單片機實驗指導(dǎo)書打印稿

1、目 錄第一章 系統(tǒng)介紹1第二章 基本電路介紹4第三章 擴展板的安裝與使用15第四章 8051調(diào)試軟件的安裝與使用17第五章 基本實驗(8051)23實驗一 開發(fā)系統(tǒng)，開發(fā)環(huán)境應(yīng)用練習，算術(shù)運算程序編制及調(diào)試23實驗二 I/O口控制編程及調(diào)試實驗（一）29實驗三 I/O口控制編程及調(diào)試實驗（二）32實驗四 簡單I/O口擴展實驗一交通燈控制實驗35實驗五 簡單I/O口擴展實驗二38實驗六 中斷實驗 有急救車的交通燈控制實驗40實驗七 定時器/計數(shù)器及中斷系統(tǒng)綜合實驗45實驗八 8255A可編程并行接口實驗一49實驗九 8255A可編程并行接口實驗二鍵盤實驗51實驗十 數(shù)碼顯示實驗56實驗十一 82

2、79顯示接口實驗一61實驗十二 8279鍵盤顯示接口實驗二65實驗十三 串行口實驗一 單機實驗68實驗十四 串行口實驗二 雙機實驗70實驗十五 D/A轉(zhuǎn)換器與單片機接口及多種波形發(fā)生器綜合實驗78實驗十六 A/D轉(zhuǎn)換器與單片機接口及傳感器數(shù)據(jù)采集綜合實驗83實驗十七 存儲器擴展實驗87實驗十八 8253定時器實驗88實驗十九 編程器使用、程序的燒錄及脫機運行實驗90第一章 系統(tǒng)介紹一、系統(tǒng)特點EL-MUT-III 型微機/單片機教學(xué)實驗系統(tǒng)具有以下特點：1. CPU用80C31CPU,系統(tǒng)功能齊全，涵蓋了單片機教學(xué)實驗課程的全部內(nèi)容。2. 系統(tǒng)采用開放式模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過兩組相對獨立的總線最

3、多可同時擴展2塊應(yīng)用實驗板。 3. 配有兩塊可編程器件：EPM7128被系統(tǒng)占用。另一塊EPM7032供用戶實驗用。兩塊器件皆可通過JTAG接口在線編程。使用十分方便。4. 靈活的電源接口：配有PC機電源插座，可由PC提供電源。另外還配有外接開關(guān)電源，提供所需的+5V，±12V，其輸入為220V的交流電。5. 系統(tǒng)的聯(lián)機運行模式：配有系統(tǒng)調(diào)試軟件，軟件為WINDOWS版本，均為中文多窗口界面。調(diào)試程序時可以同時打開寄存器窗口、內(nèi)存窗口、變量窗口、反匯編窗口、波形顯示窗口等等，極大地方便了用戶的程序調(diào)試。該軟件集源程序編輯、編譯、鏈接、調(diào)試與一體，每項功能均為中文下拉菜單，簡明易學(xué)。經(jīng)

4、常使用的功能均備有熱鍵，這樣可以提高程序的調(diào)試效率。8051調(diào)試軟件不僅支持匯編語言，而且還支持C語言編輯調(diào)試。6. 系統(tǒng)的單機運行模式：系統(tǒng)在沒有與計算機連接的情況下，自動運行在單機模式，在此模式下，用戶可通過鍵盤輸入運行程序（機器碼），和操作指令，同時將輸入信息及操作的結(jié)果在LED數(shù)碼管上顯示出來。7. 系統(tǒng)功能齊全，可擴展性強。本實驗系統(tǒng)不僅完全能滿足基本接口芯片實驗，其靈活性和可擴展性（數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線開放）亦能輕松滿足使用。二、系統(tǒng)概述1微處理器：i80c31，它的P1口、P3口皆對用戶開放。2時鐘頻率：6.0MHz3存儲器：程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址，最多可達64k

5、，板載ROM(監(jiān)控程序27C256)12k；RAM1(程序存儲器6264)8k供用戶下載實驗程序，可擴展達32k；RAM2(數(shù)據(jù)存儲器6264)8k供用戶程序使用，可擴展達32k。(RAM程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器不可同時擴至32k，具體與廠家聯(lián)系)。（見圖1-1：存儲器組織圖）。在程序存儲器中，0000H-2FFFH為監(jiān)控程序存儲器區(qū)，用戶不可用，4000H-5FFFH為用戶實驗程序存儲區(qū)，供用戶下載實驗程序。數(shù)據(jù)存儲器的范圍為：6000H-7FFFH，供用戶實驗程序使用。注意：因用戶實驗程序區(qū)位于4000H-5FFFH，用戶在編寫實驗程序時要注意，程序的起始地址應(yīng)為4000H，所用的中斷入口地

6、址均應(yīng)在原地址的基礎(chǔ)上，加上4000H。例如：外部中斷0的原中斷入口為0003H，用戶實驗程序的外部中斷0的中斷程序入口為4003H，其他類推，見表1-1。4可提供的對8051的基本實驗為了提高微機教學(xué)實驗質(zhì)量，提高實驗效率，減輕主講教師和實驗教師的勞動強度，在該系統(tǒng)的實驗板上，除微處理器外、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器外，還增加了8255并行接口、8250串行控制器、8279鍵盤、顯示控制器、8253可編程定時器、A/D、D/A轉(zhuǎn)換、單脈沖、各種頻率的脈沖發(fā)生器、輸入、輸出電路等模塊，各部分電路既相互獨立、又可靈活組合，能滿足各類學(xué)校，不同層次微機實驗與培訓(xùn)要求?？商峁┑膶嶒炄缦拢海?）8051P

