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51单片机20个实验,代码详细

第一章单片机系统板说明

一、概述

单片机实验开发系统是一种多功能、高配置、高品质的MCS-51单片机教学与开发设备。适用于大学本科单片机教学、课程设计和毕业设计以及电子设计比赛。

该系统采用模块化设计思想，减小了系统面积，同时增加了可靠性，使得单片机实验开发系统能满足从简单的数字电路实验到复杂的数字系统设计实验，并能一直延伸到综合电子设计等创新性实验项目。该系统采用集成稳压电源供电，使电源系统的稳定性大大提高，同时又具备完备的保护措施。为适应市场上多种单片机器件的应用，该系统采用“单片机板+外围扩展板”结构，通过更换不同外围扩展板，可实验不同的单片机功能，适应了各院校不同的教学需求。

二、单片机板简介

本实验系统因为自带了MCS-51单片机系统，因此没有配置其他单片机板，但可以根据教学需要随时配置。以单片机板为母板，并且有I/O接口引出，可以很方便的完成所有实验。因此构成单片机实验系统。

1、主要技术参数

（1）MSC-51单片机板

板上配有ATMEL公司的STC89C51芯片。

STC89C51资源：32个I/O口；封装DIP40。

STC89C51开发软件：KEIL C51。

2、MSC-51单片机结构

（1）单片机板中央放置一块可插拔的DIP封装的STC89C51芯片。

（2）单片机板左上侧有一个串口，用于下载程序。

（3）单片机板的四周是所有I／O引脚的插孔，旁边标有I／0引脚的脚引。

（4）单片机板与各个模块配合使用时，可形成—个完整的实验系统。

三、母板简介

主要技术参数

（1）实验系统电源

实验系统内置了集成稳压电源，使整个电源具有短路保护、过流保护功能，提高了实验的稳定性。

主板的右上角为电源总开关，当把220V交流电源线插入主板后，打开电源开关，主板

得电工作。为适用多种需要，配置了+5V，+12V，—5V电压供主板和外设需要，通过右上角的插针排和插孔输出到外设。此外，还设有螺旋保险插孔保护实验箱。

（2）RS232接口

RS232接口通过MAX232芯片实现与计算机的串行通讯，通过接口引出信号。

（3）单片机最小系统

单片机最小系统的核心是ATMEL公司的AT89S51单片机，A T89S51右边的按键是复位键，按下时单片机复位，单片机的放两排插孔，分别是：P1.0－P1.7，P0.0－P1.7，P3.0—P3.7，P2.0—P2.7，它们可以实现单片机实验和开发。

（4）模拟量接口

一个模拟量接口，由ICL8038产生，通过插孔引出。

（5）D／A转换器

D／A转换器由DA0832，LM324芯片组成，(8位，0－5V电压输出)，对应的接口序号为：数据信号：D0－D7；片选信号：/CS；读有效信号／OE。

（6）A／D转换器

A／D转换器和D／A转换器相临，主要由ADC0809组成，(8位)对应的接口序号为：模拟输入：IN0-IN7；基准电压：REF+，REF -；读写信号：／RD，／WR；输出信号：D0——D7；检测信号：I／0；地址锁存允许：ALE。

（7）8位拨动开关

8位拨动开关由Kl—K8组成，每一位都有相应LED(Dl—D8)指示，当拨码开关拨上边时输出高电平，LED亮；拨下边时输出低电平，由插孔l—8输出。

（8）24位按键开关

24位按键开关位于主板中下方，由按键Kl—K24组成，有六排，第一排按下时是高电平，弹上时是低电平，由插孔1—4输出；第二排按下时是低电平，弹上时高电平，由插孔1—4输出；第三到第六排是4*4的行列式键盘；由L1—L4，H1—H4输出。

