《單片微機原理與應用》實驗課件一

8051單片機P1口應用實驗

實驗目的與要求學習8051單片機P1口作為雙向I/O口的使用方法，采用循環指令編寫延時子程序。了解用弱電控制強電的基本原理，采用單片機P1口實現繼電器開關控制。①采用8051單片機的P1口做輸出口，接4只發光二極管，編寫程序，使發光二極管循環點亮。②采用P1.0,P1.1作輸入口接兩個撥動開關，P1.2,P1.3作輸出口，接兩個發光二極管，編寫程序讀取開關狀態，并將此狀態在發光二極管上顯示出來。③采用P1口輸出電平控制繼電器的吸合和斷開，從而實現對外部裝置的開關量控制。④采用P1口控制音頻電路發聲。8051單片機有四個并行I/O口，稱為P0、P1、P2、P3，每個口都有8根引腳，它們都是雙向通道，每一條I/O引腳都能獨立地用作輸入或輸出，作輸出時數據可以鎖存，作輸入時數據可以緩沖。P0為三態雙向口，它可作為輸入輸出端口使用，也可作為系統擴展時的低8位地址/8位數據總線使用。P1口為準雙向口，每一位都可以分別定義為輸入或輸出使用。P2口也是一個準雙向口，它有兩種使用功能：作為普通I/O端口或作為系統擴展時的高8位地址總線。P3口為多功能口，除了用作通用I/O口之外，它的每一位都有各自的第二功能。

采用P1口作輸出P1口是準雙向口，它作為輸出口使用時具有鎖存功能。實驗所需要LED電平顯示電路如圖所示。關于延時子程序的時間計算，查指令表可知MOV和DJNZ指令均需用兩個機器周期，在6MHz晶振時，一個機器周期時間長度為12/6MHZ，所以上面延時子程序該的執行時間為：（256×255+2）×2×12÷6≈261ms

程序參考流程框圖如右圖：TF1也可由軟件查詢清“0”。TF1為定時/計數器T1的溢出標志位。P2口也是一個準雙向口，它有兩種使用功能：作為普通I/O端口或作為系統擴展時的高8位地址總線。在實驗系統上如表所示連線。這就要求被采樣的外部脈沖高低電平保持時間均要大于一個機器周期，以保證電平在變化之前即被采樣，并且外部計數脈沖的最高計數頻率為fosc/24。0的輸出狀態發生一次反轉，從而形成方波輸出。3接LED燈,TO（P3.不論用作定時器還是用作計數器，每當產生溢出時，都會向CPU發出中斷申請。聲音的頻率由延時程序控制。學習8051單片機P1口作為雙向I/O口的使用方法，采用循環指令編寫延時子程序。實驗所需要LED電平顯示電路和邏輯電平開關電路如圖所示。為了實現定時1秒，通過中斷服務程序進行定時擴展，即設置T0定時100us產生一次中斷，同時設置一個軟件計數器來計數中斷次數，當達到中斷1000次時即完成了定時1秒鐘。復習8051單片機并行I/O端口特性，P0～P3口各有什么特點？了解用弱電控制強電的基本原理，采用單片機P1口實現繼電器開關控制。0被置0時，LED熄滅。采用P1口作輸入和輸出

由P1口的準雙向口結構可知，當作為輸入口時，必須先對它置“1”。若不先對它置“1”，讀入的數據是不正確的。實驗所需要LED電平顯示電路和邏輯電平開關電路如圖所示。

程序參考流程框圖如右：連線連接孔1連接孔21P1.0S02P1.1S13P1.2L44P1.3L5在實驗系統上如表所示連線。執行上述程序，發光二極管LED將隨撥動開關的位置而點亮或熄滅.

采用P1口控制繼電器

實驗電路如圖當控制端P1.0為高電平時，繼電器工作常開觸點吸合，連接該觸點的LED被點亮。當P1.0控制端為低電平時，繼電器不工作，常開觸點斷開，連接該觸點的LED熄滅。在實驗系統右如表所示連線。采用單步方式執行實驗程序，可以看到當執行P1.0被置1時，LED點亮，執行到P1.0被置0時，LED熄滅。如果全速運行程序，則對應的LED將隨繼電器的通、斷而亮滅。連線連接孔1連接孔21P1.0繼電器輸入25V繼電器常閉輸入3L0繼電器中間輸入程序參考流程框圖如下：采用P1口控制音頻電路發聲

從P1.0輸出不同頻率的方波信號，經放大濾波后驅動揚聲器發聲。聲音的頻率由延時程序控制。實驗電路如圖所示.

