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《单片机原理及接口技术》课程实验大纲课程名称：《单片机原理及接口技术》实验英文名称：《MCU principles and interface technologies》experiment课程性质：专业选修课程课程编号：0510085所属系部：机电工程学院总学时：14学时预备知识：电路、数字电子技术课程在教学计划中的地位作用：本课程是机械电子工程专业的一门重要专业选修课程。
目前单片机技术开发和应用水平已成为一个国家工业化发展水平的标志之一。
单片机原理及其应用已成为从事电子技术的工程技术人员必须掌握的基础理论和基本技能之一。
通过本课程的学习使学生实践上掌握单片计算机的基本组成、工作原理及常用接口技术，建立单片机系统整体概念，使学生具备单片机应用系统软、硬件开发的初步能力。
教学方式：理论与实践相结合教学的目的与要求：通过本课程的学习，使学生掌握单片机的硬件结构、MCS-51的指令系统、MCS-51汇编语言程序设计、MCS-51的中断系统、MCS-51的定时器/计数器、MCS-51的串行口、MCS-51单片机扩展存储器的设计、MCS-51扩展I/O接口的设计、MCS-51 与键盘、显示器的接口设计、MCS-51单片机与D/A转换器和A/D转换器的接口、MCS-51的功率接口、MCS-51的串行通信技术及其扩展接口。
进一步理解MCS-51单片机的开发装置、工作原理、编程方法，学会使用开发机进行程序。
课程教材：《单片机原理及接口技术》蔡美琴主编高等教育出版社参考书目：1．《单片机程序设计基础》周航慈主编北京航天航空大学出版社2. 《单片机原理及其接口技术》胡汉才主编清华大学出版社编写日期：2012年6月制定课程内容及学时分配：发光二极管显示各相状态。
要求：掌握步进电机控制系统的硬件设计方法；熟悉步进电机驱动程序的设计与调试，提高单片机应用系统设计和调试的能力。
正确连接电路，编写程序，调试运行。
实验一P1口亮灯实验一、实验目的1.学习P1口的使用方法；2.学习延时子程序的编写。
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。
《单片机原理》实验指导书计算机科学与技术系2012年8月目录第一部分单片机仿真实验 (1)实验一：流水灯实验 (1)实验二：中断实验 (4)实验三：定时器中断实验 (6)实验四：串行口实验 (9)实验五：矩阵式键盘输入识别 (13)实验六：LCD循环显示设计 (19)第二部分单片机硬件实验............................错误！未定义书签。
第一章试验箱系统概述 ...................................错误！未定义书签。
一、系统地址分配........................................... 错误！未定义书签。
二、系统接口定义........................................... 错误！未定义书签。
三、通用电路简介........................................... 错误！未定义书签。
第二章实验指导...............................................错误！未定义书签。
实验七P1口亮灯和P1口加法器实验........... 错误！未定义书签。
实验八简单I/O口扩展（选作）.................. 错误！未定义书签。
实验九8255控制交通灯................................ 错误！未定义书签。
实验十128*64LCD液晶显示 .......................... 错误！未定义书签。
第一部分单片机仿真实验实验一：流水灯实验一、实验目的：通过对P3口地址的操作控制8位LED流水点亮，从而认识单片机的存储器。
二、实验原理图实验参考电路图如下：三、参考实验程序//流水灯实验#include<reg51.h> //包含单片机寄存器的头文件sfr x=0xb0; //P3口在存储器中的地址是b0H，通过sfr可定义8051内核单片机//的所有内部8位特殊功能寄存器,对地址x的操作也就是对P1口的操作/****************************************函数功能：延时一段时间*****************************************/void delay(void){unsigned char i,j;for(i=0;i<250;i++)for(j=0;j<250;j++); //利用循环等待若干机器周期，从而延时一段时间 }/*****************************************函数功能：主函数******************************************/void main(void){while(1){x=0xfe; //第一个灯亮delay(); //调用延时函数x=0xfd; //第二个灯亮delay(); //调用延时函数x=0xfb; //第三个灯亮delay(); //调用延时函数x=0xf7; //第四个灯亮delay(); //调用延时函数x=0xef; //第五个灯亮delay(); //调用延时函数x=0xdf; //第六个灯亮delay(); //调用延时函数x=0xbf; //第七个灯亮delay(); //调用延时函数x=0x7f; //第八个灯亮delay(); //调用延时函数}}四、实验思考题：修改程序使LED灯为18灯亮——27灯亮——36灯亮——45灯亮，再将LED 灯亮的顺序倒过来既：45灯亮——36灯亮——27灯亮——18灯亮，连续运行。
