单片机原理与应用实验指导书(学生部分)(20094修订)

单片机原理与应用实验指导书2009年5月第一章实验箱系统概述一、系统地址分配（1），存贮器地址分配CPUROMRAM1RAM2I/0扩展510000H～0FFFFH（用户实验程序）0000H～7FFFH用户数据8000H～FF7FH（用户数据除FF20H～FF2FH）FF80H～FFFFH（2），I/O地址分配地址扩展名称用途0FF80H自定义实验用口地址0FF90H自定义实验用口地址0FFA0H自定义实验用口地址0FFB0H自定义实验用口地址0FFC0H自定义实验用口地址0FFD0H自定义实验用口地址0FF20H系统8255PA口键扫/字位口0FF21H系统8255PB口字形口0FF22H系统8255PC口键入口0FF23H系统8255控制口控制口0FF28H扩展8255PA口扩展口0FF29H扩展8255PB口扩展口0FF2AH扩展8255PC口扩展口0FF2BH扩展8255控制口控制口60HEX1实验用二、系统接口定义（1），CZ11：用户实验通讯接口；（2），CZ4：打印接口；（3），JX0，JX17为系统提供的数据总线接口（4），CZ7：系统提供的扩展接口；（5），JX12、JX14：液晶显示接口三、通用电路简介（1）LED发光二极管指示电路：实验台上包括16只发光二极管及相应驱动电路。见图1-1，Ll—L16为相应发光二极管驱动信号输入端,该输入端为低电平“0”时发光二极管亮图1-6（2）逻辑电平开关电路：见图1－2。实验台上有8只开关Kl-K8,与之相对应的K1-K8个引线孔为逻辑电平输出端。开关向上拨相应插孔输出高电平“l”,向下拨相应插孔输出低电平“0”。图1-7（3）单脉冲电路：实验台上单脉冲产生电路如图1-3，标有“”和“”的两个引线插孔为正负单脉冲输出端。附近按钮AN为单脉冲产生按钮,每按一次产生一个单脉冲。图1-8（4）分频电路：该电路由一片74LS393组成,见图1-4。T0—T7为分频输出插孔。该计数器在加电时由RESET信号清零。当脉冲输入为8.0MHZ时,T0—T7输出脉冲频率依次为4.0MHZ，2.0MHZ，1.0MHZ，500KHZ，250KHZ，125KHZ，62500HZ，31250HZ。图1-9（5）脉冲发生电路：实验台上提供一8MHZ的脉冲源，见图1-5，实验台上标有8MHZ的插孔，即为脉冲的输出端。图1-10（6）485接口电路：图1-11（7）通讯接口电路图1-12（8）数码管显示电路图1-13（9）键盘电路图1-14（10），目标CPU（AT89S52）的控制电路图1-15（11），存储器控制电路图1-16第二章系统安装与使用一、软件安装1，系统要求◆Pentium、Pentium-Ⅱ或兼容处理器的PC机；◆Windows95/98/NT4.0/2000/XP;◆≥16MBRAM20◆≥MB硬盘空间；2，DICE-598K51部分软件安装说明运行随机光盘上‘DICE-51仿真开发系统’安装文件，根据提示完成软件安装，然后双击桌面上‘DICE-51仿真开发系统’银环快捷图标，即可运行DICE-51仿真软件。3,实验演示模拟装置的软件安装说明随机的光盘中有一个“电子演示装置”文件夹,其中有下列文件：setup.exe演示装置上位软件,点击后自动安装D12Driver演示装置USB接口驱动程序文件夹，内含win2k_xp和win98两个文件夹，相应的操作系统安装对应文件夹中的驱动程序。（win2k_xp用于2000、xp操作系统，win98用于98操作系统。）usbtest.exe该文件用于测试演示装置的32个I/O口。安装方法：先将上述程序从光盘复制到硬盘,并去掉只读属性,双击setup.exe,根据提示直至安装完毕;然后用USB线将演示装置连接到PC机USB口,屏幕会提示发现新硬件,根据提示引导进行安装,当选择驱动程序时请把路径指向硬盘上win2k_xp或win98（根据自己实际的操作系统）文件夹中的d12test.sys,并直至安装完毕。