7、1口輸入、輸出實驗（2）簡單的擴展輸入、輸出實驗（3）8051定時器/計數(shù)器實驗（4）8051外中斷實驗（5）8279鍵盤掃描、LED顯示實驗（6）8255并行口輸入、輸出實驗（7）8253定時器/計數(shù)器實驗（8）8259中斷實驗表1-1：存儲器系統(tǒng)組織圖（9）串行口通訊實驗（10）ADC0809 A/D轉(zhuǎn)換實驗（11）DAC0832 D/A轉(zhuǎn)換實驗（12）存儲器擴展實驗（13）交通燈控制實驗表1-1：存儲器系統(tǒng)組織圖用戶I/O區(qū) CFD0H-FFFFH系統(tǒng)I/O區(qū)8000H-CFEFH用戶I/O區(qū)8000HCFBFHRAM2用戶實驗程序區(qū)供用戶下載實驗程序5000H-7FFFHRAM1用戶實

8、驗程序數(shù)據(jù)區(qū)3000H-4FFFHROM系統(tǒng)監(jiān)控程序區(qū)0000H-2FFFH 表1-2：用戶中斷程序入口表中斷名稱8051原中斷程序入口用戶實驗程序響應(yīng)程序入口外中斷00003H4003H定時器0中斷000BH400BH外中斷10013H4013H定時器1中斷001BH401BH串行口中斷0023H4023H5資源分配本系統(tǒng)采用可編程邏輯器件（CPLD）EPM7128做地址的編譯碼工作，可通過芯片的JTAG接口與PC機相連，對芯片進行編程。此單元也分兩部分：一部分為系統(tǒng)CPLD，完成系統(tǒng)器件，如監(jiān)控程序存儲器、用戶程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、系統(tǒng)顯示控制器、系統(tǒng)串行通訊控制器等的地址譯碼功能，同時

9、也由部分地址單元經(jīng)譯碼后輸出（插孔CS0-CS5）給用戶使用，他們的地址固定，用戶不可改變。具體的表1-2 系統(tǒng)地址資源分配地址范圍輸出孔/映射器件性質(zhì)（系統(tǒng)/用戶）0000H-2FFFH監(jiān)控程序存儲器系統(tǒng) *3000H-3FFFH數(shù)據(jù)存儲器系統(tǒng) *4000H-7FFFH用戶程序存儲器系統(tǒng) *8000H-CFDFHLCS0-LCS7用戶CFE0HPC機串行通訊芯片8250系統(tǒng) *CFE8H顯示、鍵盤芯片8279系統(tǒng)CFA0H-CFA7HCS0系統(tǒng)CFA8H-CFAFHCS1系統(tǒng)CFB0H-CFB7HCS2系統(tǒng)CFB8H-CFBFHCS3系統(tǒng)CFC0H-CFC7HCS4系統(tǒng)CFC8H-CFCFH

10、CS5系統(tǒng)CFD0H-FFFFHLCS0-LCS7用戶對應(yīng)關(guān)系見表1-2。另一部分為用戶CPLD，它完全對用戶開放，用戶可在一定的地址范圍內(nèi)，進行編譯碼，輸出為插孔LCS0-LCS7，用戶可用的地址范圍見表12，注意，用戶的地址不能與系統(tǒng)相沖突，否則將導(dǎo)致錯誤。注：系統(tǒng)地址中，除帶“*”用戶既不可用，也不可改外，其他系統(tǒng)地址用戶可用但不可改。 三、系統(tǒng)電源該系統(tǒng)的電源提供了兩種解決方案：1. 利用PC機的電源，可省去電源的費用，只需從PC機內(nèi)引出一組電源，從CPU板的+5V、+12V、12V電源插座中引入。該電源具有短路保護。2. 外接開關(guān)電源，內(nèi)置在實驗箱里。第二章 基本電路介紹一、硬件介紹

11、（一）、整機介紹EL型微機教學(xué)實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)EL-MUT-III 型微機教學(xué)實驗系統(tǒng)由電源、系統(tǒng)板、CPU板、可擴展的實驗?zāi)０?、微機串口通訊線、JTAG通訊線及通用連接線組成。系統(tǒng)板的結(jié)構(gòu)簡圖見圖2-1。圖2-1 系統(tǒng)板的結(jié)構(gòu)（二）、硬件資源1. 可編程并口接口芯片8255一片。2. 串行接口兩個：8250芯片一個，系統(tǒng)與主機通訊用，用戶不可用。 單片機的串行口，可供用戶使用。3. 鍵盤、LED顯示芯片8279一片，其地址已被系統(tǒng)固定為CFE8H、CFE9H。硬件系統(tǒng)要求編碼掃描顯示。4. 六位LED數(shù)碼管顯示。5. ADC0809 A/D轉(zhuǎn)換芯片一片，其地址、通道18輸入對用戶開放。6. DA

12、C0832 D/A轉(zhuǎn)換芯片一片，其地址對用戶開放，模擬輸出可調(diào)7. 8位簡單輸入接口74LS244一個，8位簡單輸出接口74LS273一個，其地址對用戶開放。8. 配有8個邏輯電平開關(guān)，8個發(fā)光二極管顯示電路。9. 配有一個可手動產(chǎn)生正、負脈沖的單脈沖發(fā)生器10. 配有一個可自動產(chǎn)生正、負脈沖的脈沖發(fā)生器，按基頻6.0MHz進行1分頻（CLK0）、二分頻（CLK1）、四分頻(CLK2)、八分頻 (CLK3)、十六分頻（CLK4）輸出方波。11. 配有一路0-5V連續(xù)可調(diào)模擬量輸出（AN0）。12. 配有可編程定時器8253一個，其地址、三個定時器的門控輸入、控制輸出均對用戶開放。13. 配有可

