成都理工大学 《单片微机原理及应用》实验报告.docx
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成都理工大学《单片微机原理及应用》实验报告
成都理工大学
核技术与自动化工程学院
实
验
报
告
课程名称：
单片微机原理及应用实验
姓名：
何云鹏
学号：
201006020104
专业：
核工程与核技术
学期：
2012~2013
（2）
任课教师：
刘易
实验一数据传送及拆字
实验人员：
何云鹏指导老师：
刘易
实验地点：
6C701实验时间：
2013.03.04
实验内容：
片内外数据传送，以及拆字。
一、实验要求
（1）数据传输
1、掌握汇编语设计和调试方法，熟悉键盘操作。
2、熟悉使用keil软件。
3、将片外ROM空间数据传送到片内RAM。
4、再将片外RAM空间数据传送到片内RAM。
（2）拆字程序
将片外RAM空间2000H单元的数据拆开，并分别存放在片外2001H和2002H单元。
二、实验原理
（1）数据传输
片外ROM空间数据传送到片内RAM
1、先对外部ROM空间2000H到200FH单元置数，即对这个空间采用“DB”伪指令置数。
2、然后将ROM空间数据逐一传送到内部RAM空间的40H到4FH单元。
片外RAM空间数据传送到片内RAM
3、先对外部RAM空间2000H到200FH单元置数，即对这个空间采用“MOVX”指令置数。
4、然后将RAM空间数据逐一传送到内部RAM空间的40H到4FH单元。
（2）拆字程序
1、先对外部RAM空间2000H置数，即对这个空间采用“MOVX”指令置数；
2、然后将2000H单元数据高低4位分别放入片外RAM空间的2001H和2002H单元。
注意：
2000H高低4为需要置不同数
三、程序设计
（1）数据传输
片外ROM数据传送到片内RAM
org0000h
jmpmain
org0100h
main:
movr0,#00h;赋r0指向00
movr1,#40h
movdptr,#2000h;赋dptr指向2000
loop:
movca,@a+dptr
mov@r1,a
incdptr
incr0
incr1
mova,#00h
cjner0,#10h,loop;比较r0是否等于10，不等就跳向loop
sjmp$
org2000h
db12h,23h,34h,45h,56h,67h,78h,89h,9ah
db0abh,0bch,0cdh,0deh,0efh,0f1h,0e1h
end;自片外ROM2000h起置数
片外RAM数据传送到片内RAM
org0000H
jmpmain
org0100H
main:
movr0,#00H;赋r0指向00
movdptr,#2000H;赋dptr指向2000
loop:
movx@dptr,a
incdptr;dptr增一
incr0
inca
cjner0,#10H,loop;比较r0是否等于10，不等就跳向loop
movr0,#00H;赋r0指向00
movr1,#40H
movdptr,#2000H;赋dptr指向2000
lop:
movxa,@dptr
incdptr
incr0
mov@r1,a
incr1
cjner0,#10H,lop
sjmp$;停指针，短跳，这儿跳到这儿
end
（2）拆字程序
org0000h
ajmpmain
org0100h
main:
movdptr,#2000h
mova,#64h
movx@dptr,a
anla,#0f0h
swapa
incdptr
movx@dptr,a
movdptr,#2000h
movxa,@dptr
anla,#0fh
movdptr,#2002h
movx@dptr,a
sjmp$
end
四、现象及结果
（1）数据传输
片内RAM0h至4Fh依次置数：
12h,23h,34h,45h,56h,67h,78h,89h,9ah
0abh,0bch,0cdh,0deh,0efh,0f1h,0e1h
图1.1片外ROM数据传送到片内RAM实验结果
片内RAM0h至4Fh依次置数：
01h,02h,03h,04h,05h,06h,07h,08h,09h,0ah,0bh,0ch,0dh,0eh,0fh
图1.2片外RAM数据传送到片内RAM实验结果
（2）拆字程序
片外RAM2000h单元置数0064h,其高四位60h存于2001h单元，低四位04h存于2002h单元。
图1.3拆字实验结果
实验二I/O控制
实验人员：
何云鹏指导老师：
刘易
实验地点：
