单片机原理及其应用实验指导书.docx

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单片机原理及其应用实验指导书

单片机原理及其应用

实验指导书

（2021级本一）

南通大学电气工程学院

2014年10月

前言

单片机目前已普遍应用在智能仪表、工业操纵、家用电器等各个领域，成为现代电子系统的一个极为重要的组成部份，关于电类专业学生来讲，把握单片机知识，具有大体应用技术，才能符合当前社会对专业人材的要求。

单片机是一门应用性极强的课程，学生在把握大体理论知识的基础上，更要通过实验训练，提高其调试动手能力，学会解决具体问题的思路和手腕，具有初步的系统设计和调试能力。

因此，为了更好地做好单片机课程的软硬件实验，特编写本实验指导书，书中表达了各实验的目的、要求，关于设计性实验，给出了列出了接线图、程序结构框图和清单。

学生按要求完本钱实验指导书中的实验，可大体把握MCS-51单片机的结构原理、接口技术和程序设计技术。

另外：

一、所有实验都是彼此独立的，顺序上也没有固定的前后关系，在利用本书进行教学时，教师可依照教学要求，选择相应实验。

二、对同一问题的解决方式往往不是唯一的，欢迎列位指导教师在利用本实验指导书的进程中提出更完善的实验方案，指出书中的错误和不足，并希望大伙儿反馈给咱们，以便及时修改。

第一章集成开发环境简介……………………………………1

第二章演示程序………………………………………………9

第三章实验项目………………………………………………15

实验一简单程序设计实验………………………………………15

实验二I/O口实验………………………………………………18

实验三按时器实验………………………………………………20

实验四A/D、D/A转换实验……………………………………21

实验五并行接口扩展实验………………………………………25

第一章集成开发环境简介

SuperICES-5180C51单片机实验仪利用当前流行的KeilC51开发软件，采纳uVision2集成开发环境。

KeilC51简介

KeilC51软件是德国Keil公司开发的功能完善的C51开发软件，最近几年来在国内取得了迅速普及。

Keil包括以下几个部份：

uVision2IDE、C51编译器、A51汇编器、LIB库治理器、BL51连接器/定位器、uVision硬件调试器、RTX51实时多任务操作系统。

Keil软件的最新版本是。

用户能够向Keil公司或国内代理商购买正版软件或索取Demo版本，也能够直接到Keil公司网站（）下载。

uVision2集成开发环境

变量观察区

存储器观察区

输出信息窗口

编辑区

工程项目窗口

项目名称栏

工具菜单栏

快捷图标

图1-1uVision2集成开发环境

uVision2集成开发环境如图1-1所示，有编辑、项目、输出等3个大窗口和File、Edit、View、Project、Debug、Periherals、Tools、SVCS、Windows、Help等下拉菜单。

创建、保留工程文件

在uVision2环境下，利用工程来治理各个文件。

为了开始新的工程，选择“Project/NewProjiect”选项，显现如图1-2所示界面。

图1-2创建新工程

然后选择此新工程要保留的途径，键入项目名称并保留，项目名称将会出此刻集成环境的左上端，名称后缀为“.uv2”，如图1-3所示。

图1-3保存新工程

注意项目名称最好不要超过8个字符、尽可能不采纳中文，与软件编程时变量的命名适应一致。

MCU选择

接着系统显现“SelectDeviceforTarget”界面，要求选择目标硬件系统的MCU，如图1-4所示。

选择要开发的目标硬件系统的MCU，点击“确信”即可。

关于SuperICES-51实验仪，应选择Atlmel的AT89C51。

图1-4MCU选择

添加源文件

如图1-5所示，在“Target1/SourceGroup1”上点击右键，选择“/AddFilestoGroup‘SourceGroup1’”后，显现如图1-6所示界面，添加所要的源程序。

源程序包括“*.C”、“*.ASM”、“*.LIB”、“*.A51”等。

图1-5添加源文件

图1-6选择待添加的源文件

目标硬件系统配置

源程序添加完毕后，进行“OptionforTarget”的设定。

在菜单栏中，选择“Project/OptionforTarget…”，显现如图1-7所示界面。

图1-7目标硬件系统配置

点击Target选项卡，输入目标硬件系统的晶振频率，本实验仪为MHz；

点击Output选项卡，选中CrestHexFile选项，在编译时系统将会自动生成目标代码文件*.HEX；

点击Debug选项卡，如图1-8所示，选择仿真模式等。

图1-8debug配置

uVision2的仿真模式分为UseSimulator（软件仿真）和Use（硬件仿真）2种。

其中UseSimulator选项是将uVision2调试器设置成软件模拟仿真模式，在此模式下不需要实际的目标硬件就能够够模拟8051单片机的很多功能。

UseSimulator中的“LoadApplicationatStart”是装入程序的复选框，“Gotillmain（）”是表示从应用程序的主函数开始执行的复选框。

