单片机原理及应用实验指导书9.docx

1、单片机原理及应用实验指导书9MCS51单片机原理及应用实验指导书淮阴师范学院 物理与电子电气工程学院2015.9实 验 要 求1、实验前预习实验内容，理解实验原理。2、按规定时间进入实验室，登记领取实验板和连接线，按操作程序将实验板连接到PC机上，开始实验。2、实验完毕请指导老师确认后，按操作程序拆除实验板，将连接线收拾好，与实验板一起归还指导老师，方可离开实验室。3、按时撰写并上交实验报告。实验报告格式为：(1)实验目的，(2)实验内容，(3)源代码及流程图，(4)结果记录及分析，(5)思考题，(6)体会及设想。实验板原理图51单片机集成开发环境MedWin V2.39简介1. 安装从网站免

2、费下载MedWin V2.39集成开发环境安装程序压缩包，将其释放后，按照默认路径安装到C:PManleyMedWin文件夹。2. 设置(1)每次启动MedWin会出现对话框，询问使用仿真器还是模拟仿真，应点击模拟仿真按钮。(2)设置仿真器 点击设置设置仿真器命令，选择时钟频率为12兆赫兹。(3)设置工作目录MedWin 集成开发环境默认的工作目录为C:MedWin PMedWin，建议根据需要建立自己的工作目录。注意：不得使用长文件名或长目录名！(4)设置编译器 将C语言编译器C51(文件夹)拷贝到C:MedWin文件夹下，点击设置设置编译工具命令，打开“设置编译工具”对话框，使用汇编语言时

3、选择第一行，使用C语言时选择第二行，如下图所示。3. 使用(1)新建项目 点击项目管理新建项目 命令，输入项目名称，点击确定按钮，出现“添加项目文件”对话框，输入源代码文件名，如T1.C（或T1.ASM），单击打开按钮，出现代码窗口，即可开始编程。(2)打开项目 点击项目管理打开项目 命令，点击项目文件名(项目文件后缀为.mpf)，点击打开按钮，即可打开上次保存的项目。(3)编译 点击项目管理编译/汇编命令，启动编译器对源文件进行语法检查并编译，在消息窗口中显示编译结果。(3)模拟仿真 当源程序编译无误后，可进行模拟仿真调试。点击项目管理产生代码并装入命令，编译器对源程序进行重新编译并装入。这

4、时，可使用调试菜单中的相关命令进行调试，如设置断点、单步及全速执行等。(4)生成目标代码 点击项目管理输出Binary文件命令，生成BIN文件，用下载工具将其下载到实验板的单片机中执行。STC单片机下载软件STC-ISP的使用该软件界面如下图所示：按照界面上的提示：第一步，设置单片机型号为STC89C52RC。第二步，点击Open File按钮，打开编译生成的BIN文件或HEX文件。第三步，选择串口，设置波特率。如：COM1（具体COM口号在设备管理器中查看）,115200。第四步，可按默认值不用设置。第五步，下载程序。在进行第五步之前，一定要保持实验板的USB线与PC机连接良好，并且实验板的

5、电源开关处于关闭状态，然后，点击下载按钮，再打开实验板电源开关，此时，软件将自动完成程序下载，下载完毕，实验板上的单片机立即开始运行。目前,MCS51内核单片机中STC89C5X(宏晶)和AT89S5X(ATMEL)两种芯片支持在线下载功能。实验一 LED流水灯一、实验目的1. 学习单片机并口的使用方法。2. 学习延时子程序的编写和使用。3. 学习集成开发环境MedWin的安装与使用。4. 学习STC单片机在线下载软件STC-ISP的使用。二、实验内容所谓流水灯就是8个发光二极管(LED)轮流点亮，周而复始。实验板上以P1口作输出口，接8只发光二极管LED1-LED8。当单片机的引脚输出为低电

6、平时发光二极管点亮，为高电平时熄灭。编写程序，使8个发光二极管循环点亮，时间间隔约0.5秒。三、实验电路连线实验板上与本实验有关的硬件如下图所示。P1口输出接8个发光二极管，排阻PZ1为限流电阻，以防止电流过大烧坏发光二极管。单片机的主时钟为11.0592MHz。发光二极管电路四、实验说明1、编写一个软件延时子程序，延时时间约0.5秒，采用三重循环实现，汇编语言程序如下：DELAY: MOV R7, #198DEL1: MOV R6, #50DEL2: MOV R5, #23 DJNZ R5, $ DJNZ R6, DEL2 DJNZ R7, DEL1 RET查指令表可知执行MOV指令需用1个

