单片机实验讲义

目录实验一、单片机集成开发环境入门实验二、I/O口输入输出实验――循环灯程序设计实验三、I/O口输入输出实验――LED数码管动态显示与按键去抖程序设计实验四、定时器应用实验――LED数码动态显示与矩阵键盘赋值程序设计实验五、计数器应用实验――基于热敏电阻和555时基电路的简易温度计设计实验一、单片机集成开发环境入门一、实验目地1．掌握单片机集成开发软件“W A VE 3.2”的开发环境配置。

2．掌握单片机集成开发软件“WA VE 3.2”的基本功能，了解MCS-51系列单片机应用系统的软件开发过程。

●掌握创建工程项目和管理工程项目的方法。

●掌握MCS-51系列单片机汇编程序的编辑、编译方法。

●掌握MCS-51系列单片机汇编程序的仿真调试方法和观察窗口的使用。

二、实验设备PC 兼容机一台，操作系统为WindowsXP，安装有单片机集成开发软件“W A VE3.2”。

三、实验原理1．单片机集成开发软件“W A VE 3.2”简介单片机应用程序的设计步骤通常可分为以下几步：（1）根据单片机应用系统的功能进行算法构思和设计，画出程序流程图；（2）用单片机汇编语言、C语言或PLM语言（初学者一般应采用汇编语言）编写源程序；（3）将源程序翻译成单片机可执行的机器码程序，即所谓的目标程序，该过程称为汇编或编译；（4）程序调试，将目标程序下载到目标单片机（即应用系统板中的单片机），运行目标程序，对运行结果进行监控。

若运行结果与预期结果相符，程序正确，调试结束；否则由结果的差异分析算法或程序的可能错误，重复步骤2至4，修改源程序、重新汇编、再调试，直至程序正确。

以上步骤2至4可应用单片机集成开发软件在个人计算机上完成。

“W A VE 3.2”是一款功能强大的单片机集成开发软件，可开发多个系列的单片机应用系统。

该软件主要功能有：（1）集成了文本编辑器，可对源程序进行编辑、修改；（2）集成了汇编器，可对源程序进行汇编，自动查找源程序中的语法错误，并将无语法错误的源程序翻译成目标程序；（3）集成了仿真调试器，可对目标系统进行在线仿真调试，也可在个人计算机上对目标程序进行模拟仿真调试。

单片机实验讲义执笔人：杨晓锋DVCC单片机实验系统简介本科目实验使用的平台为启东公司的DVCC-52JH单片机仿真实验仪（带有配套试验软件）。

可基本满足MCS-51（80C51）系列单片机课程（本/专科）的实验要求。

实验平台资源：1、AT89C52单片机（6MHz晶体振荡器、256B片内RAM、8KB程序存储器（FLASH）、3个定时/计数器、6个中断源（T2））。

2、实验平台带有总线扩展有64BK片外RAM，用户可使用范围0000H~0FEFFH；64KB片外ROM,用户可使用范围0000H~0FEFFH。

3、实验平台的主要芯片有：1片8255可编程通用并行接口芯片、1片8155芯片、1片译码芯片74138、1片74393芯片、1片D/A转换芯片0832、1片A/D转换芯片0809、2片串/并转换芯片74164、若干辅助芯片74240、74373等和常用逻辑门电路芯片。

4、实验平台上的主要外设包括：K1~K10滑动开关、L1~L12发光二极管（有3种颜色）、2个LED七段数码管、1个单脉冲发生器、1个时钟频率选择器、1个步进电机（带驱动电路）、1个直流电机（带驱动电路）、2个电位器、1个继电器、1个扬声器驱动、1个双踪模拟示波器、带有总线扩展区、带有EPROM烧录区。

实验系统的使用步骤：1、在计算机、实验仪关闭时，使用实验平台自带的RS-232通用串口线连接计算机的COM口和实验箱的J2串行口。

2、启动计算机，运行“DVCC52JH实验系统”。

3、在计算机上编写并调试实验程序，在实验箱中联接实验所需连线。

4、打开试验箱电源，点击实验箱上的“复位”按钮，再点击实验箱上键盘区的“PCDBG”按钮。

5、在计算机上的“DVCC实验系统”软件中，左键单击工具栏上的“联接”按钮（或选择“动态调试”菜单下的“联接DVCC实验系统选项”）。

6、如果联接正常将弹出若干小窗口。

如果联接失败重新执行步骤3、4。

选项，将实验程序传送到实验箱。

单片机原理与应用实验指导书（电科07用）扬州大学物理学院电子教研中心张凯2009.3Keil集成开发环境介绍Keil C51是由Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，是目前最流行的开发MCS-51 系列单片机的软件。

Keil C51提供了包括C 编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（μVision）将这些部份组合在一起。

μVision for Windows是Keil C51在32位Windows环境的版本，它的人机界面友好，操作方便，是开发者的首选。

运行Keil 软件需要Pentium 或以上的CPU，16MB或更多RAM，20M 以上空闲的硬盘空间，WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。

