单片机原理实验指导书.docx

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单片机原理实验指导书

单片机原理

实

验

指

导

书

丁易新编

安徽工业大学电气信息学院

2012年4月

实验01KeilμVision编程平台与汇编指令练习

一、实验器材

[1]微型计算机

[2]单片机硬件开发实验装置

[3]实验装置下载线

二、实验目的

1.熟悉uVision3集成调试环境

2.熟悉MCS-51寻址方式及传送类指令

三、实验要求与任务

传送类指令练习。

单步逐条向下执行指令。

每执行一条指令，都要分析一下指令源操作数、目的操作数在存储空间的哪个单元，看一看你所理解的指令执行结果与实际运行结果是否符合，并且把每条指令执行后目的操作数的值记录下来。

MCS-51单片机的存储空间如表所示：

数据空间

程序空间

片内/

片外

片内

片外

片内

片外

寻址

方式

RAM直接

间接

SFR

直接

寻址

RAM

间接

寻址

RAM

间接

寻址

ROM

间接

寻址

ROM

间接

寻址

ROM

间接

寻址

空间

范围

00-7FH

80-FFH

80H-FFH

0000-FFFFH

0000-0FFFH

1000H-0FFFFH

表示

方法

DATA

SFR

IDATA

XDATA

CODE

1．直接寻址只能在DATA区和SFR中进行，如下例

ORG0000H

LJMPSTART

ORG0100H

START:

;此处加入RAM的初始化程序（见下文）

MOVA,03H;把地址03H中的数移入累加器

MOV43H,22H;把地址22H中的数移入地址43H中

MOV02H,C;把Cy中的数移入位地址02H中

MOV42H,#18H;把立即数18移入地址42H中

MOV09H,P1;把端口1中的数移入地址09H中

SJMP$

END

2．间接寻址要使用DPTR，PC，R0，R1寄存器作为指针访问各存储器。

可访问的空间为CODE、IDATA、XDATA存储区，对DATA存储区也可进行间接寻址。

只能用直接寻址方式对位地址进行寻址。

①XDATA区寻址:

ORG0000H

LJMPSTART

ORG0100H

START:

;此处加入RAM的初始化程序（见下文）

MOVDPTR,#3048H;DPTR指向外部存储区

MOVXA,@DPTR;读入外部存储区地址3048H中的数

INCDPTR;指针加一

MOVA,#26H;立即数26H写入A中

MOVX@DPTR,A;将26H写入外部存储区地址3049H中

MOVR0,#87H;R0指向外部存储区地址87H

MOVXA,@R0;将外部存储区地址87H中的数读入累加器中

SJMP$

END

②CODE区寻址:

查CODE区的平方表：

ORG0000H

LJMPSTART

ORG0100H

START:

MOVDPTR,#TABLE_BASE;DPTR指向表首地址

MOVA,#5;把偏移量（立即数5）装入累加器中

MOVCA,@A+DPTR;从表中读出数据到累加器中（5的平方）

SJMP$

TABLE_BASE:

DB0,1,4,9,16,25,36;平方表

END

四、实验步骤：

Ⅰ创建项目

⒈第一次使用，首先为我们编写的实验程序在D盘上新建一个文件夹D:

\单片机实验；

⒉启动keiluVision3，新建一个项目文件并从器件库中选择一个器件，操作步骤如下：

⑴启动keiluVision3；

⑵新建一个项目文件：

从菜单Project中选择NewProject。

①选择保存路径（至D:

\单片机实验）

②输入项目文件名（例：

shiyan）

③点击保存

⑶选择CPU：

弹出对话框SelectDeviceforTarget，为项目选择CPU。

我们选择Generic下的8051。

弹出对话框，询问是否添加标准的启动代码到你的项目，不理会，点击NO。

Ⅱ新建一个源文件

从菜单File选择New来新建一个源文件。

在text1编辑窗口中输入程序。

把程序保存在D:

