常熟理工學(xué)院微機原理與接口技術(shù)實驗指導(dǎo)書2013

1、微機原理與接口技術(shù)實驗指導(dǎo)書電氣與自動化工程學(xué)院常熟理工學(xué)院二零一三年八月實驗一 單片機實驗設(shè)備的使用及簡單程序的運行、調(diào)試一、實驗?zāi)康耐ㄟ^一簡單的實驗掌握：1. 掌握PL2303驅(qū)動的安裝，掌握Keil3開發(fā)環(huán)境的安裝、設(shè)置和基本使用；2. 掌握項目、文件的建立方法、程序的下載以及寄存器、存儲器內(nèi)容的查看方法；3. 掌握程序的執(zhí)行及斷點設(shè)置方法。二、實驗設(shè)備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內(nèi)容通過了解P1口的開關(guān)控制電路和P0的LED電路，編寫基本輸入輸出實驗程序。實驗內(nèi)容為設(shè)置P1為輸入口，P0口為輸出口，將P1口的開關(guān)狀態(tài)發(fā)送到P0口，讓燈亮滅，將P1的電平狀態(tài)通

2、過P0口的LED的亮滅表示出來。四、實驗步驟讀懂電路原理圖如圖1-1和圖1-2所示：，插上USB連接線，將電源選擇撥碼開關(guān)撥至“USB供電”，將示例程序進(jìn)行編譯、裝載、下載，下載時將撥碼開關(guān)S44撥至“開”狀態(tài)，撥動撥碼開關(guān)S31S38的開關(guān)狀態(tài)，觀察實驗現(xiàn)象，實驗電路原理圖圖1-1LED接口電路圖1-2撥碼開關(guān)電路圖五、示例程序程序清單如下：#include <reg51.h>void main(void) / 程序主函數(shù)while(1) / 循環(huán)用于實時掃描IO狀態(tài)P0=P1; / 將P1口的數(shù)據(jù)發(fā)送給P0口六、實驗注意事項1.在輸入程序時，其中的字母、符號均須在英文方式下進(jìn)行

3、。2.特殊功能寄存器中的字母必須要大寫，如若將示例程序中的P0寫成p0，程序?qū)⑻崾境鲥e。七、思考題1. 對P1口進(jìn)行初始值的幅值，查看P0口的LED提示是否正確，若想實現(xiàn)由LED顯示與開關(guān)相反的狀態(tài)程序如何修改？2. 觀察Keil3軟件中PeripheralsàI/O-PortsàPort0、Port1的狀態(tài)即P0、P1的IO狀態(tài)。3. 簡述你在本實驗中遇到過哪些問題？這些問題是解決的？有何收獲和體會？實驗二 流水燈實驗一、實驗?zāi)康?、掌握單片機實驗箱的使用方法與程序調(diào)試技巧；2、學(xué)會使用51系列單片機I/O的基本輸入輸出功能。二、實驗設(shè)備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；US

4、B下載線一根。三、實驗內(nèi)容設(shè)定P1口為8位輸入口，P0口為8位輸出口，實驗電路原理圖參考實驗一。在8個輸入開關(guān)（S31S38）中，本實驗只要求用兩個兩關(guān)為：S31和S32，當(dāng)S31為高電平時，P0口所接的發(fā)光二極管（D19D26）以一定的速度自左至右循環(huán)點亮8次，當(dāng)S31為低電平時，發(fā)光二極管僅D19點亮；當(dāng)S32為高電平時，P0口所接的發(fā)光二極管（D19D26）以一定的速度自右至左循環(huán)點亮8次，當(dāng)S32為低電平時，發(fā)光二極管僅D19點亮。請編寫程序并完成調(diào)試。四、實驗步驟1自行編寫程序，將實驗箱電源開關(guān)撥至USB供電，并將撥碼開關(guān)總開關(guān)S44撥至“開”狀態(tài)。2下載程序并運行程序，改變開關(guān)狀態(tài)

5、，觀察發(fā)光二極管顯示結(jié)果。五、思考題1撥動8個輸入開關(guān)（S31S38），把8位數(shù)據(jù)送到P1口，CPU從P1口讀入8個開關(guān)（S31S38）的狀態(tài)數(shù)據(jù)，任意使用其中的兩個開關(guān)控制P0口發(fā)光二極管（D19D26）自左至右、自右至左、自中間至兩邊、自兩邊至中間不斷循環(huán)點亮。請編寫程序并調(diào)試。28個撥碼開關(guān)（S31S38）實現(xiàn)對P0口發(fā)光二極管的亮度控制。依次撥上開關(guān)S31、S32S38，發(fā)光二極管由暗變亮；依次撥下開關(guān)S38、S37S31，發(fā)光二極管由亮變暗。實驗三 報警產(chǎn)生器 一、實驗?zāi)康?、掌握單片機實驗箱的使用方法與程序調(diào)試技巧；2、學(xué)會使用51系列單片機I/O的基本輸入輸出功能及相應(yīng)的驅(qū)動模塊

