《单片微机原理及应用》
实验指导书
课程中文名称：单片微机原理及应用 课程代码：36607
课程英文名称： Principles and Applications of Micro-controller 课程性质：学科基础必修课
总学时：48学时（其中讲课36学时，实验12学时）
实验地点:15号楼202室
实验课时间：11月10日（第9、11、13、15周）
浙江理工大学 机控学院
概述
实验设备：深圳市学林电子有限公司XL600单片机实验仪
（http://www.51c51.com）
实验一 定时器、中断、IO口综合实验—LED灯闪烁实验
一、实验目的
熟悉MCS-51定时器、中断初始化编程方法； 了解定时器应用实时程序的设计与调试技巧； 二、实验内容
实现4个LED按一定规律闪烁 三、程序框图
四、实验步骤
1、 硬件连接：8PIN数据排线把CPU部份的P1口（JP44）连接到八路指示灯部份的
JP32。
2、 输入源程序，编译
3、 在中断入口矢量处设置断点，来观察中断时PC、堆栈指针SP的值。 4、 全速执行，观察LED灯的变化情况 五、实验报告
1、进入中断程序时，SP及（SP-1）两单元内的值代表什么？ 2、上机实验程序。 汇编语言参考程序 ORG 0 LJMP STA ORG 000BH LJMP TIME0T ORG 0030H
STA: MOV SP,#70H
MOV TMOD,#01H LOOP: TIME0T: TT1: TT2: MOV TH0,#00H MOV TL0,#01H SETB EA SETB ET0 SETB TR0 MOV P1,#08H INC R1 LJMP LOOP MOV TH0,#00H MOV TL0,#01H MOV A,P1 JB ACC.0, TT1 RR A LJMP TT2 MOV A,#08H MOV P1,A RETI END
实验二 并口实验－数码管动态扫描显示
一、实验目的
1．学习并口的应用
2．掌握数码管动态扫描显示的硬件接线和编程方法 二、实验内容
1、硬件接线；
原理图：8个数码管（共阳）它的数据线并联接到JP5， 位控制由8个PNP型三级管驱动后由JP8引出。
（1） 接8位数码管的数据线：将数码管部份的数据口 JP5接到CPU部份的P0口JP51. （2） 接8位数码管的显示位线：将数码管部份的显示位口 JP8接到CPU部份的P2口JP52.
0010 1000
2、编程与调试
数码管动态扫描显示01234567的参考程序
汇编语言参考程序： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0080H MAIN:
CLR P2.0 ;选中第一个数码管 MOV P0,#28H ;显示0 LCALL DELAY ; 调用延时 MOV P0,#0FFH ;关显示 SETB P2.0
CLR P2.1 ;选中第二个数码管 MOV P0,#7EH ;显示1 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH SETB P2.1
CLR P2.2 ;选中第三个数码管 MOV P0,#0A2H ;显示2 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH SETB P2.2
CLR P2.3 ;选中第四个数码管 MOV P0,#62H ;显示3 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH SETB P2.3
CLR P2.4 ;选中第五个数码管 MOV P0,#74H ;显示4 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH SETB P2.4
CLR P2.5 ;选中第六个数码管 MOV P0,#61H ; 显示5 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH SETB P2.5
CLR P2.6 ;选中第七个数码管 MOV P0,#21H ; 显示6 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH SETB P2.6
CLR P2.7 ;选中第八个数码管 MOV P0,#7AH ; 显示7 LCALL DELAY SETB P2.7 MOV P0,#0FFH AJMP MAIN ;重新开始 DELAY: ;延时子程序 MOV R7,#2 D1: MOV R6,#25 D2: DJNZ R6,D2 DJNZ R7,D1 RET END
c语言参考程序：
#include //头文件
#define uchar unsigned char //宏定义，为方便编程 #define uint unsigned int
#define DIGI P0 //宏定义，将P1口定义为数码管 #define SELECT P0 //宏定义，将P2定义为数码管选择口
uchar digivalue[]={0x28,0x7e,0x0a2,0x62,0x74,0x61,0x21,0x7a,0x20,0x60}; //显示的数字数组，依次为0，1，..，9
uchar select[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //选择数码管数组，依次选择1，2，..，8