\单片机实验。

由于是汇编程序，输入文件名时一定输入扩展名“.asm”。

例：

shiyan.asm。

Ⅲ将你的源文件加入到你的项目中

⒈在你的ProjectWorkspace窗口中点击Target1前“+”，展开SuorceGroup1；

⒉右击SuorceGroup1，出现菜单，选择AddfilestoGroup“SuorceGroup1”选项；

⒊弹出对话框。

①选择你刚刚生成的文件。

例：

shiyan.asm。

②文件类型选择asmsourcefile

③点击Add后关闭对话框。

Ⅳ编译（或汇编）你的源程序

⒈点击菜单Project下OptionsforTarget弹出对话框OptionsforTarget‘target1’。

Xtal：

定义CPU时钟，12MHz。

下面依次是编译的存储模式、程序空间大小等设置，均使用默认值即可。

若要生成下载文件（.hex文件），点击Output选项，选中CreateHexFiles。

⒉点击菜单Project下BuildTarget即可编译（或汇编）你的源程序（留意一下，在工具栏上可找到相应快捷按钮）。

在下面的输出窗口OutputWindow可看到编译（汇编）的结果，应该没有错误才可继续下面实验。

否则修改你的源程序，直到没有错误为止。

Ⅴ调试你的程序

点击菜单Debug下Start/StopDebugSession进入调试模式。

你现在就可以采用连续运行、停止、指令单步、函数单步、运行到光标处行等命令调试你的程序（这些命令在Debug下Run、StopRunning、Step、Stepover，RuntoCursorline。

也可利用快捷按钮）。

你也可以设置断点后，连续执行程序进行调试。

如程序运行到中间想从头再来，只要按RST按钮即可。

常用调试快捷按钮

符号

说明

Rst

Run

StopRunning

Stepinto

Stepover

RuntoCursorline

Start/StopDebugSession

复位

连续运行

停止

指令单步

函数单步

运行到光标处行

调试模式/

编辑模式切换

Ⅵ存储器、寄存器的查看、修改

在调试程序时，经常需要查看存储器内容，你可以查看8051内的4个存储器逻辑空间的任一个。

在调试模式下，依次点击View，MemoryWindow,你可以看到包含4个存储器空间的窗口，你在第一个存储器空间的Address栏内输入C:

0,即可看到从0000H开始的一段程序存储内容；你也可以在其它Address栏内分别填入X:

0、D:

0、I:

0就可以查看外部数据存储器空间、直接寻址的片内存储空间（包括片内00-7FH的RAM,及80H-0FFH的SFR）、间接寻址的片内存储空间（包括片内00-7FH的RAM,及8032的80H-0FFH的数据RAM）。

如要修改MemoryWindow内存储单元内容，可用鼠标右键点击选定存储单元，根据提示即可修改。

在ProjectWorkspace窗口，你还可以看到8051的所有寄存器。

如要查看单片机的外围部件，像端口P0-P3，定时器T0、T1等，可点击Peripherals。

实验02二进制数转换成十进制数实验

一、实验器材

[1]微型计算机

[2]单片机硬件开发实验装置

[3]实验装置下载线

二、实验目的

1.熟悉uVision3集成调试环境

2．学习掌握51单片机的汇编语言程序设计。

三、实验要求与任务

将RAM地址30H的16进制数（例如：

在调试送入0ffH，或64H等数据），转换成十进制数，结果送到31H、32H、33H（地位在31H，最高位33H）。

四、实验步骤：

实验步骤同实验01

五、实验程序参考框图：

实验03流水灯实验

一、实验器材

[1]微型计算机

[2]单片机硬件开发实验装置

[3]实验装置下载线

二、实验目的

1.熟悉uVision3集成调试环境

2．学习掌握51单片机的I/O端口及编程。

三、实验电路：

图1-38位流水灯显示电路

四、实验要求与任务

1.设计节日流水灯。

8051单片机P0口驱动流水灯：

输出“1”时灯亮，“0”时灯灭。

流水灯效果如下图2-1所示。

图中表示灯亮，表示灯灭，流水灯效果在1-8状态中循环。

LD0……LD7LD0……LD7

图2-1流水灯111

图2-2流水灯2

2.设计节日流水灯。

8051单片机P0口驱动流水灯：

输出“1”时灯亮，“0”时灯灭。

流水灯效果如上图2-2所示。

图中表示灯亮，表示灯灭，流水灯效果在1-16状态中循环。

五、实验步骤：

1.系统各跳线器处在初始设置状态（参见附录）（J1的1,2处8只短路帽打在左边，3,4的5只短路帽打在右边），MCU的JD13连接到八位逻辑电平显示模块的JD30。