二、硬件安装系统设置（1）KB6开关拨向导59一侧，把51K--CPU卡插到CPU卡座上（在8088Unit两侧），51K--CPU卡短路块向片外程序短接。（2）SW3、SW4、SW5：为键盘/显示选择开关，开关置ON（出厂模式），键盘/显示控制选择系统配置的8255接口芯片，反之由用户选择自定义的I/O接口芯片控制，在本机实验中，除8279实验外，键盘/显示为出厂模式。（3）脱机使用：接通实验仪电源，数码管应显示“P.--51”，表明实验系统处于51脱机状态，可通过实验仪键入相应实验序号，再按[EX/FV]键，即可全速执行该实验程序，例如输入数字键0、9，连接好A/D实验的导线，再按[EX/FV]键，即可运行实验序号九的A/D实验。（4）联PC机操作：用34芯导线连接JF（在CPU卡）和仿真器接口（在CPU卡右侧），此时数码管熄灭，自动进入联机状态，把通信线一头和实验仪的系统通信接口CZ1相连，另一端和PC机串口相连，运行DICE-51仿真开发系统软件，51部分实验源程序在598K5asm文件夹。*注：实验系统上的CZ11串行口为用户实验串行口。第三章实验指导一、采用联机调试实验程序时，需双击桌面上“DICE-51仿真开发系统”银环图标，打开仿真调试软件，设置仿真模式。具体步骤如下：点击菜单栏的“设置(S)”项，在弹出下拉菜单中选择“仿真模式(M)...”，此时此时将弹出“仿真模式”对话框，在此进行相关设置＝＝＞CPU：8031/8032；RAM：用户RAM；ROM：系统ROM。二、实验接线图上的粗实线表示用户在实验时要用导线连接起来。软件实验实验一清零程序1，实验目的：掌握汇编语言设计和调试方法,熟悉键盘操作。2，实验内容：把2000H～20FFH的内容清零。3，实验程序框图：4，实验步骤：用连续或单步方式运行程序,检查2000～20FF中执行程序前后的内容变化。5，思考：假使把2000H～20FFH中的内容改成FF，,如何修改程序。实验二拆字程序l，实验目的：掌握汇编语言设计和调试方法。2，实验内容：把2000H的内容拆开,高位送2001H低位,低位送2002H低位,2001H、2002H高位清零,一般本程序用于把数据送显示缓冲区时用。3，实验程序框图：4，实验步骤：用连续或单步方式运行程序,检查2000H～2002H中内容变化情况。5，思考：如何用断点方式调试本程序。实验三拼字程序1，实验目的：进一步掌握汇编语言设计和调试方法。.2，实验内容：把2000H.2001H的低位分别送入2002H高低位,一般本程序用于把显示缓冲区的数据取出拼装成一字节。3，实验程序框图：4，实验步骤：单步或用断点方式运行程序,检查2002H内容变化情况。实验四数据区传送子程序1，实验目的：掌握RAM中的数据操作。2，实验内容：把R2.R3源RAM区首址内的R6.R7字节数据传送到R4.R5目的RAM区。3，实验程序框图：4，实验步骤：在R2.R3中输入源首址(例如0000H），R4.R5中输入目的地址(例如2000H）,R6.R7中输入字节数(例如lFFFH),运行程序,检查0000H～lFFFH中内容是否和2000H～3FFFH中内容完全一致。实验五数据排序实验1，实验目的：熟悉51指令系统，掌握程序设计方法。2，实验内容：编写并调试一个排序子程序，其功能为用冒泡法将内存RAM中几个单字节无符号的正整数，按从小到大的次序重新排列。3，程序框图：4，实验步骤：将RAM50H~5AH中放入不等的数据，用断点方法运行本实验程序后检查实验六查找相同数个数1，实验目的：熟悉汇编语言编程。2，实验内容：在2000H~200FH的N个单元中填入零，运行本程序后检查2100H中是否为N。3，实验程序框图：4，实验步骤：在2000H~200FH的几个单元中填入零，运行本程序后检查2100H中是否是几个单元数。5，思考：修改程序,查找其它内容。