单片微机原理实验指导书(学生用)

1单片微机原理及应用实验指导书湖南理工学院机械与电气工程系2前言单片微机及相关的应用技术是近代超大规模集成电路技术与计算机技术发展的产物，已经深入到国民经济与人民生活的各个领域。《单片微机原理及应用》课程已经被几乎所有工科院校中仪器仪表、测控技术、光机电一体化、电子、通信、计算机、自动化等类专业列为本科主干专业课程，是培养现代电子技术应用类专业人才的重要技术课程。通过本实验课程的学习，将使学生在课堂理论课学习的基础上，进一步加深对理论知识的理解，学习、掌握单片微机的软件编程技术、硬件扩展技术、以及小型应用系统设计技术等相关的技能，锻炼和提高动手能力。为今后在相关领域中从事与单片微机有关的设计、开发、应用等工作打下良好的基础。实验课所用的实验设备为：“LJD-2008+微机实验开发系统”，该实验设备支持MCS-51系列单片机的软、硬件实验与仿真开发，实验开发系统配置的KeilC仿真开发软件，在Windows环境下可使用汇编语言或C语言设计实验程序，可采用源程序模拟方式调试程序，也可以在目标机上以监控方式调试程序。余晓峰2006年3月10日3LJD-2008实验系统使用注意事项1、LJD-2008系统自带5V、+12V、-12V、-5V电源。请在使用的时候注意实验仪上的电源引出线。2、自带CPU内有测试监控程序，外接仿真器时需要拔掉本机CPU。3、所有的实验程序全部调试通过，说明书中的程序有重复的部分没有全部列出，完整的程序请参考随机光盘相应的文件。4、LJD-2008监控程序已经包含所有实验，具体操作请参考附录。验机方法：打开电源，实验仪LCD显示屏显示“欢迎使用LJD-2008实验系统”然后开始自检，等2秒显示“LJD-2008实验系统正常”表示机器正常，如果显示“LJD-2008实验系统错误”，表示机器有错误，请关电源检查，或者和本公司技术部联系。4目录第一章系统概述………………………………………………5第二章LJD-2008实验系统的地址分配………………………11第三章μVision2集成开发环境………………………………14第四章基本实验指导…………………………………………204、1、实验1“LJD-2008+单片机实验开发系统”使用学习…………204.2、实验2顺序、分支、循环三种结构程序的基本编程训练………214.3、实验3并行I/O口实验………………………………………224.4、实验4中断系统及应用实验…………………………………224.5、实验5定时/计数器应用实验………………………………254.6、实验6单片机并行口扩展实验(1)……………………27第五章选修实验……………………………………………295.1、实验一、点阵式LCD（128X64）模块显示实验……295.2、实验二、三色16X16矩阵LED应用实验…………………525.3、实验三、A/D（ADC0809、）转换实验………………………555.4、实验四、DAC0832输出0-5V电压转换实验…………………605.5、实验5、电机（直流电机、步进电机、继电器）控制实………625.6、实验6、I2C总线芯片的读、写实验………………………695.5、实验7、IC卡（SE4442控制）读、写实验…………………815.5、实验8、“看门狗”（813L）复位控制实验…………………1005第一章：系统概述1.1整体架构HNIST型单片机实验系统分为多个模块，各模块之间相对独立。图1.1HNIST型单片机实验系统整体1.2核心板图1.2HNIST型单片机实验系统核心板61.3主要模块1、流水灯对流水灯的操作可能是初学者最先体会到成就感的一个项目，该实验板的流水灯由四个发光二极管组成，流水灯的旁边设有四个针头的排针，这样可以用连接线接入单片机的任意I/O口来控制流水灯。我们可以用这几个发光二极管实现跑马灯、交通灯等功能。2、数码管数码管是该实验板上最能验证程序功能的输出器件。数码管旁边有四个跳线帽，分别用来控制四个数码管工作状态。当然这种控制只是在硬件上的控制，在软件上的控制则可以通过对74SL573锁存器的编程实现。数码管可用于静态显示和动态扫描。3、4×4矩阵键盘我们可以通过键盘来控制流水灯的亮灭，也可用它来控制数码管上数字或字母的显示。键盘和数码管结合可以通过编写程序来实现计算器功能、日历等。4、EEPROMAT24C02在单片机应用中，作为EEPROM储存器用，与单片机通过I2C通信。优点是掉电后仍可以保存数据。比如单片机运行时，手动设置了一些参数，可以用它保存起来。即可对其进行读操作又可进行写操作，并且在断电后可保存数据。5、实时时钟芯片本实验板含有1片DS1302芯片，内含有1个实时时钟/日历和31字节静态RAM，通过简单的串行接口与单片机进行通信。实时时钟/日历电路提供秒、分、时、日、日期、月、年的信息，每月的天数和闰年的天数可自动调整。时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式。DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信。另外该芯片含备份电源接口，掉电后时钟仍然能够正确的运行。