6C701实验时间：
2013.03.18
实验内容：
外部中断的使用，以及Timer定时器的使用
一、实验要求
（1）外部中断的使用
1、使用外部中断0（INT0）或者使用外部中断1（INT1）；
2、控制P1口流水灯。
（2）Timer定时器的使用
1、采用Timer定时器定时1秒钟；
2、控制P1口流水灯
二、实验原理
（1）外部中断的使用
MCS-51单片机有五个中断源，分别是INT0（入口地址0003H）、INT1（入口地址0013H）、TF0（入口地址000BH）、TF1（入口地址001BH）、串口中断（入口地址0023H），这5个中断源由TCON和SCON两个特殊功能寄存器进行控制
IE0和IE1：
外部中断的中断请求标志
IT0和IT1：
外部中断触发方式控制，为1时属边沿触发，为0时属电平触发
TI：
串行口的发送中断标志
RI：
串行口接受中断标志
MCS-51单片机对中断的开放和屏蔽是由IE控制实现的
EA：
中断总控制位，=1，CPU开放中断；=0，CPU禁止所有中断
ES：
串行口中断控制位，=1：
允许串行口中断，=0：
屏蔽串行
口中断
ET0和ET1：
定时器中断控制位，=1：
允许T0、T1中断，=0：
禁止T0、T1中断
EX0和EX1：
外部中断控制位，=1：
允许外部中断，=0:
不允许外部中断
CPU在每个机器周期的S5P2期间，会自动查询各个中断申请标志位，若查到某标志位被置位,将启动中断机制。
在CPU已经开放了外部中断允许的前提下：
在INT0/INT1引脚输入一个负脉冲或低电平，
TCON寄存器中的IE0/IE1标志位自动变“1”，
检测到IE0/IE1变“1”后,将产生指令：
LCALL0003H（/0013H）执行中断服务程序,并将IE0/IE1标志位自动清“0”,以备下次申请。
（2）Timer定时器的使用
1、定时/计数器1只能工作于工作方式2，但不能使用中断方式，此时定时/计数器1通常作为串行口的波特率发生器使用
2、初始化包括
确定工作方式，即对TMOD寄存器进行赋值
计算计数初值，并写入寄存器TH0、TL0或TH1、TL1中
根据要求，置位ET0或ET1
置位EA开总中断
置位TR0或TR1启动定时器工作
3、定时器T0由特殊功能寄存器TL0（低八位）和TH0（高八位）构成，定时器T1由特殊功能寄存器TL1（低八位）和TH1（高八位）构成.特殊功能寄存器TMOD控制定时/计数器的工作方式。
TCON则用于控制定时/计数器的启动和停止计数，同时管理T0和T1的溢出标志位.
4、定时/计数器的方式控制寄存器TMOD:
字节地址为89H，定时器控制寄存器TCON。
字节地址为88H
5、工作方式2具有自动重装载功能，在这种工作方式中，16位寄存器分作两部分，以TL为计数器，TH为预置寄存器，初始化时把计数初值分别加载至TL0和TH0中，当计数溢出时，不再像方式0和1那样需要人工干预，由软件重新赋值，而是由预置寄存器TH以硬件方法自动给计数器TL重新装载
程序运行时（等在亮和灭的过程中），由于程序运行比较快，我们按键时，键不平稳，一直在抖动，故可能导致每按一次键，有多个灯亮或者灭。
同时，如果灯亮的时间过短，我们人眼感觉不到，故程序中必须调用延时程序，即采用Timer定时器
三、程序设计
（1）外部中断的使用
#include
#include
voidmain（）
{
//unsignedinti=0;
unsignedchartemp=0xfe;
P2=0x00;
TMOD=0x01;/*T0工作在定时器方式1*/
TH0=（15536/256）;/*预置计数初值*/
TL0=（15536%256）;
EA=1;/*CPU开中断*/
ET0=1;/*T0开中断*/
TR0=1;/*启动T0*/
do
{
if（P2==0x14）
{
P2=0x00;
P1=temp;
temp=_crol_（temp,1）;
}
}while
（1）;
}
voidtimer0（void）interrupt1using0
{
P2+=1;
TH0=（15536/256）;
TL0=（15536%256）;
}
（2）Timer定时器的使用
#include
inttemp=0x01;
unsignedcharscount;
voidtimer0_isr（void）interrupt1using0
{
TR0=0;
TH0=0x4c;
TL0=0x19;
TF0=0;
scount--;
if（!
scount）
{P1=temp;
temp<<=1;}
if（!