void delay() //延迟函数，决定数码管跳变的间隔时间 {
uchar ii=200; //若发现数码管闪烁，调节这里即可
while(ii--); }
char code SST516[3] _at_ 0x003b; //仿真器插入代码 main() //主函数 {
uchar i=0; while(1) {
for(i=0;i
SELECT=select[i]; //选择第i个数码管 DIGI=digivalue[i]; //显示i delay(); } } }
三、实验报告
1.如何使LED显示自己的学号？写出操作过程。
实验三（1） 模拟/数字转换器实验
一、实验目的
1．学习接口芯片的扩展方法
2．掌握模拟量数字量接口芯片的应用方法 二、实验内容
2、ADC芯片的编程与调试 把输入的电压值读入到A中去
-----------------------参考程序------------------- ;//定义ADC的连接端口 ad_cs equ P3.6 ad_wr equ P2.0 ad_rd equ P3.7
ad_input_port equ p1 ORG 0000h LJMP main org 0030h main:
LCALL adc_demo AJMP main
;// 启动AD转换 Adc_Start: CLR ad_cs NOP
CLR ad_wr NOP
SETB ad_wr NOP
SETB ad_cs NOP RET
Adc_Read: ;// 读AD转换 mov ad_input_port,#0ffh clr ad_cs nop
clr ad_rd nop nop
mov a,AD_INPUT_PORT nop
setb ad_rd nop
setb ad_cs ret
;// AD转换读取延时程序，显示读到的数值 Adc_Demo:
lcall Adc_Start lcall delay1ms lcall adc_read clr p2.0 clr p2.3 mov p0,a ret
delay1ms: mov r7,#10 tt1:
mov r6,#50
djnz r6,$ ;2us djnz r7,tt1 ret end
三、实验步骤
1．ADC0804硬件连接：
（1）数据线：用一根8PIN的数据排线， 一端插入ADC0804部分的数据输入端JP35, 另一端插入CPU部分JP44(P1口)；
（2）控制线：用一个2PIN数据线插入CPU部分JP53（P3口）的P3.6，P3.7另一端插入ADC0804部分的输入端J3. 2．LED指示灯连接：
3用一根8PIN的数据排线，一端插入八路指示灯部分的JP32, 另一端插入CPU部分JP51(P0口) 3．编程及程序调试 4．观察及记录 （1）用一个小螺丝刀调整AD转换部分的ADJ3 可以看到P0口引出的8个LED逐次变化。
（2）用压，通过小螺丝刀调整出10种输入电压（用万用表测量），分别运行程序记录读入的数字量，并列表格，计算与理论分析的误差。
三、实验报告
1、根据10种输入电压及对应读入的数字量，列表格，计算与理论数字量之间的误差。
实验三（2） DA转换与拨码和指示灯综合实验
一、实验目的
1．学习接口芯片的扩展方法
2．掌握数字量模拟量接口芯片的应用方法 3．综合人机接口对模拟量输出的控制 4．示波器的使用 二、实验内容
2． 8路拨动开关一端接地，另外一端8路通过JP40引出。
3．参考程序
产生周期可以通过拨码值改变的方波（或另外的波形）
#include unsigned char led;
char code SST516[3] _at_ 0x003b; sbit cs1=P2^7; sbit wr1=P2^6;
/////////////////////////// //函数声明
void delay(unsigned char m); void DA(unsigned char d);
void main() { unsigned char pwm; pwm=0x0; while(1) { led=P3; //读取P3口的拨码开关值 P1=led; //仅对低位有效 delay(led); DA(pwm); pwm=~pwm;
}
}
void delay(unsigned char m) {
while(m--) {
unsigned char i=255; while(i--); } } //DA转换
void DA(unsigned char d) { wr1=1; cs1=0;
P0=d; wr1=0; wr1=0; wr1=0;
wr1=0; //后面几个用于延时
}
wr1=1; cs1=0;
三、实验步骤
1．拨码开关和指示灯的连接
把八路拨动开关的JP40用一条8PIN的数据排线引入到CPU的P3口JP53,然后用一条8PIN的数据排线把CPU部份的P1口（JP44）连接到八路指示灯部份的JP32。
2．DAC0832连接
（1） 用一个1PIN数据线一端插入CPU部分JP52（P2口）的P2.6，另外一端插入DAC0832部分的输入端JP24的WR端。
（2） 用一个1PIN数据线一端插入CPU部分JP52（P2口）的P2.7，另外一端插入DAC0832部分的输入端JP24的CS端。
（3） 用一根8PIN的数据排线， 一端插入DAC0832部分的数据输入端JP27, 另一端插入CPU部分JP51(P0口)
3．用一台示波器，在J2口观察DA转换后的输出信号。 建议调整到Y轴0.2V/格 X轴1MS/格
.
