单片机实验指导书.docx

1、单片机实验指导书目录实验一 系统认识实验 2实验二 端口I/O输入输出实验 14实验三 外部中断实验 17实验四 定时器实验 21实验五 串行口通信实验 25实验六 串行通信的调试实验 29实验七 数码管静态显示实验 33实验八 数码管动态显示实验 38实验一 系统认识实验一、 实验目的1. 学习Keil C51编译环境的使用；2. 学习STC单片机的下载软件STC-ISP的使用；3. 掌握51单片机输出端口的使用方法。二、 实验内容任选单片机的一组I/O端口，连接LED发光二极管，编写程序实现8个LED按二进制加1点亮。三、 接线方案单片机P10P17/C51单片机 接L0L7/LED显示，

2、如下图：图1-1实验线路四、 实验原理51单片机有4个8位的并行I/O端口：P0、P1、P2、P3，在不扩展存储器、I/O端口，在不使用定时器、中断、串行口时，4个并行端口，32根口线均可用作输入或输出。作为输出时，除P0口要加上拉电阻外，其余端口与一般的并行输出接口用法相同，但作为输入端口时，必须先向该端口写“1”。例如P0接有一个输入设备，从P0口输入数据至累加器A中，程序为： MOV P0, #0FFH MOV A, P0若将P0.0位的数据传送至C中，程序为： SETB P0.0 MOV C, P0.0五、 实验步骤1、 连接串行通信电缆和电源线；2、 根据图1-1实验线路进行电路连接

3、；3、 将C51单片机核心板上的三个开关分别拨到“独立”、“运行”“单片机”；4、 打开实验箱上的电源开关。5、 利用Keil C51创建实验程序，并进行编译生成后缀为.HEX的文件；6、 利用STC-ISP软件将后缀为.HEX的文件下载到单片机ROM中；7、 观察实验现象，并记录。若实验现象有误请重复第5、6步。六、 参考程序ORG 0000H ;程序的开始LJMP MAIN ;转入主程序ORG 0200H ;主程序的开始MAIN: MOV P1,#00H ;P1口做准备M1: INC P1 ;P1口连接输出计数, LCALL DELAY ;转入延时子程序 LJMP M1 ;循环DELAY:

4、 MOV R5,#255 ;延时子程序D1: MOV R6,#255 DJNZ R6,$ DJNZ R5,D1 RETEND ;程序体结束七、 思考题1、 利用其他I/O口实现LED加1点亮功能；2、 利用P1端口实现流水灯（左移或右移）功能；3、 实现LED其他点亮功能。附录：一、 Keil C51编程软件使用说明Keil C51编程软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一，它集编辑、编译、仿真于一体，支持汇编、C51语言，界面友好，易学易用。1、启动Keil C51编程软件，出现编辑界面；2、建立一个新工程，单击Project菜单，在弹出的下拉菜单中选中New uVision Project

5、选项。3、然后选择保存路径，输入工程文件名，点击“保存”；4、弹出单片机选择框，选择对应的单片机型号，并点“OK”；5、完成后，屏幕出现编辑环境；6、点击“File”菜单，在下拉菜单中点击“New”选项；7、在“Text1”中编写实验程序，完成后保存文件，要保存在所建的工程文件夹中。在“文件名”栏中输入欲使用的文件名，同时必须输入正确的扩展名。注意：如果使用C语言编写程序，则扩展名为.C；如果用汇编语言编写程序，则扩展名为.ASM；8、回到编辑界面，单击“Target 1”前面“+”号，然后在“Source Group 1”上单击右键，弹出如下菜单；9、单击“Add File to Froup

6、 Source Group 1”选择实验程序“SY1.ASM”,然后单击“Add”，则项目中多出SY1.ASM子项；10、单击“Project”菜单，在下拉菜单中单击“Options for Target Target 1”；11、在“Options for Target Target 1”的选项中选择“Output”选项，并在“Create HEX File”选项前打上“”,然后点击“OK”；12、单击“Project”菜单，在下拉菜单中单击“Build target”选项，若程序无误，编程成功后，则生成后缀为.HEX的文件，该文件是单片机下载文件。二、STC-ISP下载软件的使用说明1、打