P1）
temp=0x01;
if（scount>0）
TR0=1;
//else
//TR0=0;
}
main（void）
{
TMOD=0x01;
TH0=0x4c;
TL0=0x19;//50ms
scount=20;//50ms*20=1s
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
while
（1）
{
if（!
scount）//T=1s
{
TH0=0x4c;
TL0=0x19;//reload
scount=20;//re-1s
TR0=1;
}
}
}
四、现象及结果
（1）外部中断的使用
注：
下图为程序运行过程中的一个状态，由仿真软件模拟得到。
LED灯从上至下依次点亮后熄灭，然后重复。
图2.1外部中断实验结果
（2）Timer定时器的使用
LED灯从上至下依次熄灭后点亮，然后重复。
图2.2Timer定时器实验结果
实验三串口通讯
实验人员：
何云鹏指导老师：
刘易
实验地点：
6C701实验时间：
2013.03.25
实验内容：
单片机与PC机通讯方法
一、实验要求
1、深刻理解芯片作用，学会使用单片机的串行口，了解单片机之间的串行通讯。
2、PC机发送任意个字符，由单片机接收后马上上传（单片机发送）至PC机。
二、实验原理
1、单片机可以通过内部串行口寄存器实现与PC机间的数据传输（包括接受和发送）。
数据的接受控制为是REN,其为1时才允许接收数据，使用串行口通信时需要对其进行初始化，设置产生波特率的TI定时器，例如，T1的工作方式为2，波特率为2400bps,晶振频率为11.0592MHZ,通过查串行口常用波特率得TMOD为20H,TH1为0F4H,TL1为0F4H。
并对TR1置1。
SCON为50H,对EA,ES,置1，以便于串行口中断。
2、SBUF为串行口的收发缓冲器，为一个专用寄存器，其中包含了接受寄存器和发送寄存器，可以实现全双工通信，这两个寄存器具有同一个地址（99H）。
MCS-51单片机的串行数据传输很简单，只要向发送缓冲器写入数据即可发送数据，而从接受缓冲期读出数据即可接受数据。
3、串行口通信控制寄存器：
SCON控制寄存器是一个可位寻址的专用寄存器，用于串行数据的通信控制，单元地址98H。
其结构中
SM0SM1串行口工作方式选择位SM2：
多机通信控制位
REN：
允许接收位，=1：
允许接收=0：
禁止接收
TB8：
发送数据位=0为数据，=1为地址
RB8：
发送数据位。
在方式2和3中，RB8存放接收到的第九位数据，用以识别接收到的数据特征。
TI：
发送中断标志位，=1表示帧发送结束TI由软件清零
RI：
接收中断标志位。
在接收到停止位时，该位由硬件置位。
=1表示帧接收完成
4、PCON主要是为CHMOS型单片机的电源控制而设置的专用寄存器，单元地址87H。
在CHMOS型单片机中，除SMOD位外，其它位均为虚设的，SMOD是串行口波特率倍增位。
当SMOD=1，串行口波特率加倍。
系统复位默认为SMOD=0。
5、串行口的工作方式由SCON中的SM0和SM1来定义的，其中SM0SM1=01，即工作方式1最常用。
工作方式1为波特率可变的8位异步通信接口方式，发送或接收一帧信息共10位，包括一个起始位0,8个数据位和1个停止位。
a、数据发送：
当CPU执行一条指令将数据写入发送缓冲SBUF时就启动发送，串行数据从TXD引脚输出，发送完一帧数据后，就由硬件置位TI；b、数据接收：
在REN=1时，允许接收。
只有当RI=0且停止位为1或者SM2=0时，停止位才进入RB8,8位数据才能进入接收寄存器，并由硬件置位中断标志RI，否则信息丢失。
所以在方式1下接收时，应先用软件清零RI和SM2标志。
三、程序设计
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0023H
AJMPINT
ORG0030H
MAIN:
MOVTMOD,#20H/*定时/计数器1只能工作于工作方式2，但不能使用中断方式，此时定时/计数器1通常作为串行口的波特率发生器使用*/
MOVTH1,#0F4H
MOVTL1,#0F4H
MOVSCON,#50H
SETBEA/*中断总控制位*/
SETBES/*串行口中断控制位*/
SETBTR1
AJMP$
OUT:
RETI
INT:
CLRRI
MOVA,SBUF
MOVSBUF,A
JNBTI,$
CLRTI
AJMPOUT
END
四、现象及结果
在串行口窗口里输入一串字符，按回车，此串字符被原样发送到显示串口里。
将程序通过monitor传输到DPFLASH中，打开DPFLASH串口调试器，把波特率改为2400bps，在处理字符串对话框中输入“asdb”，点击发送，则在接受窗口中出现所发送的字符串，如图：
图3.1串口通讯实验结果
实验四电机驱动
实验人员：
何云鹏指导老师：
刘易
实验地点：
6C701实验时间：
2013.04.01
一、实验要求
1、了解步进电机工作原理。