一、基本控制语句应用——简单广告牌霓虹灯设计1. 实验目的：a．理解左移RL、右移RR指令的功能。
b．延时程序DELAY的具体执行过程、延时量控制等。
c．掌握通过设置程序的跳转来实现程序循环的方法。
2．实验设备使用：计算机一台、单片机实验箱一套、Keli C软件一套。
3．实验基本原理：Array (1)源程序及流程图：ORG 0000HAJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV P0,#00HMOV A,#01HLOOP: MOV P0,ARL AJMP LOOPEND(2)电路原理图：4．实验内容：a. 编写一程序，可实现数据左移并通过I/O口输出显示。
b. 加入延时程序，观察实验现象是否有所变化。
c. 实现左移及右移的循环输出。
d．实现16盏LED的移位显示。
5．实验步骤：(1) 基本步骤：a. 读懂程序，分析程序中哪一句为控制语句，起到什么控制作用以及最终实现何功能。
b. 运行程序，观察结果是否与程序相符，如不相符请分析出现问题的原因所在。
c. 试着向源程序中加入延时语句，观察现象是否有所改变。
ORG 0000HAJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV P0,#00HMOV A,#01HLOOP: MOV P0,ARL AACALL DELAYJMP LOOP；*****延时子程序******；DELAY:MOV R2,#10HLOOP1:MOV R1,#0FFHLOOP2:DJNZ R1,LOOP2DJNZ R2,LOOP1RETENDd. 适当修改延时量，使LED闪烁更为明显，易于肉眼观察。
e. 适当修改程序，使程序最终实现一只LED作流水状移动。
(2)发挥部分：①能自左向右——自右向左——自左向右反复循环来控制一只发光管如反弹状移动。
②能通过两组I/O口组合实现16只LED的流水灯效果。
6．实验报告要求：a．记录实验每一步骤的具体过程及实验现象。
b．叙述实验步骤中发挥部分程序的具体构思，同时将调试过程作详细记录。
实验一8051简单编程与调试实验目的通过简单小程序的输入和调试，熟悉并掌握Keil 的使用。
学会Proteus与Keil的整合调试。
实验基本要求建立三个项目，分别输入存储块清零、二进制BCD码及二进制ASCII码转换的汇编源程序，并进行仿真调试。
画出实验程序的流程框图。
实验步骤采用Keil Cx51 开发8051单片机应用程序一般需要经过下面几个步骤：1、在 Vision2集成开发环境中创建一个新项目（Project），并为该项目选定合适的单片机CPU器件。
在菜单栏中选择“Project”→“New Project”，弹出“Create New Project”对话框，选择目标路径，在“文件名”栏中输入项目名后，单击“保存（S）”按钮，弹出“Selecte Device for Target”对话窗口。
在此对话窗口的“Data base”栏中，单击“Atmel”前面的“+”号，或者直接双击“Atmel”，在其子类中选择“A T89C51”，确定CPU类型。
如图所示。
点击“确定”按钮后，弹出如下的对话框如果是进行汇编语言编程选择“否”。
2、利用μVision2的文件编辑器编写C语言（或汇编语言）源程序文件，并将文件添加到项目中去。
一个项目可以包含多个文件，除源程序文件外还可以有库文件或文本说明文件。
在μVision2的菜单栏中选择“File”→“New”命令，新建文档，然后在菜单栏中选择“File”→“Save”命令，保存此文档，这时会弹出“Save As”对话窗口，在“文件名（N）”一栏中，为此文本命名，注意要填写扩展名“.asm”。
单击“保存（S）”按钮，这样在编写汇编代码时，Keil会自动识别汇编语言的关键字，并以不同的颜色显示，以减少输入代码时出现的语法错误。
程序编写完后，再次保存。
在Keil中“Project Workspace”子窗口中，单击“Target 1”前面的“+”号，展开此目录。
《单片机原理》实验指导书高林湖北民族学院2012年11月实验系统概述一、单片机仿真实验仪简介：《单片机原理》课程实验采用由江苏启东达爱思计算机有限公司生产的596H+型单片机仿真教学实验仪器。
实验仪通过RS-232串口与微机（上位机）进行通信，可完成MCS-51系列8位单片机和MCS-196系列16位单片机的实验，功能较强大。
实验仪电路板采用模块化设计，使实验连线简捷明了，免去了学生调试实验线路的工作。
整个实验电路面板的硬件布局如图1.1所示：图1.1 实验电路面板硬件布局图对所标注部件说明如下：1．串行通信波特率选择开关。
其中左边一位用于做8251串行通信实验，右边两位为系统与PC 机串行通信波特率选择位。
在PC机配置较低的场合或DOS操作系统下通常采用中间的9600bps常规波特率；而如果在windows环境或PC机能承受的情况下，选择右边的57600bps波特率较为适宜。
2．CPU选择开关。
可在通电或断电情况下改变当前的 CPU，该开关包含三档，左、右两档均用来选择51系列单片机，而中间一挡用来选择196系列单片机，注意在实验之前要选择正确的单片机进行实验。
3．复位按钮。