7、机器周期，DJNZ指令需用2个机器周期，在11.0592MHz晶振时，一个机器周期时间长度为1.085s，所以该段程序执行时间为：1(1223)501981.085s 500mS2、若使用C语言，可用for循环实现延时,下面的程序延时约500mS。void delay(void) int i,j; for(i=0;i1000;i+) for(j=0;j50;j+) _nop_(); _nop_();3、流水灯的主程序(汇编语言)为：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN: MOV A,#0FEHLOP: MOV P1,A LCALL DELAY RL A SJMP

8、LOP END4、流水灯的C语言主程序为：#include #include #include void main (void) unsigned char a,c; a=0xfe; while (1) P1=a; c=a&0x80; a=a1; a=a|(c=0x80); delay(); 五、思考题1. 如何使点亮的LED从下往上移动？2. 如何使点亮的LED从两边往中间移动？、实验二 用一位数码管循环显示数字09一、实验目的1. 学习单片机并口的使用方法。2. 学习延时子程序的编写和使用。3. 学习LED数码管的驱动、编码。二、实验内容实验板上有6个LED数码管，编写程序，使最右边的一个

9、LED数码管循环显示09十个数字。时间间隔约0.5秒，其余LED数码管关闭。三、实验电路连线实验板上与本实验有关的硬件如下图所示。6个共阴的LED数码管上同名的引脚连接在一起，由单片机P0口通过锁存器74HC573进行控制。锁存器U2的11脚接单片机的P26，用于控制数码管上显示的数字与字母（P26为段选）；锁存器U3的11脚接单片机的P27，用于控制6个数码管中的哪个进行显示。单片机的主时钟为11.0592MHz。数码管电路 实验板上所用数码管为共阴极数码管，其显示原理如下图所示。共阴极数码管显示原理四、实验说明1、下表为驱动LED数码管的段代码表，1-代表对应的笔段亮，0-代表对应的笔段不

10、亮。数字dpgfedcba十六进制P0.7P0.6P0.5P0.4P0.3P0.2P0.1P0.0共阴0001111113F100000110062010110115B3010011114F401100110665011011016D6011111017D700000111078011111117F9011011116FA0111011177B011111007CC0011100139D010111105EE0111100179F1111000171 2、下表为驱动LED数码管的位代码表，实验板上数码管从右向左依次表示为S0、S1、S2、S3、S4、S5。数码管P0.7P0.6P0.5P0.4

11、P0.3P0.2P0.1P0.0十六进制S011011111DFS111101111EFS211110111F7S311111011FBS411111101FDS511111110FE因此，若需要在最右边数码管（S0）上显示数字“5”，只要从段代码表中查得6DH写入P0口，置P2.6为高，将6DH锁存在锁存器U2的输出端，再置P2.6为低；然后从位代码表中查得0DFH写入P0口，置P2.7为高，将0DFH锁存在锁存器U3的输出端，再置P2.7为低即可。3、实现最右边的一个LED数码管循环显示09十个数字的汇编语言程序如下：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100HMAIN: M

12、OV R1,#00HLOOP: MOV A,R1 MOV DPTR,#TAB MOVC A,A+DPTR MOV P0,A MOV P2,#40H MOV P2,#00H MOV P0,#0DFH MOV P2,#80H MOV P2,#00H LCALL DELAY INC R1 MOV A,R1 CJNE A,#10,LOOP CLR A MOV R1,A SJMP LOOP DELAY: MOV R7,#198DEL1: MOV R6,#50DEL2: MOV R5,#23 DJNZ R5,$ DJNZ R6,DEL2 DJNZ R7,DEL1 RETTAB: DB 3fH,06H,5b

13、H,4fH,66H,6dH,7dH,07H,7fH,6fH END五、思考题1. 分别写出 六个字母(用于显示十六进制数)的段代码，编写程序，在最右边数码管上实现0-F的循环显示。2. 能否交替点亮点6个LED数码管？实验三 LED数码管的动态驱动一、实验目的1. 学习LED数码管的动态驱动编程。2. 学习使用定时/计数器、中断。3学习汇编语言的有关运算。二、实验内容编写程序，使实验板上的6个LED数码管稳定显示6个不同的数字,并使这四位数从000000开始,每0.5秒钟加1。三、实验电路连线本实验有关的硬件见实验二。四、实验说明1. 在实验二中，我们已经能够让某一个LED数码管显示需要的数字

