单片机实验指导书.docx
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单片机实验指导书
实验一实验环境及I/O口应用实验
一、实验目的
熟悉单片机系统的硬件电路。
熟悉单片机编程软件、程序下载软件的使用。
熟悉单片机I/O口基本输入、输出功能。
二、实验内容
1.学习单片机实验硬件环境（mini80E开发板）的使用，了解开发板上电路的组成以及各元器件的作用。
2.学习软件环境（编程软件keil）的安装、设置与使用。
3.学习下载环境（程序烧写软件STC_ISP_V3.1）的安装、设置与使用。
4.开关控制灯实验，要求分别按下S1—S4，LED2—LED4分别点亮，松开S1—S4，LED2—LED4熄灭。
5.使用单片机的I/O口完成流水灯实验，要求从LED2—LED9依次点亮，然后再从LED9—LED2依次点亮，亮灯间隔0.2秒，如此循环下去。
三、实验环境
软件资源：
编程软件keil，程序烧写软件STC_ISP_V3.1。
硬件资源：
mini80E开发板上8个发光二极管LED2--LED9,小按键S1--S4,插针J11。
带串口的PC机一台以及串口下载线一根（如果PC机没有串口，请用USB转串口下载线）。
四、实验原理
发光二极管连接电路如图1所示，8个LED阳极串联300欧姆电阻到电源正端VCC,LED阴极接单片机P1口，LED2接最低位P1.0，LED9接最高位P1.7。
当P1口输出低电平时LED点亮，高电平时LED熄灭。
首先P1.0输出低电平，LED2点亮，其它LED熄灭，采用延时子程序延时0.2秒，然后P1.1输出低电平，LED3点亮，其它LED熄灭，如此LED2--LED9依次点亮时，就形成了
流水灯现象。
按键连接电路如图2所示，用跳冒将J11的左边两个引脚针（1和2）连接，键盘S1--S4是独立按键，S5--S16不用。
当按
键S1--S4分别按下时，P3.0--P3.3分别为低电平，此时单片机控制相应的灯点亮。
例如S1按下，P3.0为低电平，单片机点亮
LED2，当S1松开，LED2熄灭。
1
图1LED电路图2按键/键盘电路
五、实验步骤
1.熟悉硬件环境mini80E开发板，对照开发板的原理图和说明书学习，了解发板上电路的组成以及各元器件的作用。
mini80E开发板实物参照下图。
2.
熟悉软件环境（编程软件keil）的安装、设置与使用，请参照《Keil使用说明.doc》。
3.
熟悉下载环境（程序烧写软件STC_ISP_V3.1）的安装、设置与使用，请参照《stc使用说明以及注意事项.doc》
4.首先进行硬件连接，将J11的左边两个引脚针（1和2）用跳冒连接，用串口下载线将PC机与单片机连接。
然后编写程序，编译程序，下载到单片机，完成流水灯实验和开关控制灯实验。
六、实验程序（选用12M晶振）
实验A、开关控制灯实验：
ORG00H
MAIN:
JNBP3.0,S1OK;检测按键是否按下
JNBP3.1,S2OK
JNBP3.2,S3OK
JNBP3.3,S4OK
MOVP1,#0FFh;没有键按下，LED2—LED5全部熄灭
JMPMAIN
2
S1OK:
MOVP1,#0FEh;点亮LED2
JMPMAIN
S2OK:
MOVP1,#0FDh;点亮LED3
JMPMAIN
S3OK:
MOVP1,#0FBh;点亮LED4
JMPMAIN
S4OK:
MOVP1,#0F7h;点亮LED5
JMPMAIN
END
实验B、流水灯实验：
ORG00H
START:
MOVA,#0FFH;赋初值
CLRC
MOVR2,#8
LOOP:
RRCA;带进位右移
MOVP1,A
CALLDELAY
DJNZR2,LOOP
MOVR2,#7
LOOP1:
RLCA;带进位左移
MOVP1,A
CALLDELAY
DJNZR2,LOOP1
JMPSTART
DELAY:
MOVR3,#20;延时0.2秒
D1:
MOVR4,#20
D2:
MOVR5,#248
DJNZR5,$
DJNZR4,D2
DJNZR3,D1
RET
END
七、实验结果记录
1.请记录实验A中输入与输出的对应关系。
2.若要求开关按下后，灯保持状态不变，如何修改程序？
3.请记录实验B的实验现象。
4.如果将亮灯间隔1秒，应该如何修改程序？
5.请画出实验A和实验B的程序流程图。
3
实验二定时器/计数器实验和外部中断实验
一、实验目的
熟悉单片机定时器/计数器的工作原理、寄存器设置以及工作方式的选择。
熟悉单片机中断系统结构、中断寄存器设置，理解中断响应的处理过程。
二、实验内容
1.
