單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

1、單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 2009.1I目 錄第一章 系統(tǒng)安裝和啟動(dòng)11.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)工作方式在51串口實(shí)驗(yàn)/仿真方式11.2 AEDK598實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)工作在MCS51方式下開關(guān)初始狀態(tài)1第二章 LCA51軟件調(diào)試1第三章 MCS51系列單片機(jī)實(shí)驗(yàn)4實(shí)驗(yàn)一 P1口輸入、輸出實(shí)驗(yàn)4實(shí)驗(yàn)二 定時(shí)器實(shí)驗(yàn)6實(shí)驗(yàn)三 8279鍵盤顯示實(shí)驗(yàn)8實(shí)驗(yàn)四 單片機(jī)串行口與PC機(jī)通訊實(shí)驗(yàn)10實(shí)驗(yàn)五 壓力測量顯示實(shí)驗(yàn)13單片機(jī)原理及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書第一章 系統(tǒng)安裝和啟動(dòng)1.1 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)工作方式在51串口實(shí)驗(yàn)/仿真方式1、用戶根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，進(jìn)行MCS-51單片機(jī)實(shí)驗(yàn)/仿真時(shí)（8032芯片已插在D3

2、3插座上），將XC9（CPU插座）與XC1（CPU51插座）用T598A-C連接板連接起來，XC6（CPU88插座）空。2、 用實(shí)驗(yàn)機(jī)配套的串行通訊電纜，將9芯電纜的一端與實(shí)驗(yàn)機(jī)上的9芯插座相連，另一端與PC機(jī)的串行口相連。3、 打開電源，在PC機(jī)上打開LCA51軟件，運(yùn)行實(shí)驗(yàn)程序，具體操作參見愛迪克T598_51使用說明。1.2 AEDK598實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)工作在MCS51方式下開關(guān)初始狀態(tài)l XB、XB1 : 短路套全插上。l XB2，XB5 : 短路套向上插(SPEAK端)，第10模塊處于放音功能。l 第模塊中：多位開關(guān)K3撥向最左（溫度控制）端，做溫度控制實(shí)驗(yàn)用。l 第模塊中：短路套全部套向

3、右邊，由8279來控制鍵盤、顯示。l XC9（CPU插座）與XC1（CPU51插座）用T598A-C連接板連接起來。第二章 LCA51軟件調(diào)試 調(diào)試是編程的重要部分。凋試的目的是找到程序的邏輯錯(cuò)誤。當(dāng)程序不能按希望運(yùn)行時(shí)，就需要對程序進(jìn)行調(diào)試，直到找出原因?yàn)橹?。為了便了用戶對?yīng)用程序進(jìn)行調(diào)試，本章將介紹LCA51軟件調(diào)試界面和調(diào)試上主要方法和技巧。一、調(diào)試界面 LCA51是一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境，調(diào)試和編輯、編譯在同一個(gè)界面下完成。調(diào)試時(shí)的界面如圖5-1所示。 在編輯狀態(tài)時(shí)，界面右下角的當(dāng)前狀態(tài)顯示為“編輯”，在調(diào)試狀態(tài)時(shí)，仿真機(jī)沒有運(yùn)行程序時(shí)。界面右下角的當(dāng)前狀態(tài)顯示為“停止”， 仿真機(jī)運(yùn)行程序時(shí)