7第二章LJD-2008实验系统的地址分配LJD-2008实验系统的各个元件的地址分配：----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------表（1）：RTC（DS12C887）的地址分配以及符合定义秒寄存器=#8000HSECOND=#8000H秒闹钟=#8001HSECOND_ALARM=#8001H分寄存器=#8002HMINUTE=#8002H分闹钟=#8003HMINUTE_ALARM=#8003H时寄存器=#8004HHOUR=#8004H时闹钟=#8005HHOUR_ALARM=#8005H星期寄存器=#8006HWEEK=#8006H日寄存器=#8007HDATE=#8007H月寄存器=#8008HMONTH=#8008H年寄存器=#8009HYEAR=#8009HA寄存器=#800AHREG_A=#800AHB寄存器=#800BHREG_B=#800BHC寄存器=#800CHREG_C=#800CHD寄存器=#800DHREG_D=#800DH世纪寄存器=#8032HCENTURY=#8032H一般的RAM=#800EH—#807FH(8032除外)表（2）：LCD(字符、图形)的地址分配以及符合定义LCD写命令地址=#0E000HW_C_GLCD=#0E000H写数据地址=#0E001HW_D_GLCD=#0E001H读状态地址=#0E002HR_B_GLCD=#8402H读数据地址=#0E003HR_D_GLCD=#0E003H（DG-128x64带2级国标汉字库）8表（3）：可以自定义扩展控制(8255)的地址分配及符合定义8255-2端口A寄存器=#8200HA_8255_2=#8200H端口B寄存器=#8201HB_8255_2=#8201H端口C寄存器=#8202HC_8255_2=#8202H控制端口寄存器=#8203HD_8255_2=#8203H表（4）:可编程定时/计数扩展控制(82C53)的地址分配及符合定义82C53写计数器0=#8400HW_0_82C53=#8400H写计数器1=#8401HW_1_82C53=#8401H写计数器2=#8402HW_2_82C53=#8402H写命令控制寄存器=#8403HW_D_82C53=#8403H读计数器0=#8400HR_0_82C53=#8400H读计数器1=#8401HR_1_82C53=#8401H读计数器2=#8402HR_2_82C53=#8402H读命令控制寄存器=#8403HR_D_82C53=#8403H表（5）：可编程串行口扩展控制(82C51)的地址分配及符合定义82C51写数据地址=#8300HW_D_82C51=#8300H写命令地址=#8301HW_C_82C51=#8301H读数据地址=#8300HR_D_82C51=#8300H读状态地址=#8301HR_B_82C51=#8301H表（6）：可编程键盘/显示扩展控制(82C79)的地址分配及符合定义82C79写数据地址=#8100HW_D_82C79=#8100H9写命令地址=#8101HW_C_82C79=#8101H读数据地址=#8100HR_D_82C79=#8100H读状态地址=#8101HR_B_82C79=#8101H表（7）：扩展简单I/O(74HC244,74HC273)的地址分配及符合定义74HC244读入地址=#8600HR_D_244=#8600H74HC273输出地址=#8700HW_D_273=#8700H表(8):A/D扩展(ADC0809、MC7135,AD574)的地址分配及符合定义A/D芯片的分配符号定义通道号0809的读(写)地址=#0A000HW_D_0809=#0A000H0-7通道对应00H–07HAD574的启动地址=#0D200HW_C_574=#0D200H读高8位结果地址=#0D201HR_DH_574=#0D201H读低4位结果地址=#0D202HR_DL_574=#0D202HMC7135通道地址=#0D000HW_C_7135=#0D000H0–7通道对应10H–17H结果读出地址=#0D100HR_D_7135=#0D100H表(9):D/A扩展(DAC0832)的地址分配及符合定义D/A转换的地址=#0C000HW_D_0832=#0C000H10第三章μVision2集成开发环境1、软件简介KEILμVision2是流行的单片机开发环境之一，它集可视化编辑、编译、调试、仿真与一体，支持51汇编、PLM和C语言的混合编程，功能强大、界面友好、易学易用。安装KEILμVision2的方法同一般的软件安装。安装完成后将在Windows桌面生成一个®KEILμVision2图标。运行该软件，启动屏幕如下：图、KEILμVision2启动界面KEILμVision2启动界面随后进入KEILμVision2的工作界面：112、创建一个项目要创建一个应用项目，需要下列步骤操作启动KeilηVision,新建一个项目文件并从器件库中选择一个器件。新建一个源文件并把它加入到项目中。增加并设置选择器件的启动代码。针对目标硬件设置工具选项。编译项目并生成可以编程PROM的HEX文件。下面逐步介绍：(1)、在KEILμVision2集成开发环境中，打开菜单Project-NewProject；(2)、在弹出的CreateNewProject对话框中，选择目标项目的文件夹，并输入项目名称。(3)、根据需要，选择ATMEL89C51或其它51系列单片机作为目标设备。选择目标单片机(4)、这时需要建立一个源文件。建立一个汇编或C文件，如果已经有源程序文件，可以忽略这一步。选择File/New选项，在弹出的对话框中，输入一个源程序。在此处输入源程序12(5)、选择File/Save选项，选择文件的存放路径并输入源程序文件名，注意一定要填上扩展名，如果C源程序文件，扩展名为.C；如果是汇编语言源程序文件，扩展名为.ASM后缀，单击保存。(6)、单击对象Target1前的加号，展开的内容SourceGroup1，用右键单击SourceGroup1,在弹出的快捷菜单中选择AddFiletoSourceGroup1选项。(7)、在弹出的对话框中找到刚才的文件，单击ADD按键，这时目录里就有源程序文件了。(8)、项目设置，用鼠标右键单击对象Target1,在弹出的菜单中选择Optionsfor’Traget’对话框选项，弹出的OptionsforTarget1对话框中有8个选项卡，Target1选项卡中设置工作频率为12MHz，其它为默认选项，然后选中