13、編程中斷控制器8259一個，其中斷IRQ輸入、控制輸出均對用戶開放。14. 2組總線擴展接口，最多可擴展2塊應(yīng)用實驗板。15. 配有兩塊可編程器件EPM7064，一塊被系統(tǒng)占用。另一塊供用戶實驗用。兩塊器件皆可通過JTAG接口在線編程。使用十分方便。16. 靈活的電源接口：配有PC機電源插座，可與PC電源直接接駁。另外還配有外接開關(guān)電源，提供所需的+5V，±12V，其輸入為220V的交流電。（三）、整機測試當系統(tǒng)上電后，數(shù)碼管顯示，TX發(fā)光二極管閃爍，若沒運行系統(tǒng)軟件與上位機（PC）連接則3秒后數(shù)碼管顯示P_，若與上位機建立連接則顯示C_。此時系統(tǒng)監(jiān)控單元（27C256）、通訊單元（

14、8250、MAX232）、顯示單元（8279，75451，74LS244）、系統(tǒng)總線、系統(tǒng)CPLD正常。若異常則按以下步驟進行排除：1按復(fù)位按鍵使系統(tǒng)復(fù)位，測試各芯片是否復(fù)位；2斷電檢查單片機及上述單元電路芯片是否正確且接觸良好；3在聯(lián)機狀態(tài)下，若復(fù)位后RX、TX發(fā)光二極管閃爍，則顯示不正常，檢查8279時鐘信號，斷電調(diào)換顯示單元芯片；若復(fù)位后RX、TX發(fā)光二極管不閃爍，但顯示正常，檢查8250晶振信號，斷電調(diào)換通訊單元芯片。（四）、單元電路原理及測試1單脈沖發(fā)生器電路（1）電路原理該電路由一個按扭，1片74LS132組成，具有消顫功能，正反相脈沖，相應(yīng)輸出插孔P+、P-。原理圖如圖2-2：圖

15、2-2 單脈沖發(fā)生電路消顫功能原理圖（2）電路測試常態(tài)P+為高電平，P-為低電平；按扭按下時P+為低電平，P-為高電平。若異常可更換74LS132。2脈沖產(chǎn)生電路 （1）電路原理該電路由片74LS161、片74LS04、片74LS132組成。CLK0是6MHz，輸出時鐘為該CLK0的2分頻（CLK1），4分頻（CLK2），分頻（CLK3），分頻（CLK4），相應(yīng)輸出插孔 (CLK0CLK4)。圖2-3脈沖產(chǎn)生電路原理圖（2）電路測試 電路正常時，可通過示波器觀察波形。若CLK0有波形而其它插孔無波形，更換74LS161；若都無波形，74LS04、74LS132或6M晶振有問題。3開關(guān)量輸入輸出

16、電路（1）電路原理開關(guān)量輸入電路由8只開關(guān)組成，每只開關(guān)有兩個位置H和L，一個位置代表高電平，一個位置代表低電平。對應(yīng)的插孔是：K1K8。開關(guān)量輸出電路由8只LED組成，對應(yīng)的插孔分別為LED1LED8，當對應(yīng)的插孔接低電平時LED點亮。原理圖如圖2-4下：（2）電路測試開關(guān)量輸入電路可通過萬用表測其插座電壓的方法測試，即開關(guān)的兩種狀態(tài)分別為低電平和高電平；開關(guān)量輸出電路可通過在其插孔上接低電平的方法測試，當某插孔接低電平時相應(yīng)二極管發(fā)光。圖2-4開關(guān)量輸入輸出電路4簡單I/O口擴展電路（1）電路原理輸入緩沖電路由74LS244組成，輸出鎖存電路由上升沿鎖存器74LS273組成。74LS244

17、是一個擴展輸入口，74LS273是一個擴展輸出口，同時它們都是一個單向驅(qū)動器，以減輕總線的負擔。 74LS244的輸入信號由插孔IN0IN7輸入，插孔CS244是其選通信號，其它信號線已接好；74LS273的輸出信號由插孔O0O7輸出，插孔CS273是其選通信號，其它信號線已接好。其原理圖如下：圖2-5簡單I/O口擴展電路原理圖（2）電路測試當74LS244的1、19腳接低電平時，IN0IN7與DD0DD7對應(yīng)引腳電平一致；當74LS273的11腳接低電平再松開（給11腳一上升沿）后，O0O7與DD0DD7對應(yīng)引腳電平一致?；蛴煤唵蜪/O口擴展實驗測試：程序執(zhí)行完讀開關(guān)量后，74LS244的I

18、N0IN7與DD0DD7對應(yīng)引腳電平一致；程序執(zhí)行完輸出開關(guān)量后，74LS273 的O0O7與DD0DD7對應(yīng)引腳電平一致。5CPLD譯碼電路（1）電路原理該電路由EPM7128、EPM7032、IDC10的JTAG插座、兩SIP3跳線座組成。其中EPM7128為系統(tǒng)CPLD，EPM7032為用戶CPLD，它兩共用一下JTAG插座，可通過跳線選擇，當兩跳線座都1，2相連時為系統(tǒng)CPLD，當兩跳線座都2，3相連時為用戶CPLD使用。LCS0LCS7為用戶CPLD輸出。用戶不得對系統(tǒng)CPLD編程。原理圖如下：圖2-6 CPLD譯碼電路原理圖（2）電路測試：通過CPLD地址譯碼實驗68279鍵盤、顯