6、的設(shè)計。二、實驗設(shè)備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內(nèi)容用P1.0輸出1KHz和500Hz的音頻信號驅(qū)動揚聲器，作報警信號，要求1KHz信號響100ms，500Hz信號響200ms，交替進(jìn)行，P1.0由開關(guān)控制輸出與否，當(dāng)開關(guān)合上響報警信號，當(dāng)開關(guān)斷開報警信號停止，請按流程圖編出程序，流程圖中的開關(guān)K1為實驗一原理圖中的S31。開關(guān)K1按下即S31為高電平，開關(guān)K1未按下即S31為低電平。圖3-1所示為蜂鳴器驅(qū)動電路，圖3-2所示為程序流程圖。圖3-1蜂鳴器接口電路圖3-2 程序流程圖四、實驗步驟1. 信號產(chǎn)生的方法：500Hz信號周期為2ms，信號電平為每1ms變反1

7、次；1KHz的信號周期為1ms，信號電平每500us變反1次。2. 編寫程序，將實驗箱電源開關(guān)撥至USB供電，并將撥碼開關(guān)總開關(guān)S44撥至“關(guān)”狀態(tài)。3. 下載程序并運行程序，將蜂鳴器開關(guān)S1打開，控制蜂鳴器發(fā)聲。五、思考題1簡述你在本次實驗中遇到過哪些問題？這些問題是怎樣解決的？有何收獲和體會？ 2. 本實驗的硬件通過編程可以演奏出悅耳的樂曲、可以實現(xiàn)報警聲、門鈴聲音?，F(xiàn)要求單片機產(chǎn)生“嘀、嘀、”報警聲從P1.0端口輸出，產(chǎn)生頻率為1KHz。當(dāng)1KHZ方波從P1.0輸出0.2秒，接著0.2秒從P1.0輸出電平信號，如此循環(huán)下去時，就形成所需的報警聲了。請有興趣的同學(xué)編程調(diào)試。實驗四 外部中斷

8、實驗 一、實驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)外部中斷技術(shù)的基本使用方法2、中斷處理的編程方法。二、實驗設(shè)備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內(nèi)容單片機外部中斷0（P3.2）已與獨立式鍵盤中S27連接，外部中斷1（P3.3）已與S28連接，要求在無外部中斷時最右一位發(fā)光二極管（D26）點亮。請編程實現(xiàn)：當(dāng)S27按下，外部中斷0請求中斷，控制發(fā)光二極管左移；當(dāng)S28按下，外部中斷1請求中斷，控制發(fā)光二極管閃爍。（要求外部中斷1優(yōu)先級高于外部中斷0）。單片機與發(fā)光二極管的連續(xù)見實驗一原理圖，獨立式鍵盤原理圖如圖4-1所示。4-1 獨立式鍵盤原理圖四、思考題151單片機的中斷系統(tǒng)由哪幾個特殊功能寄

9、存器組成？ 2中斷函數(shù)與函數(shù)調(diào)用有何不同？ 3MCS-51單片機若要把外部中斷源擴充為6個，另采用哪些方法？如何確定其優(yōu)先級？ 實驗五 數(shù)碼管實驗 一、實驗?zāi)康?、學(xué)習(xí)并掌握74HC573鎖存器的使用方法；2、學(xué)會使用8段共陰極數(shù)碼管的動態(tài)顯示方法。二、實驗設(shè)備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內(nèi)容通過編程，實現(xiàn)8段數(shù)碼管的動態(tài)掃描顯示，要求8個數(shù)碼管從左到右分別顯示“1”、“2”、“3”、“4”、“A”、“b”、“C”、“d”。數(shù)碼管接口電路如圖5-1所示：圖5-1數(shù)碼管接口電路原理圖四、思考題1何謂數(shù)碼管的動態(tài)顯示，其原理是什么？2簡述鎖存器的工作原理，在本實驗中具有

10、什么作用？實驗六 定時器/計數(shù)器實驗（一） 一、實驗?zāi)康恼莆諉纹瑱C定時器和定時中斷的編程方法。二、實驗設(shè)備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內(nèi)容編寫實驗程序，實現(xiàn)59秒倒計時功能，初始狀態(tài)數(shù)碼管最后兩位顯示數(shù)字“59”，要求定時器0每10ms產(chǎn)生一次中斷，在定時中斷服務(wù)程序里進(jìn)行計數(shù)，計數(shù)滿一秒，數(shù)碼管顯示相應(yīng)減1，倒計時結(jié)束時，數(shù)碼管顯示“00”，并以周期1秒進(jìn)行閃爍，單片機與數(shù)碼管接口電路原理圖見實驗五中圖5-1所示。四、思考題1畫出主程序和定時中斷流程圖；2實驗中有何故障、問題出現(xiàn)，是否得到解決？如何解決的？實驗七 定時器/計數(shù)器實驗（二） 一、實驗?zāi)康?、掌握單片

