偉福單片機實驗系統(tǒng)

1、偉福單片機實驗系統(tǒng) 使 用 指 南目 錄一、仿真實驗系統(tǒng)的特點與基本組成 (2二、偉福實驗系統(tǒng)的硬件組成. . (7三、板上仿真器使用方法 (17四、邏輯分析工具 (27五、系統(tǒng)自動檢測功能 (31六、仿真軟件系統(tǒng)的使用 (341一、仿真實驗系統(tǒng)的特點與基本組成偉福單片機仿真實驗系統(tǒng)由板上仿真器、實驗儀、偉福仿真軟件、開關(guān)電源構(gòu)成。本實驗系統(tǒng)提供強大的邏輯分析、波形輸出和程序跟蹤功能,可以讓學(xué)生直觀地觀察到單片機內(nèi)部及外部電路工作的波形。實驗系統(tǒng)包含豐富的實驗電路并提供靈活的組合方法,系統(tǒng)電路模塊既可以和8031系列、也可以和80C196系列CPU及8088/8086CPU組合完成各種實驗。本

2、實驗儀將高檔仿真器所具有的邏輯分析儀、波形發(fā)生器和程序跟蹤器等強大的分析功能移植過來,讓學(xué)生在做實驗時不僅能知道軟件的執(zhí)行過程,也能直觀地看到程序運行時,電路上的信號狀態(tài)、工作時序,非常詳細地了解電路的工作情況。仿真實驗系統(tǒng)具有三種使用方法:(1 用PC機上的集成調(diào)試軟件驅(qū)動板上仿真器進行仿真和實驗。(2 無PC機,僅用實驗儀的板上仿真器進行仿真和實驗。(3 無實驗儀、無仿真器,僅在PC機上采用軟件模擬方式進行仿真。配MCS51/196仿真板,可進行8051或80C196的實驗,配8088/8086仿真板,可以進行8088/8086實驗。實驗系統(tǒng)自帶鍵盤和顯示器,自帶系統(tǒng)監(jiān)控程序。如果沒有PC

3、機也同樣進行各種學(xué)習(xí)和實驗。配備PC機集成調(diào)試軟件,在有PC機的情況下,通過板上仿真器實現(xiàn)64K全空間的硬件斷點和仿真。偉福實驗系統(tǒng)提供了完成以下實驗的硬件電路:(1 數(shù)模變換電路,提供0-5V, -5V-+5V, -8V-+8V三路輸出(2 模數(shù)變換電路,可接入兩路模擬量。(3 邏輯電平輸入開關(guān)(4 邏輯電平顯示電路(5 單脈沖電路(6 邏輯筆電路2(7 4MHz脈沖信號源(8 多級分頻電路,與4MHz脈沖源結(jié)合,可得多種脈沖信號。(9 PWM轉(zhuǎn)換電壓電路(10 模擬量電壓(電位器電路(11 串口通信實驗電路(12揚聲器驅(qū)動電路(13 繼電器控制電路(14 邏輯門電路(15 六位8段碼LED

4、數(shù)字顯示器(16 4x6鍵盤(17 存儲器(18 8255端口擴展電路(19 液晶屏顯示電路(20 邏輯分析儀采樣和可編程數(shù)字脈沖信號輸出,提供直觀的分析手段(21 通用集成電路插座(DIP40/28/24/20/18/16/14(22 地址,數(shù)據(jù)及控制電路總線接出插座(23 步進電機實驗(24 掃印機驅(qū)動實驗(25 溫度傳感器實驗(26 直流電機實驗PC機軟件具有全集成化仿真環(huán)境,中、英文兩種界面,軟件仿真與硬件仿真兩種模式,軟件仿真可以在無仿真儀的情況下進行。實驗儀可以方便靈活地構(gòu)成各種實驗方案,在有無PC機和實驗儀的情況下,都能進行相應(yīng)的編程實驗,從而具有極為廣泛的應(yīng)用范圍,板上提供了基

5、本的實驗電路,減少3繁瑣的連接線過程,板上也提供了DIP40/28/24/20/16/14插孔和CPU的地址數(shù)據(jù)總線引出插孔,供學(xué)生自己擴展其它實驗,培養(yǎng)實際動手能力,加強對實驗電路的理解。偉福實驗系統(tǒng)在硬件上預(yù)留了自主開發(fā)實驗的空間。對基本實驗僅需少量連線就可進行,同時也提供了一些需較多連線的擴展性實驗,以進一步鍛煉學(xué)生的動手能力。此外,它還為學(xué)生們提供了強大的軟硬件調(diào)試手段。 圖1.1 偉福仿真試驗系統(tǒng)的功能模塊排列偉福仿真實驗系統(tǒng)上各功能模塊的排列如圖1.1所示。其實物照片如圖1.2所示。各個模塊的引腳都被引出到相應(yīng)的插孔,擴展插座為40 芯通用插座,可兼容28芯、24芯、16芯和14芯

6、插座。利用這個插座,可對雙列直插式的各種微機芯片進行實驗。總線擴展為三排插孔,用于引出各種總線信號,包括8根數(shù)據(jù)總線,16根地址總線,以及ALE,RD,WR等控制總線,另外與CPU相關(guān)的一些控制信號和I/O信號例如P1口、RXD、TXD等信號在仿真板上引出。4 圖1.2偉福仿真試驗 系統(tǒng)的實物圖片5 圖中的圓點表示仿真實驗系統(tǒng)上的連線插孔,每個插孔旁邊都有相應(yīng)的文字標識,進行不同實驗的時候,需要根據(jù)要求用專門的連線將它們連接起來。注意:無論是集成電路的插拔、通訊電纜的連接、跳線器的設(shè)置還是實驗線路的連接,都應(yīng)確保在斷電情況下進行,否則可能造成對設(shè)備的損壞。實驗線路連接完成后,應(yīng)仔細檢查無誤后再