使用定时器/计数器T1完成循环流水灯实验，定时时间100ms。
2.
使用外部中断INT0完成外部中断实验，按一下
S3（INT0）按键，8个LED全亮，再按一下
S3按键，8个LED全灭，使LED
状态取反。
三、实验环境
软件资源：
编程软件keil，程序烧写软件STC_ISP_V3.1。
硬件资源：
mini80E开发板上8个发光二极管LED2--LED9,小按键S3,插针J11。
带串口的PC机一台以及串口下载线一根（如果PC机没有串口，请用USB转串口下载线）。
四、实验原理
首先点亮LED2，其它LED熄灭，启动定时器T1延时100ms，当定时时间到产生中断，单片机执行中断程序，点亮下一个灯LED3，其它LED熄灭，T1再延时100ms点亮LED4，如此循环下去，当点亮LED9后延时100ms再点亮LED2，形成循环流水灯现象。
单片机引脚P3.2的第二功能是外部中断INT0输入端，低电平有效，下降沿触发。
首先软件设置中断寄存器将INT0中断功
能打开，小按键S3按下，引脚P3.2的电平由高变为低，触发中断，单片机执行中断程序，将LED状态取反。
五、实验步骤
1.进行定时器/计数器实验，编写软件。
首先设置T1工作在方式1，根据定时时间100ms计算定时初值，打开中断，启动定时器，等待中断。
进入中断后点亮下一个LED灯，实现流水灯。
2.进行外部中断实验，编写软件。
首先设置中断寄存器IE、IP和TCON，打开中断，等待按键按下触发中断，当按键按下时进入中断程序，LED状态取反。
六、实验程序（选用12M晶振）
实验A、定时器/计数器实验：
ORG0000H
LJMPMAIN
ORG000BH;定时器0中断入口地址
LJMPINT
ORG0030H
MAIN:
MOVR0,#00H;中断次数R0清0
MOVA,#0FEH
4
MOVP1,A;点亮LED2
MOVTMOD,#01H;定时器0工作方式1
MOVTH0,#3CH;置50ms定时初值
MOVTL0,#0AFH
SETBEA;开总中断
SETBET0;开T0中断
SETBTR0
SJMP$;动态暂停
ORG0050H
;中断程序
INT:
INCR0
;中断次数
R0加1
CJNER0,#2,EXIT
;R0等于2，即中断两次，定时
100ms，如果没到100ms，跳至EXIT退出
MOVR0,#00H
;中断次数
R0清0
RLA
;A的值循环左移；点亮下一个灯
MOVP1,A
EXIT:
RETI
END
实验B、外部中断实验：
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0003H
AJMPIN0
ORG0030H
MAIN:
MOVA,#0FFH
MOVP1,A;8个LED全灭
SETBEX0;开外部中断
SETBEA;开总中断
SETBIT0
SJMP$;等待中断
IN0:
CLREX0;关外部中断
CALLDELAY_10;延时10ms去抖动
JNBP3.2,$;等待按键松开
5
MOVA,P1
CPLA;P1口状态取反
MOVP1,A
SETBEX0;开外部中断
RETI
DELAY_10:
MOVR7,#20
D4:
MOVR6,#250
DJNZR6,$
DJNZR7,D4
RET
END
七、实验结果记录
1.记录实验A的现象。
2.在实验A中，如果流水灯定时时间间隔改为1秒，程序应该如何修改？
3.在实验B中，将语句MAIN:
MOVA,#0FFH改成MAIN:
MOVA,#0F0H，实验现象是怎样的？
如果改成MAIN:
MOVA,#55H，实验现象又是怎样的？
4.请画出实验A和实验B的程序流程图。
6
实验三串口通信实验
一、实验目的
1.理解串行通信的基本概念和51系列单片机的串行通信接口结构。