2.程序输入、编译等实验步骤同实验01。

3．程序下载编程。

系统各跳线器处在初始设置状态（参见附录）（JT40打在左边，JD18打在右边），J2的P3.0，P3.1打在右边。

打开STC-ISPV397软件。

⑴步骤一：

选择单片机芯片型号STC89C52RC

⑵步骤二：

打开hex文件

⑶步骤三：

选择COM口，与设备管理器（我的电脑，点击鼠标右键，选择设备管理器）中端口一致。

⑷步骤四：

设置为12T/单倍速

⑸步骤五：

Download/下载。

关学习机电源→握手接线→打开学习机电源

4．程序验证。

实验04数码管动态扫描显示实验

一、实验器材

[1]微型计算机

[2]单片机硬件开发实验装置

[3]实验装置下载线

二、实验目的

1.掌握8段数码管硬件线路原理；

2．掌握用HD7279A芯片实现数码管显示的编程方法。

三、实验电路

HD7279A是一片具有串行接口，可同时驱动8位共阴数码管（或64只独立LED）的智能显示驱动芯片，该芯片还可同时连接多达64键的键盘矩阵。

HD7279A内部含译码器，可直接接受16进制码。

HD7279A芯片介绍请见附录一。

四、实验要求与任务

根据电路使用HD7279A驱动共阴数码管，显示“123”。

程序可参考附录一。

五、实验步骤：

1.系统各跳线器处在初始设置状态（参见附录）（J1的1,2处8只短路帽打在左边，3,4的5只短路帽打在右边），J3打在7279处。

2.程序输入、编译等实验步骤同实验01。

3．程序下载编程。

系统各跳线器处在初始设置状态（参见附录）（JT40打在左边，JD18打在右边），J2的P3.0，P3.1打在右边。

打开STC-ISPV397软件，下载程序（同实验03）。

附录一：

HD7279A芯片介绍

HD7279A是一片具串行接口的，可同时驱动8位共阴式数码管的智能显示驱动芯片，该芯片同时还可以连接多达64键的键盘矩阵，单片即可完成LED显示，键盘接口的全部功能。

1.主要特性

（1）.串行接口，无需外围元件可直接驱动LED。

（2）.各位独立控制译码/不译码及消隐和闪烁属性。

（3）.（循环）左移/（循环）右移指令。

（4）.具有段寻址指令，方便控制独立LED。

（5）.64键键盘控制器，内含去抖动电路。

2.引脚说明：

VDD:

正电源VSS:

地

CS:

片选CLK:

时钟输入端

DATA:

串行数据输入/输出端CLK0:

振荡输出端

KEY:

按键有效输出端RES:

复位端

SG-SA:

段g—段a驱动输出

DP:

小数点驱动输出DIG0-7:

数位0-7驱动输出

RC:

RC振荡器连接端

3.HD7279A硬件电路：

注意：

（1）.HD7279A应连接共阴式数码管。

（2）.应用中，无需用到的键盘和数码管可以不连接。

（3）.应用中，串入DP及SA—SG连接的8只电阻为200欧。

（4）.应用中,8只下拉电阻和8只键盘连接位选线DIG0－DIG7的电阻，应遵从一定的比例关系，典型值为10倍,下拉电阻的取值范围是10K—100K，位选电阻的取值围是1K—10K。

（5）.HD7279A需要一外接的RC振荡电路以供系统工作，其典型值分别为R＝1.5KΩ，C＝15pF。

（6）.HD7279A的RESET复位端在一般应用情况下，可以直接与正电源连接，在需要较高可靠性的情况下，可以连接一外部的复位电路，或直接由MCU（单片机）控制。

