北京化工大學信息科學與技術學院單片機原理及應用實驗指導書郭青2013年5月

單片機實驗指導書一、實驗系統簡介實驗采用本校研發的實驗系統實驗板上單片機采用的是Atmel公司的AT89S52單片機，并配置有多種實驗模塊，可以通過連線將各模塊有機結合，進行綜合實驗。AT89S52的特點是可以在線編程，不需要頻繁插拔，通過USB接口與PC機相連。程序編譯采用KeilC仿真編譯系統，可進行編程以及程序編譯，生產.OBJ以及.HEX目標文件編譯完成的.HEX文件通過USB接口寫入到實驗板上的單片機中，即編程，并直接運行。編程軟件的文件名AVRstudio。二、實驗簡要步驟1、啟動運行環境正確連接實驗系統，確認各個開關處于正確位置，打開實驗機電源。2、編程運行KeilC軟件，選擇建立工程，編寫源程序，并添加到工程中，然后進行編譯。3、進行實驗運行AVRstudio軟件，點擊工具欄選擇芯片AT89S52，在FLASH操作框中選擇欲加載的.HEX文件，點擊program，將程序寫入到單片機中，當寫入完成后即自動運行。4、觀察并記錄實驗結果。如現象不正確，返回第2步。

實驗電路板圖（一）實驗電路圖實驗一、讀程序存儲器及簡單I/O實驗一、實驗要求：1、P1口作輸出口，接8只發光二極管，程序存儲器的0500H～0509H單元依次存放著數字0～9的ASCII碼，編程將其依次讀出寫入到內部RAM的30H～39H單元，并同時送P1口輸出顯示。2、P1口作輸出口，接8只發光二極管，編寫程序，使發光二極管循環點亮。二、實驗目的1、熟悉實驗系統的使用及調試方法。2、學習80C51匯編語言程序編寫。3、學習P1口的使用方法。4、學習延時子程序的編寫和使用。三、實驗電路及連線P1.0-P1.7接LED1-LED8四、實驗說明1、發光二極管當輸入為0時點亮，1時熄滅。2、為了使發光二極管顯示的ASCII碼（實驗1）以及循環點亮（實驗2）明確看清，可采用多重循環的軟件延時。五、實驗報告要求1、列出實驗的匯編程序，畫出實驗連線圖。2、列出實驗步驟，記錄實驗結果。3、分析結果，得出結論。

實驗二、定時器實驗一、實驗要求：由AT89S52內部定時器0，按方式1工作，即作為16位定時器使用每0.05秒T0溢出中斷一次。P1口的P1.0～P1.8分別接8個發光二極管。要求編寫程序模擬一時序控制裝置。開機后第一秒鐘L4，L5亮，第二秒鐘L3，L6亮，第三秒鐘L2，L7亮，第四秒L1，L8亮，第五秒L2，L7亮，第六秒L3，L6亮，第七秒L4，L5亮，第八秒L1，L2，L3，L4亮，第九秒L5，L6，L7，L8亮，第十秒全亮，第十一秒全滅。然后再從頭循環。二、實驗目的1、學習80C51內部定時器的使用和編程方法。2、學習中斷處理程序的編程方法。三、實驗電路及連線同實驗一，P1.0-P1.7接LED1-LED8四、實驗說明1.關于內部計數器的編程主要是定時常數的設置和有關控制寄存器的設置。2.內部計數器用作定時器時，是對機器周期計數。因為實驗系統的晶振是11.0592MHz，所以定時常數的設置可按以下方法計算：

機器周期=12÷11.0592MHz＝1.0857μS

（65536-定時常數）*1.0857μS=50mS

定時常數＝4C00H

3.在中斷服務程序中，因為中斷定時常數的設置對中斷程序的運行起到關鍵作用，所以在置數前要先關對應的中斷，置數完之后再打開相應的中斷。五、實驗報告要求1、畫出實驗電路原理圖。2、畫匯編程序流程圖，并記錄實驗的匯編程序。3、列出實驗步驟，記錄實驗結果。六、參考程序流程主程序：1、設置初始常數2、開中斷3、等待中斷中斷服務程序1、保護現場2、置計數常數3、判斷是否到1秒。是，步驟4；否，步驟7。4、查表5、顯示數據6、調整表格指針7、恢復現場8、中斷返回