三、实验报告
1．记录二张不同拨码值时的示波器输出图
2．编写输出方波的高低电压分别为2.5V和0时的程序。
实验四 综合实验－步进电机
一、实验目的
1．学习步进电机的工作原理
2．掌握步进电机速度和位移的控制 二、实验内容
1.了解步进电机的工作原理和特性
（1）步进电机必须加驱动才可以运转， 驱动型号必须为脉冲信号，没有脉冲的时候， 步进
电机静止， 如果加入适当的脉冲信号， 就会以一定的角度（称为步角）转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。
（2）本实验中步进电机的步进角度为7.5度，一圈360度， 需要48个脉冲完成。 （3）改变脉冲的顺序， 可以改变转动的方向。
2.硬件连线
（1）本套件采用的是12v步进电机，为了演示的方便， 实验套件为他提供了5v的电源,
此时转动力矩较小，读者也可自行把他应用为12v。
（2）该步进电机的耗电流为200ma左右， 采用 uln2003驱动，驱动端口为
p1.0,p1.1,p1.2,p1.3. 由于uln2003本身是一个反向器，因此在实际应用中我们在他前面设计了一个74ls14的反向器。使他最终的结果还是同相。
相关原理：
汇编语言参考程序： ORG 0080H
X1: MOV R3,#250 start: MOV R0,#00H start1:MOV P1,#0FFH MOV A,R0
MOV DPTR,#TABLE
MOVC A,@A+DPTR JZ START CPL A MOV P1,A LCALL DELAY INC R0
DJNZ R3, START1 MOV R3,#250
start2: MOV P1,#0FFH
MOV R0,#05
start3:MOV A,R0
MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR JZ START2 CPL A
MOV P1,A LCALL DELAY INC R0
DJNZ R3,START3 LJMP X1
DELAY: MOV R5,#40;延时。 D1: MOV R6,#10 D2: MOV R7,#18
DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET
TABLE:
DB 03h,09h,0ch,06h DB 00
DB 06h,0ch,09h,03h DB 00 end
c语言参考程序：
#include //头文件
#define uchar unsigned int //宏定义，为方便编程 #define uint unsigned int
#define MOTORSTEP P1 //宏定义，定义P1口为步进电机驱动端口 uchar code step[]={0x03,0x09,0x0c,0x06}; //步进电机驱动值数组 void delay() //步进电机每一步间延迟函数 {
uchar i=4000; while(i--); }
char code SST516[3] _at_ 0x003b; //仿真插入代码 main() //主函数 {
uchar i=0; while(1) {
for(i=0;i
MOTORSTEP=step[i]; //取值赋给P1驱动口 delay(); //延迟 } } }
三、实验报告
1．编写程序，使步进电机旋转一转后，回到原来的位置。 2．步进电机的速度如何进行调整
《单片微机原理及应用》
实验指导书
课程中文名称：单片微机原理及应用 课程代码：36607
课程英文名称： Principles and Applications of Micro-controller 课程性质：学科基础必修课
总学时：48学时（其中讲课36学时，实验12学时）
实验地点:15号楼202室
实验课时间：11月10日（第9、11、13、15周）
浙江理工大学 机控学院
概述
实验设备：深圳市学林电子有限公司XL600单片机实验仪
（http://www.51c51.com）
实验一 定时器、中断、IO口综合实验—LED灯闪烁实验
一、实验目的
熟悉MCS-51定时器、中断初始化编程方法； 了解定时器应用实时程序的设计与调试技巧； 二、实验内容
实现4个LED按一定规律闪烁 三、程序框图
四、实验步骤
1、 硬件连接：8PIN数据排线把CPU部份的P1口（JP44）连接到八路指示灯部份的
JP32。
2、 输入源程序，编译
3、 在中断入口矢量处设置断点，来观察中断时PC、堆栈指针SP的值。 4、 全速执行，观察LED灯的变化情况 五、实验报告
1、进入中断程序时，SP及（SP-1）两单元内的值代表什么？ 2、上机实验程序。 汇编语言参考程序 ORG 0 LJMP STA ORG 000BH LJMP TIME0T ORG 0030H