7、开“STC-ISP”下载软件，界面如下；2、选择单片机型号，在单片机型号的下拉按钮上单击，选择一致的单片机型号，如：STC89C52RC;3、选择串口，在串口选择时，根据设备所接的串口号进行选择，如：COM1、COM2、USB Serial Port（COM3）；4、单击“打开程序文件”，找到所见项目文件夹，选中后缀为.HEX的文件，并单击打开；5、单击“下载/编程”按钮，将.HEX文件下载到单片机的ROM中，注意，在单击“下载/编程”按钮后，需要将单片机进行一次冷启动（即：将实验箱电源关掉，稍等片刻再打开），程序才能下载成功；6、下载成功后，程序则在单片机内运行，观察实验箱上的实验结果。实验

8、二 端口I/O输入输出实验一、 实验目的1. 掌握51单片机输入/输出端口的使用方法；2. 学习蜂鸣器和继电器的控制电路设计3. 掌握51单片机I/O使用的编程方法二、 实验内容选择单片机的某个I/O端口，连接实验设备上的按键、蜂鸣器、继电器，编写程序实现按键控制继电器和蜂鸣器。三、 接线方案单片机P0.0接继电器控制端；单片机P0.1接蜂鸣器控制端；P2.6接按键1（单脉冲输出端1）；P2.7接按键2（单脉冲输出端2）。（注：连接蜂鸣器电路不要选用P2和P3口,声音偏小、不响）图2-1实验线路图2-2 继电器电路和蜂鸣器电路四、 实验步骤1、 连接串行通信电缆盒电源线；2、 根据图2-1实验

9、线路进行电路连接；3、 将C51单片机核心板上的三个开关分别拨到“独立”、”运行”“单片机”；4、 打开实验箱上的电源开关。5、 利用Keil C51创建实验程序，并进行编译生产后缀为.HEX的文件；6、 利用STC-ISP软件将后缀为.HEX的文件下载到单片机ROM中；7、 观察实验现象，并记录。若实验现象有误请重复第5、6步。五、 参考程序 KEY1 EQU P2.7 ;定义按键1 KEY2 EQU P2.6 ;定义按键2 SPK EQU P0.1 ;定义蜂鸣器 JDQ EQU P0.0 ;定义继电器 ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN: JB KEY1,M2M

10、1: SETB JDQ ;按键1按下，继电器吸合 LJMP M3 M2: CLR JDQ ;按键1松开，继电器断开M3: JB KEY2,M4 SETB SPK ;按键2按下，蜂鸣器响 LJMP MAINM4: CLR SPK ;按键2松开，蜂鸣器停LJMP MAIN ;循环扫描按键END六、 思考题1、 利用其他I/O口实现控制功能；2、 利用按键作为实现功能，要求：按键1作为蜂鸣器和继电器的启动按钮；按键2作为蜂鸣器和继电器的停止按钮。蜂鸣器和继电器启动后自动工作，每隔1秒启动一次（延时方式实现）。3、 实现其他创新功能。实验三 外部中断实验一、 实验目的1. 掌握51单片机外部中断的使用

11、方法。二、 实验内容1. 实验电路如图3-1所示，通过用手动逐个向单片机的输入单脉冲，申请中断。每中断一次，使8051单片机的P2口的数值加1。2. 接线方案P2.0P2.7/C51单片机 接 L0L7/LED显示；INT0/C51单片机 接 单脉冲。图3-1 实验线路三、 实验原理当单片机的外部中断口（INT0）有电平变化时，单片机程序会进入中断服务程序，执行中断服务功能，对P2口数值进行加1，实现手动对P2口数值控制。四、 参考程序流程图图3-2程序流程图五、 实验步骤1、 连接串行通信电缆盒电源线；2、 根据图3-1实验线路进行电路连接；3、 将C51单片机核心板上的三个开关分别拨到“独

12、立”、”运行”“单片机”；4、 打开实验箱上的电源开关。5、 利用Keil C51创建实验程序，并进行编译生产后缀为.HEX的文件；6、 利用STC-ISP软件将后缀为.HEX的文件下载到单片机ROM中；7、 观察实验现象，并记录。若实验现象有误请重复第5、6步。六、 参考程序ORG 0000HLJMP MAINORG 0003H ;中断入口LJMP INTORG 0200HMAIN: MOV P2,#00H SETB EA ;首先开启总中断 SETB EX0 ;开启外部中断 0，即P32引脚 SETB IT0 ;设置成 下降沿触发方式M1: SJMP $ ;主程序只等待中断INT: INC