一、Keil 工程的建立、设置与编译连接首先启动Keil 软件的集成开发环境，如果已正确安装了该软件，可以从桌面上直接双击μVision的图标以启动该软件。

启动画面如图。

μVision启动后，程序窗口的左边有一个工程管理窗口，该窗口有5个标签，分别是Files、Regs、Books、Functions和Templates，这三个标签页分别显示当前项目的文件结构、CPU 的寄存器及部份特殊功能寄存器的值（调试时才出现）、所选CPU 的附加说明文件、函数和模板，如果是第一次启动Keil，那么这三个标签页全是空的。

1、建立工程在项目开发中，首先要为这个项目选择CPU（Keil 支持数百种CPU，而这些CPU的特性并不完全相同），确定编译、汇编、连接的参数，指定调试的方式，有一些项目还会有多个文件组成等，为管理和使用方便，Keil 使用工程（Project）这一概念，将这些参数设置和所需的所有文件都加在一个工程中，只能对工程而不能对单一的源程序进行编译（汇编）和连接等操作，下面我们就一步一步地来建立工程。

MCS-51单片机实验讲义北京工商大学信息工程学院- i -目录第一章概述 (1)第二章实验系统组成和结构............................... . (3)第三章MCS-51系列单片机实验 (16)软件实验1. 存储器块清零.......................................... .. (17)2. 二进制到BCD码转换............... (18)3. 二进制到ASCII码转换 (19)4. 内存块移动 (20)5. 程序跳转表 (21)6. 数据排序 (22)硬件实验1. P1口输入输出 (23)2.继电器控制 (25)3.用74LS245读入数据 (26)4. 用74LS273输出数据 (27)5. PWM转换电压实验.................................................................................... .286.音频控制 (29)7.用8255输入、输出 (30)8. 串行数转换并行数 (31)9. 并行数转换串行数 (33)10. 计数器实验 (35)11. 外部中断实验 (36)12. 定时器实验 (38)13. D/A转换实验 (40)14. A/D转换实验 (42)15. 外部中断实验(急救车与交通灯) (44)16. 八段数码管显示 (46)17. 键盘扫描显示实验 (48)18. 电子时钟 (40)19. 单片机串行口通讯实验 (52)20. 打印机控制实验 (54)21. 直流电机控制实验 (56)22. 步进电机控制实验 (58)23. 温度传感器实验 (61)- ii -24. 液晶显示屏控制实验 (62)25. 电子琴 (64)26. 空调温度控制实验 (66)27. 计算器实验 (69)28. 压力传感器实验 (71)29. 红外通讯实验 (72)30. 16x16点阵显示实验 (76)31. I2C总线实验.. (78)第四章逻辑分析工具 (80)第五章系统自检功能 (83)- iii -第一章概述1.1系统实验板本实验板提供以下实验电路和模块(1) 逻辑电平输入开关(2) 逻辑电平显示电路(3) 单脉冲电路(4) 扬声器驱动电路(5) 继电器控制电路(6) 逻辑门电路(7) 逻辑笔电路(8) 4MHz脉冲信号源和多级分频电路，可得多种脉冲信号。

第一章单片机结构及工作原理单片微型计算机（Single-chip Microcomputer）或称微控制器（Microcontroller）是为了适应工业现场的实时控制而设计的芯片。

具有集成度高、功能强、体积小、应用灵活、可靠性高等特点，在工业自动化、过程控制、智能仪器仪表、通信系统等众多领域得到了广泛的应用。

什么是单片机呢？所谓单片机是指：在一块硅片上集成了中央处理单元CPU、随机存储器RAM、程序存储器ROM或EPROM、定时器/计数器及串行和并行I/O接口，也就是集成在一块芯片上的微机。

1.1单片机分类单片机以所处理的数据位数来分，有8位单片机（MCS-51）、16位单片机（MCS-96）、32位单片机等。

本实验主要用MCS-51系列8位单片机。

MCS-51系列单片机主要有三个基本型号：8051 —片内有4KROM；8751 —片内有4KEPROM；8031 —片内无ROM和EPROM；由此可知，这三种型号的单片机区别仅在于片内程序存储器不同，其他性能结构是一致的。

1.2 MCS-51系列单片机内部结构一．硬件结构MCS-51系列单片机的基本结构如图1-1所示。

由图可知，MCS-51系列单片机主要由以下几部分组成：（1）8位中央处理器CPU；（2）片内4K字节的程序存储器ROM或EPROM（8031无ROM/EPROM）；（3）片内128字节的数据存储器RAM；（4）21个特殊功能寄存器SFR；（5）4个8位并行I/O口；（6）两个16位定时器/计数器T0、T1；（7）2个优先级的5个中断源结构；（8）一个全双工的通过编程工作在异步方式的串行接口；（9）片内振荡器和时钟电路。