19、示電路（1）電路原理8279顯示電路由6位共陰極數(shù)碼管顯示，74LS244為段驅(qū)動器，75451為位驅(qū)動器，可編程鍵盤電路由片74LS138組成，8279的數(shù)據(jù)口，地址，讀寫線，復(fù)位，時鐘，片選都已經(jīng)接好，鍵盤行列掃描線均有插孔輸出。圖2-7 8279鍵盤、顯示電路原理圖鍵盤行掃描線插孔號為KA0KA3；列掃描線插孔號為RL0RL7；8279還引出CTRL、SHIFT插孔。六位數(shù)碼管的位選、段選信號可以從8279引入，也可以有外部的其他電路引入，原理圖如圖2-7。（2）電路測試見整機測試六位數(shù)碼管電路的測試：除去電路板上數(shù)碼管右側(cè)的跳線，系統(tǒng)加點，用導(dǎo)線將插孔LED1接低電平（GND），再將插

20、孔LED-A，LED-B，LED-C，LED-D，LED-E，LED-F，LED-G，LED-DP依次接高電平（VCC），則數(shù)碼管SLED1的相應(yīng)段應(yīng)點亮，如果所有的段都不亮，則檢查相應(yīng)的芯片75451，如果個別段不亮，則檢查該段的連線、及數(shù)碼管是否損壞。用同樣的方法依次檢查其它數(shù)碼管。8259顯示、鍵盤控制芯片電路的測試：加上數(shù)碼管右邊的所有短路線，復(fù)位系統(tǒng)，應(yīng)能正常顯示。否則檢查8279芯片、244芯片、138芯片是否正常。78255并行接口電路（1）電路原理該電路由片8255組成，8255的數(shù)據(jù)口，地址，讀寫線，復(fù)位控制線均已接好，片選輸入端插孔為8255CS,A,B,C三端口的插孔分別

21、為：PA0PA7,PB0PB7,PC0PC7.電路原理圖如圖2-9：圖2-8 8255并行接口電路（2）電路測試檢查復(fù)位信號，通過8255并行口實驗，程序全速運行，觀察片選、讀、寫、總線信號是否正常。8A/D、D/A電路（1）電路原理八路八位A/D實驗電路由一片ADC0809，一片74LS04，一片74LS32組成，該電路中，ADIN0ADIN7是ADC0809的模擬量輸入插孔，CS0809是0809的AD啟動和片選的輸入插孔，EOC是0809轉(zhuǎn)換結(jié)束標志，高電平表示轉(zhuǎn)換結(jié)束。齊納二極管LM336-5提供5V的參考電源，ADC0809的參考電壓，數(shù)據(jù)總線輸出，通道控制線均已接好，八位雙緩沖D/

22、A實驗電路由一片DAC0832。一片74LS00，一片74LS04，一片LM324組成，該電路中除DAC0832的片選未接好外，其他信號均已接好，片選插孔標號CS0832。輸出插孔標號DAOUT。該電路為非偏移二進制D/A轉(zhuǎn)換電路，通過調(diào)節(jié)POT3，可調(diào)節(jié)D/A轉(zhuǎn)換器的滿偏值，調(diào)節(jié)POT2，可調(diào)節(jié)D/A轉(zhuǎn)換器的零偏值。（2）電路測試檢查復(fù)位信號，通過A/D、D/A實驗，程序全速運行，觀察片選、讀、寫、總線信號是否正常。圖2-9 A/D、D/A電路原理圖98253定時器/計數(shù)器電路（1）電路原理該電路由片8253組成，8253的片選輸入端插孔CS8253，數(shù)據(jù)口，地址，讀寫線均已接好，T0、T1

23、、T2時鐘輸入分別為8252CLK0、8253CLK1、8253CLK2。定時器輸出,GATE控制孔對應(yīng)如下：OUT0、GATE0、OUT1、GATE1、OUT2、GATE2、CLK2。原理圖如下：注：GATE信號無輸入時為高電平圖2-10 8253定時器/計數(shù)器電路原理圖（2）電路測試檢查復(fù)位信號，通過8253定時器/計數(shù)器接口實驗，程序全速運行，觀察片選、讀、寫、總線信號是否正常。10存儲器電路（1）電路原理該電路由一片2764、一片27256、一片6264、一片62256、三片74LS373組成，2764提供監(jiān)控程序高8位，27256提供監(jiān)控程序低8位，6264提供用戶程序及數(shù)據(jù)存儲高8

24、位，2764提供監(jiān)控程序低8位，74LS373提供地址信號。ABUS表示地址總線，DBUS是數(shù)據(jù)總線。D0D7是數(shù)據(jù)總線低八位，D8D15是數(shù)據(jù)總線高八位。其他控制總線如：MEMR，MEMW和片選線均已接好。在8086系統(tǒng)中，存儲器分成兩部分，高位地址部分（奇字節(jié)）和低位地址部分（偶字節(jié)）。當A0=1時，片選信號選中奇字節(jié)；當A0=0時，選中偶字節(jié)。原理圖如圖2-11。（2）電路測試監(jiān)控正常則2764、27256、74LS373沒問題，用戶程序可正常運行則6264、62256沒問題。檢查復(fù)位信號，通過存儲器讀寫實驗，程序全速運行，觀察片選、讀、寫、總線信號是否正常。圖2-11 存儲器電路原理圖

