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实验一指令和汇编语言

一、实验目的

1、了解单片机开发系统的各主要组成部分，包括PC、仿真器和实验开发系统；

2、掌握仿真器及其软件的使用，初步掌握程序的调试方法，包括跟踪、单步运行和断点设置等；

3、熟悉51单片机的指令系统，掌握汇编语言程序的设计方法。

二、实验仪器

1、自制的C51实验开发板1块

2、直流稳压电源1台

3、仿真器（EASYPROBE）1只

4、PC机1台

三、实验内容

1、认识51单片机开发系统的结构。

图1-151单片机开发系统的结构

2、初步认识仿真器软件和KeilC51软件界面。

3、简单程序调试

（1）传送指令

设置内部RAM的值，（30H）=40H,（40H）=10H，单步执行下列程序，检查结果。

MOVR0，#30H

MOVA，@R0

MOVR1,A

MOVB,@R1

STOP:

SJMPSTOP

执行后：

（R0）=，（R1）=，（A）=，（B）=，（30H）=，（40H）=。

（2）运算指令

单步

执行

MOVA,#0BFH

MOV20H,#85H

SETBC

ADDA,20H

MOVA,#0BFH

MOV20H,#85H

SETBC

ADDCA,20H

MOVA,#0BFH

MOV20H,#85H

SETBC

SUBBA,20H

MOVA,#0BFH

MOVB,#85H

MULAB

SJMP$

结果

标志

（A）=

CY=AC=

OV=P=

（A）=

CY=AC=

OV=P=

（A）=

CY=AC=

OV=P=

（A）=（B）=

CY=AC=

OV=P=

4、多字节十进制数加法

被加数

加数

结果

低位

20H

67

30H

65

20H

21H

45

31H

72

21H

22H

23

32H

98

22H

23H

01

33H

89

23H

高位

图1-24字节十进制数相加

两个4字节十进制数1234567和89987265相加，将其8421-BCD码按低位到高位存放在地址为20-23H、30-33H的RAM中，运算结果存放在20-23H的地址中，如上图示。

运算程序如下，ADD_BCD为多字节十进制数加法子程序的首地址。

分别按“跟踪”、“单步”和“全速”方式调试程序。

检查运算结果，区别“跟踪”、“单步”调试方式的不同。

在“ADD_BCD子程序”的指令“DAA”处设置断点，再用“全速”方式运行，到达断点后，观察“A”的值，然后用“单步”运行，观察指令“DAA”的功能。

同时理解“断点”方式调试程序的特点。

；；；；；；；；；；；；；；；；；；；主程序；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；；

MOVR0,#20H；置被加数首地址

MOVR1,#30H；置加数首地址

MOVR2,#04H；置被加数和加数的长度（字节数）

ACALLADD_BCD；调用多字节十进制数加法子程序ADD_BCD

STOP:

SJMPSTOP；停止

；；；；；；；；；；多字节十进制数加法子程序；；；；；；；；；；

；入口:

R0、R1为被加数和加数的首地址，按低位到高位存放

；出口:

R0为运算结果的首地址，也按低位到高位存放

ADD_BCD:

CLRC；进位清零

LOOP:

MOVA,@R0；一字节的被加数→A

ADDCA,@R1；一字节加

DAA；十进制数调整

MOV@R0,A；存一字节的运算结果

INCR0；被加数指向下一字节

INCR1；加数指向下一字节

DJNZR2,LOOP；循环控制

RET；子程序返回

END

四、预习要求

1、读懂各程序；

2、预先给出运算结果，以便和实验结果比较；

3、回忆“跟踪”、“单步”和“断点”调试方式的特点。

五、思考题

1、为什么程序结束用“STOP:

SJMPSTOP”指令？

用没有其他的停止方式？

51单片机启动后，是否一直不断地在执行指令？

2、比较“跟踪”、“单步”和“断点”调试方式的特点。

实验二C51序程序设计

一、实验目的

1、掌握仿真器及KeilC51软件的使用；

2、熟悉C51程序的设计方法，掌握C51程序的调试、诊断和排错方法。

二、实验仪器

1、仿真器1只

2、PC机1台

三、实验内容

1、编写水平垂直校验码生产程序。

将你的11位学号生产水平垂直校验码，你的11位学号可以用ASCII码、BCD码或二进制编码的一种来表示，然后每7位或8位分别进行奇校验，这就是水平校验,对应的校验位存储位置可以自己规定。