在上电或RESET端由低电平变为高电平后，HD7279A大约需要经过18-25MS的时间才会进入正常工作状态。

4.控制指令

HD7279A的控制指令分为二大类——纯指令和带有数据的指令。

主要控制指令如下：

A.纯指令

（1）.复位（清除）指令A4H

当HD7279A收到该指令后，将所有的显示清除，所有设置的字符消隐、闪烁等属性也被一起清除。

执行该指令后，芯片所处的状态与系统上电后所处的状态一样。

（2）.左移指令A1H

例如，原显示为:

其中第2位‘3’和第4位‘L’为闪烁显示。

执行了左移指令后，显示变为：

第2位‘9’和第4位‘P’为闪烁显示。

（3）．右移指令A0H

与左移指令类似，但所做移动为自左向右移动，移动后，最左边一位为空

B．带有数据的指令

（1）.下载数据且按方式0译码

命令由二字节组成，前半部分为指令，其中a2，a1，a0为位地址。

d0－d3为数据，收到此指令时，按以下规则进行译码。

小数点的显示由DP位控制：

DP=1时，小数点显示，DP=0时，小数点不显示。

（2）．下载数据且按方式1译码

此指令与上一条指令其本相同，所不同的是译码方式。

（3）．下载数据但不译码

其中，a2，a1，a0为位地址，A－G和DP为显示数据，分别对应7段LED数码管的各段。

当相应的数据位为‘1’时，该段点亮，否则不亮。

此指令灵活，通过造字形表，可以显示用户所需的字符。

（4）．闪烁控制88H

此命令控制各个数码管的闪烁属性，d1—d8分别对应数码管1-8。

0=闪烁，1=不闪烁。

开机后，缺省的状态为各位均不闪烁。

（5）.读键盘数据指令15H

该指令从HD7279A读出当前的按键代码。

前一个字节015H为指令代码，而后一个字节d0-d7则为HD7279A返回的按键代码，其范围是00H-3FH（无键按下时为FFH）。

当HD7279A检测到有效的按键时，KEY引脚从高电平变为低电平，并一直保持到按键结束。

在此期间，如果HD7279A接收到‘读键盘数据指令’，则输出当前按键的键盘代码；如果在收到‘读键盘指令’时没有有效按键，HD7279A将输出FFH。

5．串行接口的时序图。

A、HD7279A的指令结构类型：

（1）、不带数据的纯指令，指令的宽度为8个BIT。

即微处理器需发送8个CLK脉冲。

（2）、带有数据的指令，宽度为16个BIT，即微处理器需发送16个CLK脉冲。

（3）、读取键盘数据指令，宽度为16个BIT，前8个为微处理器发送到HD7279A的指令，后8个BIT为HD7279A返回的键盘代码。

执行此指令时，HD7279A的DATA端在第9个CLK脉冲的上升沿变为输出状态，并与第16个脉冲的下降沿恢复为输入状态，等待接收下一个指令。

B、串行接口的时序图：

（1）.纯指令

T1=50us;T2=8us;T3=8us

（2）.带数据指令

T4=25us

（3）.读键盘指令

T5=25us;T6=8us;T7=8us

6.软件编程

发送一字节子程序：

（发送数存于A中）

KEYBITP1.3

CLKBITP1.6

DATBITP1.7

CSBITP2.7

SEND:

MOVR0,#8

CLRCS

CALLLONG_DELAY

SEND_LOOP:

MOVC,ACC.7

MOVDAT,C

SETBCLK

RLA

CALLSHORT_DELAY

CLRCLK

CALLSHORT_DELAY

DJNZR0,SEND_LOOP

CLRDAT

RET

LONG_DELAY:

MOVR7,#80

DELAY_LOOP:

DJNZR7,DELAY_LOOP

RET

SHORT_DELAY:

MOVR7,#6

SHORT_LP:

DJNZR7,SHORT_LP

RET

附录二：

系统各跳线器的初始设置状态表

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