14、，比如选让第一个LED显示“1”，隔一较短的时间(如2.5毫秒)后关闭第一个LED，让第二个LED显示“2”，如此周而复始，让6个LED依次显1、2、3、4、5、6，我们就能看到6个LED上稳定地显示6个不同的数字。当然，每个瞬间只有一个LED被点亮，大家亮的时间相同，均为2.5毫秒，6个LED数码管点亮一遍需要15毫秒，一秒钟各亮66次，所以看上去不会有闪烁感，但亮度只是实验二中LED亮度的六分之一。要实现每隔再隔2.5毫秒变换一个LED，最好的方法是使用定时器中断。2. 汇编语言参考程序为： DSEG ORG 10H DISP_BUF: DS 6 ;显示缓冲区SCN_INX: DS 1 ;

15、扫描指针SCN_COD: DS 1 ;扫描码CNT: DS 1 ;中断计数，每2.5ms加1 CSEG ORG 00H LJMP MAIN ;主程序入口，转初始化程序 ORG 0BH ;定时中断0入口 LJMP INTP0 ;每2.5ms中断一次，用于刷新显示 ORG 30HMAIN: MOV SP,#50H ;初始化堆栈指针 CLR RS0 ;选用第0组通用寄存器 CLR RS1 CLR A MOV CNT,A MOV R1,#6 MOV R0,#DISP_BUFLOOP1: MOV R0,A ;显示缓冲区清零 INC R0 DJNZ R1,LOOP1 MOV SCN_INX,A ;扫描指针

16、置0 MOV TMOD,#01H ;定时器0，方式1 MOV TH0,#0F7H ;计数初值，每次2.5ms（11.0592MHz晶振） MOV TL0,#000H ;65536-(2.5ms/1.085s)=63232=0F700H SETB TR0 ;启动定时器0 SETB EA ;中断总允许 SETB ET0 ;允许定时器0中断 SJMP $ ;主程序在此循环 ;-定时器0中断服务程序，间隔2.5ms-INTP0: PUSH ACC PUSH PSW MOV TH0,#0F7H ;置计数初值 MOV TL0,#00H SETB RS0 ;选用第1组通用寄存器 CLR RS1 MOV A,

17、SCN_INX ;取扫描指针 CJNE A,#06H,LOOP2 MOV A,#00H MOV SCN_INX,#00HLOOP2: MOV R3,A ADD A,#DISP_BUF ;加显示缓冲区首地址 MOV R1,A MOV A,R1 MOV DPTR,#CODE_TAB ;DPTR指向笔画代码表 ANL A,#0FH MOVC A,A+DPTR ;取笔画代码 MOV P0,A MOV P2,#40H ;段选信号P2.6置高 MOV P2,#00H MOV A,R3 MOV DPTR,#TAB1 ;DPTR指向位代码表 MOVC A,A+DPTR MOV P0,A MOV P2,#80H

18、 ;位选信号P2.7置高 MOV P2,#00H INC SCN_INX ;扫描指针加1 INC CNT MOV A,CNT CJNE A,#200,EN MOV CNT,#0 INC DISP_BUF+0 ;个位加1 MOV A,DISP_BUF+0 CJNE A,#10,EN ;不进位转移 MOV DISP_BUF+0,#0 ;进位则个位清零 INC DISP_BUF+1 MOV A,DISP_BUF+1 CJNE A,#10,EN MOV DISP_BUF+1,#0 INC DISP_BUF+2 MOV A,DISP_BUF+2 CJNE A,#10,EN MOV DISP_BUF+2,

19、#0 INC DISP_BUF+3 MOV A,DISP_BUF+3 CJNE A,#10,EN MOV DISP_BUF+3,#0 INC DISP_BUF+4 MOV A,DISP_BUF+4 CJNE A,#10,EN MOV DISP_BUF+4,#0 INC DISP_BUF+5 MOV A,DISP_BUF+5 CJNE A,#10,EN MOV DISP_BUF+5,#0 EN: POP PSW POP ACC RETI;-段选代码表-CODE_TAB:DB 3fH,06H,5bH,4fH,66H,6dH,7dH,07H,7fH,6fH;-位选代码表-TAB1: DB 0DFH,

