单片机实验指导上课讲义.docx
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单片机实验指导上课讲义
单片机实验指导2015
《单片机原理及应用》
实验指导书
机械工程与自动化学院
机械电子工程系
实验一端口操作实验
一、实验目的
1.学习单片机端口操作的方法。
2.学习延时子程序的编写和使用。
3.学习数据输入、输出程序的设计方法。
二、实验预习要求
1.根据实验电路原理图,分析LED发光二极管点亮的条件;
2.阅读教材中有关I/O口的内容,熟悉I/O的基本结构和工作过程;根据实验任务设计出相应的调试程序。
三、实验设备及软件
1.JL51型单片机实验板
2.Keil开发环境软件
3.Proteus仿真软件
四、实验原理
P1、P2和P3口为准双向口,P1、P2和P3口的每一位都能独立定义为输出线或输入线。
作为输入口线时必须向锁存器相应位写入“1”,该位才能作为输入。
89C51中所有锁存器在复位时均置“1”,如果后来在锁存器写入过“0”,在需要时应写入“1”,使它再成为一个输入。
延时程序的实现常有两种方法,一是定时器中断来实现,一是用指令循环来实现,在系统时间允许的情况下可以采用后一种方法。
五、实验任务
P1口作输出口,P3口输入口,P3.2、P3.3接按键K1、K2,P3.4、P3.5接拨动开关K3、K4;P1口接发光二极管L1—L8。
1.K1、K2作为选择按键,L1、L5作为指示灯。
要求编程实现以下功能:
按下K1按键时,L1亮一段时间后熄灭;按下K2按键时,L5亮一段时间后熄灭。
2.K3作为左转弯开关,K4作为右转弯开关,L1、L5作为左转弯灯,L4、L8作为右转弯灯。
要求编程实现以下功能:
向上打K3时,左转弯灯L1、L5以一定频率闪烁;向下打K4时右转弯灯L4、L8以一定频率闪烁。
(选做)
六、实验电路原理图
图1端口操作实验电路
七、实验报告要求
整理好实验任务1、2中经JL51型单片机实验板或Proteus仿真软件正确运行的程序。
实验二中断实验
一、实验目的
1.掌握外部中断技术的基本使用方法
2.掌握中断处理程序的编写方法
二、实验预习要求
阅读教材中有关中断的内容,熟悉外部中断的初始化和中断服务程序的编写,根据实验任务设计出相应的调试程序。
三、实验设备及软件
1.JL51型单片机实验板
2.Keil开发环境软件
3.Proteus仿真软件
四、实验原理
MSC-51系列单片机有/INT0和/INT1两条外部中断请求输入线,用于输入两个外部中断源的中断请求信号,并允许外部中断源以低电平或下降沿触发方式来输入中断请求信号。
/INT0和/INT1中断的入口地址分别是0003H和0013H。
TCON寄存器中的IT0和IT1位分别决定/INT0和/INT1的触发方式,置位时为下降沿触发,清零时为低电平触发。
实际应用时,如果外部的中断请求信号在产生后能够在较短时间内自动撤销,则可以选择低电平触发。
在中断服务程序里要等待其变高后才能返回主程序,否则会再次触发中断,产生不必要的麻烦。
如果外部的中断请求信号产生后可能长时间后才能撤销,则为了避免在中断服务程序里长时间无谓等待,可以选择下降沿触发。
下降沿触发是“一次性”的,每次中断只会有1个下降沿,因此中断处理程序执行完后可以立即返回主程序,而不必等待中断请求信号恢复为高电平,这是一个重要的技巧。
1.外部中断的初始化主要包括:
对中断允许控制寄存器IE中的中断的总允许即EA=1,外部中断允许即EXi=1(i=0或1)及外部中断控制寄存器TCON中的ITi(i=0或1)中断触发方式选择进行设置。
当无须中断嵌套时,不需设置IP中断优先级。
2.编写中断服务程序要注意:
(1)保护进入中断时的状态,并在退出中断之前恢复进入时的状态。
(2)必须在中断处理程序中设定是否允许中断重入,即设置EXi位。
五、实验内容
要求外部中断申请从/INT0(P3.2)输入并采用边沿触发方式,P3.2接一个按键,P1口接八个发光二极管,当按键按下一次时,将产生一次中断,使P1口内容加1,以记录中断次数。
六、实验电路原理图
图2中断实验电路
七、实验报告要求
整理好实验任务中经JL51型单片机实验板或Proteus仿真软件正确运行的程序。
实验三定时/计数器实验