執行程序后，揚聲器將發出一定頻率的聲音。

復習思考題復習8051單片機并行I/O端口特性，P0～P3口各有什么特點？為什么說P1口是“準雙向口”？在實驗中用P1口輸入時如果不先向P1口寫入“1”而直接讀取引腳，會出現什么現象？如果希望讓揚聲器發出不同頻率，不同長短的聲音，應如何修改實驗程序？《單片微機原理與應用》實驗課件二

定時/計數器

實驗目的與要求通過本實驗學習8031內部定時器的使用和編程方法，進一步掌握中斷處理程序的編程方法。要求①8051內部定時器T0用中斷方式計時,實現每一秒鐘使P1.0的輸出狀態發生一次反轉，從而形成方波輸出。②8051內部定時計數器T0，按計數器模式和方式1工作，對P3.4（T0）引腳進行計數，并將計數值按二進制數通過P1口驅動LED燈顯示出來。定時/計數器的工作方式由特殊功能寄存器TMOD編程決定，定時/計數器的啟動運行由特殊功能寄存器TCON編程控制。不論用作定時器還是用作計數器，每當產生溢出時，都會向CPU發出中斷申請。方式控制寄存器TMOD的地址為89H，控制字格式如下：GATEC/TM1M0GATEC/TM1M0D7D6D5D4D3D2D1D0低4位為T0的控制字，高4位為T1的控制字GATE為門控位它對定時/計數器的啟動起輔助控制作用。C/T為方式選擇位C/T=0為定時器方式C/T=1為計數器方式M1、M0二位的狀態確定定時/計數器的工作方式定時/計數器控制寄存器TCON的地址為88H，格式如下：TF1TR1TF0TR0IE1IT1IE0IT0D7D6D5D4D3D2D1D0TF1為定時/計數器T1的溢出標志位。當T1被允許計數以后，T1從初值開始加1計數，計數器的最高位產生溢出時置“1”TF1，并向CPU申請中斷，當CPU響應中斷時，由硬件清“0”TF1。TF1也可由軟件查詢清“0”。TF1為定時/計數器T1的溢出標志位。當T1被允許計數以后，T1從初值開始加1計數，計數器的最高位產生溢出時置“1”TF1，并向CPU申請中斷，當CPU響應中斷時，由硬件清“0”TF1。TF1也可由軟件查詢清“0”。TR1為定時/計數器的運行控制位，由軟件置位和復位。當方式控制寄存器TMOD中的GATE位為0，且TR1為1時允許T1計數，TR1為0時禁止T1計數。當GATE為1時，僅當TR1為1且INT1(P3.2)輸入為高電平時才允許T1計數，當TR1為0或INT1輸入為低電平時都禁止T1計數。TR0為定時器T0的運行控制位，其功能與TR1類似。TF0為定時器T0的溢出標志位，其功能與TF1類似。

8051單片機的定時/計數器在進行定時或計數之前要進行初始化編程，通常包括如下幾個步驟：確定工作方式，即給方式控制寄存器

TMOD寫入控制字。(2)計算定時器/計數器初值，并將初值寫入寄存器TL和TH。(3)根據需要對中斷控制寄存器IE置初值，決定是否開放定時器中斷。(4)使TCON中的TR0或TR1置“1”，啟動定時器/計數器。在實驗系統上如表所示連線。P1.0接LED燈,編寫并執行程序，注意觀察LED的狀態的變化。連線連接孔1連接孔21P1.0L0程序參考流程如下：用T0計數外部脈沖,通過P1口顯示計數值采用T0作計數器，外部計數脈沖由P3.4引入，8051單片機在每個機器周期采樣一次輸入信號，因此至少需要兩個機器周期才能檢測到一次脈沖跳變。這就要求被采樣的外部脈沖高低電平保持時間均要大于一個機器周期，以保證電平在變化之前即被采樣，并且外