7、接通電源。6二、偉福實驗系統(tǒng)的硬件組成本實驗系統(tǒng)以模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計為基礎(chǔ),配以豐富的實驗電路,構(gòu)成靈活多變的實驗。這些電路既可以和8031系列、也可以和80C196系列CPU 及8088/8086CPU組合完成各種實驗。通過邏輯分析儀、波形發(fā)生器和程序跟蹤器等強大的分析功能,讓學(xué)生在做實驗時不僅能知道軟件的執(zhí)行過程,也能直觀地看到程序運行時,電路上的信號狀態(tài),工作時序,非常詳細地了解電路的工作情況。2.1 LED 6位數(shù)字顯示器2.2 4x6鍵盤電路本實驗儀的LED顯示電路和鍵盤電路如圖 2.1。顯示控制的位碼由74HC374輸出,經(jīng)MC1413反向驅(qū)動后,做LED的位選通信號。位選通信號也可

8、做為鍵盤列掃描碼,鍵盤掃描的行數(shù)據(jù)從74HC245讀回,374輸出的列掃描碼經(jīng)245讀入后,用來判斷是否有鍵被按下,以及按下的是什么鍵。如果沒有鍵按下,由于上拉電阻的作用,經(jīng)245讀回的值為高,如果有鍵按下,374輸出的低電平經(jīng)過按鍵被接到245的端口上,這樣從245讀回的數(shù)據(jù)就會有低位,根據(jù)374輸出的列信號和245讀回的行信號,就可以判斷哪個鍵被按下。LED顯示的段碼由另一個74HC374輸出。鍵盤和LED顯示的地址譯碼見下圖,做鍵盤和LED實驗時,需將KEY/LED CS接到相應(yīng)的地址譯碼上。位碼輸出的地址為0X002H,段碼輸出的地址為0X004H,鍵盤行碼讀回的地址為0X001H,此

9、處X是由KEY/LED CS 決定,參見地址譯碼。例如將KEY/LED CS接到地址澤碼的CS0上,那么位碼輸出的地址就為08002H,段碼輸出的地址就是08004H,鍵盤行碼讀回的地址為08001H.7 圖2.1 LED顯示電路和鍵盤電路如82. 3 LED電平顯示電路 圖2.2 LED電平顯示電路實驗儀上裝有8只發(fā)光二極管及相應(yīng)驅(qū)動電路。見圖2.2,L0- L7為相應(yīng)發(fā)光二極管驅(qū)動信號輸入端,該輸入端為高電壓電平“1”時發(fā)光二極管點亮。我們可以通過P1口對其直接進行控制,點亮或者熄滅發(fā)光二極管。2.4邏輯電平開關(guān)電路實驗儀上有8只開關(guān)KO-K7,并有與之相對應(yīng)的K0-K7引線孔為邏輯電平輸

10、出端。開關(guān)向上撥相應(yīng)插孔輸出高電平“1”,向下?lián)芟鄳?yīng)插孔輸出低電平"0".見圖2.3 圖2.3 邏輯電平開關(guān)電路2.5單脈沖電路單脈沖電路由按鍵(PULSE和去抖動電路組成,每按一次(PULSE鍵產(chǎn)生一個 單脈沖。板上有單脈沖的輸出信號插孔,圖為""和"",分別為正脈沖和負脈沖。9 圖2.4 單脈沖發(fā)生電路2.6脈沖發(fā)生電路下圖是4MHz脈沖信一號輸出電路。如想得到其它頻率的脈沖信號,可將4MHz脈沖信號接到分頻電路L,經(jīng)過分頻后,能得到2MHz, lhff-Iz, 500KHz, 250KHz, 125KHz, 62.5KHz多種頻

11、率的脈沖信號。脈沖產(chǎn)生電路和分頻電路如下: 圖2.5 脈沖產(chǎn)生電路2.7分頻電路 圖2.6 脈沖分頻電路2.8繼電器輸出電路當控制端電平置高,公共觸點與常開端吸合。我們可以將常開端接入1發(fā)光二極管公共端接+5V電平,通過對控制端進行控制,觀察發(fā)光二極管的狀態(tài)。見圖2.7。10 圖2.7 繼電器控制電路2. 9 A/D轉(zhuǎn)換電路實驗儀上有一個0-5V的可調(diào)電位器,將可變電壓輸出端接入A/D轉(zhuǎn)換電路的輸入端通過CPU軟件處理,讀進A/D轉(zhuǎn)換值,再將轉(zhuǎn)換值送數(shù)碼管顯示。我們可以調(diào)節(jié)電位器,使之輸出不同電壓值,通過數(shù)碼管的顯示,檢驗A/D轉(zhuǎn)換正確與否。 圖2.8 A/D轉(zhuǎn)換電路2. 10 D/A轉(zhuǎn)換電路