STA: MOV SP,#70H
MOV TMOD,#01H LOOP: TIME0T: TT1: TT2: MOV TH0,#00H MOV TL0,#01H SETB EA SETB ET0 SETB TR0 MOV P1,#08H INC R1 LJMP LOOP MOV TH0,#00H MOV TL0,#01H MOV A,P1 JB ACC.0, TT1 RR A LJMP TT2 MOV A,#08H MOV P1,A RETI END
实验二 并口实验－数码管动态扫描显示
一、实验目的
1．学习并口的应用
2．掌握数码管动态扫描显示的硬件接线和编程方法 二、实验内容
1、硬件接线；
原理图：8个数码管（共阳）它的数据线并联接到JP5， 位控制由8个PNP型三级管驱动后由JP8引出。
（1） 接8位数码管的数据线：将数码管部份的数据口 JP5接到CPU部份的P0口JP51. （2） 接8位数码管的显示位线：将数码管部份的显示位口 JP8接到CPU部份的P2口JP52.
0010 1000
2、编程与调试
数码管动态扫描显示01234567的参考程序
汇编语言参考程序： ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0080H MAIN:
CLR P2.0 ;选中第一个数码管 MOV P0,#28H ;显示0 LCALL DELAY ; 调用延时 MOV P0,#0FFH ;关显示 SETB P2.0
CLR P2.1 ;选中第二个数码管 MOV P0,#7EH ;显示1 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH SETB P2.1
CLR P2.2 ;选中第三个数码管 MOV P0,#0A2H ;显示2 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH SETB P2.2
CLR P2.3 ;选中第四个数码管 MOV P0,#62H ;显示3 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH SETB P2.3
CLR P2.4 ;选中第五个数码管 MOV P0,#74H ;显示4 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH SETB P2.4
CLR P2.5 ;选中第六个数码管 MOV P0,#61H ; 显示5 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH SETB P2.5
CLR P2.6 ;选中第七个数码管 MOV P0,#21H ; 显示6 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH SETB P2.6
CLR P2.7 ;选中第八个数码管 MOV P0,#7AH ; 显示7 LCALL DELAY SETB P2.7 MOV P0,#0FFH AJMP MAIN ;重新开始 DELAY: ;延时子程序 MOV R7,#2 D1: MOV R6,#25 D2: DJNZ R6,D2 DJNZ R7,D1 RET END
c语言参考程序：
#include //头文件
#define uchar unsigned char //宏定义，为方便编程 #define uint unsigned int
#define DIGI P0 //宏定义，将P1口定义为数码管 #define SELECT P0 //宏定义，将P2定义为数码管选择口
uchar digivalue[]={0x28,0x7e,0x0a2,0x62,0x74,0x61,0x21,0x7a,0x20,0x60}; //显示的数字数组，依次为0，1，..，9
uchar select[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //选择数码管数组，依次选择1，2，..，8
void delay() //延迟函数，决定数码管跳变的间隔时间 {
uchar ii=200; //若发现数码管闪烁，调节这里即可
while(ii--); }
char code SST516[3] _at_ 0x003b; //仿真器插入代码 main() //主函数 {
uchar i=0; while(1) {
for(i=0;i
SELECT=select[i]; //选择第i个数码管 DIGI=digivalue[i]; //显示i delay(); } } }
三、实验报告
1.如何使LED显示自己的学号？写出操作过程。
实验三（1） 模拟/数字转换器实验
一、实验目的
