《单片机原理与应用》课程实验指导书电子、机电及电气项目与自动化专业适用吴茂屈莉莉王飞编佛山科学技术学院二00 九年十月前言以往我校的单片机实验教案通常是使用启东DAIS 系列单片机微机仿真实验系统进行单片机实验教案的，DAIS 系统可以做二十多项实验，系统机构十分复杂，功能非常强大，但是在使用过程中也发现了一些不足的地方那个: 厂家为了技术保密，把核心电路都屏蔽了，我们不能了解实验系统的工作原理，另外系统庞大，不方便学生带回宿舍实验，不方便学生课外学习。
根据我校学生对单片机课程学习的需求, 我们在参考其他公司的产品的基础上，结合课程的实际情况，开发了适合学生入门学习的单片机学习板，FD-51 学习板，该学习板设置了包括LED数码管、LCD1602液晶、AD\DA转换器件等单元电路，可以做几十个单片机实验，而且本实验板我们是以配件的形式提供给学生，让学生自己焊接调试线路板。
学生不但可以学习软件编程技术，还可以学习硬件焊接及调试技术，可以更好地锻炼学生的动手操作能力。
目录系统介绍 (2)软件实验：实验一清零程序............. (4)实验二拆字程序.................... .. (5)实验三拼字程序.................... .. (5)实验四数据区传送子程序 (6)实验五查找相同数个数 (6)硬件实验：实验A 工业顺顺序控制 (7)实验B 简单IO口扩展实验 (8)实验一P1 口输出流水灯实验 (11)实验二P1 口输出交通灯实验 (11)实验三八段数码管显示实验 (12)实验四键盘实验.................. . (12)实验五遥控解码实验 ............. .. (12)实验六计数器实验..................... .. (13)实验七继电器控制实验 .................... (13)实验八定时器实验 (14)实验九单片机串行口通讯实验 (14)实验十电子时钟 (14)实验十一外部中断实验＜急救车与交通灯） (15)实验十二AT24C02读写实验...... .......... . (15)实验十三93C46读写实验....... ........... (16)实验十四LCD1602字符型液晶控制显示实验 (16)实验十五LCD12864点阵型液晶控制显示实验 (17)实验十六A/D转换（数字电压表＞实验 (17)实验十七D/A转换（波形发生器＞实验 (18)实验十八计算机温度数据采集与处理 ............... . (19)系统介绍一、FD-51单片机学习板简介为了适应我校单片机课程教案的需要，我们在参考其他厂家学习板的基础上，再根据我校单片机课程教案大纲的要求，基于简单、使用的原则，开发了FD-51 单片机实验板。
1、FD-51单片机学习板特点采用STC89**系列在系统可编程（ISP＞单片机，利用传统串口就可以对单片机芯片进行批量烧写，可以当编程器使用。
在系统可编程技术即In System Programming ，插好实验单片机芯片后，可以在系统写入程序代码到芯片内部，烧写程序时候不用频繁拔下插入芯片，只要鼠标点击即可把程序写入单片机，彻底告别以前那样用编程器反复烧写拨插芯片的烦恼。
烧写时不再需要12V 的VPP 编程电压，在系统编程使得芯片寿命更长，超过普通芯片89C51 的10 倍以上，性能更高，写入速度更快，稳定性更好，写入完成后自动运行新程序，可以立即查看到程序运行结果，具有所见即所得特性，修改程序效率极高，易用性接近仿真器，学习使用更方便、更快捷！2、FD-51 学习板集成的硬件资源FD51实验板集成了学习单片机常用的各种硬件资源，主要有：1、集成了5 位高亮度数码管。
可以用于计数器实验、数字显示实验、单片机电子钟实验和温度测量实验等，通过该实验可以掌握数码管动态扫描的用法。
板上5 位数码管最大计数可达“ 99999”，计数最大值仅为“ 9999”，其中第五位数码管在温度测量实验中可以显示温度符号“ ℃”，特别方便温度测量实验。
2、集成了8 位高亮度LED流水灯。
可用于交通灯程序实验、流水灯实验，可监视P1 口状态或用作硬件标志位。
3 、4 只独立按键K1～K4。
可用于外中断实验、定时器计数实验、键盘扫描实验等。
4、蜂鸣器（小喇叭＞。
可用于单片机声音报警发声实验。
5、继电器。
通过继电器控制实验，掌握继电器的驱动原理和编程方法。
6、I2C 串行接口EEPROM存储器24C02。
7、SPI 串行接口EEPROM存储器93C46。
8、1602 字符型液晶（LCD＞接口。
应用范围最广的带背光字符型液晶模块，1602LCD可显示2 行，每行16 个字符，广泛用于各种便携式仪器仪表中。
通过实验掌握液晶模块的驱动方法9、12864 中文液晶模块液晶接口。
可显示中文，开发中文液晶应用系统的最常用液晶器件。
10、RS232串行通信接口。
用来实验单片机和电脑相互通信的接口，可以把单片机采集到的数据＜如DS18B20测到的实时温度数据）通过RS232串口发送到电脑上进行后续处理、存储。
同时电脑也可以通过RS232 接口向单片机发出控制指令，比如控制实验板上的继电器动作等。
11、温度传感器DS18B20接口。
12、无线遥控解码接口。
13 TLC1543串行10位AD转换器14 TLC5615串行10位DA转换器二、FD-51 学习板原理图＜见同名PDF文件）三、FD-51 学习板元件清单＜见同名PDF文件）五、WAV6000简单使用手册＜见同名PDF文件）六、STC-ISP下载程序的使用＜见同名PDF文件）软件实验实验一清零程序一、实验目的掌握汇编语言设计和调试方法，熟悉键盘操作。
二、实验内容把20H-2FH的内容清零。