12、實驗儀上提供了D/A轉(zhuǎn)換電路如下圖所示。我們可以通過軟件編程控制D/A轉(zhuǎn)換芯片DAC0832,輸出相應(yīng)電流值,經(jīng)過采樣電路取出模擬量電壓值,用電壓表測量電壓輸出端子,讀出電壓值。11 圖2.9 D/A轉(zhuǎn)換電路2. 11 PWM轉(zhuǎn)換電路 圖2.10 PWM轉(zhuǎn)換電路2.12音頻放大電路 圖2.11 音頻放大濾波電路圖2.12 電位器2. 13可調(diào)模擬量輸入電路電位器電路用于產(chǎn)生可變的模擬量。2. 14邏輯測量(邏輯筆電路本實驗儀上有邏輯測量電路,如圖2.13 所示,可用于測量各種電平,其中紅燈亮表示高電平,綠燈亮表示低電平。如果兩燈同時閃動,表示有脈12沖信號;兩燈都不亮?xí)r,表示浮空(高阻態(tài)。 圖

13、2.13 邏輯筆電路2. 15存儲器電路木實驗儀上有一片32K存儲器61256。提供給學(xué)生做存儲器實驗,由于地址譯碼為4K一段,所以只能提供4K容量使用,地址從0000H-0FFFH。用RAM CS來選擇不同的地址段,以適應(yīng)不同的應(yīng)用電路。2. 16邏輯門電路本實驗儀提供系列門電路:非門,或門,與門,D觸發(fā)器。邏輯門電路由7400和7404組合實現(xiàn)。 圖2.14 或門與門非門2. 17液晶屏顯示控制電路 圖2.15 液晶屏顯示控制電路132. 18實驗電路插座木實驗儀具有1個40芯通用電路插座,每個插座的全部引腳都被引出到相應(yīng)的插孔,40芯通用插座可兼容28芯、24芯、16芯和14芯插座。利用

14、這個插座,可對雙列直插式的各種微機芯片進行實驗。2. 19總線插孔本實驗儀上有三排總線插座,用于引出各種總線信號,其中AD0-AD7為8根數(shù)據(jù)總線,A0-A15為16根地址總線。另外ALE,RD, WR為控制總線。與CPU相關(guān)的一些控制信號和I/O信號例如Pl口、RXD, TXD等信號在相應(yīng)的仿真板上。2.20地址譯碼插孔在進行不同實驗的時候可能需要采用不同譯碼地址,地址插孔的地址分配如表2-1所示。表2-1 地址譯碼插孔的地址分配表CS0 08000H08FFFHCS1 09000H09FFFHCS2 0A000H0AFFFHCS3 0B000H0BFFFHCS4 0C000H0CFFFHC

15、S5 0D000H0DFFFHCS6 0E000H0EFFFHCS7 0F000H0FFFFH2.21串口通信程序?qū)嶒灢蹇子脩粼谧龃型ㄐ艜r,如果不需要將TTL電平轉(zhuǎn)到RS232電平,可直截將POD51/96仿真板或POD8086仿真板上的TXD, RXD、地一與通信對方交叉對接即可。14如果想要與標準的設(shè)備通信,就要做電平轉(zhuǎn)換,將TTL電平轉(zhuǎn)到RS232電平或?qū)S232電平轉(zhuǎn)成TTL電平。本實驗儀提供用戶串行通信接口,可以用這兩個插孔進行RS232通信程序?qū)嶒?經(jīng)電平轉(zhuǎn)換后,再通過實驗儀的“用戶串口”接到PC機或其它RS232設(shè)備,實現(xiàn)數(shù)據(jù)互傳。2.22仿真板選擇1.若要做80C51或80

16、C196的實驗,將POD51/96仿真板插在實驗儀上, POD51/96仿真板如下圖: 圖2.16 仿真板結(jié)構(gòu)圖在POD51/96仿真板上有兩個跳線器,其中跳線器Sl用于CPU種類的選擇選擇8051對8051單片機進行仿真實驗。選擇80C196對80C196單片機進行仿真實驗。另一個跳線器接80C51的EA腳,用一于選擇80C51的程序在內(nèi)部還是外部, 一般情況下接地,程序在CPU外部。本仿真板上有兩個CPU插座,一個為8051,一個為80C196KC。仿真哪一種CPU,就插哪一種CPU芯片,兩種CPU芯片不能同時插。所插CPU的種15類應(yīng)和跳線器的選擇相同。2.若要做8088/86的實驗,將

17、POD8086仿真板插在實驗儀上,POD8086仿真板如圖:POD8086仿真板上已包括8088/86常用的實驗器件,有8251串行通信芯片,8253定時器芯片,8259外部中斷芯片。并有這此實驗所需的信號接線座。16三、板上仿真器使用方法在無系統(tǒng)機的情況下,可以用實驗儀上的鍵盤和LED顯示器作為監(jiān)控來進行仿真。若想做8051或80C196的實驗,插上POD51/96仿真板,用跳線器S1選擇8051或者80196,并將CPU插入芯片插座,(兩種CPU芯片不能同時插。開啟電源,在LED上出現(xiàn)CPU的型號,如8051或8096。若要做8088/86實驗,就要插上了8088仿真板,LED顯示的是“8