1．学习接口芯片的扩展方法
2．掌握模拟量数字量接口芯片的应用方法 二、实验内容
2、ADC芯片的编程与调试 把输入的电压值读入到A中去
-----------------------参考程序------------------- ;//定义ADC的连接端口 ad_cs equ P3.6 ad_wr equ P2.0 ad_rd equ P3.7
ad_input_port equ p1 ORG 0000h LJMP main org 0030h main:
LCALL adc_demo AJMP main
;// 启动AD转换 Adc_Start: CLR ad_cs NOP
CLR ad_wr NOP
SETB ad_wr NOP
SETB ad_cs NOP RET
Adc_Read: ;// 读AD转换 mov ad_input_port,#0ffh clr ad_cs nop
clr ad_rd nop nop
mov a,AD_INPUT_PORT nop
setb ad_rd nop
setb ad_cs ret
;// AD转换读取延时程序，显示读到的数值 Adc_Demo:
lcall Adc_Start lcall delay1ms lcall adc_read clr p2.0 clr p2.3 mov p0,a ret
delay1ms: mov r7,#10 tt1:
mov r6,#50
djnz r6,$ ;2us djnz r7,tt1 ret end
三、实验步骤
1．ADC0804硬件连接：
（1）数据线：用一根8PIN的数据排线， 一端插入ADC0804部分的数据输入端JP35, 另一端插入CPU部分JP44(P1口)；
（2）控制线：用一个2PIN数据线插入CPU部分JP53（P3口）的P3.6，P3.7另一端插入ADC0804部分的输入端J3. 2．LED指示灯连接：
3用一根8PIN的数据排线，一端插入八路指示灯部分的JP32, 另一端插入CPU部分JP51(P0口) 3．编程及程序调试 4．观察及记录 （1）用一个小螺丝刀调整AD转换部分的ADJ3 可以看到P0口引出的8个LED逐次变化。
（2）用压，通过小螺丝刀调整出10种输入电压（用万用表测量），分别运行程序记录读入的数字量，并列表格，计算与理论分析的误差。
三、实验报告
1、根据10种输入电压及对应读入的数字量，列表格，计算与理论数字量之间的误差。
实验三（2） DA转换与拨码和指示灯综合实验
一、实验目的
1．学习接口芯片的扩展方法
2．掌握数字量模拟量接口芯片的应用方法 3．综合人机接口对模拟量输出的控制 4．示波器的使用 二、实验内容
2． 8路拨动开关一端接地，另外一端8路通过JP40引出。
3．参考程序
产生周期可以通过拨码值改变的方波（或另外的波形）
#include unsigned char led;
char code SST516[3] _at_ 0x003b; sbit cs1=P2^7; sbit wr1=P2^6;
/////////////////////////// //函数声明
void delay(unsigned char m); void DA(unsigned char d);
void main() { unsigned char pwm; pwm=0x0; while(1) { led=P3; //读取P3口的拨码开关值 P1=led; //仅对低位有效 delay(led); DA(pwm); pwm=~pwm;
}
}
void delay(unsigned char m) {
while(m--) {
unsigned char i=255; while(i--); } } //DA转换
void DA(unsigned char d) { wr1=1; cs1=0;
P0=d; wr1=0; wr1=0; wr1=0;
wr1=0; //后面几个用于延时
}
wr1=1; cs1=0;
三、实验步骤
1．拨码开关和指示灯的连接
把八路拨动开关的JP40用一条8PIN的数据排线引入到CPU的P3口JP53,然后用一条8PIN的数据排线把CPU部份的P1口（JP44）连接到八路指示灯部份的JP32。
2．DAC0832连接
（1） 用一个1PIN数据线一端插入CPU部分JP52（P2口）的P2.6，另外一端插入DAC0832部分的输入端JP24的WR端。
（2） 用一个1PIN数据线一端插入CPU部分JP52（P2口）的P2.7，另外一端插入DAC0832部分的输入端JP24的CS端。
（3） 用一根8PIN的数据排线， 一端插入DAC0832部分的数据输入端JP27, 另一端插入CPU部分JP51(P0口)
3．用一台示波器，在J2口观察DA转换后的输出信号。 建议调整到Y轴0.2V/格 X轴1MS/格
.