2.熟悉串口的4种工作方式、通信连线和应用编程。
二、实验内容
1.使用串口实现单片机1与单片机2的数据通信，实现互相控制。
要求按下单片机1系统板上的S3—S4键，单片机2系统板上LED4—LED5分别点亮。
按下单片机2系统板上的S3—S4键，单片机1系统板上LED4—LED5也分别点亮。
2.使用串口实现单片机与PC机的数据通信。
要求按下单片机系统板上中断INT0时，单片机向PC机发送0-9这十个数字，
并用“串口调试助手”接收显示。
在“串口调试助手”上发送0-9中任何一个数字时，单片机用8个发光二极管显示对
应的ASCII码值。
三、实验环境
软件资源：
编程软件keil，程序烧写软件STC_ISP_V3.1，串口调试工具。
硬件资源：
两块mini80E开发板，板上资源用到发光二极管LED3,小按键S3,插针J11。
带串口的PC机一台以及串口下载线一根（如果PC机没有串口，请用USB转串口下载线）。
四、实验原理
MAX232芯片用于电平转换，实现RS232电平与TTL电平（单片机）的互相转换。
本次实验单片机之间通信不使用握手信号，只需3根信号线：
TXD（发送线），RXD（接收线），GND（地线）。
单片机之间通信的原理图如图1所示，当单片机1（主机）查询外接控制开关S3按下时，单片机1发送一个自定义信号给单片机2（从机），单片机2收到信号后点亮指示灯LED4。
图1单片机之间通信的原理图
单片机与PC机之间通信原理图如图2所示。
S3键接P3.2，作为外部中断INT0输入端，当S3按下，产生中断，执行中断程序发送0-9这十个数字，在PC机上用“串口调试助手”接收并显示。
7
图2单片机与PC机之间通信
五、实验步骤
1.进行单片机1与单片机2的通信实验。
硬件连接：
将J11的左边两个引脚针（1和2）用跳冒连接，用三根导线分别连接两个串口的RX、TX、GND。
编写软件：
首先设置单片机1和单片机2的TMOD寄存器，使定时器T1为工作方式2，作为波特率时钟。
设定波特率为1200，
根据公式计算出定时器1的定时初值并启动T1。
设置SCON寄存器，使串口工作在方式1（波特率可变10位异步通信方式）。
单片机1串口负责发送数据，程序中查询P3.2--P3.3的电平，其中有一个为低电平表示S3—S4有一个按下，串口发送自定
义信号。
单片机2串口负责接收数据，收到信号并点亮相对应的灯LED4—LED5。
当单片机2这边S3—S4有键按下时，单片
机板1上也点亮相对应的灯LED4—LED5。
2.进行单片机与PC机的通信实验。
硬件连接：
将J11左边两个引脚针（1和2）用跳冒连接，用串口下载线将PC机与单片机连接。
编写软件：
单片机1串口负责发送0-9十个数据，按照上个实验的设置来配置串口的工作方式。
设置中断寄存器IE、IP和
TCON，打开中断，当S3按下时出发中断开始发送数据。
“串口调试助手”是在电脑上运行的程序，它可以接收并显示电脑串口上的数据，设置如图3所示。
8
图3串口调试助手界面
六、实验程序（选用12M晶振）
实验A、单片机1与单片机2的通信实验：
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0023H
AJMPINTRT
ORG0030H
MAIN:
MOVTMOD,#20H;设置定时器1的工作方式
MOVTH1,#0E6H;设置波特率1200
MOVTL1,#0E6H
SETBTR1;启动定时器1
MOVSCON,#50H;设置串口工作方式
CLRRI;清除标志位
CLRTI;清除标志位
SETBES;开串口中断
9
SETBEA
;开总中断
LOOP:
JNBP3.2,S3OK
;检测按键是否按下
JNBP3.3,S4OK
AJMPLOOP
S3OK:
MOVA,#0FBH