18、088”。表示系統(tǒng)已經(jīng)可以開始工作了。采用這種工作方式時,仿真儀上的鍵盤和LED顯示器既可作為監(jiān)控系統(tǒng)用,也可以作為用戶資源.當仿真儀未運行時,鍵盤和LED屬于系統(tǒng)監(jiān)控,用戶用以輸入程序,單步等,一旦運行時,顯示器都作為用戶資源。無系統(tǒng)機時,應(yīng)先用匯編語言寫好程序,用人工方法或者利用PC機把匯編語言翻成機器碼,再用實驗儀上的鍵盤將機器碼輸入,然后用Trace鍵,Here鍵, Step鍵進行調(diào)試,用Exec鍵使程序運行。3.1鍵盤使用說明 圖3.1 鍵盤和LED顯示器本實驗儀共有6位LED發(fā)光數(shù)碼管,左邊4位為地址位,右邊2位為數(shù)據(jù)位。當?shù)刂肺?位數(shù)均有數(shù)值時,表示地址是程序存儲器的地址或數(shù)據(jù)存

19、17儲器的地址。當?shù)刂窋?shù)碼管只有2位時(右邊2位發(fā)光,左邊2位暗,表示內(nèi)部寄存器地址。當?shù)刂窋?shù)碼管只有3位時(最左面1位暗,第2位顯示“0”,第3和4位是數(shù)字,表示是內(nèi)部特殊寄存器(SFR的地址。最右邊的兩位是數(shù)據(jù)位,它表示的是左邊顯示的地址單元中的數(shù)據(jù)。面板上共有24個小鍵盤,為了介紹和使用時查找方便,約定用方括號表示按鍵,例如,RST表示面板上的“RST”鍵。整機復(fù)位鍵,復(fù)位后數(shù)碼管的地址位顯示"8051”字樣(對于MCS196系列,顯示“8096”,如果是8088仿真板則顯示“8088”,表示復(fù)位操作完成。復(fù)位后程序存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器中的內(nèi)容不變,程序指針回到0000處(8

20、096系列為2080H.對于8088仿真板,初始地址為1000H。CPU內(nèi)部寄存器復(fù)位后為單片機復(fù)位操作規(guī)定的值,即有的寄存器的數(shù)據(jù)不變,有的寄存器中的數(shù)據(jù)被復(fù)位。數(shù)字鍵,用于輸入16進制數(shù)。仿真器中的數(shù)據(jù)和地址均是用16進制表示。表示某些操作己結(jié)束,某些操作的所有步驟完成后,按MON鍵表示操作結(jié)束。在調(diào)試程序時先按MON鍵,最左側(cè)一只LED數(shù)碼管出現(xiàn)“P”字符,這時Trace檔起作用,每按一次Trace便執(zhí)行一條用戶編寫的單片機指令,如果遇到“CALL”這類調(diào)用命令時,跟蹤到調(diào)用內(nèi)部。執(zhí)行條指令,可逐條檢查用戶程序的執(zhí)行情況。用戶調(diào)試程序時每按一次Step鍵,執(zhí)行一條命令。但是,當執(zhí)行到調(diào)用

21、18語句時,按1次Step鍵將執(zhí)行調(diào)用所含的所有語句,Step與Trace不同的是,Trace遇到調(diào)用語句將進入調(diào)用語句內(nèi)部仍然一步一步地執(zhí)行。3.6Last鍵地址減1鍵它有2個作用:1.觸發(fā)顯示寄存器和存儲器中的數(shù)據(jù)2.地址減1觸發(fā)顯示寄存器和存儲器中的數(shù)據(jù)剛在地址位上輸入了寄存器和存儲器中的地址時,數(shù)據(jù)顯示數(shù)碼管是暗的未發(fā)光,此時,第一次按Last鍵,數(shù)據(jù)顯示數(shù)碼管開始顯示數(shù)據(jù)。地址減1操作當在仿真器上輸入地址后,在第二次以及之后的各次按鍵時,每按一次Last鍵,地址值自動減1,地址值所對應(yīng)的數(shù)據(jù)同時更換。它有2個作用:1.觸發(fā)顯示寄存器和存儲器中的數(shù)據(jù)2.地址加1觸發(fā)顯示寄存器和存儲器中

22、的數(shù)據(jù)剛在地址位上輸入了寄存器或和存儲器中的地址時,數(shù)據(jù)顯示數(shù)碼管是暗的未發(fā)光,此時,第次按Next鍵后,數(shù)據(jù)顯示數(shù)碼管開始顯示數(shù)據(jù)。地址加1操作當在仿真器上輸入地址后,在第二次以及之后的各次按鍵時,每按一次Next鍵,地址值自動加1,地址值所對應(yīng)的數(shù)據(jù)同時更換。設(shè)置中斷程序運行的地址,使程序執(zhí)行到中斷地址處停止執(zhí)行,在中斷地址處等待新的操作命令(如RUN. STEP, TRACE等。設(shè)置中斷點時有兩種情19況:1.程序從0000地址(80C196起始地址為2080H,8088/86的起始為1000H執(zhí)行到中斷點按RST復(fù)位,再MON鍵,數(shù)碼管顯示“P”。輸入4位地址。按Here。按Here后