一般用作程序执行过程中，按下该按钮后，程序停止运行，所有设备回复初始状态。
4．暂停按钮。
可以暂停当前程序的执行，以便查看单片机的运行状态。
打开实验仪电源开关，系统应显示闪动“P.”，处于待命状态；否则按下RESET键，如仍再不显示，应立即切断电源，检查后重新进行或向实验教师提问。
二、实验仿真软件介绍：运行“MCS-51单片机实验系统”，会出现选择微机与实验仪进行串行通信的对话框，如图1.2所示：图1.2 选择通信端口对话框在上图所示的对话框中，主要是进行通信端口的选择和波特率选择这两项设置。
由于上位机只有最多两个RS-232串行通信端口，因而端口选择只可能是串口1或串口2，其他并未用到。
而具体是串口1、2中的哪一个则由实验仪与上位机的通信连线有关。
《微机应用实验》课程教学所做的基本实验前言需要说明的是，设置本实验课程的目的完全是为了培养读者的“计算机工程概念”，即学习如何用最短的时间和最少的花费，将实际问题转化成使计算机能够“做到并完成”的方法。
故读者在做每个实验之前，必须对所做实验的理论依据做出“形式化”的说明，只有在完全理解了这些依据的情况下，再进行实验才有意义。
以下是每个合格的计算机工程人员在工作时都必须遵守的五个基本步骤(或称为五条原则)。
步骤一.对所希望解决的问题做出“形式化”的描述(用术语说就是“无二义性”，因为早在微型计算机出现之前，就有人证明过“计算机无法解决‘二义性’的问题”这个定理)；若别人已经对该问题做出了这样的描述，则应确实理解它。
步骤二.根据所解决的问题的特性与规模，建立该问题与计算机所能处理的对象(即数据)之间的相互对应关系，用术语说就是进行问题的“数据设计”。
需要特别说明的是，前两个步骤基本上与所使用的计算机系统(包括硬件和软件)无关。
步骤三.选择某一种(或几种)相应的程序设计语言(必要时还要选择或设计相应的机器硬件)，将步骤一中“人对问题的形式化描述”，转化成“计算机对问题的快速处理”，而计算机的“处理对象”则由步骤二所确定。
用术语说就是进行问题的“程序代码设计”。
另外需要说明的是在动手编写具体的程序代码之前，应先做“确定设计目标”的工作。
即若编写的是子程序，就必须确定该子程序所处理的各种参数的形式和该子程序的“引用条件”；若编写的是程序，就必须确定该程序执行时所产生的现象、用户所做的操作和执行后所产生的结果等等。
步骤四.在各种特定的环境下，调试步骤三所编写的程序代码以保证其正确性。
步骤五.书写相应的“软件(或软件+硬件)使用说明”，注意这其实是步骤三中“确定设计目标”的简述。
值得注意的是，后三个步骤的“正确性”是建立在前两个步骤的“正确性”的基础之上的，没有前两个步骤，后面所做的全部工作都毫无意义(因为你的“出发点”就不对，即犯了“南辕北辙”的错误)。
《单片机技术》实验指导书《单片机技术》实验指导书机械电子工程系2011年9月目录实验一实验二实验三实验四实验五实验六实验七实验八实验九实验十实验十一实验十二实验十三实验十四附录一附录二数据传送(RAM–>XRAM) ........................................ ........................ 1 P1口数据输入、输出实验............................. 3 P1口数据输出实验................................. 7 外部中断实验(急救车与交通灯) ............................................ 10 8279键盘显示实验............................................................... .... 12 电子钟(定时器、中断综合实验) ............................................ 15 双机通讯实验............................................................... ............. 18 RS232串口通讯实验............................................................... .. 20 并行AD实验(数字电压表实验) .............................................. 23 并行DA实验(信号发生器实验) . (27)继电器控制实验............................................................... ....... 30 直流电机测速实验............................................................... ... 32 LED16*16点阵实验............................................................... .. 38 图形点阵显示实验............................................................... ... 44 STAR ES598PCI实验仪硬件结构........................................... 52 星研集成环境软件简介. (53)实验一数据传送(RAM–>XRAM) 一、实验目的1、熟悉星研集成环境软件或熟悉Keil C51集成环境软件的使用方法。