（9）静态显示数码管

静态显示区由数码管DP1—DP6组成，由插孔输出，供静态显示用。

（10）发光二极管显示区

8位红色发光二极管，高电平亮，可作为状态指示用；另一部分是交通灯，由东西南北四组红绿黄发光二极管构成，高电平亮。

（11）动态扫描显示区

系统的显示采用8位8段共阴或共阳数码管(高电平有效)，所对应的接口序号为：段码：a，b，c，d，e，f，g，h；位选：L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8。

（12）蜂鸣器

蜂鸣器(高电平TTL驱动)从其下方对应输入口，会产生lKHz的信号响声。

（13）继电器控制区

继电器控制区主要由KJ1—KJ3三个继电器及其驱动电路组成，高电平TTL驱动，输出接口分别为JJ1，JJ2，JJ3。

（14）数字温度计

数字温度计使用DS1302温度传感器，输出接口为SCLK、I/O、RESET。

（15）EEPROM

EEPROM(AT24C16)，用来保存数据信息，接口序号为：串行数据线：SDA；时钟线：SCL；写保护线：WP。

（16）串行A/D

A／D转换器主要由MAX192组成，(8位)对应的接口序号为：模拟输入：IN0-IN7；片选信号：／CS；输出信号：DOUT；时钟信号：SCLK；转换开始：SSTRB。

（17）变频模块

（18）直流斩波模块

（19）红外模块

四、主要实验项目

本实验系统由于采用模块化设计，各模块之间既相互独立，又可相互组合，完成各种类型实验。其中包括验证性基础实验，综合性、设计性、创新性实验以及研究开发性、创新性、及全国电子大赛赛前培训实验等。以下列举了本实验系统能做的部分单片机原理课程实验及课外开放性备选实验项目。

单片机原理课程实验

实验一LED显示器指示

实验二软件延时及灯光控制实验

实验三多级外部中断实验

实验四脉冲频率的测量实验

实验五串行口扩展实验

实验六串行EEPROM的读出和写入实验

实验七8位A/D、D/A转换器的应用实验

实验八串行A/D、D/A的应用实验

实验九直流继电器的驱动及控制实验

实验十数据采集的软件抗干扰实验

实验十一密码锁控制器的设计

实验十二数字温度控制器的设计

实验十三8255扫描键盘显示实验

实验十四音乐编程实验

实验十五声光报警实验

实验十六可预置可逆计数器实验

实验十七DS1302时钟芯片的应用实验

实验十八红外通信接口实验

实验十九单片机变频调速实验

实验二十交通灯控制实验

部分备选实验项目

实验一闪烁灯

实验一模拟开关灯

实验一多路开关状态指示

实验一广告灯的左移右移

实验一广告灯（利用取表方式）

实验一报警产生器

实验一I/O并行口直接驱动LED显示

实验一按键识别方法之一

实验一00－99计数器

实验一定时计数器T0作定时应用技术（一）实验一动态数码显示技术

实验一4×4矩阵式键盘识别技术

实验一定时计数器T0作定时应用技术（一）实验一定时计数器T0作定时应用技术（二）实验一“叮咚”门铃

实验一数字钟

实验一ADC0809A/D转换器基本应用技术

第二章Keil C软件使用

Keil C51 软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一，它集编辑，编译，仿真于一体，支持汇编,PLM 语言和C 语言的程序设计，界面友好，易学易用。

下面介绍Keil C51软件的使用方法

进入Keil C51 后，屏幕如下图所示。几秒钟后出现编辑界

启动Keil C51时的屏幕

进入Keil C51后的编辑界面

简单程序的调试

学习程序设计语言、学习某种程序软件，最好的方法是直接操作实践。下面通过简单的编程、调试，引导大家学习Keil C51软件的基本使用方法和基本的调试技巧。

1)建立一个新工程

单击Project菜单，在弹出的下拉菜单中选中New Project选项

2)然后选择你要保存的路径,输入工程文件的名字,比如保存到C51目录里,工程文件的名字为C51

如下图所示,然后点击保存.