23、,程序自動執(zhí)行到中斷點,此時顯示中斷點的地址和A寄存器中的內(nèi)容。按Here鍵是確定中斷地址,同時啟動了程序,并使程序執(zhí)行到中斷點停下來等待用戶的命令。2.先使程序執(zhí)行到某處,再設(shè)置中斷點,先用單步(Step、跟蹤(Trace、中斷等運行方式使程序執(zhí)行的某處停止。.按“MON”鍵,使仿真器地址數(shù)碼管顯示“P”。.輸入中斷的地址值.按"Here”鍵.程序自動從設(shè)置前的停止處執(zhí)行到所設(shè)的中斷地址處。用仿真器調(diào)試程序時,設(shè)置好執(zhí)行的初始地址后,按Exec可自動執(zhí)行程序。3.2脫機仿真下面根據(jù)仿真時的各類需要,逐一介紹有關(guān)的操作方法。在仿真工作之前,應(yīng)把匯編源程序轉(zhuǎn)換為機器碼?？捎萌斯げ槭謨缘?/p>

24、方法逐條翻譯成機器碼,在翻譯成機器碼的同時還要為各條機器碼安排地址。也可用計算機自動匯編并生成列表文件,列表文件是指同時含有源程序、機器碼和機器碼地址的文件。用計算機生成機器碼可避免人工翻譯造成的人為錯誤,20匯編的效率也遠高于人工翻譯。為了節(jié)省輸入機器碼的時間,可先由計算機向仿真器輸入機器碼,然后再脫離計算機獨自仿真。用計算機輸入程序時先啟動仿真軟件,調(diào)入用戶的匯編源文件,選擇仿真模式,執(zhí)行匯編命令,匯編結(jié)束后機器碼自動裝入仿真器中。然后,關(guān)斷計算機和仿真器的電源,拔出RS232接口插頭。如果沒有計算機時,則用人工方法輸入。人上輸入的方法是:(1 按RST鍵,整機復(fù)位。(2 按MON鍵,使地

25、址數(shù)碼管出現(xiàn)“p”字符。(3 輸入4位地址碼,此時地址位上顯示的是輸入的地址數(shù),數(shù)據(jù)位上的數(shù)碼管不亮。(4 先按Next或Last鍵,數(shù)據(jù)位上的數(shù)碼管閃爍,此時,再輸入2位數(shù)據(jù)。(5程序輸入完畢,可依次按RST、MON、4位地址數(shù)、Next鍵,檢查輸入的機器碼,不斷地按Next或Last鍵,可依次逐個檢查各個地址中的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)形式是16進制。當需要由用戶通過鍵盤控制,逐條執(zhí)行程序,以便檢查單片機內(nèi)部和外部電路時,可采用跟蹤執(zhí)行的方式。跟蹤執(zhí)行時如果遇到調(diào)用指令,仿真器將使程序的指針進入被調(diào)用的程序段內(nèi)部。跟蹤執(zhí)行鍵Trace,以跟蹤方式執(zhí)行程序的操作方法是:(1 按RST鍵整機復(fù)位。21(2

26、按MON鍵使地址數(shù)碼管出現(xiàn)字符"P".(3 輸入程序執(zhí)行的起始地址,此時,4位地址數(shù)碼管顯示地址值,數(shù)據(jù)數(shù)碼管暗。(4 按Trace鍵,數(shù)據(jù)數(shù)碼管亮,此后每按一次Trace鍵,執(zhí)行一條指令。(1 按RST鍵整機復(fù)位。(2 按MON鍵使地址數(shù)碼管出現(xiàn)字符“P”。(3輸入程序執(zhí)行的起始地址,此時,4位地址數(shù)碼管顯示地址值,數(shù)據(jù)數(shù)碼管暗。(4按Step鍵,數(shù)據(jù)數(shù)碼管亮,此后每按一次Step鍵,執(zhí)行一條指令。當需從用戶指定的程序地址處開始全速運行整個程序,或全速運行到斷點處時,可采川全速執(zhí)行方式。全速執(zhí)行的操作方法是:(1 按RST鍵,整機復(fù)位。(2 按MON鍵使地址數(shù)碼管出現(xiàn)字符

27、"P"。(3 輸入程序執(zhí)行的起始地址,此時,4位地址數(shù)碼管顯示地址值,數(shù)據(jù)數(shù)碼管暗。(4 如果需要設(shè)置斷點,可按上面介紹的Here命令。(5按Exec鍵,全速執(zhí)行。程序運行時地址數(shù)碼管數(shù)據(jù)數(shù)碼管均暗。(6按RST中斷運行。22當運用上述的各種執(zhí)行方式運行程序時,需要及時地了解程序執(zhí)行的結(jié)果,而運行結(jié)果很大程度上是由一單片機內(nèi)部各個部分的當前值來反映的。仿真器提供了查看單片機(由仿真器模仿內(nèi)部各個部分情況的功能,檢查執(zhí)行結(jié)果的主要任務(wù)就是查看單片機內(nèi)部的情況。檢查單片機內(nèi)部各個寄存器、累加器、接口電路的方法在下而講述。檢查和修改單片機內(nèi)部寄存器數(shù)據(jù)在調(diào)試過程中,如果需要查看當

28、前狀態(tài)下內(nèi)部寄存器的情況,可按下列步驟進行:(1 查出單片機內(nèi)部寄存器地址碼。如R1地址為01H。(2 根據(jù)內(nèi)部寄存器地址碼輸入2位地址碼,此時地址數(shù)碼管的右2位顯示地址數(shù),左2位暗。(3 按Next或Last鍵,使數(shù)碼位出現(xiàn)內(nèi)部寄存器中的數(shù)值。(4如果要查看相鄰地址的寄存器的內(nèi)容,可繼續(xù)按Next或Last鍵。(5如果要修改內(nèi)部寄存器中的內(nèi)容,可按數(shù)字鍵0F。A檢查和修改8051單片機內(nèi)部專用寄存器(SFR數(shù)據(jù)在調(diào)試過程中,如果需要查看當前狀態(tài)下單片機內(nèi)部專用寄存器(SFR的情況,可按下列步驟進行:(1 查出單片機內(nèi)部專用寄存器(SFR地址碼。如ACC地址為EOH。(2 仿真器規(guī)定專用寄存器