25、11六位LED數(shù)碼管驅(qū)動顯示電路（1）電路原理該電路由六位LED數(shù)碼管、位驅(qū)動電路、端輸入電路組成，數(shù)碼管采用動態(tài)掃描的方式顯示。圖2-12 六位LED數(shù)碼管驅(qū)動顯示電路具體見原理圖，圖中用75451作數(shù)碼管的位驅(qū)動。跳線開關(guān)用于選擇數(shù)碼管的顯示源，可外接，也可選擇8279芯片。（2）電路測試：去除短路線，系統(tǒng)加電，將插孔LED-1與GND短接，用電源的VCC端依次碰觸插孔LED-A-LED-DP,觀察最左邊的數(shù)碼管的顯示段依次發(fā)亮，則可斷定此位數(shù)碼管顯示正常，否則檢查芯片75451、及連線。依次檢查其他各位數(shù)碼管電路。123X8鍵盤掃描電路（1）電路原理：鍵盤采用行列掃描的方式。如下圖2-1

26、3，其中SHIFT、CTRL兩鍵通過檢查是否與GND相連來判斷按鍵是否按下。圖2-13 3X8鍵盤掃描電路原理圖（2）電路測試按照上圖，系統(tǒng)加電，首先用萬用表的電壓檔依次測試各個插孔的電壓，在無鍵按下的情況下，共13個插孔的電壓皆為VCC電壓，否則檢查故障插孔相關(guān)的電路。上述檢查無誤后，將插孔KA10與GND短路，依次按鍵，插孔RL10-RL17應(yīng)有一個電壓將為GND,并且每當一個按鍵按下時，僅有一個對應(yīng)插孔的電壓降低。否則檢查相應(yīng)的案件是否正常。依次檢查KA11、K112。（五）、擴展接口定義為方便用戶設(shè)計其他實驗?zāi)K，本系統(tǒng)設(shè)計了兩個總線擴展接口，用戶最多可同時擴展兩塊模塊，對用戶來說十分

27、方便，其主要性能指標及要求為：1.模塊外形：170mmX81mm2.模塊于系統(tǒng)的接口：通過兩條SIP接口相連。接口的相對位置見圖2-3，各位的定義見下表。EXA插針定義 EXB插針定義 編號 定義 編號 定義 1 LCS0 1 VCC 2 LCS1 2 VCC 3 LCS2 3 GND4 LCS3 4 GND 5 DA4 5 DA0 6 DA5 6 DA1 7 DA6 7 DA2 8 DA7 8 DA3 9 A8 9 DD0 10 A9 10 DD1 11 A10 11 DD2 12 A11 12 DD3 13 CS0 13 DD4 14 CS1 14 DD5 15 CS2 15 DD6 16

28、 CS3 16 DD717 ALE18 IOWR19 IORD20 CS421 +12V22 +12V23 -12V24 -12V第三章 擴展板的安裝與使用本實驗箱設(shè)計了兩個總線擴展接口，方便于用戶設(shè)計外擴實驗?zāi)K，或購買本公司研發(fā)的多種外擴模塊，對用戶來說方便、簡捷，極大的提高用戶的動手能力，增強了本實驗箱的功能和靈活性。一、其主要性能指標及接口定義請參考前面介紹。二、擴展接口說明:兩個總線擴展接口在實驗箱的左下角的位置，其結(jié)構(gòu)如圖3-1所示:(單位mm)圖3-1 總線擴展接口的位置為增強穩(wěn)定性,上方16腳的接口座(EXA)采用32腳雙排座,上16腳分別與下16腳短接，例如：1腳與2腳短接，

29、3腳與4腳短接等等。同理，下方24腳接口座（EXB）采用48腳雙排座。各腳的定義見硬件介紹部分的接口定義說明。其中：CS0CS4為系統(tǒng)CPLD產(chǎn)生的片選信號；LCS0LCS3為用戶CPLD產(chǎn)生的片選信號；DA0DA7為低8位地址總線，A8A11為高4位地址總線；DD0DD7為低8位數(shù)據(jù)總線；ALE、IOWR、IORD均來自CPU，分別為地址鎖存、IO寫、IO讀信號。用戶可根據(jù)以上定義及尺寸自行設(shè)計接口模塊，本公司提供的接口擴展模塊也符合上述定義。三、擴展模塊的安裝和測試：關(guān)斷電源，將擴展模塊插到實驗箱的任意一組接口座上，應(yīng)使插針與插座緊密接觸并且不能有錯位。（注：兩組接口完全一致，可互換。）上

30、電，觀察系統(tǒng)能否正常復(fù)位，數(shù)碼管是否顯示正常，模塊上電源指示燈是否正常。若不正常，關(guān)電，拔下擴展模塊，先檢查實驗箱工作是否正常。若正常，則檢查接口座上的+5V、+12V、-12V和GND是否正常，若正常則說明擴展模塊有問題，應(yīng)進行維修或更換。四、擴展模塊的使用見各擴展模塊的使用說明。（注：模塊使用說明隨擴展模塊一道提供，指導(dǎo)書中不予提供。）第四章 8051調(diào)試軟件的安裝與使用一、MCS51集成開發(fā)環(huán)境的使用MCS51集成開發(fā)環(huán)境是為INTEL51系列程序開發(fā)的多窗口程序級開發(fā)調(diào)試軟件，它友好的WINDOWS界面使用戶的使用簡單快捷，極大的提高了程序的開發(fā)效率。1軟件的運行環(huán)境及安裝啟動（1）

31、運行環(huán)境要求：PC系列微機：486以上CPU內(nèi)存： 640K顯卡：VGA硬盤：2M以上（2）系統(tǒng)安裝：將標有LGDS的光盤放入光驅(qū)(假定為G)，查找G:lgds微機原理 單片機8051new的軟件包。 圖4-1 光盤上的源文件夾運行SETUP.EXE可執(zhí)行文件，開始安裝8051的WINDOWS版工具軟件。 圖4-2 工具軟件的安裝界面等待進度條完成100%時，進入如下界面。按要求退出其他應(yīng)用程序后，單擊“NEXT”，圖4-3 建議退出其他應(yīng)用程序界面繼續(xù)安裝。出現(xiàn)軟件的安裝協(xié)議認可書。如果不認可，單擊“NO”，則出現(xiàn)退出安裝程序確認界面，單擊“EXIT SETUP”退出安裝程序，單擊“RESU