需要注意的是，位类型不能定义数组。

2、再将上述的水平校验码，进行垂直奇校验，垂直校验位的存储位置也自己规定，得到水平垂直校验码，记下校验码结果。

3、编写相应的水平垂直校验码校验及纠错程序。

将上述校验码结果的任何一位取反后，输入水平垂直校验码校验及纠错程序，观察校验结果，并纠错。

四、预习要求

1、了解水平垂直校验码的生产、校验及纠错过程；

2、事先编写水平垂直校验码生产程序和校验及纠错程序。

五、思考题

1、如何保证变量空间、堆栈空间不会溢出？

2、如何实现海明码、CRC校验码的检错和纠错？

实验三I/O和中断实验

一、实验目的

1、掌握单片机基本I/O口的使用特点，了解本扩展I/O口的方法；

2、掌握单片机中断机制，掌握单片机中断的使用特点和编程方法。

二、实验仪器

1、C51实验开发板1块

2、直流稳压电源1台

3、仿真器1只

4、PC机1台

5、示波器1台

三、实验内容

1、P1口直接输出，驱动LED指示灯，演示跑马灯效果

连接仿真器和C51实验开发板，P1口做输出口，P1口连接至8只发光二极管接口JP8，如图3-1所示，接通开发板电源。

编写程序，使发光二极管指示灯循环点亮。

图3-1P1口输出

CPU89C51的振荡频率为11.0592MHz，发光二极管循环点亮需要一个延时子程序DELAY。

延时时间为（（0B3+1）×256×10+2）×2×12÷11059200=1（秒）。

DELAY：

MOVR5，#0AH

MOVR6，#00H

DELAY1：

MOVR7，#0B3H

DJNZR7，$

DJNZR6，DELAY1

DJNZR5，DELAY1

参考主程序

ORG0000H

LJMPSTART

ORG0040H

START：

MOVA，#0FEH；

LOOP：

MOVP1，A；点亮1只LED

RLA；左循环

LCALLDELAY；延时1秒

SJMPLOOP

修改程序，使指示灯两两右循环；

修改程序，使指示灯右循环间隔为0.1秒；

2、P1口直接输入，读取DIP开关值，P2直接输出，用LED指示结果

P1做输入口，连接至DIP开关接口JP4，P2口输出连接至8只发光二极管接口JP8，如图3-2所示。

编写程序，使DIP开关的电平通过发光二极管指示灯显示出来。

图3-2P1口输入

由于51单片机的I/O口特点，输入口读入数据前要求先置1，使I/O口上的下拉管截止，为外部数据的输入做准备。

参考程序

ORG0000H

LJMPSTART

ORG0040H

START：

MOVP1，#0FFH；P1口置1

MOVA，P1；读入P1口的DIP电平

MOVP2，A；P2口输出至指示灯

SJMPSTART

将参考程序改为C程序。

3、P3口查询方式输入的交通灯时序

P3口作为输入口，查询P3.2的电平。

当P3.2为低电平时，P2.0输出的1赫兹的方波，表示正常情况下的交通灯时序；当P3.2为高电平时，P2.0输出占空比为75%的2赫兹矩形波，表示紧急情况下的交通灯时序。

用C程序来实现上述交通灯时序的功能，延时时间可通过示波器大致地校准。

4、中断方式输入的交通灯时序

将P3.2作为单片机的中断信号INT0，利用中断方式，读取P3.2的电平，实现上述交通灯时序。

用C程序编写中断程序函数，以及初始化和主程序。

四、预习要求

1、指出中断的设置和开启（即初始化）需要用到哪些特殊功能寄存器的哪些功能位。

指出中断响应以及中断返回时，硬件完成哪些操作，软件完成了哪些操作。

软件操作部分的代码中哪些由编译器直接生成，哪些由用户程序完成。

2、事先修改和编写相应的程序。

五、思考题

1、如何设置堆栈空间？

2、中断方式输入的交通灯时序的程序中，在中断响应时，哪些变量值要入栈，共占用多少栈空间。

实验四定时器计数器实验

一、实验目的

1、掌握单片机定时器的工作原理，体会定时器的使用特点；

2、进一步掌握中断的技术编程方法和特点；

3、体会用定时器中断扫描键盘，以提高CPU的效率。

二、实验仪器

1、C51实验开发板1块

2、直流稳压电源1台

3、仿真器1只

4、PC机1台

三、实验内容

1、在P1.0脚上输出2KHz的方波

2KHz的方波需要定时器产生0.25ms连续的定时信号，可选用T0方式2，自动装入参数的8位定时方式。

单片机的主频为11.0592MHz，定时器初始值应为

256-0.25×1000×11.0592/12=26=1AH

参考程序

ORG0000H

AJMPSTART

ORG000BH;T0中断入口地

CPLP1.0

RETI

ORG0100H

START:

MOVSP,#2FH

MOVTMOD,#02H;置T0为方式2

MOVTL0,#1AH;延时0.25mS的定时器初始值

MOVTH0,#1AH

SETBPT0

SETBTR0

SETBET0

SETBEA;开中断

SJMP$

运行程序，用示波器观察波形的脉宽和周期。

将上述程序改为C程序，重新运行，观察波形的脉宽和周期。

2、秒计数

秒计数可用20次50ms的计数溢出来实现。

50ms的计数可选用T0方式1，16位定时方式，定时器初始值应为

65536-50×1000×11.0592/12=19456=4C00H

考虑中断响应时间及重装定时器初始值的时间共计约4个机器周期，定时器初始值加4（即4C04）。

秒计数值通过P2口输出，用LED指示灯显示。

设计C程序，实现上述秒计数功能。

3、实现简易电子琴的演奏功能

实现简易电子琴的演奏功能，重复演奏“哆、唻、咪、发、嗦、啦、嘻”，每音各一拍，速度为100拍/分，各音的频率分别为523.25Hz、578.32Hz、659.25Hz、698.44Hz、783.97Hz、879.98Hz、987.73Hz。

（相邻半音的频率相差1.059463倍，即十二平均律）

各音频输出波形为方波，P0.0输出驱动蜂鸣器发声，或驱动电路至扬声器发声。

用C程序编写演奏程序。

四、预习要求

1、复习定时器计数器的内容，复习中断及响应的过程；

2、编写出各个实验内容的相应程序。

五、思考题

1、如何将秒计数改为时钟程序；

2、如何方便、灵活地实现演奏“生日快乐”等歌曲？

实验五键盘显示电路实验

一、实验目的

1、掌握理解七段LED动态显示的工作原理，掌握动态显示的编程方法和特点；

2、进一步掌握定时显示的编程方法和特点；

3、掌握中断扫描键盘，近一步提高CPU的效率。

二、实