件窗口中,使Word文檔變為TXT文檔,這種方法最好,可方便輸入中文注釋;=3\*GB3③也可裝入在其它編輯軟件中編輯的源文件如:*.asm/*.a51/*.c...等。

實驗2十六進制與十進制的1.實驗目的：實踐匯編語言順序結構的編程方法，掌握十六進制數轉換成十進制數的編程實現，掌握單步運行程序的基本技巧。2.實驗設備：ZY15MCU12BD型綜合單片機實驗箱一臺、具有一個RS232串行口并安裝KeilC51的計算機一臺。3.實驗原理及環境：將十六進制數轉換成十進制數有多種方法，比較典型的是用待轉換數除以權值的方法，即依次除以100、10，則各次的商和最后的余數就是所需要的十進制數。4.實驗內容：將放在片內RAM30H中的2位十六進制數轉換成3位十進制數，按照從高位到低位的順序分別放入31H～33H中（即非壓縮的BCD碼）。在本實驗中，要求使用單步方式運行，以便觀察各單元的變化過程。5.程序清單ORG0000HMOVA,30HMOVB,#100HDIVABMOV31H,AMOVA,BMOVB,#10HDIVABMOV32H,AMOV33H,B6.實驗步驟：1.建立一個工程，將在預習中做好的*.asm文件加入。2.調出存儲器編輯窗口，將30H單元修改成某一值。3.在希望停下來的指令上設斷點，然后運行，在斷點處停下來后，再單步運行，可以看到各單元的變化情況。運行完最后一條指令后，在31H～33H中應獲得30H中十六進制數對應的十進制數。7.實驗結果及總結單步調試結果AB30H31H32H33H初始值00H00HDCH00H00H00H一DCH00HDCH00H00H00H二DCH64HDCH00H00H00H三02H14HDCH00H00H00H四02H14HDCH00H00H00H五14H14HDCH00H00H00H六0aH14HDCH00H00H00H七02H00HDCH02H00H00H八02H00HDCH02H02H00H九02H00HDCH02H02H00H總結：本次實驗中最重要的是單步調試的結果，每次單步調試后的結果如上所示，可以看出進制間的轉換。實驗38段LED顯示器動態顯示1實驗目的：掌握8段LED顯示器的使用及顯示程序的設計方法。2實驗設備：ZY15MCU12BD型綜合單片機實驗箱一臺、具有一個RS232串行口并安裝KeilC51的計算機一臺。3實驗原理及環境：1.實驗箱上有6位8段LED顯示器，采用動態方式驅動。即使一位LED顯示器顯示內容一段時間，然后下一位LED顯示器顯示內容一段時間……，周而復始。只要刷新頻率不小于50Hz，就可以獲得清晰穩定的顯示效果。2.MCS-51CPU通過一片8255對8段LED顯示器進行段驅動和位驅動，8255的A口、B口、C口、控制口的地址分別為片外RAM的4000H、4001H、4002H、4003H。3.LED顯示器的各段由8255的B口驅動，低電平對應段發光，高電平對應段熄滅。各段的驅動位如圖3-1，各顯示字的字形代碼如下所示：顯示字字形代碼顯示字字形代碼顯示字字形代碼

0C0H0.40H-BFH1F9H1.79H滅FFH18段LED各段控制18段LED各段控制位D4D3D6D2D1D5D0D73B0H3.30H499H4.19H592H5.12H682H6.02H7F8H7.78H880H8.00H990H9.80HA88HA.08HB83HB.03HCC6HC.46HDA1HD.21HE86HE.06HF8EHF.0EH4.LED顯示器的各位由8255的A口驅動，低電平對應位發光，高電平對應位熄滅。LED顯示器對應位口位左起第一位D0左起第二位D1左起第三位D2左起第四位D3左起第五位D4左起第六位D5實驗內容：1.編寫一個6位LED顯示器驅動子程序（在主程序中已對接口芯片8255做好必要的初始化）。字形表按0～F、0.～F.、-、滅的順序排列。該子程序的要求如下：入口：待顯示數(00H～1FH)放在20H～25H(分別對應顯示器的左起第1～第6位)中。出口：每位LED顯示0.5mS后返回。占用：R0、R1、R2、A、PSW、DPTR。2.子程序自身無法運行，為了運行這個子程序，另編寫一個主程序。這個主程序的功能是首先對8255進行初始化，然后就反復調用顯示子程序，顯示20H～25H中的待顯示內容。