29、地址要用3位數(shù)表示,專用寄存器的地址是2位,需先輸入一個先導(dǎo)“0”,再輸入2位專用寄存器地址碼。地址輸入后,此時地址數(shù)碼管的右3位顯示地址數(shù),最左1位暗。(3 按Next或Last鍵,使數(shù)碼位出現(xiàn)一專用寄存器中的數(shù)值。(4 如果要查看相鄰地址的專用寄存器的內(nèi)容,可繼續(xù)按Next或Last23鍵。(5 如果要修改專用寄存器中的內(nèi)容,可按數(shù)字鍵0F.注意:在查看專用寄存器時,不可按RST鍵,因為按此鍵后各個一專用寄存器中的內(nèi)容將被復(fù)位。檢查和修改單片機程序存儲器和外部數(shù)據(jù)存儲器(1 按MON鍵,地址數(shù)碼管出現(xiàn)“P”字樣。(2 輸入4位地址,此時4位地址數(shù)碼管亮,2位數(shù)據(jù)數(shù)碼管暗。(3 按Next或

30、Last鍵,2位數(shù)據(jù)數(shù)碼管亮,顯示的即為4位地址單元中的機器碼值,如要修改則可按0F鍵。(4 再按Next或Last鍵可查看相鄰的地址中的機器碼值。B檢查和修改80C196單片機內(nèi)部專用寄存器(SFR數(shù)據(jù)因為80C196地址是統(tǒng)一編碼的,所以檢查和修改單片機內(nèi)部寄存器數(shù)據(jù)與修改程序區(qū)數(shù)據(jù)是一樣的:在調(diào)試過程中,如果需要查看當前狀態(tài)下一些內(nèi)部寄存器或RAM的情況,可按下列步驟進行:(1 查出單片機該寄存器地址碼。如int mask地址為0008H。(2根據(jù)內(nèi)部寄存器地址碼輸入4位地址碼,此時地址數(shù)碼管的右2位顯示地址數(shù),左2位暗。(3按Next或Last鍵,使數(shù)碼位出現(xiàn)內(nèi)部寄存器中的數(shù)值。(4如

31、果要查看相鄰地址的寄存器的內(nèi)容,可繼續(xù)按Next或Last鍵。(5如果要修改內(nèi)部寄存器中的內(nèi)容,可按數(shù)字鍵0F。C 檢查和修改8088/86CPU程序存儲器或外部數(shù)據(jù)存儲器(輸入4位地址(1 按MON鍵,地址數(shù)碼管出現(xiàn)"P"字樣。24(2 輸入4位地址,此時4位地址數(shù)碼管亮,2位數(shù)據(jù)數(shù)碼管暗。(3 按Next或Last鍵,2位數(shù)據(jù)數(shù)碼管亮,顯示的即為4位地址單元中的機器碼值,如要修改此內(nèi)容,可按0F數(shù)字鍵輸入十六進制值。(4再按Next或Last鍵可查看或修改相鄰的地址中的機器碼值。檢查8088/86 CPU內(nèi)部各個寄存器、累加器的方法如下(輸入2位地址(1 按MON鍵,地

32、址數(shù)碼管出現(xiàn)“P”。(2 因為8088/8086寄存器沒有相應(yīng)地址。我們?yōu)榧拇嫫鞫x了以Fl號,輸入2位寄存器序號。(3按Next或Last鍵,寄存器的名稱和寄存器的內(nèi)容就會顯示在數(shù)碼管的地址區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)。按0.F數(shù)字鍵可修改寄存器的內(nèi)容。(4按Next或Last鍵,可觀察/修改相鄰寄存器的內(nèi)容。寄存器序號表:(十六位寄存器分成兩個八位顯示表3-1 寄存器序號表寄存器序號寄存器序號寄存器序號寄存器序號AL 00H AH 0IH BL 2H BH 03HCL 04H CH 05H DL 06H DH 07HSPL 08H SPH 09H BPL 0AH BPH 0BHSIL 0CH SIH 0DH

33、 DIL 0EH DIH 0FHIPL 10H IPH 11H FL 12H FH 13HCSL 14H CSH 15H DSL 16H DSH 17HSSL 18H SSH 19H ESL 1AH ESH 1BH例如想觀察堆棧指針SP的值,可以按以下步驟做:(1 按MON鍵,LED顯示“P”字樣。(2 按0.F鍵,輸入兩位SP低字節(jié)序號“08”。25(3 按Next鍵,LED地址區(qū)顯示“SPL”,數(shù)據(jù)區(qū)顯示的就是SP低八位值。(4 按Next鍵,LED地址區(qū)顯示"SPH"數(shù)據(jù)區(qū)顯示的為SP高八位值。26四、邏輯分析工具一、邏輯分析儀本實驗儀帶有32路邏輯分析儀功能,可以采

