单片机实验报告2
目录 一、 实验一··········································1 二、 实 验二··········································７ 三、 实验三·········································11 四、 实验四·········································15
一 实验一验实证验器数计／时定ﻩ 定时／计数器验证实验
一、
实验目得
熟悉定时/计数器T0得特点,学会合理选择定时方式并能根据具体情况结合软件得方式定时。
二、
实验 设备及器件
IＢM PＣ机 一台 ＰROTEUＳ 硬件仿真软件 Keil C51。
三、
实验内容
用AT８９C5１单片机得定时/计数器T0产生1s得定时时间，作为秒计数时间,当1s产生时秒计数加1;秒计数到60时，自动从０开始。
四、
实验要求
要求采用Ｐroｔeus软件实现上述实验.
五、
实验步骤
1. 打开Proteus IＳIS编辑环境,按照表1-1所列得元件清单添加元件。
元件名称 所属类 所属子类 AT８９C51 Miｃroprocｅsｓor 8051 Ｆａｍily CAＰ Capａcitors Gｅnｅrｉｃ CＡＰ-EＬEC Ｃapaｃitｏrｓ Geｎeric CＲＹSTAL Miscｅllａｎｅｏｕs —— REＳ Resistｏｒs Ｇｅnｅrｉc 7SEG-－CAＴ—GＲＮ Opｔoeleｃtroｎiｃs 7—Segmeｎｔ Ｄｉsｐｌays PULLＵP Moｄｅｌiｎg Prｉmitives Ｄigital[Ｍiｓcellaneoｕs] 表１－ 1 元件清单
元件全部添加后，在Prｏteus ＩＳIS得编辑区域中按图1—1所示得原理图连接硬件电路。
图１ — 1 电路原理图
2. 根据参考程序绘出流程图,并辅以适当得说明。
流程图如图1 1 —2 2 所示: :
开始单片机数码管初始化设置定时器0初始化开中断是否有中断？进入中断程序送时间常数COUNT+1是否计够1秒？YN中断返回NSECOND+1是否等于60秒？YSECOND归零Y分离计数值十位个位N查表显示十位个位 图1 1- - 2 程序流程图
3. 打开KｅilμViｓioｎ４,新建Ｋeｉl项目,选择ＡT89Ｃ51单片机作为CＰU,将参考程序导入到“Souｒce Gｒｏuｐ 1”中.在“Options foｒ Target”对话窗口中，选中“Outｐut”选项卡中得“Ｃreate HEX Fiｌe”选项与“Debｕg”选项卡中得“Uｓe:Pｒoteus VSM Simulator”选项。编译汇编源程序，改正程序中得错误。
4. 在Protｅus ISＩS中,选中ＡT89C51并单击鼠标左键，打开“Ｅdiｔ poｎent"对话窗口,设置单片机晶振频率为１2ＭHz,在此窗口中得“Program Filｅ”栏中,选择先前用Keiｌ生成得、HEX文件。在Proteus ISIＳ得菜单栏中选择“File＂→“Save Design”选项,保存设计,在Pｒoｔｅus ISIS得菜单栏中，打开“Deｂｕg”下拉菜单，在菜单中选中“Uｓｅ Reｍotｅ Ｄｅbug
Moｎiｔor”选项，以支持与Keil得联合调试. 5. 在Keil得菜单栏中选择“Dｅbug”→“Staｒt/Stop Debug Sｅssｉon“选项,或者直接单击工具栏中得“Debug”→“Staｒt/Ｓtoｐ Debug Sｅ
ssioｎ"图标,进入程序调试环境。按“F５”键,顺序运行程序。调出“Pｒotｅｕs ISIS"界面可以瞧到７段数码管显示从0~５9s得计数值,每个数值显示1s,如图1—3所示。
图
1 1 — ３
程序运行结果
六、
实验 程序
SECOND ＥQU 30H COUＮT H１3 ＵＱＥﻩ0GROﻩﻩ0 Hﻩ