實驗三、外部中斷實驗一、實驗要求：由AT89S52內部定時器0，按方式1工作，即作為16位定時器使用每0.05秒T0溢出中斷一次。P1口的P1.0～P1.8分別接8個發光二極管。要求編寫程序模擬一時序控制裝置。開機后第一秒鐘L4，L5亮，第二秒鐘L3，L6亮，第三秒鐘L2，L7亮，第四秒L1，L8亮，第五秒L2，L7亮，第六秒L3，L6亮，第七秒L4，L5亮，第八秒L1，L2，L3，L4亮，第九秒L5，L6，L7，L8亮，第十秒全亮，第十一秒全滅。然后再從頭循環。由鍵盤生成外部中斷信號，當任意鍵按下時，為外部中斷請求信號，此時L2，L4，L6，L8亮，持續時間為5秒。二、實驗目的1、進一步熟悉80C51內部定時器的使用和編程方法。2、學習外部中斷的使用和編程方法。3、學習中斷嵌套程序的編寫方法。三、實驗電路及連線P1.0-P1.7接LED1-LED8，P0.0-P0.3接S4-S7，INT0接P3.2。四、實驗說明1.S4-S7為鍵盤提供輸入信號，為了實現任意鍵按下時，INT0引腳輸出低電平，S4-S7輸入應為全0。2．外部中斷0（高級）與定時器0（低級）形成兩級中斷嵌套。3．外部中斷時的5秒延時可以采用軟件延時或使用定時器1。五、實驗報告要求1、畫出實驗電路原理圖。2、畫匯編程序流程圖，并記錄實驗的匯編程序。3、列出實驗步驟，記錄實驗結果。六、參考程序流程主程序：設置T0，T1初始常數設置中斷優先級開中斷啟動T0計數5、等待中斷T0中斷服務程序1、保護現場2、置計數常數3、判斷是否到1秒。是，步驟4；否，步驟7。4、查表，顯示數據5、調整表格指針6、恢復現場7、中斷返回INT0中斷服務程序1、保護現場2、顯示數據3、停止T04、置T1計數常數，啟動T1計數注：T1采用查詢方式，也可采用中斷嵌套5、判斷是否到5秒。是，步驟5；否，等待。6、停止T1計數注：步驟4-6可由軟件延時代替7、啟動T0計數，恢復現場8、中斷返回

實驗四、掃描鍵盤及LED顯示實驗一、實驗要求利用P1口與行列式鍵盤接口，分別定義8個按鍵，每個按鍵對應一個發光二極管，編寫鍵盤掃描程序，當按鍵按下時，對應的二極管點亮；當沒有定義的其它按鍵按下時，二極管全滅。二、實驗目的1.學習在單片機系統中擴展行列式鍵盤的方法。2.學習掃描鍵盤的實現方法。三、實驗電路及連線鍵盤：P1.0～P1.7分別接鍵盤S0～S7，中斷式：P3.2接INT0，掃描式不接P3.2P0.0-P0.7接LED1-LED8。四、實驗說明首先畫出實驗用電氣原理圖（鍵盤和LED接口電路圖）；根據電氣原理圖連線，分別編寫中斷式及掃描式鍵盤掃描程序；根據設計的電氣原理圖，連線下載程序，運行五、實驗報告畫出電氣原理圖；附上完整的程序代碼；畫出程序流程；具體說明中斷式及掃描式鍵盤掃描的實現方法；

實驗五單片機與PC機串行通信實驗一、實驗要求AT89S52串行通信口工作在方式1，8位UART方式，允許接收，9600bps。在PC機上運行串口調試軟件。編程實現，1）單片機接收PC機發送的數據并回送給PC機顯示，可同時送LED顯示；2）AT89S52內部定時器0，按方式1工作，每1秒鐘內部RAM30H單元內容加1，并通過串行通信口送PC機顯示。二、實驗目的1、學習80C51串行通信口的編程方法。三、實驗線路P0.0-P0.7接LED1-LED8。用RS-232接口通信線連接實驗系統與PC機。四、實驗說明1、本次實驗為兩個程序。2、在PC機上運行串口調試軟件，設置波特率為9600bps，無奇偶校驗位。3、正確連線，編寫并下載運行AT89S52串行通信程序。4、觀察并驗證實驗結果。五、實驗報告要求畫出電氣原理圖；附上完整的程序代碼；畫出程序流程；

實驗六I2C串行總線存儲器讀寫實驗一、實驗要求由AT89S52內部定時器1，按方式1工作，每1秒鐘24LC32的0001H單元內容加1，以鍵盤作為外部中斷輸入信號，有鍵按下時，讀取0001H單元內容并送LED顯示。二、實驗目的1、進一步掌握定時器和外部中斷的使用方法。2、學習80C51與I2C串行總線器件的接口方法。3、學習80C51模擬I2C總線的編程方法。三、實驗線路P0.0-P0.7接LED1-LED8，P1.0-P1.3接S4-S7，INT0接P3.2。SDA接P1.7，SCL接P1.6，A0、A1、A2接地四、實驗說明1、以內部數據存儲器30H單元作為緩存，暫存定時信息，即1秒鐘加1，然后再寫入到24LC32中。2、器件地址為0，采用字節寫及讀隨意地址，讀寫地址均為0001H。3、參考教材中程序例子，編寫模擬I2C總線的子程序。4、外部中斷程序中，讀24LC32送LED顯示。五、實驗報告要求1、畫出實驗電路原理圖。2、畫程序流程圖，說明24LC32讀寫方法。3、記錄實驗的匯編程序。4、列出實驗步驟，記錄實驗結果。六、參考程序流程主程序略，參考實驗三。T1中斷服務程序1、保護現場2、置計數常數3、判斷是否到1秒。是，步驟4；否，步驟6。4、30H內容加15、調用寫24LC32子程序6、恢復現場7、中斷返回INT0中斷服務程序1、保護現場2、停止T1計數3、調用讀24LC32子程序4、讀出的數據（在累加器A中）送LED顯示5、啟動T1計數6、恢復現場7、中斷返回注：調用讀24LC32子程序會引起T1定時誤差，此處忽略不計。寫24LC32子程序發送起始位發送寫控制字節10100000B發送應答位發送兩個地址字節，中間需發送應答位發送30H內容發送應答位發送停止位返回讀24LC32隨意地址子程序發送起始位發送寫控制字節10100000B發送應答位發送兩個地址字節，中間需發送應答位發送應答位發送起始位發送讀控制字節10100001B發送應答位讀一個字節到ACC發送非應答位發送停止位返回