3)这时会弹出一个对话框,要求你选择单片机的型号,你可以根据你使用的单片机来选

择,keil c51几乎支持所有的51核的单片机,我这里还是以大家用的比较多的Atmel 的89C51来说明,如下图所示,选择89C51之后,右边栏是对这个单片机的基本的说明,然后点击确定.

4)完成上一步骤后，屏幕如下图所示

到现在为止，我们还没有编写一句程序，下面开始编写我们的第一个程序。

5)在下图中，单击“File”菜单，再在下拉菜单中单击“New”选项

新建文件后屏幕如下图所示

此时光标在编辑窗口里闪烁，这时可以键入用户的应用程序了，但笔者建议首先保存该空白的文件，单击菜单上的“File”，在下拉菜单中选中“Save As”选项单击，屏幕如下图所示，在“文件名”栏右侧的编辑框中，键入欲使用的文件名，同时，必须键入正确的扩展名。注意，如果用Ｃ语言编写程序，则扩展名为(.c)；如果用汇编语言编写程序，则扩展名必须为(.asm)。然后，单击“保存”按钮。

6)回到编辑界面后，单击“Target 1”前面的“＋”号，然后在“Source Group 1”上单击右键，

弹出如下菜单

然后单击“Add File to Group ‘Source Group 1’” 屏幕如下图所示

选中Test.c，然后单击“Add”屏幕好下图所示

注意到“Source Group 1”文件夹中多了一个子项“Text1.c”了吗？子项的多少与所增加的源程序的多少相同

7)现在，请输入如下的C语言源程序:

#include //包含文件

#include

void main(void) //主函数

{

SCON=0x52;

TMOD=0x20;

TH1=0xf3;

TR1=1; //此行及以上3行为PRINTF函数所必须

printf(“Hello I am KEIL. \n”); //打印程序执行的信息

printf(“I will be your friend.\n”);

while(1);

}

在输入上述程序时，读者已经看到了事先保存待编辑的文件的好处了吧，即Keil c51会自动识别关键字，并以不同的颜色提示用户加以注意，这样会使用户少犯错误，有利于提高编

程效率。程序输入完毕后，如下图所示

8)在上图中，单击“Project”菜单，再在下拉菜单中单击“Built Target”选项（或者使用快捷键F7），编译成功后，再单击“Project”菜单，在下拉菜单中单击“Start/Stop Debug Session”（或者使用快捷键Ctrl+F5）,屏幕如下所示

9)调试程序:在上图中，单击“Debug”菜单，在下拉菜单中单击“Go”选项，（或者使用快捷键F5），然后再单击“Debug”菜单，在下拉菜单中单击“Stop Running”选项（或者使用快捷键Esc）；再单击“View”菜单，再在下拉菜单中单击“Serial Windows #1”选项，就可以看到程序运行后的结果，其结果如下图所示

至此，我们在Keil C51上做了一个完整工程的全过程。但这只是纯软件的开发过程，如何使用程序下载器看一看程序运行的结果呢？

10）单击“Project”菜单，再在下拉菜单中单击“”在下图中，单击“Output”中单击“Create HEX File”选项，使程序编译后产生HEX代码，供下载器软件使用。把程序下载到AT89S51单片机中。

第三章AT89S51单片机下载器软件使用

AT89S51单片机下载器是专门用于下载程序到单片机系统中，该软件使用方便。启动软件之后进入下面的界面（如图3.1所示）：

图3.1

在上图中：

1．界面右边为操作状态显示区；

2．界面左上为下载芯片选择区，该软件支持多种芯片的程序在线下载，对系统板上的单片机AT89S51是其中一种，软件默认情况下为AT89S51单片机。

3．界面左边为在线下载的操作区，它可以提供如下的操作

（1）．初始化：启动A T89S51单片机进入ISP下载状态，若启动成功，则状态显示区就会显示如图3.2所示的文字。否则，不成功会有“初始化失败”的字样提示。

图3.2

（2）．特征字：点击一下检测器件，会读出单片机的芯片的特征字，对于AT89S51单片机的特征字为：1E5106。