除非有特殊情形，一样都同时利用这两复选框。

Use选项有高级的GDI驱动（ICES仿真器）和KeilMonitor-51驱动。

运用此功能能够把KeilC51嵌入到自己的系统中去，从而实此刻目标硬件上调试程序。

实验仪选择“usekeilMonitor-51Driver”。

选择“loadApplicationatstart”，在启动时直接装载程序，选择“Gotillmain”，C51开发时，装载后直接运行到main函数。

硬件仿真模式下还需配置波特率等，点击“Settings”选项，如图1-9所示。

图1-9串口等配置

选择“serialinterrupt”，在前面打勾，不然装载进程中，仿真器会发出“嘀”一声长声报警，仿真结果将可能不正确。

选择正确的串口号，波特率最高为38400；

建议只选cachecode。

注：

若是用USB转232之类的转接头，PORT一样可不能是COM1，而是依照具体串口号选择。

程序编译、连接与下载

利用“Project”下拉菜单中的编译命令，“BuildTarget”（

）只编译和连接在项目窗口中的修悔改的程序；“RebuildallTargetFile”（

）编译和连接项目里所有的源程序文件。

编译等无误后，利用菜单栏中的“Debug”下“/start/stopDebugSession”或利用快捷方式（

）进入硬件调试系统，如图1-10所示。

图1-10硬件调试系统界面

“Debug”下“Step”或用快捷方式（

）进行单步（进子程序）调试；

“Debug”下“StepOver”或用快捷方式（

）进行单步（不进子程序）调试；

“Debug”下“Runtocursorline”或用快捷方式（

）进行运行到当前光标处调试；

“Debug”下“Go”或用快捷方式（

）进行全速运行，直到下一个有效断点；

“Debug”下“/start/stopDebugSession”进入、退出硬件调试系统环境。

另外，“Debug”下还有“stoprunning”、“rst”等操作。

第二章演示程序

为了更好地熟悉uVision2集成开发环境仿真开发系统的应用，本指导书提供了一个完整的程序编译、调试例子，详细说明集成环境下的各类操作。

程序内容：

将1～10十个数相加，并把其和放入内部RAM30H单元。

那个问题有好几种算法，若是单纯从算法上来讲，下面所列算法并非是最优的，因为其目的在于让你熟悉仿真系统的各类操作。

算法介绍：

1．加数、被加数、和最终单元（SUM）第一设置初始值，别离为一、0、0，加法次数单元（R2）设为10；

2．每次加法所得中间结果寄存在被加数单元中（累加器ACC），同时将加数单元增1；

3．做完一次加法后，加法次数单元减1，并判定是不是已为0（即已做完10次加法），若是不为0，继续做下次加法，假设为0，那么将累加器内容赋值给和最终单元；

4．做完后，程序原地循环。

算法流程图及源程序别离如下：

加数、被加数（和中间结果）、和最终结果单元、加法次数单元初始化

被加数+加数，结果放在被加数（和中间结果）单元

结果放入

和最终单元

已做完10

次加法？

N

Y

加数增1

堆栈初始化

源程序：

;变量DATA_REG中的内容为加数（1-10）；

;ACC中的内容为被加数，同时也是每一次加法后的和中间结果寄存单元；

;做完10次加法后，再将ACC内容放入指定的和单元SUM中。

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

DATA_REGEQU31H;概念加数单元

SUMEQU30H;定义和单元

;=========================================================

ORG0000H;复位后PC指针

LJMPMAIN

;---------------------------------------------------------

ORG0100H;从程序存储空间0100H单元放程序

MAIN:

MOVSP,#70H;堆栈指针从复位后的07H调整到70H

MOVDATA_REG,#1;加数单元初始值为1

MOVSUM,#00H;和单元初始值为0

MOVR2,#10;加法循环次数为10

CLRA被加数单元初始值为0

CLRC;进位初始值为0

ADD_LOOP:

ADDCA,DATA_REG;被加数+加数，结果放入ACC

INCDATA_REG;加数增1

DJNZR2,ADD_LOOP;10次加法未做完，继续做

MOVSUM,A;10次加法已做完，将和放入SUM单元

LJMP$;原地循环

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

END

打开仿真环境，新建一个工程文件

按第一章介绍成立一个工程名为“2”的工程文件，选择目标硬件系统的MCU为Atlmel的AT89C51；目标硬件系统配置选择“UseSimulator”，其余配置参考第一章介绍。

输入源程序

单击菜单“File/New”,显现源程序编辑窗口，输入源程序，以“*.asm”保留，选择“/AddFilestoGroup‘SourceGroup1’”，将此源程序添加到工程中，如图2-1所示。

图2-1包含源程序的工程界面

源程序编译、连接

单击“project/rebuildalltargetfiles”菜单或按按纽，仿真环境那么对源文件进行编译连接，视程序正确与否，有两种编译结果：

假设程序无误，编译通过，显现如图2-2所示的编译信息窗口，说明编译成功。

图2-2编译成功的信息窗口

图2-3编译不成功的信息窗口

假设源程序有误，那么显现如下的编译连