《微机原理及应用》实验指导书09级

微机原理及应用实验指导书中国地质大学长城学院工程系杨淑华第一章THGMW-1型实验开发系统使用说明书见文件：THGMW-1型实验系统使用说明书.pdf第二章微机原理及应用实验实验一微机原理实验设备的软、硬件使用一、实验目的1.掌握实验箱的基本构成和常用接线方法。2.熟练掌握编程软件的启动、编辑、编译、运行、调试、查看中间变量等基本操作方法。二、实验内容1.学习实验箱的硬件构成和常用接线方法观察实验箱和计算机的接线，掌握开机、启动顺序。观察实验箱的CPU及其外围部件，并熟悉开关量、单脉冲信号等信号的输入接线；熟悉用发光管显示输出信号的接线。2.熟悉软件编程集成环境启动软件环境，逐项熟悉各个下拉菜单的选项，主要掌握编辑、调试、观察等常用菜单项的使用。3.编程实现发光管的“跑马灯”现象。电路原理图如下图所示：实验步骤如下：1）系统各跳线器处在初始设置状态。用导线连接八位逻辑电平输出模块的K0到CPU模块的RXD（P3.0口）；用8位数据线连接八位逻辑电平显示模块的JD4B到CPU模块的JD8(P1口)。2）启动PC机，打开THGMW-51软件，输入源程序，并编译源程序。编译无误后，下载程序运行。3）观察发光二极管显示跑马灯效果，拨动K0可改变跑马灯的方向。三、实验报告1总结实验箱的软硬件使用方法；2列出实验程序清单；3分析实验过程中的错误及解决方法。实验二汇编程序设计练习（一）一、实验目的1．进一步学习汇编程序的基本编程和调试方法。2．学习单步运行、修改数存单元内容、观察中间结果等方法。二、实验内容1．进一步熟悉51应用程序的运行环境设置；2．选择编程环境为软件仿真；3．编程实现以下功能：1）将1、2、3…..连续16个整数，存入30H开始的片内单元。调试成功后，经指导老师验收后，进行下一步实验。2）求30H单元开始的16个数的内容之和，结果存入累加器A。三、实验报告1列出源程序和运行结果；2总结与循环程序相关的语句：CJNZ和CJNE用法;3总结循环程序设计的一般规律；4若想得到十进制的结果，如何修改程序？实验三汇编程序设计练习（二）一、实验目的1．进一步熟悉51单片机的汇编指令；2．熟悉、掌握程序调试的常用方法和手段。二、实验内容1将F5H、FBH、FFH、3FH存入20H~23H单元；编程实现课本P66第19题的功能，练习逻辑拼装；2调试P53例题3-17，发现其中的错误，用至少两种方法修改，编程实现其功能；3自选习题或例题，仿真调试。三、实验说明每一项目完成后，经指导老师验收、记录后进行下一项。四、实验报告要求1写出源程序；2总结调试手段；3总结实验过程中出现的故障及解决方法。实验四定时器/计数器实验一、实验目的学习MCS-51内部计数器的使用和编程方法。二、实验内容使用MCS-51内部定时/计数器，定时一秒钟，CPU运用定时中断方式，实现每一秒钟输出状态发生一次反转，即发光管每隔一秒钟亮一次。三、实验要求根据实验内容编写一个程序，并在实验仪上调试和验证。四、实验说明关于内部计数器的编程主要是定时常数的设置和有关控制寄存器的设置。内部计数器在单片机中主要有定时器和计数器两个功能。本实验使用的是定时器，定时为一秒钟。定时器有关的寄存器有工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON。TMOD用于设置定时器/计数器的工作方式0-3，并确定用于定时还是用于计数。TCON主要功能是为定时器在溢出时设定标志位，并控制定时器的运行或停止等。内部计数器用作定时器时，是对机器周期计数。每个机器周期的长度是12个振荡器周期。假设实验系统的晶振是12MHZ，程序工作于方式2,即8位自动重装方式定时器,定时器100uS中断一次,所以定时常数的设置可按以下方法计算：机器周期=12÷12MHz=1uS（256-定时常数）×1uS=100uS定时常数=156。然后对100uS中断次数计数10000次,就是1秒钟。在本实验的中断处理程序中，因为中断定时常数的设置对中断程序的运行起到关键作用，所以在置数前要先关对应的中断，置数完之后再打开相应的中断。