;点亮LED4
MOVSBUF,A
JNBTI,$
;等待发送完
SJMPLOOP2
S4OK:
MOVA,#0F7H
;点亮LED5
MOVSBUF,A
JNBTI,$
;等待发送完
LOOP2:
ACALLDELAY
AJMPLOOP
INTRT:
PUSHACC
JNBTI,NEXT
CLRTI
AJMPOUT
NEXT:
CLRRI;清标志
MOVA,SBUF;读取接收的数据
MOVP1,A;送P1口
OUT:
POPACC
RETI
DELAY:
MOVR3,#60;延时0.6秒
D1:
MOVR4,#20
D2:
MOVR5,#248
DJNZR5,$
DJNZR4,D2
DJNZR3,D1
RET
END
实验B、单片机与PC机的通信实验：
ORG0000H
AJMPMAIN
10
ORG0003H
AJMPIN0
ORG0030H
MAIN:
MOVTMOD,#20H;设置定时器1的工作方式
MOVTH1,#0E6H;设置波特率1200
MOVTL1,#0E6H
SETBTR1;启动定时器1
MOVSCON,#50H;设置串口工作方式
CLRTI;清除标志位
SETBEX0;开外部中断
SETBEA;开总中断
SETBIT0
GO_ON:
CLRRI
JNBRI,$
MOVA,SBUF
CPLA
MOVP1,A
SJMPGO_ON;等待
IN0:
PUSHACC
CLREX0;关外部中断
JBP3.2,OUT
CALLDELAY_10;延时10ms去抖动
JNBP3.2,$
CALLDELAY_10;延时10ms去抖动
JNBP3.2,$
MOVR0,#30H
LOOP:
MOVA,R0;向PC机发送P2口采集到的信号
MOVSBUF,A
JNBTI,$;等待发送完
CLRTI;清除标志位
INCR0
CJNER0,#3AH,LOOP
OUT:
SETBEX0;开外部中断
POPACC
11
RETI
DELAY_10:
MOVR7,#20
D4:
MOVR6,#250
DJNZR6,$
DJNZR7,D4
RET
END
七、实验结果记录
1.请记录实验A的实验现象。
2.在实验A中，若要求按下S3键时LED6点亮，应该如何修改程序？
3.在实验B中，如果要在“串口调试助手”上显示A,B,C,D,E,F,G,H,I,J这10个字母，程序应该如何修改？
4.请画出实验A和实验B的程序流程图。
12
实验四数码管显示和扫描键盘实验
一、实验目的
1.熟悉单片机4个并行口的结构、使用特点和程序设计。
2.学习用并行口设计LED显示电路和键盘电路。
二、实验内容
1.八个数码管显示0-7这8个数字，采用动态显示方式。
2.编写44键盘扫描程序，按下按键时能返回键值，并将按键的编号用数码管显示。
共有16个按键，编号分别为1-16。
三、实验环境
软件资源：
编程软件keil，程序烧写软件STC_ISP_V3.1。
硬件资源：
mini80E开发板上小按键S1-S16,八位共阴数码管，锁存器74HC573和译码器74HC138，插针J11和J6。
带
串口的PC机一台以及串口下载线一根（如果PC机没有串口，请用USB转串口下载线）。
四、实验原理
数码管连接电路如图1所示，P0口输出码型，P2口输出位选。
锁存器74HC573起驱动作用，提供驱动电流供数码管发光。
译码器74HC138将位选地址转换成位选信号，例如当前是第5个数码管显示，那么P2口输出位选地址05H,译码器输入CBA=110，
输出位选信号Y7-Y0=11101111，其中Y5=0,第5个数码管选通并显示，其它数码管不显示。
实验时将J6的左边两个引脚针（1和
2）用跳冒连接,锁存器11脚接VCC,关闭锁存功能。
数码管显示方式为动态扫描方式，当P0口送第一个数0的码型到锁存器时，P2送位选地址01H,即Y0=0,只有第一个数码管亮，显示0，其他数码管不显示。