首先在20H起始的6個字節中置入00H～0FH，然后連續運行此程序，應顯示0～F；在20H起始的6個字節中置入10H～1FH，然后連續運行此程序，應顯示0.～F.；若置入20H、21H，則顯示-、滅。3.編寫一段程序，運行后會在顯示器上應出現連續向左移動的0～F。實驗程序：ORG0000H MOVSP,#6FH MOV20H,#00MOV21H,#00MOV22H,#00MOV23H,#00MOV24H,#00MOV25H,#00 MOVDPTR,#4003H;8255初始化MOVA,#10000001B;A口、B口方式0輸出，C口高4位輸出，低4位輸入 MOVX@DPTR,A;ACALLDELAY500MS ;延時0.5秒LOOP3:LCALLDISP ;調用顯示子程序 SJMPLOOP3DISP:MOVR0,#20HMOVR2,#0FEHDISP1:MOVA,@R0MOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTRMOVDPTR,#4001HMOVX@DPTR,AMOVA,R2MOVDPTR,#4000HMOVX@DPTR,ACALLDELAY500USMOVA,#0FFHMOVX@DPTR,AMOVA,R2RLAMOVR2,AINCR0CJNER0,#26H,DISP1 RETDELAY500MS:PUSH00HMOVR0,#25 ;延時0.5秒NEXT:ACALLDELAY20MS DJNZR0,NEXT POP00H RETDELAY500US:PUSH03HMOVR3,#250DJNZR3,$ POP03HRETDELAY20MS:PUSH06HPUSH07H MOVR7,#99AGAIN:MOVR6,#100DJNZR6,$ DJNZR7,AGAIN POP07H POP06H RETTAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H;0,1,2,3,4,5,6,7DB80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EH;8,9,A,B,C,D,E,FDB40H,79H,24H,30H,19H,12H,2H,78H;0.,1.,2.,3.,4.,5.,6.,7.DB00H,10H,08H,03H,46H,21H,06H,0EH;8.,9.,A.,B.,C.,D.,E.,F.END實驗4矩陣鍵盤的使用實驗目的：掌握矩陣鍵盤的使用及鍵盤掃描程序的設計方法。實驗設備：ZY15MCU12BD型綜合單片機實驗箱一臺、具有一個RS232串行口并安裝KeilC51的計算機一臺。實驗原理及環境：實驗箱上有一個16鍵的矩陣鍵盤，分為4行×4列。4行分別連接到一片8255（與8段LED顯示器的段驅動和位驅動共用）的PC0～PC3，4列分別連接到8255的PC4～PC7。8255的A口、B口、C口、控制口的地址分別為片外RAM的4000H、4001H、4002H、4003H。第4列(PC7)第3列(PC6)第2列(PC5)第1列(PC4)行輸入PC300H01H02H03H第4行PC204H05H06H07H第3行PC108H09H0AH0BH第2行PC00CH0DH0EH0FH第1行00H01H02H03H列驅動圖4-1鍵盤布置及鍵值圖4-1鍵盤布置及鍵值選擇列驅動碼使某一列為低電平而其它列為高電平，再讀取行輸入，若該列有鍵按下則相應的位便是低電平。每個鍵均安排一個鍵值，如圖4-1所示。實驗內容：1.編寫一個鍵盤掃描子程序（在主程序中已對接口芯片8255做好必要的初始化）。這個程序對鍵盤作一次掃描，若無鍵按下，返回時累加器A中為FFH，若有鍵按下，返回時A中為該鍵鍵值。其中，查鍵值子程序可以自行編寫，也可以使用下面這個查鍵值子程序，這個子程序的參數如下：入口：行列關鍵值碼放在累加器A中，高4位是列驅動碼（被掃描列的對應位為0，其余位均為1），低4位是行狀態（按下鍵的對應位為0，其余位均為1）。出口：鍵碼放在A中帶出。占用：R1、A、PSW、DPTR。