单片机实验指导书.docx
- 文档编号:9266000
- 上传时间:2023-02-03
- 格式:DOCX
- 页数:19
- 大小:69.12KB
单片机实验指导书.docx
《单片机实验指导书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《单片机实验指导书.docx(19页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
单片机实验指导书
MCS–51单片机原理及接口技术
实验指导书
霍凯郭玉明编
张家栋赵嘉蔚审
北京交通大学机电学院
2010年3月
目录
一、MCS-51单片机应用板系统结构说明………………………..……….2
二、MCS-51单片机应用板的使用说明……………………………..…….3
三、附表:
接线端子序号定义表……………………………………..……4
实验一、学习DICE仿真系统的使用及简单编程………………….…….5
实验二、运算处理程序设计与调试…..……….…………………..………6
实验三、数据存储器扩展实验……………………………………….……7
实验四、8031单片机定时/计数器应用实验…….…………………8
实验五、LED显示器实验..8
实验六、模/数与数/模转换实验………………………..………………….9
附录:
动态显示参考程序…………………………..…….………………..11
一、MCS-51单片机应用板系统结构说明
MCS-51单片机应用板上具有A/D、D/A转换、打印机接口,并行输入输出,定时计数功能和六位显示,八个开关,该板上还扩充了程序存储区8K的EPROM2764一片,数据存储区8K的RAM6264芯片一片,该应用板下边自左至右为接线端子序号1~72。
附表一为该板上接线端子序号与该引脚定义内容的一览表,为了明显起见,下面把用户常用的一些资源及其地址罗列出来,供用户使用时参阅。
(一)单片机8031部分:
1、8031单片机,上电复位和按钮复位两种复位方式,主频晶振6MHZ。
2、INT1外部中断输入信号,已被A/D芯片0809的EOC信号所占用。
3、P1口的八位I/O线由板上开关KA控制可有两种用途,一是当KA对应位,置于ON的状态时,P1口的该位I/O线去控制板上的对应位的发光二极管,当KA上该位处于“OFF”状态时,该位I/O线引到接线端子上供用户使用。
4、T1实时计数器:
T1受KB开关上的第二位控制,当KB2处于“ON”时,T1可以作为计数工作方式,用来统计板上按钮开关J按动的次数,为学生计数实验所设计,当KB2处于“OFF”时,T1引到接线端子上供用户使用。
5、除上述之外,其它有关8031的引脚已全部引到接线端子上,供用户选用。
(二)应用系统扩展部分
1、74LS138译码器地址:
8031的P2.5~P2.7分别接于74LS138的A、B、C译码地址线上,其真值表如下:
74LS138的输出
P2.7C
P2.6B
P2.5A
芯片地址
Y0
0
0
0
0000H~1FFFH6264
Y1
0
0
1
2100H8155
Y2
0
1
0
4000HDAC0832
Y3
0
1
1
6000HADC0809
Y4
1
0
0
8000H打印机
Y5
1
0
1
接线端子56
Y6
1
1
0
接线端子45
Y7
1
1
1
接线端子44
2、8155芯片:
命令/状态寄存器的地址:
2100H
A口地址:
2001H接线端子的65~72位
B口地址:
2102HPB0~PB6分别用于显示器的a~g字型选择输出
C口地址:
2103HPC0~PC5分别用于显示器字位选择输出
3、EPROM2764地址:
0000H~1FFFH
(三)开关、键说明:
1、K1~K8拨码开关:
作为8路开关量输出。
置于ON端为高电平输出,置于OFF端为低电平输出。
对应于接线端子的4~11号位。
2、KA1~KA8拨码开关:
分别控制8个发光二极管L1~L8。
置于ON状态时,8031P1口P1.0~P1.7分别控制发光二极管的L1~L8。
置于OFF状态时,P1.0~P1.7与L1~L8断开,分别引到接线端子的第18~25号位。
3、KB1~KB2拨码开关:
KB1置于ON状态时,RST复位键与8031第9脚RESET接通。
置于OFF状态时RST复位键与8031RESET脚断开。
此时8031的第9脚RESET接于接线端子第26号位。
KB2置于ON状态时,计数按钮开关J与8031的T1定时计数器引脚连通,KB2置于OFF状态时,8031的T1与接线端子31号位相接。
4、J:
计数用按钮开关。
5、RST:
复位按钮开关。
6、W1电位器:
A/D转换时0809模拟量输入的调节。
二、MCS-51单片机应用板的使用说明
MCS-51单片机应用板应用时,要与单片机开发系统和计算机配套使用。
目前实验室用得计算机为工控机,单片机开发系统型号为伟福系列(SP51型)仿真系统,其它型号的MCS-51系列开发系统也可与其连接。
另外还需要一直流5V电源。
使用时,将开发系统的40芯仿真探头插到应用板上的8031插座上,将开发系统上的通讯线连接到计算机上的串行口1上或串行口2上,将开发系统的电源线和MCS-51单片机的电源线同时接通5V电源,就可以调试使用了,如下图所示。
注意插接时看清方向不能插反,当作D/A转换实验时需再将一个+15V和一个-5V直流电源接到接线端子上。
该板上的打印机接口电路设计是与µP–40打印机相配合的,实验时应把打印机电源接到系统电源上,把打印机上的20芯扁平电缆线插到实验板对应的20芯插座上,即可调试。
工业级
控
制
计
算
机
HLJ8-Ⅱ
电源开关
单
片
机
应
用
板
SP51WAVE
单片机开发系统
usB
三、附表:
接线端子序号定义表
序号名称序号名称
1——ADC0809的IN337——P2.3(A11)
2——ADC0809的IN238——P2.4(A12)
3——ADC0809的IN139——P2.5
4——键盘开关输入端K140——P2.6
5——键盘开关输入端K241——P2.7
6——键盘开关输入端K342——程序区读信号PSEN
7——键盘开关输入端K443——锁存信号ALE
8——键盘开关输入端K544——译码器74LS138输出Y7
9——键盘开关输入端K645——译码器74LS138输出Y6
10——键盘开关输入端K746——数据线D0(P0.0)
11——键盘开关输入端K847——数据线D1(P0.1)
12——ADC0809的IN048——数据线D2(P0.2)
13——电源地(GND)49——数据线D3(P0.3)
14——电源+5V(VCC)50——数据线D4(P0.4)
15——电源+15V51——数据线D5(P0.5)
16——DAC0832OUT52——数据线D6(P0.6)
17——电源–5V53——数据线D7(P0.7)
18——P1.054——8155的OUT
19——P1.155——8155的IN
20——P1.256——译码器74LS138的Y5
21——P1.357——经锁存后的地址线A0
22——P1.458——A1
23——P1.559——A2
24——P1.660——A3
25——P1.761——A4
26——复位脚62——A5
27——串行口RXD(P3.0)63——A6
28——串行口TXD(P3.1)64——A7
29——外部中断INT0(P3.2)65——8155的PA口的PA0
30——定时计数器T0(P3.4)66——PA1
31——定时计数器T1(P3.5)67——PA2
32——读信号RD(OE)68——PA3
33——写信号WR(WE)69——PA4
34——P2.0(A8)70——PA5
35——P2.1(A9)71——PA6
36——P2.2(A10)72——PA7
实验一、学习仿真器的使用及简单编程
一、实验目的:
1、了解伟福系列(SP51型)仿真器的结构和功能;
2、掌握伟福系列(SP51型)仿真器的基本操作和使用方法;
3、利用已学过的MCS-51单片机的指令系统,进行一些简单的程序设计,并通过实验熟悉调试程序的过程。
二、实验设备:
1、伟福系列(SP51型)仿真器一台;
2、MCS-51单片机应用板一块;
3、微机电源一台。
三、实验内容及实验方法:
1、将数据块30H为首地址中的10个数求和(和不超过FFH),并放入40H中。
2、将40H中的16进制数FFH转换成BCD码,并放入50H、51H中(选作)。
3、打开计算机电源,先打开仿真器户的电源开关,再打开用户系统的电源开关(在关机时,先关用户系统的电源开关,再关开发系统的电源开关)。
双击桌面上的“快捷方式到VF”图标,仿真软件启动并进入主调试界面。
显示器左上方为项目窗口,右上方为程序窗口,左下方为信息窗口,右下方为数据窗口。
四、建立你的新程序:
1、选择菜单[文件/新建文件]功能,出现一个文件名为“NONAME1”的源程序窗口,将要调试的源文件输入计算机,源文件的格式如下(可参考附录一):
ORG0000H
AJMPMN
ORG0100H
MN:
MOVSP,#60H
MOVA,#12H
MOVR0,#30H
ADDA,@R0
MOV40H,A
HERE:
SJMPHERE
END