34、樣4路外部波形,28路內(nèi)部波形,讓學(xué)生直觀地看到電路的工作時序,增加感性認識。外部4路邏輯波形由實驗儀上的LA0.LA3接入,信號來源由學(xué)生選擇,任意接到實驗儀上所要觀察的數(shù)字信號,內(nèi)部28路邏輯波形分別為8路數(shù)據(jù)信號,16路地址信號,還有RD, WR, PSEN, ALE 4路控制信號。當用戶程序運行時,邏輯分析就采樣信號,當程序停下來時,仿真板將采樣到的數(shù)據(jù)傳到系統(tǒng)機上并顯示出來。圖4.1是單片機在讀寫靜態(tài)存儲器(SRAM時,采樣到的波形。山于要寫數(shù)據(jù)地址為08234H,所以要將RAM CS接到CS0上,將LA2接到RAM CS 上,以便觀察,采樣速率為10M/S.當程序?qū)?shù)據(jù)56H寫到S

35、RAM地址08234H 時,地址高8位從P2口(80C196為P4口輸出,地址最高3位譯碼使CS0為低(見LA2信號,選中SRAM芯片,地址低8位由P0口(80C196為P3口輸出,經(jīng)過ALE鎖存,做為地址低8位,然后從P0口(80C196為P3口輸出被寫數(shù)據(jù)56H,在數(shù)據(jù)有效時,WR信號變低,將數(shù)據(jù)寫入SRAM。完成一次寫操作。27 圖4.1 靜態(tài)存儲器采樣到的波形當程序從SRAM讀數(shù)據(jù)時,時序與寫數(shù)據(jù)相似,地址高8位從P2口(80C196為P4口輸出,地址最高3位譯碼使CS0為低,選中SRAM芯片,地址低8位由P0 口80C196為P3口輸出,經(jīng)過ALE鎖存,做為地址低8位,然后P0口(8

36、0C196為P3口浮空,等待數(shù)據(jù),RD信號變低,將數(shù)據(jù)從SRAM中讀到P0口(80C196為P3口。CPU將此數(shù)據(jù)送到寄存器,完成一次讀操作。28 圖4.2 通作時的采樣波形圖4.2是單片機在通信時采樣的波形,采樣速率為1M/S。以2400特率發(fā)送字符A,將LA1接到仿真板的TXD端,在程序中檢測到TI后,延時一段時間再停止,以便采樣到信號的停止位。從采樣到的波形可以看出,在2400波特率時,單個脈沖的寬度為416us。字符A的二進制為0100 0001,從上圖可以看到串口通信時,產(chǎn)生信號的全過程,先發(fā)一個低脈沖做為串行信一號的起始位,然后是數(shù)據(jù)的最低位,從低位到高位逐個發(fā)送數(shù)據(jù)位,最后再發(fā)一

37、個高脈沖做為串行信號的停止位。完成一個串行通信的發(fā)送過程。二、波形發(fā)生器Lab2000P實驗儀帶有一個4路的波形發(fā)生器,可用來產(chǎn)生可編程的數(shù)字信號。數(shù)字信號通過實驗儀上的LA0. . LA3輸出。圖4.3是用波形產(chǎn)生脈沖信號序列,LA3接到步進電機的A相,LA2接29步進電機的B相,LA1接步進電機的C相,LA0接步進電機的D相。經(jīng)驅(qū) 圖4.3 脈沖信號序列動后控制步進電機的運轉(zhuǎn),采用雙四拍控制方式,循環(huán)控制。波形定義說明如下:LA3的定義(h20m 120m 81 h,表示產(chǎn)生(高20ms低20ms的脈沖81個,然后保持高。直到循環(huán)。LA2的定義110m(h20m 120m81 1,表示產(chǎn)生

38、低電平loms再產(chǎn)生(高20ms低20ms脈沖81個,然后保持低。直到循環(huán)。LA1、LA0的定義依此類推。由此定義產(chǎn)生波形如下: 30圖4.4 脈沖信號波形五、系統(tǒng)自動檢測功能本實驗系統(tǒng)帶有自動檢測功能,可以檢測實驗儀上各種電路的工作是否正常,這些電路包括A/D變換電路、D/A變換電路、直流電機控制、步進電機控制、8255控制、RAM讀寫、液晶顯示電路、溫度傳感器、鍵盤/LED顯示電路。啟動自檢功能的方法是:1關(guān)閉電源。2隨機附帶有兩根20芯自檢電纜,將一根電纜的兩端插到兩個TEST1插座中,另一根電纜的兩端插到兩個TEST2插座中。TEST1和TEST2兩端連接的信號如一下圖顯示。 圖4.5

39、 信號連接圖313按住鍵盤上的RST鍵。4開啟電源。5等到LED最右邊無顯示后,松開RST鍵。系統(tǒng)就進入了自動檢測狀態(tài)。在自檢狀態(tài),程序流程如下:系統(tǒng)自檢步驟:1、LED一位一位地顯示“8”字,如果有一位不顯示,檢測相應(yīng)位的輸出,及位驅(qū)動是否正確。2、.然后再顯示八段碼的各段,如果所有位的一段不亮,可能段輸出時有錯,如果是只有一位的一段不亮可能是LED管壞。3、檢測RAM時,對某個地址單元寫數(shù)據(jù),然后再讀出數(shù)據(jù)進行比較,如果有錯,會各項實驗片選端片選輸出端在左起第三位LED上顯示-,檢查RAM芯片是否損壞。4、在熱敏及AD變換檢測時,會在LED的左邊顯示溫度值,因為是負溫度系數(shù)傳感器,所以當溫