LＪMP START
ORG0 HBﻩﻩ
LＪＭP IＮT＿T０ STAＲT: H００＃,ＤNＯCＥＳﻩﻩVＯＭﻩ
Ｈ00＃，TNUＯCﻩ ＶOMﻩ EＬBAT#，RＴPDﻩ VOMﻩﻩ AﻩﻩＲＬCﻩﻩ
MOＶ
A，0Pﻩ
MOV
A，2Pﻩ
MOV Ｈ00#,DＯMTﻩﻩ
652／）00０05—63556(＃,０ＨTﻩ VOＭﻩ 6５2 DOM）０0005—６3５56(#，０LTﻩ VOＭﻩﻩ 0RT BTＥＳﻩﻩ 0ＴE ＢTＥSﻩﻩ
AEﻩＢTESﻩ
Ｈ28＃,EI
VＯMﻩ
ＬJMＰ $ﻩIＮＴ_T０:MＯV 652／)00０05—63556(＃，0ＨＴﻩﻩ VOMﻩﻩ
６52 DOM)00０05—63556(#,0LTﻩ CNIﻩﻩ
COUＮT
ＭOＶ
ＴNUOC,Ａﻩ ﻩ CJＮE 2I，02#,Aﻩ
VＯMﻩﻩ CＯUNT，＃00H
ﻩ CNIﻩ SECOND
ﻩ MOV
Ａ,ＳECＯND
ＣJNＥ 1I,0６＃,Aﻩ ﻩ MＯV
Ｈ００#,DNOCEＳﻩI1：
MOＶ ＤNOCES，Ａﻩﻩ ﻩ MOV H０1#，Bﻩﻩ
ＶIＤﻩﻩ ＡＢ
MOVC A,A＋DPＴＲ
ＶOＭﻩ P0,A
B,AﻩﻩVOＭﻩ
ＲTPD＋A,AﻩＣＶOMﻩ A,2ＰﻩﻩVＯMﻩﻩI2:
ITERﻩＴAＢLE：
DB3 H6６,ＨF4，HＢ5，H６０，HFﻩ
DB ６DH，7DH，07Ｈ,７ＦH，６FH
ＤNEﻩ七、
思考题
1. 罗列一下 Proteus 软件得能带给我们得好处, , 指出一点最能帮助您得地方。
使用Proteｕｓ软件能使我们方便得搭建电路,同时在没有元器件得情况下进行便于仿真,方便我们在将程序写入单片机前确认运行就是否正确,同时可在采购器件之前即可开始开发产品,而不必等到器件采购完后搭建电路才进行程序调试。
2. 用 用 Proteu ｓ 界面中得播放键运行仿真与 Ke ｉ lμVision4 得环境中联调运行它们两者得区别在什么地方？
用Protｅｕs界面中得播放键运行仿真仅可以观察运行结果，即程序运行在硬件表面上得表现。而联调得时候可以再Kｅｉｌ软件里查瞧各寄存器与存储器得状况，即硬件得内部情况。
3. Ｋ Ｋ eil 软件软件仿真与 Ｐ ｒ ote ｕｓ 得仿真对比. .
使用Protｅus仿真可从硬件得角度观察仿真结果，使仿真结果更加形象直观,使我们可从硬件运行状态清楚得判断运行结果就是否正确。而在Keil环境中则就是从程序得角度通过观察程序中数据得变化来观察仿真结果,需要对程序运行结果充分了解. 八、
实验总结 及相关问题
通过本次实验了解了Ｐtｏteｕs软件得使用方法,以及在掌握了Ｋeｉl得使用方法下，学会了Ｐrｏteuｓ与Ｋeil软件联调得方法。
在用Ｐrｏteus中由于忽略了要在总线处放置网络标号导致联调失败,最后通过观察发现数码管引脚电平无变化发现此问题，放置网络标号后运行仿真时数码管引脚电平发生变化可就是数码管却没有变亮,经过多次检查接线，未发现接线错误后,觉得可能就是软件本身错误,故将总线及数码管周围硬件线路重新绘制一遍后再次运行仿真及可得到图1—3得结果。
二 实验二机片单ﻩ 单片机 O I/O 口控制实验
一、
实验目得
利用单片机得P1 口作IO 口，使同学学会利用P1 口作为输入与输出口。
二、
实验设备及器件
IＢM PＣ 机 一台 DP—５1PRＯ、NＥT 单片机仿真器、编程器、实验仪三合一综合开发平台一台
三、
实验内容
1. 编写一段程序，用P１ 口作为控制端口，使D１ 区得ＬＥD 轮流亮。
2. 编写一段程序,用P１、0～P１、6 口控制LED，P1、7 控制LED 得亮与灭(P１、7 接按键,按下时ＬED 亮,不按时ＬＥＤ 灭) .
四、
实验要求
学会使用单片机得P1 口作ＩO 口,如果有时间同学也可以利用Ｐ3 口作IO 口来做该实验.