程序输完后,选择菜单[文件/另存为]功能,给出文件所要保存的位置,例如:
F:
\XXX.ASM,保存文件。
文件保存后,程序窗口上文件名变成了F:
\XXX.ASM。
2、编译你的程序:
选择菜单[项目/编译]功能或按编译快捷图标或F9键,编译你的程序。
如果有错误,信息窗口显示错误所在的位置,双击有错误的行,光标即跳到源程序的对应行上。
修改错误,保存文件后,重新进行编译。
若编译没有错误,信息窗口显示“就序”。
3、仿真器/仿真器设置:
[选择仿真器]:
选择SP51,[选择仿真头]:
选择POD-S8X5X,[选择CPU]:
选择AT89C51,○[使用伟福软件模拟器],使用伟福软件模拟器,可以在完全脱离硬件仿真器情况下,对软件进行模拟执行。
如果使用硬件仿真器,请不要选择使用伟福软件。
按“好”确认。
如果仿真器和仿真头设置正确,并且硬件连接没有错误,就会出现“硬件仿真”的对话框,并且显示仿真器、仿真头的型号及仿真器的序列号,表明仿真器初始化正确。
按“好”确认。
4、执行程序:
执行/全速执行
运行程序。
执行/跟踪
跟踪程序执行的每一步,观察程序运行状态。
执行/单步
单步执行程序,与跟踪不同的是,跟踪可以跟踪到子程序的内部,而单步执行则不跟踪到子程序内部。
执行/执行到光标处
程序从当前PC位置,全速执行到光标所在的行。
执行/暂停
暂停正在全速执行的程序。
执行/复位
终止调试过程,程序将被复位,如果程序正在全速执行,则应先停止。
程序运行完后,可以在“项目窗口”观察R0—R7、A、B等寄存器的变化,在“数据窗口”观察CPU内部数据区的变化。
全速执行,只能在硬件设备上观察执行结果。
五、实验报告内容:
1、画出程序流程图;
2、写出程序清单;
3、写出调试过程及程序执行结果。
实验二、运算处理程序设计与调试
一、实验目的:
利用已学过的MCS-51单片机的指令系统,进行一些较复杂的程序设计,并通过实验,进一步熟悉调试程序的过程。
二、实验设备:
同实验一
三、实验内容及要求:
将30H~39H中10个无符号数,剔除最大值和最小值,求平均数,并转换成BCD码,存入50H和51H中。
四、实验报告内容:
同实验一
实验三、数据存储器扩展实验
一、实验目的:
1、了解微机存储器的组成;
2、掌握存储器与CPU之间的接口方法;
3、掌握存储器容量的扩展方法。
二、实验设备:
1、同实验一
2、数据存储器6264RAM一片
三、实验内容:
1、MCS-51单片机应用板上已有8K的数据存储空间,其地址为0000H~1FFFH。
本实验要求另外再扩展一片RAM6264,地址安排在C000H~DFFFH。
为此,首先应该设计一个CPU与RAM芯片之间的接口电路,这个接口电路与8031单片机各种总线相接,使8031能够按照要求的地址范围对RAM6264进行读写操作。
MCS-51单片机应用板已将数据线D0~D7、地址线A0~A12、RD、WR等信号接到接线端子上了(见接线端子序号定义表)。
首先应该熟悉RAM6264芯片的各管脚定义及逻辑要求,然后确定译码电路。
将应用板上的74LS138译码输出脚Y6接到RAM6264的片选脚,。
译码确定之后,按照6264的接线要求,画出6264与8031、74LS373、74LS138译码器连接的详细电路图,并画出接线端子与6264芯片的连线图(注明端子号和6264的管脚号),实验时,将系统提供的地址线、数据线和控制线分别接到RAM6264的对应脚,确认连接无误后,方可调试。
2、编一测试程序,将立即数35H送入RAM6264的C000H~DFFFH各单元,送后检查,若都对,将立即数09H送入CPU的50H,若有不对的,将其地址的DPH值送入50H,DPL值送入51H。
四、实验步骤:
1、将面包板上的RAM6264芯片与接口电路和CPU连接好;
2、将应用板与仿真器相接,并接通电源;
3、将测试程序输入计算机,执行程序后,在数据区窗口看执行结果,以确定扩展是否成功。
五、实验报告要求:
1、画出详细的8031单片机与6264芯片的连线图;
2、写出调试检测程序;
3、满足实验报告其它要求。
六、思考题:
1、写出调试过程中发现的问题及解决的方法;
2、若改变6264地址,哪些连线须做改动,试举例说明。
实验四、LED显示器实验
一、实验目的:
1、掌握显示程序的设计方法和8155控制字的设定;
2、复杂程序设计并显示的综合练习。
二、实验设备:
同实验一
三、实验电路:
四、实验内容及要求:
1、利用所学过的知识,编写加法运算处理程序,将30H中的数与31H中的数相加,和放入32H。
2、编写动态显示程序,将被加数显示在数码管的左边两位上,加数显示在中间两位上,和显示在右边两位上。