4、，界面右下角的當(dāng)前狀態(tài)顯示為“運(yùn)行”。 許多菜單命令只有在調(diào)試狀態(tài)才有效，用戶選擇“調(diào)試加載調(diào)試”菜單項(xiàng)后，將加載當(dāng)前的工程文件或元文件的目標(biāo)代碼，加載完畢，就進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)如果用戶想退出調(diào)試狀態(tài)，選抒“調(diào)試退出調(diào)試”菜單項(xiàng)。 在調(diào)試狀態(tài)，最下方的狀態(tài)行顯示”日前PC指針等 常用的寄存器的值。 當(dāng)前PC指針的背景顏色為綠色，有效斷點(diǎn)行背景顏色為紅色，無效斷點(diǎn)行背景顏色為棕色。PC指針行和斷點(diǎn)行相同時(shí)，背景顏色為粉紅色。 觀察窗口中顯示長期觀察的變量的值在不同時(shí)候的取值情況。 用戶可以對話窗口中直接通過監(jiān)控命令和仿真機(jī)對話，具體控制命令參考相關(guān)仿真機(jī)使用手冊。數(shù)據(jù)窗口中顯示整塊數(shù)據(jù)區(qū)的內(nèi)容?？焖儆^

5、察窗口顯示當(dāng)前光標(biāo)處變量的取值。二、調(diào)試主要方法和技巧 通常一個(gè)調(diào)試程序應(yīng)該具備至少四種功能：·跟蹤·斷點(diǎn)·查看變量·更改數(shù)值1、跟蹤調(diào)試調(diào)試應(yīng)用程序所提供的重要性能也許就是跟蹤應(yīng)用程序。跟蹤應(yīng)用程序使用戶能夠在運(yùn)行程序時(shí)，看到PC指針在應(yīng)用源代碼程序中的確切位置，LCA51提供以下方法對程序的執(zhí)行進(jìn)行跟蹤。·跟蹤型單步 熱鍵F7·通過型單步 熱鍵F8跟蹤型單步僅執(zhí)行一條源語句程序。但是，如果調(diào)用一函數(shù)，則進(jìn)入函數(shù)中，在執(zhí)行函數(shù)的第一條源語句行前停止。通過型單步僅執(zhí)行下一條源語句程序，然后又停止。如果是調(diào)用一函數(shù)，運(yùn)行完整個(gè)函數(shù)并停止

6、在函數(shù)返回處。2、斷點(diǎn)調(diào)試如果已知程序中某塊代碼實(shí)際運(yùn)行正常的情況下，仍用跟蹤調(diào)試方法，將大大浪費(fèi)時(shí)間，而且很枯燥，因此調(diào)試中第二個(gè)重要工具是在源代碼中預(yù)定處設(shè)置斷點(diǎn)，大多數(shù)調(diào)試程序通過使用斷點(diǎn)中止程序執(zhí)行。LCA51軟件提供以下方法來設(shè)置斷點(diǎn)達(dá)到中斷程序執(zhí)行目的：·設(shè)置或取消斷點(diǎn) CTRLF8·執(zhí)行到光標(biāo)所在行 F4在代碼中放置斷點(diǎn)方法是事先將光標(biāo)移動(dòng)到用戶希望放置斷點(diǎn)的文本行位置時(shí)，按CTRLF8熱鍵或者點(diǎn)擊相應(yīng)的工具欄圖標(biāo)就可設(shè)置斷點(diǎn)，最大斷點(diǎn)個(gè)數(shù)由仿真機(jī)型號(hào)所決定。注意：如果用戶調(diào)試高級(jí)語言，因?yàn)橄到y(tǒng)要占用2個(gè)斷點(diǎn)，所以可以設(shè)置的斷點(diǎn)數(shù)為最大斷點(diǎn)個(gè)數(shù)-2。LCA51

7、調(diào)試軟件還提供一次性斷點(diǎn)：執(zhí)行到光標(biāo)所在行。如果用戶按熱鍵F4，調(diào)試程序繼續(xù)執(zhí)行程序代碼，直到它到達(dá)光標(biāo)行處或調(diào)試程序遇到另一個(gè)斷點(diǎn)。3、查看變量 顯然，通過一系列指令查看應(yīng)用程序，了解導(dǎo)致某一錯(cuò)誤的執(zhí)行也是一種非常有效的方法。LCA51軟件提供了以下幾種方法對變量進(jìn)行查看。·觀察窗口·數(shù)據(jù)窗口 程序空間窗口 內(nèi)部數(shù)據(jù)窗口 外部數(shù)據(jù)窗口通過添加觀察項(xiàng)菜單可以將用戶希望觀察的變量添加到觀察窗口，長期進(jìn)行觀察。用戶程序在單步或斷點(diǎn)停下時(shí)，將更新變量的取值。用戶可以直接移動(dòng)鼠標(biāo)到相應(yīng)的變量名上，點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵，將出現(xiàn)一個(gè)提示窗口，顯示這個(gè)變量的當(dāng)前值。用戶還可以打開程序空間窗口、內(nèi)