13、P2 ;外部中断 0 中断响应，将P2口内容加1 LCALL DELAY RETI ;中断结束返回DELAY: MOV R5,#255 ;延时子程序D1: MOV R6,#255 DJNZ R6,$ DJNZ R5,D1 RETEND七、 思考题1、 利用外部中断1实现本实验的中断功能；2、 两个外部中断的同时应用（外部中断0实现LED流水灯；外部中断1实现LED加1功能）。实验四 定时器实验一、 实验目的1. 掌握51单片机内部定时器的使用方法。2. 学习单片机控制蜂鸣器电路设计方法。二、 实验内容1. 实验电路如图4-1所示，用51单片机内部定时器T0定时，控制蜂鸣器发声，使之发声1秒钟，

14、停止1秒钟，重复循环。2. 接线方案P1.0/51单片机 接蜂鸣器图4-1 实验线路三、 实验原理当P1.0输出高电平时，三极管导通蜂鸣器发声，P1.0输出低电平时，三极管截止，蜂鸣器不发声。本实验设备的晶振频率为11.0592MHZ，定时方式时，约1us计数器加1，计数初值15536时，经过50ms溢出，溢出20次约1秒钟。四、 参考程序流程图图4-2 程序流程图五、 实验步骤1、 连接串行通信电缆盒电源线；2、 根据图3-1实验线路进行电路连接；3、 将C51单片机核心板上的三个开关分别拨到“独立”、”运行”“单片机”；4、 打开实验箱上的电源开关。5、 利用Keil C51创建实验程序，

15、并进行编译生产后缀为.HEX的文件；6、 利用STC-ISP软件将后缀为.HEX的文件下载到单片机ROM中；7、 观察实验现象，并记录。若实验现象有误请重复第5、6步。六、 参考程序ORG 0000HAJMP MAINORG 000BH ;定时器0中断服务程序DJNZ R0,EXIT CPL P1.0 ;中断20次到1S，对P1.0取反MOV R0,#20 ;重置中断次数计数器EXIT: MOV DPTR,#15536 ;重置T0计数初值15536 MOV TH0,DPH MOV TL0,DPL RETIMAIN:MOV TMOD,#01H ;设置定时器0,方式1 MOV DPTR,#1553

16、6 ;送T0计数初值15536 MOV TH0,DPH MOV TL0,DPL SETB EA ;开总中断 SETB ET0 ;开定时器0 SETB P1.0 ;蜂鸣器发生 MOV R0,#20 SETB TR0SJMP $七、 思考题1、 利用定时器1实现本实验定时功能，编写程序；使用工作方式2实现本实验定时功能，编写程序。实验五 串行口通信实验一、 实验目的1. 掌握51单片机串行口工作方式的设定及串行通信程序设计。2. 掌握串行通信的典型电路二、 实验内容1. 实验电路如图5-1所示，通信的双方分别定义为甲单片机和乙单片机，甲单片机通过串行口循环发送数据0FFH，乙单片机通过串行口接收并

17、在LED发光二极管上显示出来，实现数据的串行通信。本实验参考程序采用串口工作方式2。2. 接线方案（注：P3.0和P3.1口需下载程序后再连接）P1.0P1.7/51单片机（甲） 接LED发光二极管组；P3.0和P3.1/51单片机（甲） 接RS232模块的TXD、RXD；P1.0P1.7/51单片机（乙） 接LED发光二极管组；P3.0和P3.1/51单片机（乙） 接RS232模块的TXD、RXD；RS232模块用串行通信电缆连接。图5-1 实验线路三、 实验原理两台单片机应用系统在进行通信时，如果距离较近，接口只需三根导线，将它们的串行口直接连接，即可实现双机通信，这种通信距离一般不超过1

18、5m。如果要加大通信距离，需加入电平转换电路，如RS-232、RS-485等。四、 参考程序流程图 a发送程序 b. 接收程序图5-2 程序流程图五、 实验步骤1、 连接串行通信电缆盒电源线；2、 根据图3-1实验线路进行电路连接（先不接P3.0和P3.1）；3、 将C51单片机核心板上的三个开关分别拨到“独立”、”运行”“单片机”；4、 打开实验箱上的电源开关。5、 利用Keil C51创建实验程序，并进行编译生产后缀为.HEX的文件；6、 利用STC-ISP软件将后缀为.HEX的文件下载到单片机ROM中（下载完成后再连接P3.0和P3.1）；7、 观察实验现象，并记录。若实验现象有误请重复