实验七无符号双字节快速乘法子程序1，实验目的：掌握MCS-51汇编语言程序设计方法。2，预备知识：本程序利用单字节的乘法指令,根据下面的公式进行乘法运算的。(R2R3)*(R6R7)＝((R2)*+(R3))*((R6)*+R7))＝（R2）*（R6）*+((R2)*(R7)+(R3)*(R6))*+(R3)*(R7)3，实验内容：将(R2R3)和(R6R7)中双字节无符号整数相乘,积送R4R5R6R7中。4，实验程序框图：5，实验步骤：在R2R3和R6R7中输入无符号整数,断点或单步运行本实验程序后检查R4R5R6R7中内容。实验八多分支程序1，实验目的：掌握汇编语言的编程。2，实验内容：编写程序,根据送入的数据转移运行。3，实验程序框图：4，实验步骤：在20H中分次送入00.01.02.03,每次运行程序后,观察数码管上数字循环实验九脉冲计数（定时/计数器实验）1，实验目的：熟悉单片机内部定时/计数器功能，掌握初始化编程方法。2，实验内容：把定时器0外部输入的脉冲进行计数，并送显示器显示3，实验程序框图：4，实验接线图：5，实验步骤：用插针把8MHZ插孔和T插孔连接，P3.4依次接T0~T7或单脉冲输出孔，执行程序，观察数码管上计数脉冲的速度及个数。6，思考：修改程序使显示器上可显示到999999个脉冲个数。实验十电脑时钟(定时器、中断综合实验)1，实验目的：熟悉MCS-5l定时器和中断初始化编程方法,了解定时器的应用实时程序的设计与调试技巧。2，实验内容：编写程序,从实验系统键盘上输入时间初值,用定时器产生0.lS定时中断,对时钟计数器计数,并将数值实时地送数码管显示。3，实验程序框图4，实验步骤：连续运行程序，在键盘上输入时间初值，按执行键F0/EX执行，数码管实时显示时间值。5，思考：（1）电子钟走时精度和程序中那些常数有关？硬件实验实验一P1口亮灯实验1，实验目的：（l）学习P1口的使用方法;（2）学习延时子程序的编写。2，实验顶备知识：（l），Pl口为准双向口,每一位都可独立地定义为输入或输出，在作输入线使用前,必须向锁存器相应位写入“1”,该位才能作为输入。（2），本实验中延时子程序采用指令循环来实现,机器周期(12/6MHz)*指令所需机器周期数*循环次数,在系统时间允许的情况下可以采用此方法。3，实验内容：P1口输出口,接八只发光二极管,编写程序,使发光二极管循环点亮。4，实验程序框图：5，实验接线图：6，实验步骤：P1.0~P1.7用插针连至L1~L8，运行程序后，观察发光二极管闪亮移位情况。7，思考：改变延时常数，使发光二极管闪亮时间改变。修改程序，使发光二极管闪亮移位方向改变。实验二P1口转弯灯实验1，实验目的：进一步了解P1口的使用，学习汇编语言编程方法及调试技巧。2，实验内容：P1.0开关接5V，右转弯灯闪亮，P1.1开关接5V时左转弯灯闪亮，P1.0,P1.1开关同时接5V或接地时，转弯灯均不闪亮。3，实验程序框图：4，实验接线图：5，实验步骤：P1.0接K1，P1.1接K2，P1.4~P1.7接L1、L4、L7、L10，连续运行本程序，应看到转弯灯正确闪亮，在用单步方式调试本程序时需修改延时子程序，（例可把延时程序第一个字节改成返回指令22H），以便观察。实验三P3口输入,P1口输出1，实验目的：掌握P3口P1口简单使用。2，实验内容：P3.3口输入一脉冲,PI口按16进制加一方式点亮发光二极管。3，实验程序框图：4，实验接线图：5，实验步骤：P3.3用接针连至K1P1.0～P1.7插针连至L1～L8，K1拨动一次，L1～L8发光二极管按16进制方式加一点亮。6，思考：修改程序，使发光二极管左移方式点亮。实验四工业顺序控制1，实验目的：掌握工业顺序控制程序的简单编程,中断的使用。2，实验预备知识：在工业控制中,象冲压、注塑、轻纺、制瓶等生产过程,都是一些继续生产过程,按某种顺序有规律地完成预定的动作,对这类继续生产过程的控制称顺序控制，象注塑机工艺过程大致按“合模→注射→延时→开模→