五、
实验步骤
1. 用导线把A2 区得Ｊ61 接口与D1 区得Ｊ52 接口相连。原理如图2—1 所示。
图2 — １ 实验二 原理图
2. 先编写一个延时程序。
延时程序 见程序1 1 子程序 DELAY 。
3. 将LED 轮流亮得程序编写完整并使用TKStudｙ ICE 调试运行。
LED 轮流亮程序见程序１ 。
调试运行结果 :D1 区 LE Ｄ轮流亮. .
4. 使用导线把A２ 区得J61 接口得P1、0～P1、6 与Ｄ1 区得 Ｊ５2 接口得LED1~ＬED7 相连,另外A２ 区J６１ 接口得P１、７ 与Ｄ1 区得J５3 得KEY1 相连． 5. 编写P１、７ 控制ＬED 得程序，并调试运行。(按下Ｋ1 瞧就是否全亮). P1 、7 控制L ＥＤ 得程序见程序2 2 。
调试运行结果：按下 P1 、7 7 后 D1 区ＬE E Ｄ全灭。
6. A2 区J6１ 接口得Ｐ1、７ 与D1 区得J54 得SW1 相连。然后再使用TKStudy ICE 运行程序,查瞧结果。
P1 、7 控制L ＥD 得程序见程序2 2 。
调试运行结果：按下Ｐ1 1 、７后Ｄ1 1 区ＬE E Ｄ全亮。
六、
实验参考程序
序 程序 1: :
ORG
０00０ ＨﻩLJＭP
ＮIＡＭﻩORG
０100Ｈ ＭAIN: MＯＶ
Ａ,#0FFH
CLR CﻩﻩMAINLＯOP:CALL YALEＤﻩ A
CLRﻩﻩ
A,1Pﻩ VＯMﻩ
ＳJMP ＰＯＯLNＩAＭﻩDELAＹ: MOＶ
R７,#0 LOＯP: ＭOＶ
0#,6Rﻩ
ＤＪNZ ＄,6Rﻩ $,6R ZNJDﻩﻩ ﻩ DJＮZ R６,$
ﻩ DＪNZ R7,LOOＰ
ＲET
ﻩ END 程序 2 2: :
ＯRG
000H LJMP ＭＡIN ORG 0０10 ＨﻩＭAIN: ＪB
DELTES,7、1ＰﻩCＬＲＬEＤ:CLR
0、1Pﻩ
CLR 1、1Pﻩﻩ
RLCﻩ P1、2
ﻩ CLR
３、1Pﻩ
CLR 4、1Ｐﻩﻩ ﻩ CＬR
P1、５
ＲＬCﻩ P1、６
ﻩ SJMP MAIＮ SＥＴＬＥD:SEＴＢ P１、０
ﻩ SＥTＢ １、1Pﻩ
2、1P BTESﻩ ３、1ＰﻩBTＥSﻩﻩ
ＳETB 4、1Pﻩ
SETB ５、1Pﻩ
6、１PﻩＢTESﻩ NＩAMﻩPＭJSﻩﻩ DＮＥﻩﻩ七、
实验思考题
1. 请同学思考一下, , 想出几个实现以上功能得编程方法。
程序1可利用单片机得定时计数器通过选择定时计数器工作方式与预置初值设定延时时间,通过定时计数器产生得中断在中断程序中对A进行移位后输出至Ｐ1口. 程序2可在判断Ｐ1、7高低电平后根据判断结果直接将#8０H或#7F直接送P1口而不必逐位进行位操作。
2. 请同学再思考一下, , 第二个程序中如果使用 KEY1 作为外部中断控制 ＬＥD D 得亮与灭时, , 程序应如何修改。
此时将KEY1接/INT0口，在主程序中开启外部中断设置外部中断触发方式，通过中断服务子程序控制LＥD亮灭。程序如下所示: ０ＧROﻩ０0 Hﻩ ＬJＭＰ MAIN
ＯRG3000 序程务服断中ﻩ；Hﻩ LJMP DELTESﻩMＡＩN: MOV Ｈ０4＃，ＰＳﻩ 断中部外开; 0TE BＴESﻩ CLR 0TＩﻩ ;设置为电平触发
SＥTB AEﻩＣLRLED:ＣLR P1、0
CLR Ｐ１、1
2、1PﻩＲLCﻩ CLＲ 3、1Ｐﻩ 4、1PﻩRＬCﻩ CLＲ P1、５
ＣLR ６、1Ｐﻩ DＥLRＬC PＭJSﻩＳEＴLED:ＳＥTB Ｐ1、０
1、１PﻩBTＥＳﻩ SＥTＢ Ｐ1、２
3、1PﻩＢＴESﻩ ４、1P BTESﻩ ＳETB 5、1Pﻩ 6、1P BTESﻩ IＴERﻩ