19、第5、6步。六、 参考程序发送程序：ORG 00HMOV SCON,#10000000B ;设置串行口方式2工作 MOV A,#00H START: INC AMOV SBUF,A ;将A中的内容发送WAIT0: JNB TI,WAIT0 ;等待发送完成 CLR TI ;清发送中断标志 MOV P1,A ;送到P1口显示 CALL DELAY ;延时LJMP STARTDELAY: MOV R0,#0 ;延时子程序 MOV R1,#0LP: DJNZ R1,LP DJNZ R0,LP RET END接收程序： ORG 00H MOV SCON,#10010000B ;设置串行口方式2工作 ;M

20、OV A,#00H START: JNB RI,START ;等待接收完成 MOV A,SBUF ;从接收缓冲器读入数据 MOV P1,A ;送到P1口显示 CLR RI ;清接收中断标志 CALL DELAY ;延时 LJMP STARTDELAY: MOV R0,#0 ;延时子程序 MOV R1,#0LP: DJNZ R1,LP DJNZ R0,LP RET END七、 思考题1、 利用串行口其它工作方式1实现通信功能，编写程序；实验六 串行通信的调试实验一、 实验目的掌握单片机串行口调试方法；二、 实验内容1、编写实验程序，实现单片机与PC机的串口通信，实验电路如下图6-1所示，单片机串

21、行口则利用51单片机核心板上的通信接口，PC机侧接COM1或COM2。要求通信波特率为2400，串口工作方式为方式1，即：一个起始位，8个有效数据位和一个停止位。图6-1 实验原理图2、接线方案：无需另外接线（利用串口通信电缆进行数据通信）。三、 实验原理单片机侧利用P3.0和P3.1口和PC机进行串行通信，本实验中，只需要将串行通信电缆连接到51单片机核心板上即可；PC机侧利用STC-ISP下载软件里的串口助手进行串口通信，如下图6-2所示，在串口助手的设置中，需要设置串口、波特率、校验位、停止位，无误后点击打开串口，并在发送缓冲区输入数据，点击发送数据，则可以再接收缓冲区显示所发送的内容。

22、图6-2 STC-ISP串口助手四、 参考程序流程图图6-3 程序流程图五、 实验步骤1、 连接串行通信电缆盒电源线；2、 将C51单片机核心板上的三个开关分别拨到“独立”、”运行”“单片机”；3、 打开实验箱上的电源开关。4、 利用Keil C51创建实验程序，并进行编译生产后缀为.HEX的文件；5、 利用STC-ISP软件将后缀为.HEX的文件下载到单片机ROM中；6、 打开STC-ISP软件的串口助手，设置串口、波特率、校验位等，打开串口后在发送缓冲区输入数据，点击发送数据，观察接收缓冲区的数据变化；7、 观察实验现象，并记录。若实验现象有误请重复第46步。六、 参考程序：ORG 000

23、0HLJMP MAIN ;主程序的开始ORG 0200HMAIN: MOV TMOD,#20H ;设置定时器1为模式2，为波特率发生器 MOV TL1,#0F4H ;2400波特率初值,板子使用11.0592M晶振 MOV TH1,#0F4H ; SETB TR1 ;启动波特率发生 MOV SCON,#50H ;串口的工作方式，设置为方式1 M1: JNB RI,M1 ;查询是否有数据接收 MOV A,SBUF ;数据暂存于A CLR RI ;允许接收 MOV SBUF,A ;将接收到的数据发送出去M2: JNB TI,M2 ;等待发送完成 CLR TI SJMP M1 ;循环扫描串行通讯接口

24、数据 END七、 思考题1、 理解串口调试的工作原理，可否采用串口方式2实现？2、 修改程序，实现接收数据与发送数据进行个、十位交换（如：发送为12时，接收为21）。实验七 数码管静态显示实验一、 实验目的1、 掌握8051单片机与七段LED数码管连接的设计方法；2、 掌握LED数码管静态显示的编程方法。二、 实验内容1、根据图7-1所示的LED数码管连接电路（电路中U1是74LS244作为段码驱动电路；U5和U4是SN75452，与非门，作为位选信号电路），编写实验程序，实现1位数码管的静态显示，要求：内容为09循环显示。图7-1 LED数码管的连接图2、接线方案：P10P17/51单片机