8155PB口控制各位显示器的字形,PC口控制各位显的阴极电位,使用六位共阴极显示器,显示缓冲区为79H~7EH。
(动态显示参考程序,见附录。
)
五、实验报告内容:
同实验一
六、思考题:
若数码管显示ABCDEF,怎样改写程序。
实验五、8031单片机定时/计数器应用实验
一、实验目的:
1、掌握定时器/计数器在定时工作和计数工作时控制寄存器TCON的用途及方式控制字TMOD各控制位的设定和含义;
2、中断允许寄存器IE各控制位的设定和含义;
3、中断的响应过程及中断源入口地址。
二、实验设备:
同实验一
三、实验电路:
四、实验内容及要求:
将T1设定为计数器方式工作,将按钮开关J按下(接通)抬起(断开)次数作为外部事件脉冲从T1输入,将T0设定为定时功能,每按一次按钮开关J键,实现每隔一秒钟使P1.0、P1.1、P1.2……P1.7依次输出高电平送到发光二极管上显示出来。
五、实验报告内容:
同实验一
六、思考题:
若每按一次按钮开关J键,实现每隔两秒钟使P1.0、P1.1、P1.2……P1.7依次输出高电平送到发光二极管上显示出来,应怎样改写程序。
实验六、模/数与数/模转换实验
一、实验目的:
1、掌握A/D和D/A的转换原理;
2、熟悉A/D和D/A接口电路及接线方法;
3、掌握A/D和D/A转换的编程方法。
二、实验设备:
1、示波器一台;
2、-5V电源一台;
3、其余设备同实验一。
三、实验电路
A/D转换电路示意图
四、实验内容及要求
1、编写程序,当调节应用板上电位器W1时,即改变了0809输入端IN0的输入电压信号,记录下该模拟量转换成数字量值的大小,放入30H单元。
2、利用板上给定的DAC0832转换器,产生不同频率的波形,如锯齿波,三角波,方波,矩形波等,周期自定,波形在示波器上输出显示。
锯齿波产生的原理是:
每隔一定的时间往D/A转换器送一数值,且该数值逐渐提高,达到一定值后,又回到最小值重复上述过程,因为转换器输出的模拟信号与输入的数字信号成正比,所以输出的波形类似于锯齿形状,所以称为锯齿波。
编程过程中需要注意的是每送完一个数需要一段软件延时,延时的长短决定了周期的大小。
3、编写程序,将A/D转换的数字量作为D/A转换的延时常数,当调节单片机应用板上的电位器W1时,D/A转换的锯齿波的频率也随之变化。
五、实验报告内容:
同实验一
六、思考题:
若将A/D转换的数字量作为D/A转换的延时常数,当调节单片机应用板上的电位器W1时,D/A转换的三角波、方波的频率也随之变化,应怎改写程序。
附录:
动态显示参考程序(FBDIR.ASM)
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0100H
MAIN:
MOVSP,#60H
MOVDPTR,#2100H
MOVA,#0EH
MOVX@DPTR,A
MOV5AH,#56H
MOV5BH,#34H
MOV5CH,#12H
ACALLFB
LOOP:
ACALLDIR
AJMPLOOP
ORG0200H
FB:
MOVR0,#5CH
MOVR1,#79H
MOVR3,#03H
LP2:
MOVA,@R0
MOVR2,A
SWAPA
ANLA,#0FH
MOV@R1,A
INCR1
MOVA,R2
ANLA,#0FH
MOV@R1,A
INCR1
DECR0
DJNZR3,LP2
RET
ORG0300H
DIR:
MOVR0,#79H
MOVR2,#01H
MOVA,R2
LD0:
MOVDPTR,#2103H
MOVX@DPTR,A
MOVDPTR,#2102H
MOVA,@R0
ADDA,#0FH
MOVCA,@A+PC
DIR1:
MOVX@DPTR,A
MOVR7,#02H
ACALLDL
INCR0
MOVA,R2
JBACC.5,LD1
RLA
MOVR2,A
AJMPLD0
LD1:
RET
DSEG0:
DB3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH
DSEG1:
DB7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH
DSEG2:
DB39H,5EH,79H,71H,73H,21H
DSEG3:
DB31H,6EH,40H,3EH,00H,00H
DL:
MOVR6,#0FFH
DL6:
DJNZR6,DL6
DJNZR7,DL
RET
END
该程序执行后,数码管显示123456。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 单片机 实验 指导书