32、ME”返回軟件安裝協(xié)議認可界面。如果認可協(xié)議，請單擊“YES”則進入下一步的安裝。圖4-4 軟件安裝協(xié)議界面圖4-5 退出安裝程序確認界面圖4-6 軟件安裝位置選擇界面點擊“BROWSE”選擇安裝路徑。單擊“NEXT”繼續(xù)安裝。進入程序文件夾選擇界面選擇程序文件夾，可使用默認設(shè)置，再單擊“NEXT”，繼續(xù)軟件安裝,進入文件復(fù)制界面。圖4-7 程序文件夾選擇界面圖4-8 文件復(fù)制界面等待完成100%，軟件安裝全部完成。2軟件使用指南。（1）軟件啟動在“開始”菜單“程序”中選擇“MCS51”，進入MCS51軟件。出現(xiàn)下面的窗口。提示計算機系統(tǒng)正在與實驗系統(tǒng)建立連接，此時請按實驗系統(tǒng)板上的“RESE

33、T”按鍵，如果通訊正常，則在計算機上提示“連接成功！”，進入程序集成環(huán)境。否則提示“無法復(fù)位”，則在脫機模式下進入程序集成環(huán)境主窗口。系統(tǒng)默認與實驗系統(tǒng)的連接方式為串口1連接。串口及通訊參數(shù)的確定可在此窗口下設(shè)定（見后）。（2）主窗口簡介主窗口共有以下幾個區(qū)域組成：最上部為此集成開發(fā)環(huán)境的程序名稱及打開的文件名稱（當沒文件打開時，則無文件名稱顯示），一般為藍底白字。它的下部為主菜單，主菜單的項目與工作狀態(tài)有關(guān)：當沒有文件打開或運行時，只有三項：文件、查看、幫助。而當有文件打開時，則共有九項：文件、編輯、查看、編譯、調(diào)試、控制對象、選項、窗口、幫助（主菜單的功能見功能詳解）。在主菜單的下部為工具

34、欄，自左至右為：新建C文件（）、新建匯編文件（）、打開（文件）（）、文件保存（存盤）（）、剪切（）、復(fù)制（）、粘貼（）、C程序編譯命令(Ctrl+F7)（）、C程序連接命令(Shift+F7)（）、C程序編譯連接命令(F3)（）、匯編命令(F3)（）、開始調(diào)試(F5)（）、停止調(diào)試Shift+F5（）、程序復(fù)位Ctrl+F2（）、設(shè)置/清除斷點Ctrl+F8（）、跟蹤調(diào)試F7（）、單步執(zhí)行F8()、執(zhí)行到光標行F4（）、運行F9()、反匯編窗口Alt+5（）、寄存器窗口Alt+2（）、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器窗口Alt+3（）、外部數(shù)據(jù)存儲器窗口Alt+4（）、步進電機實驗（）、爐溫控制實驗（）、電機調(diào)

35、速實驗（）、中止實驗（）、幫助（）這些工具并不是同時有效。具體見工具按鈕功能詳解。在主界面的中央的大面積區(qū)域為文件的編輯區(qū)，可打開匯編文件、C文件及其他形式的文本文件。在主界面的下部為狀態(tài)欄，最左邊為命令/提示欄，顯示當前正在執(zhí)行的命令或工作狀態(tài)，當光標指向一個按鈕時，此欄也顯示此按鈕的功能。第二欄為光標在編輯區(qū)域中所處的行、列位置，右邊的兩欄分別顯示當前鍵盤字母鍵的大/小寫狀態(tài)及小鍵盤的狀態(tài)（數(shù)字/命令）。無文件打開時，下列工具有效：新建C文件（）、新建匯編文件（）、打開（文件）（）、當前文件為匯編文件（.asm）（非編輯狀態(tài) ） 新建C文件（）、新建匯編文件（）、打開（文件）（文件保存（存

36、盤）（）、剪切（）、復(fù)制（）、 匯編命令(F3)（）。 當前文件為C51文件（.c）（非編輯狀態(tài)），下列工具有效： 新建C文件（）、新建匯編文件（）、打開（文件）（）、文件保存（存盤）（）、剪切（）、復(fù)制（）、C程序編譯命令（）、C程序連接命令（）、C程序編譯連接命令（）。文件編輯狀態(tài)，下列工具有效：剪切（）、復(fù)制（）、粘貼（）、 程序調(diào)試狀態(tài)，下列工具有效：停止調(diào)試Shift+F5（）、程序復(fù)位Ctrl+F2（）、設(shè)置/清除斷點Ctrl+F8（）跟蹤調(diào)試F7（）、單步執(zhí)行F8()、執(zhí)行到光標行F4（）、運行F9()、反匯編窗口Alt+5（）、寄存器窗口Alt+2（）、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器窗口Alt

37、+3（）、外部數(shù)據(jù)存儲器窗口Alt+4（）。專用工具按鈕 ：步進電機實驗（）、爐溫控制實驗（）、電機調(diào)速實驗（）、中止實驗（）（3）編輯程序主窗口下。在“文件”中選擇“新建”菜單，可進行C語言編輯或匯編語言編輯。也可以選擇“打開”，打開現(xiàn)有的實驗程序（選擇后綴.ASM或.C,可分別打開匯編語言程序和C語言實驗程序）。（4）編譯調(diào)試 程序編輯完成后,即可進行編譯調(diào)試。主菜單中有“編譯”欄，可對當前文件進行編譯?！罢{(diào)試”欄可進行系統(tǒng)復(fù)位及其他調(diào)試手段?！斑x項”欄“通訊串口選項”可進行通訊口設(shè)置?！安榭础睓诳纱蜷_內(nèi)存、外存、寄存器等窗口，通過修改存儲器地址可查看不同地址區(qū)的內(nèi)容，也可以對其進行修改。