11、機定時器/計數(shù)器的工作方式和編程原理；2、掌握外部脈沖計數(shù)方法。二、實驗設(shè)備及器材單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內(nèi)容單片機的定時器/計數(shù)器就是一個16位二進(jìn)制加法計數(shù)器，當(dāng)選擇計數(shù)模式時，計數(shù)脈沖來自于外部引腳P3.4(T0)，P3.5(T1)，因此，只需要初始化時將計數(shù)寄存器清零，啟動計數(shù)器，然后讀取計數(shù)寄存器的數(shù)值即可知外部脈沖個數(shù)。編寫程序?qū)崿F(xiàn)對T0引腳輸入的外部脈沖進(jìn)行計數(shù)，并在數(shù)碼管上顯示計數(shù)結(jié)果。外部脈沖由獨立按鍵S29產(chǎn)生，要求S29每按一次，產(chǎn)生一個脈沖，數(shù)碼管顯示的數(shù)字加1。畫出程序流程圖，編寫程序，并下載調(diào)試。獨立式按鍵原理圖見實驗四中圖4-1所示

12、，單片機與數(shù)碼管接口電路原理圖見實驗五中圖5-1所示。四、思考題1、按鍵的抖動對本實驗有何影響？如何消除？2、請設(shè)計程序，實現(xiàn)每當(dāng)外部脈沖計數(shù)達(dá)到5個時，數(shù)碼管顯示的數(shù)字加1。實驗八 串口通信實驗 一、實驗?zāi)康?、掌握串行口的工作方式及其設(shè)置；2、掌握串行口工作方式1的應(yīng)用；3、掌握串行口的波特率設(shè)置。二、實驗設(shè)備及器材單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內(nèi)容自行編制程：要求利用PL2303實現(xiàn)51單片機串口通信，51單片機發(fā)送數(shù)據(jù)，利用串口調(diào)試助手接收并查看數(shù)據(jù)，串口通信原理圖如圖7-1所示，PL2003實現(xiàn)串口轉(zhuǎn)USB原理圖如圖7-2所示。（1）51單片機發(fā)送十六進(jìn)制“

13、5A”到PC機；（2）51單片機發(fā)送字符串“0123456789”到PC機。圖7-1 單片機與PC機串行通信原理圖圖7-2 串口轉(zhuǎn)USB原理圖四、思考題1.串行通信中波特率是如何進(jìn)行設(shè)置的？2.串行通信4種方式有何區(qū)別？3.設(shè)計程序?qū)崿F(xiàn)PC機發(fā)送數(shù)據(jù)，51單片機接收數(shù)據(jù)，并將接收的數(shù)據(jù)發(fā)送至PC機。實驗九 8255接口擴展（一） 一、實驗?zāi)康恼莆諉纹瑱C外部擴展接口技術(shù)，熟悉8255的擴展方法及其性能。二、實驗設(shè)備及器材單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內(nèi)容及步驟（1）自行編制程序：要求用8255的PA口接按鍵作輸入口，PB口接發(fā)光二極管作輸出口；從PA口讀取輸入的按鍵狀態(tài)

14、送到PB口以發(fā)光二極管顯示。（2）自行編制程序：要求用8255的B口做輸出口，控制八位發(fā)光二極管的亮、滅，使發(fā)光二極管從左向右移位點亮，再從右向左移位點亮。（3）請在實驗箱上用8255實現(xiàn)以下功能：8255 B、C口輸出方波，即在8255的B、C口可觀察發(fā)光二極管的閃爍變化。 圖9-1 8255接口擴展原理圖四、思考題1.8255的功能是什么？2.如何計算8255的端口地址？實驗十 8255接口擴展(二)一、實驗?zāi)康恼莆湛删幊蘄/O接口芯片8255的接口原理，熟悉對8255初始化編程和輸入、輸出軟件的設(shè)計方法。二、實驗設(shè)備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。三、實驗內(nèi)容 自行編制程

15、序用8255實現(xiàn)交通紅綠燈的控制。其控制要求如下：（a）初始狀態(tài)全為紅燈。（b）南北紅燈亮并維持25s。在南北紅燈亮的同時，東西綠燈也亮，并維持20s。到20s時，東西綠燈閃亮，閃亮3s后熄滅，在東西綠燈熄滅時，東西黃燈亮，并維持2s。到2s時，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮。與此同時，南北紅燈熄滅，南北綠燈亮。（c）東西紅燈亮維持30s。南北綠燈亮維持25s，然后閃亮3s再熄滅。同時南北黃燈亮，維持2s后熄滅，這時南北紅燈亮，東西綠燈亮。(d)周而復(fù)始。其時序如圖10-1所示。實驗原理圖見實驗九中的圖9-1。 圖10-1交通燈控制時序圖五、思考題1.8255的功能是什么？2.如何計算8255的端口地址？ 實驗十一 矩陣鍵盤識別實驗 一、實驗?zāi)康模?）掌握4×4矩陣鍵盤的工作原理和鍵盤的掃描方式。（1）掌握鍵盤的去抖方法和鍵盤應(yīng)用程序的設(shè)計。二、實驗設(shè)備單片機實驗箱一臺；PC機一臺；USB下載線一根。