程序清單如下：;查鍵值子程序，起始KEY20 KEY20:PUSHACC;暫存關鍵值MOVR1,#00H;查鍵值自變量清0KEY21:JNBACC.4,KEY22;計算列數RRAINCR1SJMPKEY21KEY22:MOVA,R1;按每列4個鍵計算MOVB,#4MULABMOVR1,APOPACC;恢復關鍵值KEY23:JNBACC.0,KEY24;計算行數RRAINCR1SJMPKEY23KEY24:MOVDPTR,#KEYTAB;讀取鍵值MOVA,R1MOVCA,@A+DPTRRETKEYTAB: DB0FH,0BH,07H,03H DB0EH,0AH,06H,02H DB0DH,09H,05H,01H DB0CH,08H,04H,00H2.鍵盤掃描子程序自身無法運行，為了運行這個子程序，另編寫以下程序: ORG0000HMOVSP,#6FHMOVR0,#5 ;延時0.5秒LOOP1: MOVR1,#200LOOP2: MOVR2,#250DJNZR2,$DJNZR1,LOOP2DJNZR0,LOOP1MOVDPTR,#4003H;8255初始化MOVA,#10000001B;A口、B口方式0輸出，C口高4位輸出，低4位輸入MOVX@DPTR,ALOOP3: LCALLDISP ;調用顯示子程序DIS，設顯示子程序入口為DISP LCALLKEY ;調用鍵盤掃描子程序，設鍵盤掃描子程序入口為KEY CJNEA,#0FFH,LOOP4 ;如果有鍵按下轉 SJMPLOOP3LOOP4: MOV20H,21H MOV21H,22H MOV22H,23H MOV23H,24H MOV24H,25H MOV25H,A SJMPLOOP3其中顯示子程序使用實驗3中的顯示子程序。程序運行后，每按一鍵便從顯示器的右端移入一個對應的數。實驗5A/D轉換實驗目的：掌握用ADC0809實現A/D的方法。實驗設備：ZY15MCU12BD型綜合單片機實驗箱一臺、具有一個RS232串行口并安裝KeilC51的計算機一臺。實驗原理及環境：電位器W1將+5V電壓分壓后送入ADC0809的輸入IN4～IN7，調節電位器W1可以獲得0～+5V的電壓輸入。ADC0809的接口參數如下：輸入電壓范圍0～+5V啟動IN4A/D轉換寫任意數到8004H

取轉換結果讀8004H

EOC通過一個反相器輸出實驗內容:設計一個程序，將IN4輸入的0～+5V模擬電壓轉換成數字量，再將這個2位十六進制轉換成3位十進制數，放在LED顯示器的第四～六位顯示。其中顯示子程序可以用實驗3中的子程序。判斷轉換是否結束可以將ADC0809的EOC（經反相器）引入到P1.0，然后查詢P1.0的狀態。程序清單 ADD_8255DATA4000H ORG0000H MOVSP,#6FH MOVR0,#5 ;延時0.5秒LOOP1: MOVR1,#200LOOP2: MOVR2,#250 DJNZR2,$ DJNZR1,LOOP2 DJNZR0,LOOP1 MOVDPTR,#(ADD_8255+3) MOVA,#10000001B MOVX@DPTR,ALOOP3: LCALLDIS SJMPLOOP3DIS: MOVR0,#20H MOVR2,#0FEHLOOP10:MOVA,@R0 MOVDPTR,#TAB MOVCA,@A+DPTRMOVDPTR,#(ADD_8255+1) MOVX@DPTR,A MOVA,R2 MOVDPTR,#ADD_8255 MOVX@DPTR,A MOVR1,#250 DJNZR1,$ MOVA,#0FFH MOVX@DPTR,A MOVA,R2 RLA MOVR2,A INCR0 MOVA,R0 CJNEA,#26H,LOOP10 RETTAB:DB0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,099H,092H,082H,0F8HDB080H,090H,088H,083H,0C6H,0A1H,086H,08EHDB040H,079H,024H,030H,019H,012H,002H,078HDB000H,080H,008H,003H,046H,021H,006H,00EH DB0BFH,0FFHEND實驗結果：變化范圍為17到255，最小值存在誤差，由于電路自身存在誤差。實驗6D/A轉換實驗目的：掌握用DAC0832實現D/A轉換的方法