8、部數(shù)據(jù)窗口、外部數(shù)據(jù)窗口進(jìn)行數(shù)據(jù)塊觀察。4、更改數(shù)值如果用戶在調(diào)試過程中了解到變量的內(nèi)容（超值、未定義等）會(huì)對程序性能產(chǎn)生影響或引起異常時(shí)，立即更改變量的內(nèi)容是很有效的方法，以確保該值在正確范圍內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。LCA51軟件提供一系列更改變量數(shù)值的方法，以便用戶能檢查程序?qū)φ麄€(gè)變量值范圍的反應(yīng)，而無需為設(shè)置每個(gè)值而重新加載調(diào)試。在更改對話框中用戶輸入要更改的取值，點(diǎn)擊確定按鈕。用戶可以在輸入框中輸入十六進(jìn)制或十進(jìn)制數(shù)據(jù)第三章 MCS51系列單片機(jī)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一 P1口輸入、輸出實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類別：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)要求1、P1口做輸出口，接八只發(fā)光二極管，編寫程序，使發(fā)光二極管循環(huán)點(diǎn)亮。2、P1口做輸入口

9、，接八個(gè)撥動(dòng)開關(guān)，以實(shí)驗(yàn)機(jī)上74LS273做輸出口，編寫程序讀取開關(guān)狀態(tài)，將此狀態(tài)，在發(fā)光二極管上顯示出來。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)P1口作為輸入、輸出的使用方法。2、學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)輸入、輸出程序的設(shè)計(jì)方法。3、學(xué)習(xí)延時(shí)子程序的編寫和使用。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC機(jī)、艾迪克實(shí)驗(yàn)箱、連接導(dǎo)線四、實(shí)驗(yàn)原理框圖實(shí)驗(yàn)1： 實(shí)驗(yàn)2： 五、實(shí)驗(yàn)電路及連線實(shí)驗(yàn)1時(shí)，P1.0-P1.7接L0-L7。實(shí)驗(yàn)2時(shí)，P1.0-P1.7接K0-K7，PO0-PO7接L0-L7。CS273接8300H。六、實(shí)驗(yàn)說明1、P1口是準(zhǔn)雙向口。它作為輸出口時(shí)與一般的雙向口使用方法相同。由準(zhǔn)雙向口結(jié)構(gòu)可知當(dāng)P1口作為輸入口時(shí)，必須先對它置高電平使內(nèi)

10、部MOS管截止。因?yàn)閮?nèi)部上拉電阻阻值是20K40K，故不會(huì)對外部輸入產(chǎn)生影響。若不先對它置高，且原來是低電平，則MOS管導(dǎo)通，讀入的數(shù)據(jù)是不正確的。2、延時(shí)子程序的延時(shí)計(jì)算問題對于程序 DELAY: MOV R0，#00H DELAY1: MOV R1，#0B3H DJNZ R1，$ DJNZ R0，DELAY1查指令表可知 MOV指令需用一個(gè)機(jī)器周期，DJNZ 指令需用兩個(gè)機(jī)器周期，而一個(gè)機(jī)器周期時(shí)間長度為1211.0592MHz=1.085S，所以該段程序執(zhí)行時(shí)間為：1+（1+179×2+2）×256×12÷11059200100.27mS七、實(shí)驗(yàn)框