（10） 布尔处理器（11） 64KB 外部数据存储器地址空间。

（12） 64KB 外部程序存储器地址空间。

二． 硬件结构简介1． 中央处理器CPU中央处理器CPU 主要由算术逻辑运算部件、布尔处理器、控制器和工作寄存器等组成。

单片机实验指导书实验软件的学习一：学生学会应用两个关于单片机的软件，KEIL 软件的应用如下：安装好软件后由下列的图示进入程序的编写和调试。

先建一个工程，点Project.出现一个界面。

接着进行下一步。

点击NEW Project保存文件，可以是任意的文件名和保存路径。

按保存。

出现界面后选择Atmel，双击，找到AT89C51,按确定。

右击Target 1弹出如上图界面。

点击option for target 1.弹出如图窗口24改成12，接着点击output,出现下面窗口在creat hex 前的小格打钩。

按确定即可。

点击FILE ，点击NEW.弹出如图窗口接着保存，路径随意。

但文件名要在名称后面加后缀名。

C.即YU.C点击TARGET1前的框，弹出上图，右击source group.弹出下面窗口。

点击ADD FILE TO,选到路径后找到刚才所保存的.C文件。

即可。

可以在里边编写程序编译完成后点击就可。

成功后就可以退出进行下一步。

下面学习Proteus软件点击左边的P，进行元件的选择。

输入所需要找的元件即可。

双击调出。

即可以连线。

保存好后进行下一步。

双击89C51路径哪里选择刚才KEIL保存的路径底下的HEX文件即可。

工程项目一闪烁的LED灯实验目标初步学会KEIL和仿真软件的使用。

懂得编写一个简单的闪烁灯程序。

实验要求在KEIL上编写程序进行调试，并进行仿真。

实验原理LED发光二级管的阳极给高电平（1），阴极给低电平（0）时，二极管就可以点亮，同理在相反的电平信号下二极管就会熄灭。

实验内容1，一个灯进行闪烁，并仿真。

2，在原来基础上将一个灯进行改进，要求学生做8个LED灯同时闪烁。

3，进一步改进，做到16个LED灯闪烁。

4，要求在原来程序基础上修改延时时间。

实验参考程序和电路图闪烁的LED/* 名称：闪烁的LED说明：LED 按设定的时间间隔闪烁*/#include<reg51.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit LED=P1^0; //延时void DelayMS(uint x) {uchar i;while(x--) { for(i=0;i<120;i++);} } //主程序void main() { while(1) {LED=~LED;DelayMS(150); } }实验过程下面空白的地方由学生编写16个LED灯闪烁的程序，要求延时时间比较长。

《单片机原理与应用》实验讲义实验要求及注意事项一．预习实验内容1. 明确本次实验目的及任务，了解和掌握实验所需的理论知识。

2. 通过课上老师讲解，掌握编程方法及相关技巧。

3. 对每次实验，选择一个题目自己试着独立设计编写整个程序。

二．实验过程1. 在实验箱上实验时，连接实验导线一定要关闭实验箱电源，连接好后，在检查一遍是否有误，连接正确后，再依次打开实验箱电源开关及实验底板上电源开关，进行实验。

严禁带电操作。

2. 实验箱底板上的所有芯片出厂时经过严格测试和老化，实验时切忌插拔。

3. 带上理论课教材、实验指导书及准备的实验程序。

4. 调试实验程序，记录实验结果。

5. 实验结束后，关闭实验底板上的电源开关及实验箱电源开关，确认关闭后，整理好自己的实验导线，摆放老师交代的地方。

三．编写实验报告1. 实验题目。

2. 分析设计思想，绘制实验原理图、流程图。

3. 程序清单及相关注释。

4. 分析实验结果。

5. 说明在实验过程中遇到了哪些问题，是如何处理的。

6. 收获体会，不足之处和今后应注意的问题等。

实验目录实验一、单片机P1口实验（02 广告流水灯控制实验）实验二、外部中断实验（12单一外部中断实验）实验三、单片机定时/计数器实验（14 定时器实验）实验四、单片机与与矩阵键盘接口（32 PS/2 键盘实验）实验五、单片机与A/D转换器实验（31 模/数转换器(ADC0809)实验）实验六、单片机串行口实验（16 串行通信RS232 实验）实验一、单片机P1口实验（02 广告流水灯控制实验）一．实验目的1．以P1 口为例，学会使用51 系列单片机I/O 口的基本输出功能；2．学习循环指令的用法和软件延时的编程方法；3. 掌握RR.RL 指令的用法；二．实验内容编写程序，利用单LED 灯有条件的左右扫描，八个LED 发光二极管L0－L7 分别接在单片机的P1.0－P1.7 接口上，输出“0”时，发光二极管点亮，输出”1”时，发光二极管灭，先由右至左P1.0→P1.1→P1.2→P1.3→┅→P1.7 ，再由左往右P1.7→P1.6→┅→P1.0 亮，重复循环下去。