一、实验目的
1.学习掌握定时/计数器程序初始化的设计方法。
2.学习掌握定时/计数器方式1、方式2的使用编程方法。
3.进一步掌握中断处理程序的编程方法。
二、实验预习要求
1.阅读教材中有关定时/计数器的内容,熟悉定时/计数器的基本结构和工作过程;计算50ms定时/计数器时间常数;根据实验任务设计出相应的调试程序。
2.思考定时器四种工作方式的计数范围。
三、实验设备及软件
1.JL51型单片机实验板
2.Keil开发环境软件
3.Proteus仿真软件
四、实验原理
定时器操作的关键是计数初值的确定和定时器的初始化。
1.计数初值的确定定时器的计数周期与机器周期一样为振荡周期的12倍,本实验中的时钟频率为12MHZ,则定时器的计数周期为1µs。
如要实现1s的延时,可将定时器T0设计工作于方式1,则最大计数值为65536。
为方便起见,可设置计数初值为15536,使计数器从计数初值开始经历50000个脉冲周期,至最大计数值时产生溢出标志TF0,此时可产生0.05s延时。
将R0设为20,每经历一次延时,R0中数值减1,即可产生1s延时。
则计数初值x=15536D=3CB0H,故初始值为TH0=3CH,TL0=B0H。
2.定时器的初始化定时器的初始化主要是对TMOD相应位进行正确的设置并将计数初值送入定时器中,然后置位TR0启动定时器T0。
由于定时器的溢出可以采用查询和中断两种方式,当采用中断方式时,还需对IE进行设置。
五、实验内容
本实验用JL51型单片机实验板中单片机的晶振为12MHZ。
完成对接在P1端口的发光二极管闪亮控制程序的设计和调试。
具体要求:
1.选择定时器T0为工作方式1,定时溢出时间为50ms,使P1口的8个发光二极管每隔1s循环闪亮。
(查询方式)
2.选择定时器T0和T1为工作方式1,T0定时溢出时间为50ms,使P1.0口的发光二极管每隔1S交替闪亮。
T1定时溢出时间为25ms,使P1.1口的发光二极管每隔0.5S交替闪亮。
(中断方式)
3.将T0定时器设定为工作方式2,使P1.0口的发光二极管每隔50ms交替闪亮。
(选做)
六、实验电路原理图
图3定时器实验电路
七、实验报告要求
整理好实验任务1~3中经JL51型单片机实验板或Proteus仿真软件正确运行的程序。
实验四数码显示实验
一、实验目的
1.学习LED数码管的工作原理,理解段码的概念。
2.掌握数码管与单片机的连接方法和编程方法。
二、实验预习要求
阅读教材中有关数码管显示接口的内容,熟悉数码管显示器的结构,理解段码的概念;掌握数码管与单片机的连接方法;根据实验任务设计出相应的调试程序。
三、实验设备及软件
1.JL51型单片机实验板
2.Keil开发环境软件
3.Proteus仿真软件
四、实验原理
数码管有共阴极和共阳极两种接法,单片机的I/O 口与其他电路连接时,I/O 电流的流向有两种情况:
一种是当该I/O 口为 高电平时,电流从单片机往外流,称作拉电流;另一种是该I/O 口为低电平时,电流往单片机内流,称为灌电流。
一般I/O 的灌电流负载能力远大于拉电流负载能力,对于一般的 51 单片机而言,拉电流最大4mA,灌电流为20mA。
在数码管显示电路中采用灌电流方式 (用共阳数码管),可以得到更高的亮度。
段码是数码管显示的一个基本概念,它指在数码管显示某一数字或字符时,在数码管 各段所对应的引脚上所加的高低电平按顺序排列所组成的一个数字,它与数码管的类型(共 阴、共阳)和排列顺序有关。
位码也叫位选,用于选中某一位数码管。
在图4中要使第一个数码管显示数据,应在三极管Q1 的基极加低电平,使之导通,而其它三个三极管基极加高电平,使之截止。
此时的位码为“1110”,位码与段码一样和硬件连接有关。
五、实验内容
JL51型单片机实验板中数码显示采用的是共阳极连接方式,要求完成:
1.编写数码显示程序,让四位数码管显示“0123”字样。
2.根据连接关系在Protues中画出数码显示模块与单片机的连接电路图,并用Protues仿真编写的程序。
六、实验电路原理图
图4数码显示电路
七、实验报告要求
整理好实验任务中经JL51型单片机实验板和Proteus仿真软件正确运行的程序。
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