11、圖 TP1A.ASM主程序框圖 TP1B.ASM主程序框圖實(shí)驗(yàn)二 定時(shí)器實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類別：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)要求 由8031內(nèi)部定時(shí)器1，按方式1工作，即作為16位定時(shí)器使用每0.05秒鐘T1溢出中斷一次。P1口的P1.0-P1.7分別接八個(gè)發(fā)光二極管。要求編寫程序模擬一時(shí)序控制裝置。開機(jī)后第一秒鐘L0，L2亮，第二秒鐘L1，L3亮，第三秒鐘L4，L6亮，第四秒鐘L5，L7亮，第五秒L0，L2，L4，L6亮，第六秒鐘L1，L3，L5，L7亮，第七秒鐘八個(gè)二極管全亮，第八秒鐘全滅，以后又從頭開始，L0，L2亮，然后L1，L3亮.一直循環(huán)下去。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)習(xí)8031內(nèi)部定時(shí)器的使用和編程方法。2、

12、同時(shí)掌握中斷處理程序的編程方法。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC機(jī)、艾迪克實(shí)驗(yàn)箱、連接導(dǎo)線四、實(shí)驗(yàn)原理框圖五、實(shí)驗(yàn)電路及連線P1.0-P1.7 接 L0L7。六、實(shí)驗(yàn)說明1、關(guān)于內(nèi)部計(jì)數(shù)器的編程主要是定時(shí)常數(shù)的設(shè)置和有關(guān)控制寄存器的設(shè)置。內(nèi)部計(jì)數(shù)器在單片機(jī)中主要有定時(shí)器和計(jì)數(shù)器兩個(gè)功能。本實(shí)驗(yàn)采用的是定時(shí)器功能。2、內(nèi)部計(jì)數(shù)器用作定時(shí)器時(shí)，是對機(jī)器周期計(jì)數(shù)。每個(gè)機(jī)器周期的長度是12個(gè)振蕩器周期。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)系統(tǒng)的晶振是11.0592MHz，所以定時(shí)常數(shù)的設(shè)置可按以下方法計(jì)算：機(jī)器周期=12÷11.0592MHz1.0857S （65536-定時(shí)常數(shù)）*1.0857S=50mS定時(shí)常數(shù)4BFDH 3、定時(shí)

13、器的有關(guān)的寄存器有工作方式寄存器TMOD和控制寄存器TCON。TMOD用于設(shè)置定時(shí)器/計(jì)數(shù)器的工作方式03，并確定用于定時(shí)還是用于計(jì)數(shù)。TCON主要功能是為定時(shí)器在溢出時(shí)設(shè)定標(biāo)志位，并控制定時(shí)器的運(yùn)行或停止等。4、在例程的中斷服務(wù)程序中，因?yàn)橹袛喽〞r(shí)常數(shù)的設(shè)置對中斷程序的運(yùn)行起到關(guān)鍵作用，所以在置數(shù)前要先關(guān)對應(yīng)的中斷，置數(shù)完之后再打開相應(yīng)的中斷。七、實(shí)驗(yàn)框圖 實(shí)驗(yàn)三 8279鍵盤顯示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類別：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)要求 編制程序，利用8279及鍵盤顯示接口電路，編程實(shí)現(xiàn)按鍵的讀取，并將按鍵值顯示在數(shù)碼管上。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握在8031系統(tǒng)中擴(kuò)展8279鍵盤顯示接口的方法。2、掌握8279工作原