38、 第五章 基本實驗(8051)實驗一 開發(fā)系統(tǒng)，開發(fā)環(huán)境應(yīng)用練習，算術(shù)運算程序編制及調(diào)試一、實驗?zāi)康模?. 掌握EL-MUT-III 型微機/單片機教學(xué)實驗系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境的應(yīng)用。2. 掌握程序的編輯及調(diào)試過程。二、實驗設(shè)備：EL-MUT-III型單片機實驗箱、8051CPU模塊三、實驗內(nèi)容：開發(fā)環(huán)境應(yīng)用練習。算數(shù)運算程序的編制與調(diào)試練習。四、實驗過程（一）EL-MUT-III 型微機/單片機教學(xué)實驗系統(tǒng)及開發(fā)環(huán)境。1開啟計算機,桌面顯示如圖1 ； 開啟實驗儀電源(實驗儀與計算機的連接見實物) . 2進入實驗環(huán)境 電擊“CS51”圖標,出現(xiàn)界面如圖2 圖2圖1串口選擇COM1/ COM2(按串口

39、線實際連接選擇 ),波特率選擇9600（或其他）。按確定鍵進入實驗環(huán)境.如圖3圖33編輯程序點擊文件菜單,如果打開原來已有文件，選擇“打開（O）” ，選擇文件，打開后如圖4；如果編輯新建程序，則點擊"新建（N）"，選擇ASM51文件"，出現(xiàn)圖5，即可以編輯新文件.圖4圖54編譯程序編輯完程序后,選擇菜單"編譯(C)",編譯程序；或者點擊“A “，進行匯編。無錯誤則出現(xiàn)提示如圖6: 有錯誤出現(xiàn)提示如圖7，可以根據(jù)錯誤提示圖8修改.圖6圖7圖85調(diào)試程序 (1)程序下載點擊"調(diào)試"菜單,出現(xiàn)界面圖9。選擇"單片機復(fù)位(

40、M)",彈出對話框如圖10,按"確定",然后按實驗儀右下方的黃色按鍵PRESET,實驗儀上數(shù)碼管顯示"C_",表示下載完畢.圖10圖9 (2)調(diào)試程序選擇調(diào)試菜單中的"調(diào)試(E)"后,片刻后功能條由虛變實，如圖11，也可選擇"調(diào)(D)"，現(xiàn)菜單選項如圖12圖11圖12在此選擇中，可以選擇“單步運行”,“執(zhí)行到光標行”,“連續(xù)運行”等。 在程序運行后，如果改寫程序,首先要按"停止調(diào)試(X)"，然后改寫。6查看程序運行結(jié)果和51單片機系統(tǒng)信息點擊功能條上的"R",出現(xiàn)界

41、面如圖 可以查看各個寄存器內(nèi)容如如圖13。圖13點擊功能條上的"I",出現(xiàn)界面如圖14，可以查看片內(nèi)RAM各單元內(nèi)容.圖14 點擊功能條上的"E",出現(xiàn)界面如圖15，可以查看片外RAM 各單元內(nèi)容.圖15（二）算數(shù)運算程序的編輯及調(diào)試1三字節(jié)無符號二進制加法程序的編制及調(diào)試。參考程序：被加數(shù)存放在片內(nèi)RAM 22H20H中，加數(shù)存放在片內(nèi)RAM 32H30H中，和存放在片內(nèi)RAM 42H40H中。（如果最高位有進位則Cy為1，所以暫不考慮和為4字節(jié)。） ORG 0000H LJMP STARTORG 4100HSTART: MOV A，20H ADD A

42、,30H MOV 40H,A MOV A，21H ADDC A,31H MOV 41H,A MOV A，22H ADDC A,32H MOV 42H,A END若和為4字節(jié)則應(yīng)增加程序參考如下： CLR A ADDC A，#0 MOV 43H，A END 2三字節(jié)十進制（BCD碼）加法程序的編制及調(diào)試。（要求同學(xué)自己設(shè)計程序） 3三字節(jié)無符號二進制減法程序的編制及調(diào)試。（要求同學(xué)自己設(shè)計程序） 4兩字節(jié)無符號二進制乘單字節(jié)無符號二進制乘法程序的編制及調(diào)試（選做，要求同學(xué)自己設(shè)計程序）。實驗二 I/O口控制編程及調(diào)試實驗（一）P1 口應(yīng)用實驗一一、實驗?zāi)康模?. 學(xué)習P1口的使用方法。2. 學(xué)習

43、延時子程序的編寫和使用。二、實驗設(shè)備：EL-MUT-III型單片機實驗箱、8051CPU模塊三、實驗內(nèi)容：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)點亮。2. P1口做輸入口，接八個按紐開關(guān)，以實驗箱上74LS273做輸出口，編寫程序讀取開關(guān)狀態(tài)，在發(fā)光二極管上顯示出來。四、實驗原理：P1口為準雙向口，P1口的每一位都能獨立地定義為輸入位或輸出位。作為輸入位時，必須向鎖存器相應(yīng)位寫入“1”，該位才能作為輸入。8031中所有口鎖存器在復(fù)位時均置為“1”，如果后來在口鎖存器寫過“0”，在需要時應(yīng)寫入一個“1”，使它成為一個輸入?？梢杂玫诙€實驗做一下實驗。先按要求編好程序并