三、程序框图四、实验步骤用连续或单步方式运行程序，检查20-2F 中执行程序前后的内容变化五、思考假使把20H-2FH中的内容改成FF，如何修改程序。
六、实验报告要求。
1、在实验报告纸上填写实验项目，实验日期，指导老师等项目，抄写实验目的，实验内容，画出实验框图。
3、写出20-2F 中执行程序前后的内容变化，说明是否实现实验内容要求。
实验二拆字程序一、实验目的掌握汇编语言设计和调试方法。
二、实验内容把20H的内容拆开，高位送21H低位，低位送22H低位，21H、22H 高位清零，一般本程序用于把数据送显示缓冲区时用。
三、程序框图四、实验步骤用连续或单步方式运行程序，检查20—22H中内容变化情况。
五、思考如何用断点方式调试本程序。
六、实验报告要求参考实验一实验三拼字程序实验一、实验目的进—步掌握汇编语言设计和调试方法。
二、实验内容把20H、21H的低位分别送入22H高低位，一般本程序用于把显示缓冲区的数据取出拼装成—个字节。
三、程序框图四、实验步骤单步或用断点方式运行程序，检查22H内容变化情况。
五、思考六、实验报告要求参考实验一实验四数据区传送子程序一、实验目的掌握RAM中的数据操作、实验内容把R2源RAM区首址内的R3 字节数据传送到R4 目的RAM区。
三、程序框图四、实验步骤在R2中输入源首址（例如20H＞，R4中输入目的地址（例如40H＞，R3 中输入字节数（例如10H＞，运行程序，检查20-30H 中内容是否和40H-50H中内容完全—致。
五、思考六、实验报告要求参考实验一实验五查找相同数个数实验一、实验目的熟悉汇编语言编程。
二、实验内容在20—2FH中查出有几个字节是零，把个数放在30H中。
三、程序框图四、实验步骤在20—2FH的几个单元中填入零，运行本程序后检查30H中是几个单元数。
五、思考修改程序，查找其它内容。
六、实验报告要求参考实验一硬件实验：实验A 工业顺序控制＜设计型）一、实验目的掌握工业顺序控制程序的简单编程，中断的使用。
二、设计实验预备知识1、在工业控制中，像冲压、注塑、轻纺、制瓶等生产过程，都是一些断续生产过程，按某种程序有规律地完成预定的动作，对这类断续生产过程的控制称顺序控制，例注塑机工艺过程大致按“合模—＞注射—＞延时—＞开模—＞产伸—＞产退”顺序动作，用单片机最容易实现2、设计实验中可采用用外部中断０，编中断服务程序的关键是：⑴.保护进入中断时的状态，并在退出中断之前恢复进入的状态。
⑵.必须在中断程序中设定是否允许中断重入，即设置EX0 位。
一般中断程序进入时应保护PSW、ACC 以及中断程序使用但非其专用的寄存器，本设计实验中未涉及。
三、实验设计内容1、设计采用CPU 的P1 口来控制注塑机的七道工序，利用七只发光二极管的点亮来模拟控制注塑机的每道工序，低电平有效。
2、设计采用CPU 的P1.7为报警闪光输出。
3、设计采用CPU 的P3.7为报警声音输出。
4、设计采用CPU 的P3.2 故障报警按钮，P3.3为解除报警按钮，P3.4 为运行按钮。
5、要求设定每道工序之间有2 秒的延时。
四、实验参考接线图：参考原理图五、实验调试步骤1、用中断方式编写K1 K2 功能程序及延时程序。
2、用连续方式开始运行程序，此时应在等待开工状态。
3、按K3,各道工序应正常运行。
4、按K1 ，应有声音，闪光报警＜人为设置故障）。
5、按K2，即排除故障，程序应从报警的那道工序继续执行。
6、按K3, 停止运行。
回到等待开工状态。
六、思考：1 、如何用数码管显示工序状态及延时时间？实验B 简单I/O 口扩展实验一、实验目的1、学习仿真软件PROTEUS 的使用。
2、学习使用串行数据转并行数据芯片74HC595的方法及编程技术。
二、实验内容1、使用PROTEUS 设计一个包括一个CPU 及1 片74HC595 的串口转并口电路。
2、编程使连接在74HC595上的LED实现流水灯功能。
三、实验电路四、实验步骤1、编写编译程序，下载运行，检验运行结果五、思考74HC595 相关资料74HC5951 、描述74HC595 是硅结构的CMOS 器件，兼容低电压TTL 电路，遵守JEDEC 标准。
7 4HC595 是具有8 位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。
移位寄存器和存储器是分别的时钟。
数据在SCHcp 的上升沿输入，在STcp 的上升沿进入的存储寄存器中去。
如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。
移位寄存器有一个串行移位输入＜Ds ），和一个串行输出＜Q7 '）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8 位的，具备三态的总线输出，当使能OE 时＜为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。
8 位串行输入/ 输出或者并行输出移位寄存器，具有高阻关断状态。
三态。
2 、特点：8 位串行输入/8 位串行或并行输出存储状态寄存器，三种状态输出寄存器可以直接清除100MHz 的移位频率3 、输出能力：并行输出，总线驱动；串行输出；标准中等规模集成电路595 移位寄存器有一个串行移位输入<Ds ），和一个串行输出<Q7 '）, 和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8 位的，具备三态的总线输出，当使能OE 时< 为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。