14、理和編程方法。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC機(jī)、艾迪克實(shí)驗(yàn)箱、連接導(dǎo)線四、實(shí)驗(yàn)原理框圖五、實(shí)驗(yàn)電路及連線 CS8279已固定接至8700H。模塊中的十個(gè)短路套都套在8279側(cè)。六、實(shí)驗(yàn)說明 利用8279可實(shí)現(xiàn)對鍵盤/顯示器的自動(dòng)掃描，以減輕CPU負(fù)擔(dān)，并具有顯示穩(wěn)定、程序簡單、不會(huì)出現(xiàn)誤動(dòng)作等特點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8279的狀態(tài)/命令口地址位8701H；數(shù)據(jù)口地址位8700H。示例程序運(yùn)行將顯示“8279 -”，并等待按鍵輸入，將鍵值顯示在數(shù)碼管上（只響應(yīng)0F按鍵）。七、實(shí)驗(yàn)框圖YN設(shè)置8279開始讀鍵并顯示 有 鍵 按 下實(shí)驗(yàn)四 單片機(jī)串行口與PC機(jī)通訊實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類別：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)要求利用8031單片機(jī)串行

15、口，實(shí)現(xiàn)與PC機(jī)通訊。 本實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)以下功能，將從實(shí)驗(yàn)機(jī)鍵盤上鍵入的數(shù)字，字母顯示到PC機(jī)顯示器上，將PC機(jī)鍵盤輸入的字符（0-F）顯示到實(shí)驗(yàn)機(jī)的數(shù)碼管上。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握串行口工作方式的程序設(shè)計(jì)，掌握單片機(jī)通訊的編制。2、了解實(shí)現(xiàn)串行通訊的硬環(huán)境，數(shù)據(jù)格式的協(xié)議，數(shù)據(jù)交換的協(xié)議。3、了解PC機(jī)通訊的基本要求。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC機(jī)、艾迪克實(shí)驗(yàn)箱、連接導(dǎo)線四、實(shí)驗(yàn)原理框圖五、實(shí)驗(yàn)電路及連線 實(shí)驗(yàn)電路已在實(shí)驗(yàn)機(jī)監(jiān)控電路上構(gòu)成。CS8279已固定接至8700H。29模塊中的十個(gè)短路套都套在8279側(cè)。8279狀態(tài)口地址為8701H；8279數(shù)據(jù)口地址為8700H；六、實(shí)驗(yàn)說明1、當(dāng)用GR命令執(zhí)行程序

16、時(shí)，實(shí)驗(yàn)機(jī)內(nèi)部會(huì)將8031串行口電路切換與PC機(jī)通訊，無須連線。2、程序執(zhí)行前，進(jìn)入LCA51，加載程序后，才進(jìn)入調(diào)試菜單工具中的對話窗口，然后執(zhí)行GR0，就可實(shí)行單片機(jī)串行口與PC機(jī)通信實(shí)驗(yàn)。七、實(shí)驗(yàn)框圖實(shí)驗(yàn)五 壓力測量顯示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)類別：綜合實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)要求編制程序，讀取并顯示壓力值。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康恼莆找环N簡單測量壓力值的硬件設(shè)計(jì)方法。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備PC機(jī)、艾迪克實(shí)驗(yàn)箱、連接導(dǎo)線四、實(shí)驗(yàn)原理框圖五、實(shí)驗(yàn)電路及連線P-DETECT接0809的IN0。CS0809接8000H。EOC接8032的P3.2（INT0中斷）。CS8279已固定接至8700H。 六、實(shí)驗(yàn)說明壓力傳感器為橋路壓力傳感器。當(dāng)橋路中的某臂電阻發(fā)生變化時(shí)，橋路就不平衡，橋路輸出的變化量就反映了壓力的變化量。該變化量通過二級(jí)放大，將微弱信號(hào)放大到A/D轉(zhuǎn)換器可以分辨的模擬信號(hào)。A/D將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，利用mC8052采集并存儲(chǔ)采集到的數(shù)據(jù)。 本實(shí)驗(yàn)利用CZL-1R型橋路（應(yīng)變片）壓力傳感器（量程600g）實(shí)現(xiàn)R-V物理量變換，將壓力傳感器輸出的小信號(hào)經(jīng)過放大和低通濾波后，送至A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809轉(zhuǎn)換成8位數(shù)字量信號(hào)。編制程序，微控