44、調(diào)試成功后，可將P1口鎖存器中置“0”，此時將P1做輸入口，會有什么結(jié)果。再來看一下延時程序的實現(xiàn)?，F(xiàn)常用的有兩種方法，一是用定時器中斷來實現(xiàn)，一是用指令循環(huán)來實現(xiàn)。在系統(tǒng)時間允許的情況下可以采用后一種方法。本實驗系統(tǒng)晶振為6.144MHZ，則一個機器周期為12÷6.144us即1÷0.512us。現(xiàn)要寫一個延時0.1s的程序，可大致寫出如下： MOV R7，#X （1） DEL1：MOV R6，#200 （2） DEL2：DJNZ R6，DEL2 （3） DJNZ R7，DEL1 （4）上面MOV、DJNZ指令均需兩個機器周期，所以每執(zhí)行一條指令需要1÷0.25

45、6us，現(xiàn)求出X值：1÷0.256+X（1÷0.256+200×1÷0.256+1÷0.256）=0.1×10指令（1） 指令（2） 指令（3） 指令（4）所需時間 所需時間 所需時間 所需時間X=(0.1××10-1÷0.256)/（1÷0.256+200×1÷0.256+1÷0.256）=127D=7FH經(jīng)計算得X=127。代入上式可知實際延時時間約為0.100215s，已經(jīng)很精確了。五、實驗原理圖：圖5-1 P1口輸出實驗圖5-2 P1口輸入實驗六、實驗步驟：

46、1. 執(zhí)行程序1(T1_1.ASM)時：P1.0P1.7接發(fā)光二極管L1L8。2. 執(zhí)行程序2(T1_1.ASM)時：P1.0P1.7接平推開關(guān)K1K8；74LS273的O0O7接發(fā)光二極管L1L8；74LS273的片選端CS273接CS0（由程序所選擇的入口地址而定，與CSOCS7相應(yīng)的片選地址請查看第一部分系統(tǒng)資源，以后不贅述）。七、程序框圖： 循環(huán)點亮發(fā)光二極管通過發(fā)光二極管將P1口的狀態(tài)顯示八、參考程序：1、循環(huán)點亮發(fā)光二極管（T1_1.ASM）;NAME T1_1 ;P1口輸實驗ORG 0000H LJMP STARTORG 4100HSTART: MOV A,#0FEHLOOP:

47、RL A ; 左移一位，點亮下一個發(fā)光二極管 MOV P1,A LCALL DELAY ;延時 0.1秒 JMP LOOP; DELAY: MOV R1,#127 ; 延時0.1秒DEL1: MOV R2,#200DEL2: DJNZ R2,DEL2 DJNZ R1,DEL1 RET; END2、通過發(fā)光二極管將P1口的狀態(tài)顯示(T1_2.ASM);NAME T1_2 ;P1口輸入實驗OUT_PORTEQU0CFA0HORG 0000H LJMP STARTORG 4100HSTART: MOV P1,#0FFH ;復(fù)位P1口為輸入狀態(tài) MOV A,P1 ;讀P1口的狀態(tài)值入累加器A MOV

48、DPTR,#OUT_PORT ;將輸出口地址賦給地址指針DPTR MOVX DPTR,A ;將累加器A的值賦給DPTR指向的地址 JMP START ;繼續(xù)循環(huán)監(jiān)測端口P1的狀態(tài) 實驗三 I/O口控制編程及調(diào)試實驗（二）P1 口應(yīng)用實驗二一、實驗?zāi)康模?. 學(xué)習P1口既做輸入又做為輸出的使用方法。2. 學(xué)習數(shù)據(jù)輸入、輸出程序的設(shè)計方法。二、實驗設(shè)備：EL-MUT-III型單片機實驗箱、8051CPU模塊三、實驗原理：P1口的使用方法這里不講了。有興趣者不妨將實驗例程中的“SETB P1.0, SETB P1.1”中的“SETB”改為“CLR”看看會有什么結(jié)果。另外，例程中給出了一種N路轉(zhuǎn)移的常

49、用設(shè)計方法，該方法利用了JMP A+DPTR的計算功能，實現(xiàn)轉(zhuǎn)移。該方法的優(yōu)點是設(shè)計簡單，轉(zhuǎn)移表短，但轉(zhuǎn)移表大小加上各個程序長度必須小于256字節(jié)。四、實驗原理圖：P1口輸入、輸出實驗五、實驗步驟：平推開關(guān)的輸出K1接P1.0；K2接P1.1；發(fā)光二極管的輸入L1接P1.2；L2接P1.3；L5接P1.4；L6接P1.5。運行實驗程序，K1做為左轉(zhuǎn)彎開關(guān)，K2做為右轉(zhuǎn)彎開關(guān)。L5、L6做為右轉(zhuǎn)彎燈，L1、L2做為左轉(zhuǎn)彎燈。結(jié)果顯示：1：K1接高電平K2接低電平時，右轉(zhuǎn)彎燈（L5、L6）滅，左轉(zhuǎn)彎燈（L1、L2）以一定頻率閃爍；2：K2接高電平K1接低電平時，左轉(zhuǎn)彎燈（L1、L2）滅，右轉(zhuǎn)彎燈（L5、L6）以一定頻率閃爍；3：K1、K2同時接低電平時，發(fā)光二極管全滅；4：K1、K2同時接高電平時，發(fā)光二極管全亮。六、參考程序：T2.ASM;NAME T2 ;P1口輸入輸出實驗ORG 0000H LJMP STARTORG 4100HS