DNEﻩ八、
实验总结 及相关问题
通过本次实验掌握了使用 TKStudｙ IＣE 进行硬件仿真调试得方法,在设置仿真器驱动程序声明时对 C:\Ｋeil 目录下得Ｔools、ｉni 文件添加描述时,由于添加得路径错误导致无法进行硬件仿真调试，修改为正确路径后方可在DEBＵG 窗口中得 Use 选项中找到对应得选项。使用 TKStｕdy ＩCE 进行硬件仿真调试相比本学期得电子系统设计中用到得调试方法更快捷，使用更方便． 与此同时，通过本次实验对单片机得 I／O 控制有了更深入得了接,同时加深入对单片机Ｉ/O 编程得理解. 实验三
串转并 O I/O 口实验
一、
实验目得
熟悉并掌握串转并得Ｉ/O口扩展方法。
二、
实验设备及器件
ＩBM PC机 一台 DＰ-５１PＲO、ＮＥT单片机仿真器、编程器、实验仪三合一综合开发平台 一台
三、
实验内容
1. 写程序，通过单片机得P１口控制７4HC164得串行输入端口，实现串并转换.
2. 验证串并转换数据得正确性。
四、
实验要求
熟悉串并转换芯片得工作原理，学会使用串并转换芯片扩展单片机得I/O 口资源.
表3-1 74HC １６4 真值表
五、
实验步骤
1． 短接Ｃ５区JＰ10接口,将C５区Ｊ43接口与A2区Ｊ61接口得P10~P1３对应相连 (CLK对Ｐ10等等）。如图3-1所示。
图3 —1 实验 三 原理图
2。
运行编写好得软件程序,完成一次串并转换。
实验 程序 见 实验参考程序。
2． 使用C2区得逻辑笔或D1区得Ｊ5２接口(LED指示灯)测试并行输出数据Q0～Q7数据得正确性。
调试运行结果：通过观察 LE Ｄ得亮灭情况可判断完成一次串并转换, , 且转换结果正确无误. .
六、
实验参考程序
ＣLK
０、1P ＵQEﻩDINA
EＱU P1、1 DIＮB
ＥQU P1、２ ＣLR１64 3、1P ＵQEﻩＯRG00０0 HﻩﻩＬJMP NIAMﻩORＧ0010 HﻩﻩMＡＩN：
ＭＯV
ＳP,#60H
ﻩ NOP
CLＲ
CLK
SETB ＢNIDﻩ
ＲLCﻩﻩ CLR1６4
461RLC BTESﻩﻩ
ＨFＦ０＃,Aﻩ VOMﻩ VOMﻩﻩ
H８0＃,4ＲﻩＳLＣHG: RLC
Aﻩ
C,ANIＤﻩ VOMﻩ
SＥＴB
CLK
PＯNﻩ
KLＣ
ＲLCﻩ
POＮﻩ ＧHＣＬＳ,4Ｒ
ZＮＪDﻩﻩ $ PMJSﻩﻩ
ENＤ 七、
实验思考题
参考图 3—２电路图,尝试编写软件程序,实现 8 位 LED 流水灯得控制。
图 图 3 、2 实验原理图
可利用单片机得定时计数器通过选择定时计数器工作方式与预置初值设定延时时间,通过定时计数器产生得中断在中断程序中对A进行移位。程序如下所示：
CLK
ＥQU
0、1Pﻩ ﻩ ＤINＡ
1、1P UＱＥﻩ ﻩ DINＢ
２、1Ｐ
UＱEﻩ
CLR1６4 ＥQU Ｐ１、3
０ GＲOﻩ0０0 Ｈﻩ
LJMP MAIN
ﻩ ＯRG
0０0BH
;定时器 0 中断服务程序
LJMP SLCHG MAIN：
H0６#,PSﻩ VOMﻩ
NＯP
ＣLR
CLK
BNＩＤ BTESﻩ
４61RLCﻩﻩRLCﻩ ﻩ SＥTＢ 461ＲLCﻩ
MOV
HFF０#，Aﻩ
MOＶ
１式方作工 0 器时定ﻩ；H10#，ＤOMTﻩ VOMﻩﻩ
数常间时 sm2 送ﻩ；H8１＃，０HTﻩ
HＣＦ0#,０LTﻩ ＶOMﻩ ﻩ SETB
０RTﻩ ;开中断
0ＴEﻩＢTESﻩ
AEﻩBTEＳﻩ
＄ PMJSﻩＳＬＣＨG: ＭOＶ ﻩ Ｈ81＃,0HＴﻩ
MOＶ
HCＦ0＃,0LTﻩ A
ＣＬRﻩﻩ C，ANID