2、C语言或者汇编程序，要求用开关K1，K2控制四项步进电机的正转、反转。
二、实验原理
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。
通俗一点讲：
当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度（及步进角）。
可以通过控制脉冲个来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
三、程序设计
MOV20H,#00H;20H单元置初值，电机正转位置指针
MOV21H,#00H;21H单元置初值，电机反转位置指针
MOVP1,#0C0H;P1口置初值，防止电机上电短路
MOVTMOD,#60H;T1计数器置初值,开中断
MOVTL1,#0FFH
MOVTH1,#0FFH
SETBET1
SETBEA
SETBTR1
SJMP$
;***********计数器1中断程序************
IT1P:
JBP3.7,FAN;电机正、反转指针
;*************电机正转*****************
JB00H,LOOP0
JB01H,LOOP1
JB02H,LOOP2
JB03H,LOOP3
JB04H,LOOP4
JB05H,LOOP5
JB06H,LOOP6
JB07H,LOOP7
LOOP0:
MOVP1,#0D0H
MOV20H,#02H
MOV21H,#40H
AJMPQUIT
LOOP1:
MOVP1,#090H
MOV20H,#04H
MOV21H,#20H
AJMPQUIT
LOOP2:
MOVP1,#0B0H
MOV20H,#08H
MOV21H,#10H
AJMPQUIT
LOOP3:
MOVP1,#030H
MOV20H,#10H
MOV21H,#08H
AJMPQUIT
LOOP4:
MOVP1,#070H
MOV20H,#20H
MOV21H,#04H
AJMPQUIT
LOOP5:
MOVP1,#060H
MOV20H,#40H
MOV21H,#02H
AJMPQUIT
LOOP6:
MOVP1,#0E0H
MOV20H,#80H
MOV21H,#01H
AJMPQUIT
LOOP7:
MOVP1,#0C0H
MOV;20H,#01H
MOV21H,#80H
AJMPQUIT
;***************电机反转*****************
FAN:
JB08H,LOOQ0
JB09H,LOOQ1
JB0AH,LOOQ2
JB0BH,LOOQ3
JB0CH,LOOQ4
JB0DH,LOOQ5
JB0EH,LOOQ6
JB0FH,LOOQ7
LOOQ0:
MOVP1,#0A0H
MOV21H,#02H
MOV20H,#40H
AJMPQUIT
LOOQ1:
MOVP1,#0E0H
MOV21H,#04H
MOV20H,#20H
AJMPQUIT
LOOQ2:
MOVP1,#0C0H
MOV21H,#08H
MOV20H,#10H
AJMPQUIT
LOOQ3:
MOVP1,#0D0H
MOV21H,#10H
MOV20H,#08H
AJMPQUIT
LOOQ4:
MOVP1,#050H
MOV21H,#20H
MOV20H,#04H
AJMPQUIT
LOOQ5:
MOVP1,#070H
MOV21H,#40H
MOV20H,#02H
AJMPQUIT
LOOQ6:
MOVP1,#030H
MOV21H,#80H
MOV20H,#01H
AJMPQUIT
LOOQ7:
MOVP1,#0B0H
MOV21H,#01H
MOV20H,#80H
QUIT:
RETI END
四、现象与结果
按下k1键，步进电机正转。
按下k2键，步进电机反转。
五、问题讨论
1、步进电机中的转动惯量是什么意思?
转动惯量定义为：
J=∑mi*ri^2
（1）式中mi表示刚体的某个质点的质量，ri表示该质点到转轴的垂直距离。
转动惯量是表征刚体转动惯性大小的物理量,它与刚体的质量、质量相对于转轴的分布有关。
刚体的转动惯量是由质量、质量分布、转轴位置三个因素决定的。
（2）同一刚体对不同转轴的转动不同,凡是提到转动惯量,必须指明它是对哪个轴的才有意义。
2、步进电机转角度数，转角如何换算成脉冲数，有小数怎么办？
要用浮点运算？
三凌fx的plc程序如何编写？
答：
先设置步进控制器的分辨率，例如设为发送10000个脉冲步进电机转1周（360°），即每个脉冲步进电机旋转0.036°，再用设定的旋转角度除以0.036就得出旋转设定的角度需要的脉冲数，至于小数点的话用三菱PLC可以先将K10000和K360还有设定的旋转角度用浮点转换指令转换为浮点数，再相除即可！
西门子PLC可以直接输入浮点数做浮点运算！
如果PLC不支持浮点运算指令，可以讲以上数值放大N倍，再做计算亦可！
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