20、0EFH,0F7H,0FBH,0FDH,0FEH END 五、思考题如何让8个LED数码管从00-00-00开始，每秒钟自动加1,前两位代表时，中间两位代表分，后两位代表秒？实验四 用单片机自动演奏乐曲一、实验目的1. 进一步熟悉89C51定时器/计数器的功能及应用；2. 掌握其初始化与中断服务程序的编程方法；3. 掌握用定时器/计数器发出不同音调的编程方法。二、实验内容用单片机的定时器/计数器0作定时器使用，工作于模式1，中断产生方波发声，根据各个的频率，计算对应的定时时间常数，定时器中断后按此常数赋初值，从而发出对应的音调。将歌曲的音调和节拍编成一个表，用音调作为定时器的初值，用节拍控制发

21、音时间， 就可以实现自动演奏。三、实验电路连线本实验有关的硬件如下图所示，FM为蜂鸣器控制端，在使用蜂鸣器时，需要用杜邦线将P2.0引脚与FM引脚进行短接。蜂鸣器电路四、实验说明声单定时初值常数计算方法：根据下表的音阶频率，计算对应的音阶周期T，用T/2计算定时周期数（晶振11.0592MHz），填入下表中。定时器的计数初值为65536定时周期数，在程序计算产生。定时周期数增加1倍，音阶降低八度，定时周期数降低1倍，音阶升高八度。音阶(C调)1234567频率(Hz)256288320341384427480周期(s)3906347231252932260423422083定时周期数36003

22、20028802702240021581920自动演奏东方红乐曲的C语言程序为：#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit P20=P20;code uint cyc=3600,3200,2880,2702,2400,2158,1920;/音阶1-7对应的计数周期数code uchar tone=15,15,16,12,11,11,06,12,15,15,16,21,16,15,11,11, 06,12,15,12,11, 7, 6, 5,15,12,13,12,11,11, 6,12, 13,12,11,

23、12,11, 7, 6, 5, 0;/乐曲东方红的简谱表code uchar time= 8, 4, 4,16, 8, 4, 4,16, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 8, 4, 4,16, 8, 8, 8, 4, 4, 8, 8, 8, 4, 4, 8, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4, 4,16, 0;/节拍表(8为1拍，约570mS)uchar H0,L0,cnt;void cntint0(void) interrupt 1 /定时器0中断用于产生音调 TH0=H0; TL0=L0; P20=P20; /P2.0是音乐信号输出脚void cntint1(void

24、) interrupt 3 /定时器1中断用于产生节拍 cnt+; /定时器的计数初值为0，所以不用赋值void main(void) uchar i,a,t; uint b;next: TMOD=0x11; EA=1; ET0=1; ET1=1; cnt=0; TR1=1; i=0; while(1) t=tonei; /读音调 if(t=0) break; /是0,则结束 b=cyct%10-1; if(t20) b=b/2; b=b/2; H0=(65536-b)/256; L0=(65536-b)%256; cnt=0; a=timei; /读节拍 if(a!=255) TR0=1;

25、/255是休止符 while(acnt); TR0=0; i+; for(b=0;b1000;b+); P20=1; /关闭喇叭 goto next; /重放一遍五、思考题 参考东方红乐曲的演奏程序，编写康定情歌乐曲的演奏程序。康定情歌的乐谱如下：康定情歌13,15,16,16,15,16,13,12,12, 13,15,16,16,15,16, 13, 13, 13,15,16,16,15,8, 8, 8, 4, 4, 8, 8,12, 4, 8, 8, 8, 4, 4, 8, 16, 8, 8, 8, 8, 4, 4,16, 13, 12, 12, 15,13,12,13,12,11, 1

26、2, 6, 6, 12,8, 8, 12, 4, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 8, 24, 8, 24,15,13, 12, 6, 16,15,13,12,13,12,11,12, 6, 5, 68,24, 8,16, 8, 8, 8, 4, 4, 4, 4, 8,16, 8, 32附：自动演奏乐曲八月桂花启遍地开的汇编语言参考程序。ORG 0000HLJMP START ORG 000BH INC 20H ;中断服务,中断计数器加1 MOV TH0,#0DCH MOV TL0,#00H ;11.0592MHz晶振，形成10毫秒中断 RETISTART: MOV SP,#50H MOV TH0,#0DCH MOV TL0,#00H MOV TMOD,#01H MOV IE,#82HMUSIC0: NOP MOV DPTR,#DAT ;表头地址送DPTR MOV 20H,#00H ;中断计数器清0MUSIC1: NOP CL