当P0口送第二个数1的码型到锁存器时，P2送位选地址02H,即Y1=0,只有第二个数码管亮，显示1，其他数码管不显示。
即每次只有一个数码管点亮，8个数码管是轮流被点亮的，轮流点亮的间隔时间很短（一般用延时程序延时几个毫秒），由于视觉的暂留现象，看到的却好象全都点亮着，这就是动态扫描。
图1数码管连接电路
13
数码管显示数字的码型由数码管的数据脚a～dp决定，图2为数码管的笔段分布图，由于是共阴极的，所以当a～dp为高电平时相应的笔段会亮，电路中P1.0～P1.7分别接数码管的a.b.c.d.e.f.g.dp，得到0～9这10个数字的码型如表1所示。
图2数码管的笔段分布图
表1
数字的码型表
引脚
P0.7
P0.6
P0.5
P0.4
P0.3
P0.2
P0.1
P0.0
数字
码型
笔段
dp
g
f
e
d
c
b
a
0
0
1
1
1
1
1
1
0
3FH
0
0
0
0
0
1
1
0
1
06H
0
1
0
1
1
0
1
1
2
5BH
0
1
0
0
1
1
1
1
3
4FH
0
1
1
0
0
1
1
0
4
66H
0
1
1
0
1
1
0
1
5
6DH
0
1
1
1
1
1
0
1
6
7DH
0
0
0
0
0
1
1
1
7
07H
0
1
1
1
1
1
1
1
8
7FH
0
1
1
0
1
1
1
1
9
6FH
1
0
0
0
0
0
0
0
小数点
80H
44键盘电路如图3所示，用跳冒将J11的右边两个引脚针（2和3）连接，键盘S1—S16是被配置成44键盘。
机械按键在
动作时会有抖动，所以在程序中要加入延时程序来避免抖动带来的干扰，一般软件延时时间为
1020毫秒。
14
图344键盘电路
五、实验步骤
3.进行数码管显示实验。
硬件连接：
将J6的左边两个引脚针（1和2）用跳冒连接。
编写软件：
参考下列示例程序及注释。
4.进行单片机与PC机的通信实验。
硬件连接：
将J11的右边两个引脚针（2和3）连接。
编写软件：
参考下列示例程序及注释。
六、实验程序（选用12M晶振）
实验A、数码管显示实验：
ORG00H
MOV20H,#3FH
MOV21H,#06H
MOV22H,#5BH
MOV23H,#4FH
MOV24H,#66H
MOV25H,#6DH
MOV26H,#7DH
MOV27H,#07H
START:
CALLSCAN
JMPSTART
15
SCAN:
MOVA,#0;扫描子程序
MOVR0,#20H
MOVR2,#8
LOOP:
MOVP2,A
MOVP0,@R0
INCR0
CALLDELAY
ADDA,#01H
DJNZR2,LOOP;循环显示8个数字
MOVR2,#8
CLRA
RET
DELAY:
MOVR3,#1;扫描延时
D1:
MOVR4,#2
D2:
MOVR5,#248
DJNZR5,$
DJNZR4,D2
DJNZR3,D1
RET
END
实验B、矩阵键盘实验：
ORG0000H
AJMPMAIN
ORG0030H
MAIN:
MOV20H,#00H;初始化，清显示
MOV21H,#00H
MOV22H,#00H
MOV23H,#00H
MOV24H,#00H
MOV25H,#00H
MOV26H,#00H
MOV27H,#00H
LCALLSCAN;显示
S1:
LCALLKEY;调用键盘扫描程序，并返回键值
LCALLSCAN;显示
JNBF0,S1;有键按下继续执行，否则继续返回S1扫描
16
CLRF0
;清标志
MOV
A,3FH
MOV
46H,A
;存按键的编号到
46H
L
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