华中科技大学单片机实验实验报告MCS51单片机.docx

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华中科技大学单片机实验实验报告MCS51单片机

华中科技大学单片机实验报告

MCS-51系列单片机

（单片机原理及应用实验）

（根据2014年电气与电子工程学院单片机实验课程改编）

专业：

电气工程及其自动化

班级：

气卓1301

姓名：

廖鹏毅

学号：

ALLRIGHTRESERVED

目录

实验3.1软件仿真实验………………………………………………3

实验2“跑马灯”实验…………………………………………………8

实验3数码管显示功能的实现………………………………………11

实验5按键功能的实现………………………………………………23

实验7A/D转换器件TLC1543的用……………………………………29

实验8D/A转换器件TLV5617的应用…………………………………34

实验14指示灯的外部中断控制………………………………………47

实验18定时器控制继电器……………………………………………49

自行设计实验…………………………………………………………53

实验总结………………………………………………………………55

实验3.1软件仿真实验

一实验目的

1掌握软件仿真的方法

2熟悉集成开发环境的使用

3熟悉常用指令的功能

4熟悉程序调试的方法

5学习自己编写、调试计算机程序

二实验内容

1将Keil软件设置为软件仿真的方式

2将3.1.4介绍的示例程序录入、编译、调试

3观察有关寄存器、变量的值，理解程序及指令的功能

4编译、调试、验证自己编写的子程序

三实验步骤

1先阅读课本，大致了解仿真软件的使用和注意事项

2结合课本，边看书边上机操作，逐步了解和掌握仿真软件的使用

3阅读和理解3.1.4介绍的示例程序，并将其录入、编译、调试

4赋值给示例程序时，打开各观察窗口，观察有关寄存器、变量的值，验证其功能

5自行编译、调试、验证自己编写的子程序

四实验结果

1给十六进制数转换为十进制数子程序赋初值，

MOVH_DAT0,#01H

MOVH_DAT1,#00H

则编译加载调试该子程序，打开各观察窗口观察有关变量，实验发现D_DAT0,D_DAT1,D_DAT2,D_DAT3中的值分别为00,00,00,01。

则符合实际，即验证其功能。

2给双字节乘法运算子程序赋初值，

MOVR4,#8

MOVR5,#9

MOVR6,#6

MOVR7,#7

然后编译加载调试该子程序，并用观察窗口观察有关变量，实验发现MUL_0,MUL_1,MUL_2,MUL_3分别为08,04，04,07.则符合实际，即验证其功能。

3给三字节数除双字节数运算子程序赋初值，

MOVODIV_H,#00H

MOVODIV_M,#00H

MOVODIV_L,#01H

MOVDIV_1,#00H

MOVDIV_0,#01H

接着编译加载调试该子程序，并用观察窗口观察有关变量，实验发现R0，R1，R3，R4，R5中的值分别为00，00，00，00，01，则实验验证其功能。

五实验小结

本次实验，我初步了解仿真软件的使用，同时掌握了编译、加载、调试程序的方法以及验证实验结果的方法

附：

3.1.4示例程序

含主程序

十六进制数转换为十进制数子程序

双字节乘法运算子程序

三字节数除双字节数运算子程序

D_DAT0EQU50H

D_DAT1EQUD_DAT0+1

D_DAT2EQUD_DAT1+1

D_DAT3EQUD_DAT2+1

H_DAT0EQUD_DAT3+1

H_DAT1EQUH_DAT0+1

ODIV_LEQUH_DAT1+1

ODIV_MEQUODIV_L+1

ODIV_HEQUODIV_M+1

DIV_0EQUODIV_H+1

DIV_1EQUDIV_0+1

MUL_0EQUDIV_1+1

MUL_1EQUMUL_0+1

MUL_2EQUMUL_1+1

MUL_3EQUMUL_2+1

ORG0000H

AJMPSTART

ORG0030H

START:

MOVSP,#30H

;在此处给有关变量单元赋值

MOVH_DAT1,#2

MOVH_DAT0,#0

LCALLHTD

;在此处给有关变量单元赋值

LCALLTMUL

;在此处给有关变量单元赋值

LCALLSDIV

LOOP:

NOP

AJMPLOOP

HTD:

MOVD_DAT3,#00H;将结果千位清0

MOVD_DAT2,#00H

MOVD_DAT1,#00H

MOVD_DAT0,#00H

;以上将各位结果存储单元清0

H1000:

CLRC;进位位C清0

MOVA,H_DAT0;源数据低位装载到累加器A中

MOVR6,A;备份源数值低位到寄存器R6中

SUBBA,#0E8H;源数值低位减去1000的低位0E8H

MOVH_DAT0,A;余数存回到源数值低位存储单元

MOVA,H_DAT1;源数值高位装载到累加器A中

MOVR7,A;备份源数值高位到寄存器R7中

SUBBA,#03H;源数值高位带借位减1000的高位03H

MOVH_DAT1,A;余数存回到源数值低位存储单元

INCD_DAT3;千位增1

JNCH1000;如果没有借位则利用余数循环再减

;有借位表明为最后一次无效减

;程序顺序执行,应还原最后一次修改值

MOVH_DAT0,R6

MOVH_DAT1,R7;用备份值作为新的源数值（余数）

DECD_DAT3;千位数减1,去掉最后一次无效减的影响

H100:

MOVA,H_DAT0;源数值低位装载到累加器A中

MOVR6,A;备份源数值低位到寄存器R6中

CLRC;清0进位位C

SUBBA,#100;减去100

MOVH_DAT0,A;存回余数低位

MOVA,H_DAT1;取源数值高位

SUBBA,#00H;减100的高位0,实际上是减去借位位

MOVH_DAT1,A;存回余数高位

JCH10;有借位则跳到下一步继续运算

INCD_DAT2;没有借位,百位增1

AJMPH100;没有借位继续减

;注意本轮循环中最后一次减时百位未增1

;所以不存在还原的问题

;进入下一轮时,源数值（余数）都在R6中

H10:

CLRC

MOVA,R6;源数值（低位）装载到累加器A中

;到此源数值高位已经为0,不用再参加计算

MOVD_DAT0,A;存回源数值低位

;如果是最后一次减,则此值即为个位

SUBBA,#10;减去10

MOVR6,A;保存余数

JCH1;有借位,运算结束

INCD_DAT1;没有借位,十位增1

LJMPH10;没有借位继续减

H1:

RET;子程序返回

TMUL:

MOVA,R6

MOVB,R4

MULAB;第一次乘法

MOVMUL_0,A;第一次乘法结果低位存到MUL_0（最终结果）

MOVR3,B;第一次乘法结果高位暂存在R3中

MOVA,R4

MOVB,R7

MULAB;第二次乘法

ADDA,R3;第二次乘法结果低位加第一次乘法结果的高位

MOVR3,A;所得第一次加法结果低位暂存到R3中

MOVA,B

ADDCA,#00H;第二次乘法结果高位加进位位C

MOVR2,A;所得第一次加法结果高位暂存到R2中

MOVA,R6

MOVB,R5

MULAB;第三次乘法

ADDA,R3;第三次乘法结果低位加R3

MOVMUL_1,A;第二次加法结果低位存到MUL_1（最终结果）

MOVR1,#00H;第二次加法高位进位值清0

MOVA,R2

ADDCA,B;第三次乘法结果高位加R2及进位位C

MOVR2,A;第二次加法结果高位暂存R2

JNCLAST;没有进位则跳转（R1=0）

MOVR1,#1;有进位,第二次加法高位进位值为1

LAST:

MOVA,R7

MOVB,R5

MULAB;第四次乘法

ADDA,R2;第四次乘法结果低位加R2

MOVMUL_2,A;第三次加法结果低位存到MUL_2（最终结果）

MOVA,B

ADDCA,R1;第四次乘法高位加第二次加法高位进位值R1

;及第三次加法低位进位位C

MOVMUL_3,A;第三次加法结果高位存到MUL_3中（最终结果）

RET

SDIV:

MOVR0,#00H

MOVR1,#00H;清0过渡单元

MOVR2,#24;因被除数有三个字节（24位）,所以循环24次

SDIV0:

CLRC;清0进位位C

MOVA,ODIV_L;（ODIV_L）→A

RLCA;A中的值带进位位C左移1位

MOVODIV_L,A;（A）→ODIV_L,移位后存回

MOVA,ODIV_M

RLCA

MOVODIV_M,A

MOVA,ODIV_H

RLCA

MOVODIV_H,A;以上将被除数左移一位,最高位在进位位C中

MOVA,R0

RLCA

MOVR0,A;R0的值带进位左移后存回

MOVR6,A;备份R0的值在R6中

MOVA,R1

RLCA

MOVR1,A;R1的值带进位左移后存回

MOVR7,A;备份R1的值在R7中

;以上实现Z和X一起左移1位

;并把Z中的值备份了一份

CLRC

MOVA,R0

SUBBA,DIV_0

MOVR0,A

MOVA,R1

SUBBA,DIV_1

MOVR1,A;以上将Z减Y后差值写回Z中

JNCSDIV1;没有借位（够减）则跳转,用差值继续计算

MOVA,R6

MOVR0,A

MOVA,R7

MOVR1,A;有借位,不够减,用备份值取代差值,即不减

SDIV1:

CPLC;借位C取反即为商。

C为0,够减,商1

MOVA,R5

RLCA

MOVR5,A

MOVA,R4

RLCA

MOVR4,A

MOVA,R3

RLCA

MOVR3,A;以上将商移入R3、R4、R5中

DJNZR2,SDIV0;按R2中的值,循环24次

RET

END

实验2“跑马灯”实验

一实验目的

1了解发光二极管的使用方法

2熟悉串行、并行输出扩展接口的方法

3学习常用指令用法和简单程序编写技巧

二实验内容

1理解图4.3.1的电路原理和参考程序

2按图4.3.1连接电路，调试参考程序，单步执行每行指令，观察有关寄存器中值的变化，理解指令的功能和执行效果

三实验步骤

1先阅读课本，理解原理和程序

2按图接线，然后编译加载调试程序，观察实验现象，是否出现“跑马灯”

四实验结果

接好线，并运行程序后，8个灯依次循环闪亮，出现“跑马灯”，验证其功能。

五实验小结

理解I/O口的使用，以及发光二极管的使用和原理

附：

跑马灯子程序：

LIGHT-S跑马灯串行

LIGHTEQU60H;定义指示灯数据存放地址单元

SIOEQUP2.0;串行移位数据

SCLKEQUP2.1;串行移位时钟信号

SRCLKEQUP2.2;输出锁存信号

ORG0000H

AJMPSTART

ORG0030H

START:

MOVSP,#30H;初始化堆栈指针

CLRSIO

CLRSCLK

CLRSRCLK

MOVLIGHT,#01H;初始化指示灯输出数据

NOP

MAIN:

LCALLFLYLED;调用指示灯循环点亮子程序

LCALLDELAY;延时子程序同参考例程一

AJMPMAIN;循环执行主程序

;******************************************************

;通过595循环点亮指示灯子程序

*****************************************************

FLYLED:

MOVA,LIGHT

CLRC

RLCA;A中最高位移到C

CPLC;因低电平点亮,故取反

MOVSIO,C;LIGHT中数据最高位送到SER输入端

SETBSCLK

NOP

CLRSCLK;产生一个移位脉冲

SETBSRCLK

NOP

CLRSRCLK;产生一个输出锁存脉冲

CJNEA,#0,FLYCON;A中不为0则继续

MOVA,#01H;A中为0,表明循环完一轮

;重新赋初值

FLYCON:

MOVLIGHT,A

RET

;**********************************************

;延时子程序

;**********************************************

DELAY:

MOVR7,#80H

DELY1:

MOVR6,#0FFH

DELY2:

DJNZR6,$;$代表当前行；;作用与DJNZR6,DELY2相同

DJNZR7,DELY1

LED-P跑马灯并行

LIGHTEQU60H;定义指示灯数据存放地址单元

ORG0000H

AJMPSTART

ORG0030H

START:

MOVSP,#30H;初始化堆栈指针

;

CLRP1.0;初始化有关I/O口

MOVLIGHT,#01H;初始化指示灯数据

NOP

MAIN:

LCALLFLYLED;调用指示灯循环点亮子程序

LCALLDELAY;延时子程序

AJMPMAIN;死循环

;******************************************************

;通过374循环点亮指示灯子程序

;*****************************************************

FLYLED:

MOVA,LIGHT

CPLA;因为低电平点亮,故取反

MOVP0,A;LIGHT中数据送到374的输入端

;（因P1口与374输入端相连）

SETBP1.0

NOP

CLRP1.0;产生一个锁存脉冲

;将数据锁存到374中输出

MOVA,LIGHT

CLRC

RLCA;ACC中数据左移一位

;（高位丢到,低位补0）

CJNEA,#0,FLYCON;A中不为0则继续

MOVA,#01H;A中为0,循环完一轮

;重新赋初值

FLYCON:

MOVLIGHT,A

RET

;**********************************************

;延时子程序

;**********************************************

DELAY:

MOVR7,#80H

DELY1:

MOVR6,#0FFH

DELY2:

DJNZR6,$;$代表当前行

;与DJNZR6,DELY2相同

DJNZR7,DELY1

RET

END

实验3数码管显示功能的实现

一实验目的

1了解数码管显示器的特性和使用方法

2进一步熟悉常用指令和编程技巧

3熟悉单片机I/O口的使用方法

二实验内容

1对照图4.3.3和图4.3.4、图4.3.5，理解图4.3.3所示的电路原理

2读懂参考例程一和参考例程二

3分别验证参考例程一和参考例程二

4利用试验箱通用板上的电路模块，自行设计一套4位数码管显示器的并行动态显示电路

三实验步骤

1首先阅读课本，理解相关原理和程序运行

2调试示例程序，观察现象

3根据所学知识，编写一套4位数码管显示器的并行动态显示电路

四实验结果

1调试示例程序，结果都出现6位静态显示

2自行编写一套4位数码管显示器的并行动态显示电路

子程序：

MOVA,R0

MOVDPTR,#DISPD

MOVA,@A+DPTR

MOVP0,A

SETBP1.1

NOP

CLRP1.1

INCR0

LCALLDELAY

CJNER0,#0AH,DISP

MOVR0,#00H

NOP

RET

调试后，可以4位数码管显示器的并行动态显示电路

五实验总结

进一步了解I/O口的使用，掌握串行和并行的区别和使用，以及数码管的原理和使用

附：

参考程序

LED-S-P数码管显示功能的实现

（并行动态显示参考程序1）

D_DAT0EQU6AH

D_DAT1EQU6BH

D_DAT2EQU6CH

D_DAT3EQU6DH

D_DAT4EQU6EH

D_DAT5EQU6FH;定义显示数据存储单元

DATA_OEQUP0;定义显示数据输出口

PLED1EQUP2.0

PLED2EQUP2.1

PLED3EQUP2.2

PLED4EQUP2.3;以上定义四片574输出锁存信号

ORG0000H

AJMPSTART

ORG0030H

START:

MOVSP,#30H;初始化堆栈指针

MOVD_DAT0,#0

MOVD_DAT1,#1

MOVD_DAT2,#2

MOVD_DAT3,#3

MOVD_DAT4,#4

MOVD_DAT5,#5;初始化显示数据

CLRPLED1

CLRPLED2

CLRPLED3

CLRPLED4

NOP

MAIN:

LCALLDISP;调用数码管循环点亮子程序

LOOP:

AJMPLOOP;循环执行主程序

;******************************************************

;通过574显示6位数字子程序

;*****************************************************

DISP:

MOVR0,#D_DAT0

MOVA,@R0;取需显示的数字

MOVDPTR,#DISPD;装载笔画编码表首地址

MOVCA,@A+DPTR;取需显示数字笔画代码

XRLA,#0FFH

MOVDATA_O,A;笔画代码送到P0口

SETBPLED1

NOP

CLRPLED1;产生一个锁存脉冲,锁存笔画代码

INCR0;R0增1指向下一个需显示数字

MOVA,@R0;取需显示的数字

MOVDPTR,#DISPD;装载笔画编码表首地址

MOVCA,@A+DPTR;取需显示数字笔画代码

XRLA,#0FFH

MOVDATA_O,A;笔画代码送到P0口

SETBPLED2

NOP

CLRPLED2;产生一个锁存脉冲,锁存笔画代码

INCR0;R0增1指向下一个需显示数字

MOVA,@R0;取需显示的数字

MOVDPTR,#DISPD;装载笔画编码表首地址

MOVCA,@A+DPTR;取需显示数字笔画代码

XRLA,#0FFH

MOVDATA_O,A;笔画代码送到P0口

SETBPLED3

NOP

CLRPLED3;产生一个锁存脉冲,锁存笔画代码

INCR0;R0增1指向下一个需显示数字

MOVA,@R0;取需显示的数字

MOVDPTR,#DISPD;装载笔画编码表首地址

MOVCA,@A+DPTR;取需显示数字笔画代码

XRLA,#0FFH

MOVDATA_O,A;笔画代码送到P0口

SETBPLED4

NOP

CLRPLED4;产生一个锁存脉冲,锁存笔画代码

RET

;数字笔画代码表

;0123456789熄

DISPD:

DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH,0

END

并行动态显示参考程序2

LIGHTEQU60H;定义指示灯数据存放地址单元

SIOEQUP2.0;串行移位数据

SCLKEQUP2.1;串行移位时钟信号

SRCLKEQUP2.2;输出锁存信号

ORG0000H

AJMPSTART

ORG0030H

START:

MOVSP,#30H;初始化堆栈指针

CLRSIO

CLRSCLK

CLRSRCLK

MOVLIGHT,#01H;初始化指示灯输出数据

NOP

MAIN:

LCALLFLYLED;调用指示灯循环点亮子程序

LCALLDELAY;延时子程序同参考例程一

AJMPMAIN;循环执行主程序

;******************************************************

;通过595循环点亮指示灯子程序

;*****************************************************

FLYLED:

MOVA,LIGHT

CLRC

RLCA;A中最高位移到C

CPLC;因低电平点亮,故取反

MOVSIO,C;LIGHT中数据最高位送到SER输入端

SETBSCLK

NOP

CLRSCLK;产生一个移位脉冲

SETBSRCLK

NOP

CLRSRCLK;产生一个输出锁存脉冲

CJNEA,#0,FLYCON;A中不为0则继续

MOVA,#01H;A中为0,表明循环完一轮

;重新赋初值

FLYCON:

MOVLIGHT,A

RET

;**********************************