单片机实验指导书版.docx

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单片机实验指导书版

实验一8051简单编程与调试

实验目的

通过简单小程序的输入和调试，熟悉并掌握Keil的使用。

学会Proteus与Keil的整合调试。

实验基本要求

建立三个项目，分别输入存储块清零、二进制BCD码及二进制ASCII码转换的汇编源程序，并进行仿真调试。

画出实验程序的流程框图。

实验步骤

采用KeilCx51开发8051单片机应用程序一般需要经过下面几个步骤：

1、在Vision2集成开发环境中创建一个新项目（Project），并为该项目选定合适的单片机CPU器件。

在菜单栏中选择“Project”→“NewProject”，弹出“CreateNewProject”对话框，选择目标路径，在“文件名”栏中输入项目名后，单击“保存（S）”按钮，弹出“SelecteDeviceforTarget”对话窗口。

在此对话窗口的“Database”栏中，单击“Atmel”前面的“+”号，或者直接双击“Atmel”，在其子类中选择“AT89C51”，确定CPU类型。

如图所示。

点击“确定”按钮后，弹出如下的对话框

如果是进行汇编语言编程选择“否”。

2、利用Vision2的文件编辑器编写C语言（或汇编语言）源程序文件，并将文件添加到项目中去。

一个项目可以包含多个文件，除源程序文件外还可以有库文件或文本说明文件。

在Vision2的菜单栏中选择“File”→“New”命令，新建文档，然后在菜单栏中选择“File”→“Save”命令，保存此文档，这时会弹出“SaveAs”对话窗口，在“文件名（N）”一栏中，为此文本命名，注意要填写扩展名“.asm”。

单击“保存（S）”按钮，这样在编写汇编代码时，Keil会自动识别汇编语言的关键字，并以不同的颜色显示，以减少输入代码时出现的语法错误。

程序编写完后，再次保存。

在Keil中“ProjectWorkspace”子窗口中，单击“Target1”前面的“+”号，展开此目录。

在“SourceGroup1”文件夹上单击鼠标右键，在右键菜单中选择“AddFileto‘GroupSource1’”，弹出“AddFiletoGroup”对话窗口，在此对话窗口的“文件类型”栏中，选择“AsmSourceFile”，并找到刚才编写的.asm文件，双击此文件，将其添加到SourceGroup中，此时“ProjectWorkspace”子窗口如图所示。

3、通过Vision2的各种选项，配置Cx51编译器、Ax51宏汇编器、BL51/.Lx51连接定位器以及Debug调试器。

在“ProjectWorkspace”窗口中的“Target1”文件夹上单击鼠标右键，在弹出的右键菜单中选择“OptionforTarget”选项，这时会弹出“OptionsforTarget”对话窗口，在此对话窗口中选择“Output”选项卡，选中“CreateHEXFile”选项，如图所示。

4、利用Vision2的构造（Buid）功能对项目中的源程序文件进行编译连接，生成绝对代码和可选的HEX文件，如果出现编译连接错误则返回到第2步，修改源程序中的错误后重新构造整个项目。

在Keil的菜单栏中选择“Project”→“BuildTarget”命令，编译汇编源文件。

如果编译成功，则在“OutputWindow”子窗口中会显示如图所示的信息；如果编译不成功，双击“OutputWindow”窗口中的错误信息，则会在编辑窗口中指示错误语句。

5、将没有错误的绝对代码装入Vision2调试器进行仿真调试，调试成功后将HEX文件写入到单片机应用系统的EPROM中。

在Keil的菜单栏中，选择“Debug”→“Start/StopDebugSession”选项，进入程序调试环境，如图所示。

按“F11”键，单步运行程序。

在“ProjectWorkspace”窗口中，可以查看累加器、通用寄存器及特殊功能寄存器的变化。

在“Memory”窗口中，可以看到每执行一条语句后存储空间的变化。

在“Address”栏中，输入“D:

30H”，查看AT89C51的片内直接寻址空间。

程序调试完毕后，再次在菜单栏中选择“Debug”→“Start/StopDebugSession”选项，退出调试环境。

在Proteus中调试程序

打开ProteusISIS编辑环境，在菜单栏中选择“File”→“LoadDesign”弹出“LoadISISDesignFile”对话窗口，选择要打开的Proteus的.DSN设计文件。

在本实验中，设计文件为本实验子目录下的Basic.DSN

单击鼠标右键选中AT89C51并单击鼠标左键，打开“EditComponent”对话窗口，在此窗口中的“ProgramFile”栏中，选择先前用Keil生成的.HEX文件，如图所示。

单击ProteusISIS界面左下角的

按钮，进入程序调试状态，并在“Debug”菜单中打开“8051CPURegisters”、“8051CPUInternal（IDATA）Memory”及“8051CPUSFRMemory”三个观察窗口，按“F11”键，单步运行程序。

在程序运行过程中，可以在这三个窗口中看到各寄存器及存储单元的动态变化。

Proteus与Keil整合调试及电路仿真

在Proteus的“Debug”菜单中选择“UseRemoteDebugMonitor”选项，如图所示。

选择Keil的“Project”→“OptionsforTarget‘Target1’”，在弹出的对话框中，单击Debug选项卡，单击右上部的下三角按钮选择“ProteusVSMMonitor-51Driver”如图所示。

单击“Setting”进入对话框填写如图所示的IP地址和端口号。

在Keil中，在菜单栏中选择“Debug”→“Start/StopDebugSession”选项，Keil系统进入调试状态。

同时Proteus也进入调试状态。

这时可以调整这两个软件窗口的大小，使它们同时出现在桌面上，这样就可以同时观察这两个软件运行的情况了。

在Proteus的调试状态下，在“Debug”菜单中打开“8051CPURegisters”、“8051CPUInternal（IDATA）Memory”、“8051CPUSFRMemory”三个观察窗口，在单步运行程序的过程中，可以在这三个窗口中看到各寄存器以及存储单元的动态变化。

实验内容1

Porteus模型为BASIC.DSN如下图所示。

一、存储块置全“1”源代码：

汇编语言源程序：

ORG00H

STARTEQU30H

MOVR1,#START;起始地址

MOVR7，#32;Rn中设置32字节计数值

MOVA,#0FFH

LOOP:

MOV@R1,A

INCR1;指向下一个地址

DJNZR7，LOOP;计数值减1，不为零继续

SJMP$

END

在下划线处填入适当指令。

输入源程序，编译无误后，用单步执行的方法，观察各个相应存储单元和寄存器中内容的变化。

解释STARTEQU30H。

【答】将30H定义为START

二、二进制BCD码转换源代码：

汇编语言源程序：

RESULTEQU30H

ORG00H

LJMPSTART

START:

MOVSP,#40H;堆栈指针指向40H

MOVA,#123

LCALLBINTOBAC

SJMP$

BINTOBAC:

MOVB,#100

DIVAB;除以100得百位数

MOVRESULT,A

MOVA,B

MOVB,#10

DIVAB;余数除以10得十位数

MOVRESULT+1,A

MOVRESULT+2,B;余数为个位数

RET

END

在下划线处填入适当指令。

用单步执行的方法，观察子程序调用过程中堆栈指针的变化。

三、二进制ASCII码转换源代码：

汇编语言源程序：

RESULTEQU30H

ORG00H

START:

MOVA,#1AH

LCALLBINTOHEX;调用BINTOHEX子程序

LJMP$

BINTOHEX:

MOVDPTR,#ASCIITAB;表的首址ASCIITAB送DPTR

MOVB,A;暂存A

SWAPA

ANLA,#0FH;取A的高四位

MOVCA,@A+DPTR;查ASCII表

MOVRESULT,A

MOVA,B;恢复A

ANLA,#0FH;取低四位

MOVCA,@A+DPTR;查ASCII表

MOVRESULT+1,A

RET

ASCIITAB:

DB'0123456789ABCDEF';定义数字对应的ASCII表

END

在下划线处填入适当指令。

单步运行程序观察查表指令的执行过程。

把LJMP$这条指令注释掉，然后全速运行该程序，然后让其停止观察程序执行到哪里？

【答】一直重复调用不停止

实验内容2

输入、汇编、调试下列四个程序，通过信息窗口观察并回答问题。

1、程序a.asm

ORG0000H

MOV30H,#87H

MOVA,#69H

ADDA,30H

NOP

END

问：

CY=0,（A）=F0H,OV=0,P=0

将程序中的指令NOP改为指令DAA后

问：

CY=1,（A）=56H,OV=0,P=0

2、程序b.asm

ORG0000H

MOVSP,#60H

MOVDPTR,#0A679H

PUSHDPH

PUSHDPL

MOVA,#80H

PUSHACC

POPB

POP30H

POP31H

NOP

END

问：

（SP）=60H,（A）=80H,（30H）=79H,（31H）=A6H,

（B）=80H,（DPH）=A6H,（DPL）=79H

3、程序c.asm

ORG0000H

MOVDPTR,#TAB

MOVA,#05H

MOVCA,@A+DPTR

NOP

ORG1000H

TAB:

DB6FH,30H,96H,75H,0A8H,0FEH

DB49H,8AH,5FH,0B6H,7FH,0C4H

END

问：

执行完MOVCA,@A+DPTR以后，（A）=FEH

4、程序d.asm

ORG0000H

MOVA,#02H

MOVB,A

RLA

ADDA,B

MOVDPTR,#TAB

JMP@A+DPTR

NOP

ORG0800H

TAB:

LJMP1000H

LJMP2000H

LJMP3000H

LJMP4000H

END

问：

执行完JMP@A+DPTR以后，PC=0806H

实验二汇编语言程序设计

（一）

实验目的

通过上机实验掌握单片机汇编语言程序的编写和调试。

实验基本要求

按实验内容上机输入并调试实验程序。

画出实验程序的流程框图。

实验内容

Proteus模型为BASIC.DSN。

一、内存块移动

汇编语言源程序：

ORG00H

START:

MOVR0,#30H

MOVR1,#00H;设置源地址

MOVR2,#40H

MOVR3,#00H;设置目标地址

MOVR7,#0;设置计数值

LOOP:

MOVDPH,R0

MOVDPL,R1;将源地址（3000H）赋DPTR

MOVXA,@DPTR;取源地址中的数据

MOVDPH,R2

MOVDPL,R3;将目标地址（4000H）赋DPTR

MOVX@DPTR,A;将源地址中的数据送到目标地址

INCR1;源地址加1

INCR3;目标地址加1

DJNZR7,LOOP

LJMP$

END

输入源程序，编译无误后，用单步执行的方法，观察各个相应存储单元和寄存器中内容的变化。

二、程序转跳表

汇编语言源程序：

ORG00H

START:

MOVA,#0;设置地址偏移量

CALLFUNCENTER

MOVA,#1;设置地址偏移量

CALLFUNCENTER

MOVA,#2;设置地址偏移量

CALLFUNCENTER

MOVA,#3;设置地址偏移量

CALLFUNCENTER

LJMP$

FUNCENTER:

ADDA,ACC;AJMP为二字节指令，地址偏移量*2

MOVDPTR,#FUNCTAB;设置基址

JMP@A+DPTR;跳转到目标地址

FUNCTAB:

AJMPFUNC0

AJMPFUNC1

AJMPFUNC2

AJMPFUNC3

FUNC0:

MOV30H,#0

RET

FUNC1:

MOV31H,#1

RET

FUNC2:

MOV32H,#2

RET

FUNC3:

MOV33H,#3

RET

END

输入源程序，编译无误后，用单步执行的方法，观察各个相应存储单元和寄存器中内容的变化。

三、数据排序

汇编语言源程序：

ORG00H

SIZEEQU10;数据个数

ARRAYEQU50H;数据起始地址

FLAGBIT00H;交换标志

SORT:

MOVR0,#ARRAY;首地址输入到R0

MOVR7,#SIZE-1;数据个数减一输入到R7

CLRFLAG;交换标志置零

COON:

MOVA,@R0;将首地址中的内容读到A

MOVR2,A;将数据写入到R2中

INCR0;首地址加一

MOVB,@R0;将首地址中的内容读到B

CJNEA,B,NOTEQUAL;不相等则跳转

SJMPNEXT

NOTEQUAL:

JCNEXT;前小后大,不交换

SETBFLAG;前大后小,置交换标志

XCHA,@R0;交换

DECR0;R0减1

XCHA,@R0

INCR0

NEXT:

DJNZR7,COON;R7不等于0时转到GOON（即没有交换完）

JBFLAG,SORT;FLAG=1时转到SORT使FLAG清零

SJMP$

END

把数据按从小到大排序

四、调试程序S1.asm

程序：

S1.asm

ORG0000H

MOVR0,#30H

MOVR7,#20H

MOVDPTR,#1000H

LOOP1:

CLRA

MOVCA,@A+DPTR

MOV@R0,A

INCR0

INCDPTR

DJNZR7,LOOP1

NOP

NOP

LJMP$

ORG1000H

DB23H,45H,0A5H,7FH,8DH,0CDH,33H,0BFH

DB0FH,66H,9AH,8CH,33H,69H,50H,2DH

DB6DH,45H,0FEH,90H,0ABH,3CH,67H,88H

DB0EDH,0FFH,00H,21H,63H,9DH,77H,45H

END

思考题：

1、在这个程序中的32个数据原来在哪里？

这个程序完成了什么操作？

【答】在片内程序存储区；把程序存储区的32个数据传送到内部30H数据区

2、如果把MOVCA,@A+DPTR改成MOVXA,@A+DPTR会发生什么情况？

【答】把数据区相应寻址地址里存的数据传送到累加器A

3、程序中的ORG指令起什么作用？

【答】用于定位，把ORG之后的程序放在指定的地址里

4、将上述程序修改成将32个数据传送到外部数据区2050H开始的单元中去。

【答】

ORG0000H

MOVR7,#20H

MOVR0,#10H

MOVR1,#00H

MOVR2,#20H

MOVR3,#50H

LOOP:

CLRA

MOVDPH,R0

MOVDPL,R1

MOVCA,@A+DPTR

MOVDPH,R2

MOVDPL,R3

MOVX@DPTR,A

INCR1

INCR3

DJNZR7,LOOP

ORG1000H

DB23H,45H,0A5H,7FH,8DH,0CDH,33H,0BFH

DB0FH,66H,9AH,8CH,33H,69H,50H,2DH

DB6DH,45H,0FEH,90H,0ABH,3CH,67H,88H

DB0EDH,0FFH,00H,21H,63H,9DH,77H,45H

END

实验三汇编语言程序设计

（二）

实验目的

通过上机实验掌握单片机汇编语言程序的编写和调试。

实验基本要求

按实验内容上机输入并调试实验程序。

画出实验程序的流程框图。

实验内容

一、调试S2.asm、S3.asm两个程序并完成思考题

程序：

S2.asm

ORG0000H

MOV30H,#68H

MOV31H,#0AFH

MOV40H,#9AH

MOV41H,#59H

MOVR0,#30H

MOVR1,#40H

MOVR7,#02H

CLRC

LOOP2:

MOVA,@R0

ADDCA,@R1

MOV@R0,A

INCR0

INCR1

DJNZR7,LOOP2

MOVA,#00H

ADDCA,#00H

MOV@R0,A

LJMP$

END

思考题：

1、程序运行结束时，（32H）=01H,（31H）=09H,（30H）=02H

2、观察程序运行时，CY，OV，P，AC标志位的变化。

3、修改原始数据为8421码（压缩BCD码），并把程序改成8421码（压缩BCD码）加法程序，并运行该程序。

ORG0000H

MOV30H,#68H

MOV31H,#82H

MOV40H,#51H

MOV41H,#69H

MOVR0,#30H

MOVR1,#40H

MOVR7,#02H

CLRC

LOOP:

MOVA,@R0

ADDCA,@R1

DAA

MOV@R0,A

INCR1

INCR0

DJNZR7,LOOP

MOVA,#00H

ADDCA,#00H

MOV@R0,A

SJMP$

END

程序：

S3.asm

ORG0000H

MOVSP,#60H

MOVA,#68H

MOVB,#7EH

MOVDPTR,#20A8H

MOVR0,#74H

MOVR1,#49H

MOV08H,#30H

MOV09H,#50H

SETBRS0

PUSHDPH

PUSHDPL

PUSHB

PUSHACC

MOV@R0,A

XCHA,B

MOV@R1,A

POPACC

POPDPL

CLRRS0

NOP

NOP

END

思考题：

1、（A）=68H,（B）=68H,（DPH）=20H,（DPL）=7EH,（SP）=62H,

2、（74H）=00H,（49H）=00H,（30H）=68H,（50H）=7EH

保护和恢复现场数据的规则是什么?

【答】通过使用堆栈

二、编程并调试B1.asm和B2.asm

B1.asm

已知（30H）=89H，（31H）=41H，编写并调试一个程序：

将30H，31H中的内容进行字节分离为四个字节，高四位为零，低四位为分离后的内容，存放在32H~35H的单元中。

ORG0000H

MOV30H,#89H

MOV31H,#41H

MOVR0,#30H

MOVR1,#32H

MOVR7,#02H

LOOP:

MOVA,@R0

MOVB,A

SWAPA

ANLA,#0FH

MOV@R1,A

INCR1

MOVA,B

ANLA,#0FH

MOV@R1,A

INCR1

INCR0

DJNZR7,LOOP

SJMP$

END

B2.asm

已知（30H）=89H，（31H）=41H，编写并调试一个程序：

将30H，31H中的内容进行循环右移五次。

实验四功能模块一（I/O口）

实验目的

通过实验掌握单片机的输入输出应用。

实验基本要求

按实验内容上机输入并调试实验程序。

画出实验程序的流程框图。

实验内容1

1、多路开关指示

AT89C51单片机的P1.0~P1.3接4个二极管，P1.4~P1.7接4个开关，编程读取开关状态，使得对应的发光二极管反映开关状态（开关闭合，对应的灯亮）。

Porteus模型为MultiSwitch.DSN如下图所示。

程序设计：

开关状态检测，对于单片机来说，是检测其I/O口的输入。

可以轮流检测每个开关状态。

根据每个开关的状态让相应的发光二极管指示。

汇编语言源程序：

ORG00H

START:

;读取P1口数据

;交换A中高四位与低四位的位置

;与0F0H相或

;将开关状态送LED显示

;转移到START

END

问题：

为什么A要与0F0H相或？

2、键盘显示

AT89C51的并行口P3上接4×4键盘，P3.0~P3.3为行线，P3.4~P3.7位2列线，在数码管上显示每个按键的序号。

Porteus模型为4X4KeyBoard.DSN如下图所示。

程序设计：

每个按键有它的行值和列值，行值和列值的组合就是识别这个按键的编码，计算公式为

键值=行号×行数+列号

假设9号键按下，它所在的行号为2，列号为1，该键的行数为4，则键值为2×4+1=9。

汇编语言源程序：

LINEEQU30H

ROWEQU31H

VALEQU32H

ORG00H

START:

MOVDPTR,#T