實驗七、掃描鍵盤及液晶顯示實驗一、實驗要求利用P1口與行列式鍵盤接口，編寫鍵盤掃描程序，把按鍵輸入的鍵碼，顯示在LCD液晶顯示器上。二、實驗目的1.學習在單片機系統中擴展行列式鍵盤的方法。2.學習掃描鍵盤的實現方法。3.學習液晶顯示的接口及程序設計方法。三、實驗電路及連線鍵盤：P1.0～P1.7分別接鍵盤S0～S7，中斷式：P3.2接INT0，掃描式不接P3.2P2.0-P2.7接LCD數據腳DB0-DB7，P3.4接LCDRS腳，P3.5接LCDRW腳，P3.6接LCDE腳，P3.7接LCDPSB腳四、實驗說明首先畫出實驗用電氣原理圖（鍵盤和液晶接口電路圖）；根據電氣原理圖連線，設計液晶顯示程序，顯示特定的鍵值；通過中斷式鍵盤掃描程序；調試結束，編譯生成*.hex文件；根據設計的電氣原理圖，連線下載程序，運行五、實驗報告畫出電氣原理圖；附上完整的程序代碼；畫出程序流程；具體說明中斷式及掃描式鍵盤掃描的實現方法；具體說明液晶接口設計及程序實現方法。

實驗八綜合實驗（一）一、實驗要求利用實驗系統提供的功能模塊，進行組合，完成硬件電路和軟件程序的設計調試。二、實驗目的1、學習80C51單片機系統的設計和開發技術。2、進一步熟悉掌握單片機內部功能單元及應用接口的編程。3、提高學生知識與實踐的融合能力。三、實驗說明1、自由選擇若干個功能模塊進行組合。2、獨立完成實驗內容的設計。3、畫出系統的功能模塊方框圖，電路圖。4、畫出程序設計流程圖，并編程調試運行。五、實驗報告1、每組制作一份介紹實驗內容的PPT，內容包括：1）封面：實驗題目，小組成員2）系統功能介紹，使用的功能模塊列表。3）系統設計方框圖。4）硬件電路介紹及電路圖。5）軟件設計流程介紹及流程圖。6）程序代碼。2、實驗結果演示。

實驗九綜合實驗（二）一、實驗要求利用實驗系統提供的功能模塊，進行組合，完成硬件電路和軟件程序的設計調試。二、實驗目的1、學習80C51單片機系統的設計和開發技術。2、進一步熟悉掌握單片機內部功能單元及應用接口的編程。3、提高并檢驗學生知識與實踐的融合能力。三、實驗內容（供選擇）1、鍵盤+串行通信。 實驗要求：將從實驗系統鍵盤上鍵入的鍵值顯示到PC機顯示器上，將PC機鍵盤輸入的數據（00-FF）顯示到實驗系統的發光二極管上。2、鍵盤+LED實驗要求：在鍵盤上定義8個鍵，當鍵按下時對應的LED燈點亮2秒鐘，然后全滅；當按下其他鍵時，LED全亮，2秒鐘后全滅。3、外部中斷+串行通信實驗要求：以鍵盤輸入產生中斷信號，每按鍵一次，計數器加1，并將按鍵次數送PC機顯示。4、I2C存儲器+串行通信實驗要求：每1秒鐘24LC32的0002H單元內容加1，以鍵盤作為外部中斷輸入信號，有鍵按下時，讀取0002H單元內容送PC機顯示。5、查表+串行通信實驗要求：P1口的P1.0～P1.8分別接8個發光二極管。要求編寫程序模擬一時序控制裝置。開機后第一秒鐘L4，L5亮，第二秒鐘L3，L6亮，第三秒鐘L2，L7亮，第四秒L1，L8亮，第五秒L2，L7亮，第六秒L3，L6亮，第七秒L4，L5亮，第八