本实验需要用到CPU模块（F3区）和八位逻辑电平显示模块（B5区）。五、实验预习要求学习教材的相关内容，根据实验要求画出程序流程图，写出实验程序。六、实验步骤1）系统各跳线器处在初始设置状态，用导线连接CPU模块P10到八位逻辑电平显示模块的L0。2）启动PC机，打开THGMW-51软件，输入源程序，并编译源程序。编译无误后，下载程序运行。3）运行程序观察发光二极管隔一秒点亮一次，点亮时间为一秒。七、实验报告要求1写出源程序；2总结定时器的使用方法。实验五外部中断实验一、实验目的学习外部中断技术的基本使用方法。二、实验内容INT0端接单次脉冲发生器。按一次脉冲产生一次中断，CPU使P1.0状态发生一次反转，P1.0接LED灯，以查看信号反转。三、实验要求根据实验内容编写一个程序，并在实验仪上调试和验证。四、实验说明和电路原理图1）外部中断的初始化设置共有三项内容：中断总允许即EA=1，外部中断允许即EXi=1（i=0或1），中断方式设置。中断方式设置一般有两种方式：电平方式和脉冲方式，本实验选用后者，其前一次为高电平后一次为低电平时为有效中断请求。因此高电平状态和低电平状态至少维持一个周期，中断请求信号由引脚INT0(P3.2)和INT1(P3.3)引入。2）中断服务的关键：a、保护进入中断时的状态。堆栈有保护断点和保护现场的功能使用PUSH指令，在转中断服务程序之前把单片机中有关寄存单元的内容保护起来。b、必须在中断服务程序中设定是否允许中断重入，即设置EX0位。c、用POP指令恢复中断时的现场。3）中断控制原理：中断控制是提供给用户使用的中断控制手段。实际上就是控制一些寄存器，51系列用于此目的的控制寄存器有四个：TCON、IE、SCON及IP。4）中断响应的过程：首先中断采样然后中断查询最后中断响应。采样是中断处理的第一步，对于本实验的脉冲方式的中断请求，若在两个相邻周期采样先高电平后低电平则中断请求有效，IE0或IE1置“1”；否则继续为“0”。所谓查询就是由CPU测试TCON和SCON中各标志位的状态以确定有没有中断请求发生以及是那一个中断请求。中断响应就是对中断请求的接受，是在中断查询之后进行的，当查询到有效的中断请求后就响应一次中断。本实验需要用到CPU模块（F3区）和八位逻辑电平显示模块（B5区）、单次脉冲模块（E3区）。五、实验预习要求学习教材的相关内容，根据实验要求画出程序流程图，写出实验程序。六、实验步骤1）系统各跳线器处在初始设置状态，用导线连接单次脉冲模块的输出端到CPU模块的P32；CPU模块的P10接八位逻辑电平显示模块的灯。2）启动PC机，打开THGMW-51软件，输入源程序，并编译源程序。编译无误后，下载程序运行。3）连续按动单次脉冲产生电路的按键，发光二极管L0每按一次状态取反，即隔一次点亮。七、实验报告要求1写出源程序；2总结外部中断的使用方法。实验六串行静态数码管显示实验一、实验目的1．掌握静态数码显示的电路原理和驱动程序的编写。2．掌握数字、字符转换成显示段码的软件译码方法。二、实验内容使用四只74LS164组成四位静态数码管显示电路，在数码管上滚动显示“0”到“F”十六进制字符。三、实验要求根据实验内容编写一个程序，并在实验仪上调试和验证。四、实验说明和电路原理图静态数码管显示电路由四只74LS164、四只共阴极LED数码管组成。输入只有两个信号，它们是串行数据线DIN和移位信号CLK。四只74LS164首尾相连，每只74LS164的并行输出作为LED数码管的段码。本实验需要用到CPU模块（F3区）和静态数码管显示模块（B4区）。静态数码管显示电路原理图参见下图。五、实验预习要求学习教材的相关内容，根据实验要求画出程序流程图，写出实验程序。六、实验步骤1）系统各跳线器处在初始设置状态。用导线对应连接静态数码管显示模块的DIN、CLK到CPU模块的P10、P11。2）启动PC机，打开THGMW-51软件，输入源程序，并编译源程序。编译无误后，下载程序运行。3）观察数码显示结果。七、实验报告：1写出程序清单，并绘出各程序的流程图。2提出对本课程的学习体会和修改建议。