三、实验报告
1．记录二张不同拨码值时的示波器输出图
2．编写输出方波的高低电压分别为2.5V和0时的程序。
实验四 综合实验－步进电机
一、实验目的
1．学习步进电机的工作原理
2．掌握步进电机速度和位移的控制 二、实验内容
1.了解步进电机的工作原理和特性
（1）步进电机必须加驱动才可以运转， 驱动型号必须为脉冲信号，没有脉冲的时候， 步进
电机静止， 如果加入适当的脉冲信号， 就会以一定的角度（称为步角）转动。转动的速度和脉冲的频率成正比。
（2）本实验中步进电机的步进角度为7.5度，一圈360度， 需要48个脉冲完成。 （3）改变脉冲的顺序， 可以改变转动的方向。
2.硬件连线
（1）本套件采用的是12v步进电机，为了演示的方便， 实验套件为他提供了5v的电源,
此时转动力矩较小，读者也可自行把他应用为12v。
（2）该步进电机的耗电流为200ma左右， 采用 uln2003驱动，驱动端口为
p1.0,p1.1,p1.2,p1.3. 由于uln2003本身是一个反向器，因此在实际应用中我们在他前面设计了一个74ls14的反向器。使他最终的结果还是同相。
相关原理：
汇编语言参考程序： ORG 0080H
X1: MOV R3,#250 start: MOV R0,#00H start1:MOV P1,#0FFH MOV A,R0
MOV DPTR,#TABLE
MOVC A,@A+DPTR JZ START CPL A MOV P1,A LCALL DELAY INC R0
DJNZ R3, START1 MOV R3,#250
start2: MOV P1,#0FFH
MOV R0,#05
start3:MOV A,R0
MOV DPTR,#TABLE MOVC A,@A+DPTR JZ START2 CPL A
MOV P1,A LCALL DELAY INC R0
DJNZ R3,START3 LJMP X1
DELAY: MOV R5,#40;延时。 D1: MOV R6,#10 D2: MOV R7,#18
DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET
TABLE:
DB 03h,09h,0ch,06h DB 00
DB 06h,0ch,09h,03h DB 00 end
c语言参考程序：
#include //头文件
#define uchar unsigned int //宏定义，为方便编程 #define uint unsigned int
#define MOTORSTEP P1 //宏定义，定义P1口为步进电机驱动端口 uchar code step[]={0x03,0x09,0x0c,0x06}; //步进电机驱动值数组 void delay() //步进电机每一步间延迟函数 {
uchar i=4000; while(i--); }
char code SST516[3] _at_ 0x003b; //仿真插入代码 main() //主函数 {
uchar i=0; while(1) {
for(i=0;i
MOTORSTEP=step[i]; //取值赋给P1驱动口 delay(); //延迟 } } }
三、实验报告
1．编写程序，使步进电机旋转一转后，回到原来的位置。 2．步进电机的速度如何进行调整