25、接 a、bdp/数码管；P2.0P2.3/51单片机 接 s1s4/数码管。三、 实验原理LED数码管静态显示的显示程序简单，显示亮度高，但所需的I/O端口较多，并且功耗较大。所以静态显示常用在显示位数较少的系统中。下表为共阴极LED数码管的段码表四、 参考程序流程图图7-2 程序流程图五、 实验步骤1、 连接串行通信电缆盒电源线；2、 将C51单片机核心板上的三个开关分别拨到“独立”、”运行”“单片机”；3、 打开实验箱上的电源开关。4、 利用Keil C51创建实验程序，并进行编译生产后缀为.HEX的文件；5、 利用STC-ISP软件将后缀为.HEX的文件下载到单片机ROM中；6、 观察实

26、验现象，并记录。若实验现象有误请重复第5、6步。六、 参考程序：SMG_q EQU P2.0 ;定义数码管阳级控制脚，千位SMG_b EQU P2.1 ;定义数码管阳级控制脚，百位SMG_s EQU P2.2 ;定义数码管阳级控制脚，十位SMG_g EQU P2.3 ;定义数码管阳级控制脚，个位 ORG 0100TABLE: DB 3Fh,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH ;共阴数码管 0-9 ORG 0000H ;程序开始LJMP MAINORG 0100HMAIN: SETB SMG_q ;选择千位数码管，静态显示 CLR SMG_b CLR SMG_

27、s CLR SMG_g ;可选择其它数码管或两位以上M1: MOV R7,#10 ;循环显示0-9MOV DPTR,#TABLEM2: CLR AMOVC A,A+DPTR ;查表输出段值到P1口，显示0-9MOV P1,ALCALL DELAY ;调用两次延时，加长时间LCALL DELAYINC DPTRDJNZ R7,M2LJMP M1DELAY: MOV R5,#255 ;此次延时子程序加长一级D1: MOV R6,#255D2: MOV R4,#255DJNZ R4,$DJNZ R6,$DJNZ R5,D1RETEND七、 思考题1、 理解静态显示的工作原理，此电路可否实现2位显示（

28、不同内容）？2、 修改程序，实现显示内容90循环显示。实验八 数码管动态显示实验一、 实验目的1、 掌握8051单片机与七段LED数码管连接的设计方法；2、 掌握LED数码管动态显示的编程方法。二、 实验内容1、根据图7-1所示的LED数码管连接电路（电路中U1是74LS244作为段码驱动电路；U5和U4是SN75452，与非门，作为位选信号电路），编写实验程序，实现4位数码管的动态显示，要求：内容为1234。图8-1 LED数码管的连接图2、接线方案：P10P17/51单片机 接 a、bdp/数码管；P2.0P2.3/51单片机 接 s1s4/数码管。三、 实验原理LED数码管动态显示是单片

29、机应用系统中最常用的显示方式之一，它是把所有数码管的同名字段连接到相同I/O上，数码管的公共端（COM）作为控制端，实现循环扫描显示。在任意时刻只有一位数码管被点亮，但由于数码管具有余辉效应，而人眼又具有视觉惰性，看起来与全部数码管持续点亮效果一样。下表为共阴极LED数码管的断码表四、 参考程序流程图图8-2 程序流程图五、 实验步骤7、 连接串行通信电缆盒电源线；8、 将C51单片机核心板上的三个开关分别拨到“独立”、”运行”“单片机”；9、 打开实验箱上的电源开关。10、 利用Keil C51创建实验程序，并进行编译生产后缀为.HEX的文件；11、 利用STC-ISP软件将后缀为.HEX的

30、文件下载到单片机ROM中；12、 观察实验现象，并记录。若实验现象有误请重复第5、6步。六、 参考程序：SMG_q EQU P2.0 ;定义数码管阴级控制脚，千位SMG_b EQU P2.1 ;定义数码管阴级控制脚，百位SMG_s EQU P2.2 ;定义数码管阴级控制脚，十位SMG_g EQU P2.3 ;定义数码管阴级控制脚，个位 ;数据存放ORG 0100TABLE: DB 3fh,06H,5bH,4fH,66H,6dH,7dH,07H,7fH,6fH ;共阴数码管 0-9 ORG 0000HLJMP MAINORG 0200HMAIN: MOV DPTR,#TABLEM1: SETB SMG_q ;选择千位数码管 MOV A,