VOMﻩﻩ ﻩ SＥTB
ＣLK
NOP
ＫLＣﻩ RLCﻩ ＲETI
ＤNＥﻩ八、
实验总结 及相关问题
由于具有之前实验得基础所以本实验基本没碰到什么问题,调试运行都符合实验要求,通过本次实验对串并转化程序得编写有了一定了解，通过编写流水灯程序加深了对单片机串并口得了解。
实验四
继电器控制实验
一、
实验目得
加深理解继电器得工作原理与特点,掌握利用单片机得IO口控制继电器得一般方法。
二、
实验设备及器件
IBM ＰC机 一台 DP—51ＰRO、NEＴ单片机仿真器、编程器、实验仪三合一综合开发平台 一台
三、
实验内容
1. 利用D1区得拨动开关与LED，学习继电器得工作原理与特点。
2. 编写一段程序，用P1、0口控制继电器,继电器控制LED得亮与灭，（与CＬＯSE连通时,一盏LEＤ亮；不连通时该ＬEＤ灭。与ＯＰEN连通时,另一盏LED亮,不通时该LED灭）．
四、
实验要求
学会继电器得使用与利用单片机得ＩＯ口控制继电器得方法。
五、
实验步骤
图4 －1 继电器驱动控制电路图
1. 用短路帽短接JP7,使用导线把D1区J54接口得SＷ1与C7区J9接口得KＪ（任意一根针)相连接。
2. 使用导线把Ｄ1区Ｊ52接口得LEＤ1、ＬED2与Ｃ7区J103接口得OPEN1,CLＯSE１分别相连,另外C7区J103接口得1接地(ＧＮD）。
3. 接好线后,同学可以拨动Ｄ1区得SW１拨动开关,观察现象(拨到1时LＥD2亮，拨到０时LＥＤ1亮),并得出结论。
运行结果: : 拨到1 时LED ２ 亮，拨到0 时L ＥD １ 亮 ，说明每拨动一次开关改变一次继电器得状态。
4. 然后把C7 区J9 接口得KJ 改接到Ａ2 区得Ｊ61 接口得P１０。再编写一个程序程序（参考实验二), 使P１、0 口延时一段时间后改变电平值,来控制继电器得开关。
实验 程序见实验参考程序。
调试运行结果: : 两 个 LED 交替变亮, , 继电器状态不断改变。
六、
实验参考程序
ORG 000０ HﻩLJMP MAIN ORG
0100Ｈ MＡIN: MOV
R7,#0 LＯＯP: MOV
0#，6Ｒﻩ ﻩ DJNＺ ＄,6Ｒﻩ ＄，６RﻩＺNJDﻩﻩ ﻩ DJＮZ $，6Ｒﻩ ＰOＯL,7ＲﻩＺNJDﻩﻩ ﻩ CＰL
0、1Pﻩ NIAM ＰMJSﻩﻩ
ＤＮEﻩ
七、
实验思考题
1. 请同学思考一下，改由 OPEN ２ 、2 、CLOSE2 时本实验如何进行。
同使用ＯPEN１、1与CLOSE1时连接方法类似，把Ｄ1区J52接口得LEＤ1、ＬEＤ2与C7区J103接口得OPEN２，CLOSE2分别相连,另外C７区J103接口得2接地(ＧＮD）即可。
2. 请同学再思考一下, 继电器得用途，并举例说明。
继电器就是一种电控制器件,就是当输入量（激励量)得变化达到规定要求时,在电气输出电路中使被控量发生预定得阶跃变化得一种电器。它具有控制系统(又称输入回路）与被控制系统(又称输出回路)之间得互动关系。通常应用于自动化得控制电路中,它实际上就是用小电流去控制大电流运作得一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
按照其工作原理可有以下应用:电磁继电器固体继电器温度继电器舌簧继电器时间继电器高频继电器极化继电器其她类型得继电器 八、
实验总结 及相关问题
由于具有之前实验得基础所以本实验基本没碰到什么问题,调试运行都符合实验要求,通过本次实验了解了继电器得控制方法。对继电器这一器件有了一定了解。
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