40、度升高,顯示數(shù)值會減小?？梢杂檬肿ゾo溫度傳感器,使其升溫,觀察顯示是否有變化。如果溫度顯示不變,檢測熱敏是否有輸出及A/D變換電路是否工作正常。5、檢測液晶顯示時,會在液晶上顯示一條豎線,并自右往左掃描,在動態(tài)掃描時,顯示的豎線會較淡,如果顯示不對,可以按復(fù)位鍵,對液晶屏復(fù)位。也換液晶屏,檢查其是否損壞。如果讀不到液晶返回的信號,會在LED 的第四位顯示-。6、檢測8255及步進電機時,由8255輸出步進電機的驅(qū)動脈沖。如果電機不轉(zhuǎn),檢查8255的PC0PC3是否有輸出及驅(qū)動塊是否損壞。7、檢測DA及直流電機時,由DA輸出直流電壓,經(jīng)驅(qū)動后,加在直流電機上,電機旋轉(zhuǎn)后,霍爾元件會輸出脈沖,經(jīng)8

41、255讀入。如果8255讀32不到霍爾輸出的脈沖,會在LED的第五位顯示-,此時應(yīng)檢查電機是否運轉(zhuǎn),霍爾元件是否損壞,8255工作是否正常。8、檢測鍵盤及LED顯示,在鍵盤上按下某鍵,會在LED的最右邊顯示該鍵值。如果顯示不對,觀察鍵盤是否被鎖住。33六、仿真軟件系統(tǒng)的使用6.1、軟件系統(tǒng)的安裝和啟動1.在PC機上安裝偉福仿真開發(fā)系統(tǒng)集成調(diào)試軟件。2.進行8051單片機實驗時,應(yīng)插上POD51仿真板,并插上8051或8052CPU。3.將配套的串行通訊電纜的一端與實驗儀上的“仿真器串口” 9芯D形插座相連,另一端與PC機的串行口相連。4.將實驗臺的電源線與220V電源相連。(實驗結(jié)束后應(yīng)拔下5

42、.打開實驗臺電源開關(guān),紅色電源指示燈亮。仿真開發(fā)器初始化成功后,LED會顯示8051,表示仿真系統(tǒng)正常。6.打開PC計算機電源,執(zhí)行偉福(WAVE集成調(diào)試軟件。集成調(diào)試環(huán)境界面如圖6.1所示。下拉菜單快捷工具圖標編輯/調(diào)試窗口項目窗口圖6.1 偉福(WAVE集成調(diào)試環(huán)境7.通過下拉菜單“仿真器”對仿真實驗系統(tǒng)進行設(shè)置,如圖6.2所示。34選擇仿真器:偉福Lab2000P實驗系統(tǒng)。選擇仿真頭:MCS51實驗。選擇CPU:(8031/32。 圖6.2 設(shè)置仿真實驗系統(tǒng)通過仿真器設(shè)置中的“語言”欄可以設(shè)置用戶所采用的編程語言,如圖6.3所示。采用匯編語言編程時,應(yīng)選中“偉福匯編器”復(fù)選框,采用C51

43、高級語言編程時,應(yīng)選中“Keil C”復(fù)選框。 圖6.3 設(shè)置用戶編程語言35通過仿真器設(shè)置中的“目標文件”欄可以設(shè)置最終生成的用戶目標文件,一般可以按圖6.4進行設(shè)置。 圖6.4 設(shè)置目標文件通過仿真器設(shè)置中的“通信設(shè)置”欄可以設(shè)置集成調(diào)試環(huán)境與PC機的通信端口和波特率,如圖6.5所示。 圖6.5 設(shè)置通信方式362.上機操作及調(diào)試步驟(1 啟動偉福集成調(diào)試軟件后,單擊快捷工具欄中的“新建文件”圖標 圖6.6 創(chuàng)建新文件 圖6.7 在編輯窗口中鍵入源程序文件 圖6.8 保存源程序文件37 圖6.9 選定保存文件夾并給定文件名(3 單擊下拉菜單“文件”中的“新建項目”,如圖6.10所示,項目窗

44、口如圖6.11所示。 圖6.10 新建項目圖6.11 項目窗口 新建項目會自動分如下三步:加入模塊文件。在加入模塊文件的對話框中選擇剛才保存的文件S1.ASM,按所示。打開鍵。如果是多模塊項目,可以同時選擇多個文件再打開,如圖6.12所示。38 圖6.12 加入模塊文件窗口加入包含文件。在加入包含文件對話框中,選擇所要加入的包含文件(可多選。包含文件通常用于多模塊或高級語言編程中,如果沒有包含文件,按取消鍵,如圖6.13所示。 圖6.13 加入包含文件窗口保存項目。在保存項目對話框中輸入項目名稱“S1”, 無須加后綴。39軟件會自動將后綴設(shè)成“.PRJ”。按保存鍵將項目保存到與源程序相同的文件夾下,如圖6.14所示。 圖6.14 保存項目窗口項目保存好后,如果項目是打開的,可以從項目窗口看到該項目中的“模塊文件”。對于上例,可以看到項目中已經(jīng)有了一個模塊文件“S1.ASM”,如圖6.15所示。 圖6.15 加入模塊文件后的項目窗口40(4 單擊快捷工具欄中的“編譯”圖標(或F9鍵,對剛才保存的項目進行編譯和連接,