单片机应用系统实验

一、实训背景与目的随着科技的不断发展，单片机作为嵌入式系统中的核心部件，其在各个领域的应用日益广泛。

为了提高学生的实践能力，培养其动手操作和问题解决能力，本次实训以单片机为平台，通过综合应用实训，使学生深入了解单片机的工作原理，掌握单片机的编程技巧，并能将其应用于实际项目中。

二、实训内容与步骤本次实训内容主要包括以下几个方面：1. 单片机基础原理- 了解单片机的结构、工作原理及常用接口。

- 学习51单片机的指令系统、寄存器及中断系统。

2. 单片机编程- 掌握Keil uVision软件的使用，进行C51语言编程。

- 学习编写简单的单片机程序，如LED流水灯、按键控制等。

3. 单片机硬件电路- 学习绘制电路原理图，了解电路元器件的选用和焊接工艺。

- 实践搭建单片机最小系统，并进行调试。

4. 单片机综合应用- 设计并实现一个基于单片机的交通灯控制系统。

- 设计并实现一个基于单片机的数字时钟显示系统。

三、实训过程与结果1. 单片机基础原理学习- 通过阅读教材、查阅资料，了解单片机的基本知识。

- 在实验室进行实验，验证单片机的基本功能。

2. 单片机编程实践- 使用Keil uVision软件，编写LED流水灯程序，实现LED灯的闪烁效果。

- 编写按键控制程序，实现按键的读取和响应。

3. 单片机硬件电路搭建- 使用Protel软件绘制电路原理图，确定元器件型号和数量。

- 搭建单片机最小系统，包括电源电路、晶振电路、复位电路等。

- 使用焊接工具进行元器件焊接，并进行调试。

4. 单片机综合应用实现- 设计并实现交通灯控制系统，实现红黄绿灯的定时切换和倒计时功能。

- 设计并实现数字时钟显示系统，实现时分秒的显示和调整。

四、实训总结与收获通过本次实训，我收获颇丰：1. 加深了对单片机原理的理解- 通过理论学习、实验操作和项目实践，我对单片机的结构、工作原理和编程方法有了更深入的了解。

2. 提高了编程能力- 通过编写LED流水灯、按键控制等程序，我掌握了C51语言编程技巧，提高了编程能力。

单片机原理及应用实验二报告实验二：单片机IO口的输入输出实验一、实验目的：1.理解并掌握单片机IO口的输入输出原理；2.掌握基础的输入输出编程技巧；3.熟悉单片机实验的基本流程和实验报告格式。

二、实验器材：1.STM32F103C8T6开发板2.LED灯3.电阻（220Ω）4.面包板、杜邦线等。

三、实验原理：单片机的IO口是实现与外部器件进行通信的重要接口，通过编程，我们可以控制IO口的状态（低电平或高电平）来实现对外部器件的控制或检测。

IO口的输入输出原理主要有两种：1.三态输出方式：通过设置IO口的DDR寄存器来将IO口设置为输出模式（推挽输出），并通过设置IO口的ODR寄存器来控制IO口的输出状态为低电平或高电平；2.上拉输入方式：通过设置IO口的DDR寄存器来将IO口设置为输入模式，同时设置IO口的CR寄存器的PUPD位为上拉使能，通过读取IO口的IDR寄存器可以获取IO口的输入状态。

四、实验步骤：1.连接电路：将STM32F103C8T6开发板的VDD和VSS（即5V和GND）分别连接到面包板的3V3和GND，将LED的阳极（长脚）连接到STM32F103C8T6开发板的PA0引脚，将LED的阴极（短脚）通过一个220Ω的电阻连接到GND。

2. 打开Keil uVision5软件，创建一个新的工程，并选择适合的芯片型号（STM32F103C8T6）。

3.编写代码实现将PA0引脚设置为输出模式，并控制LED的亮灭。

五、实验代码：```c#include "stm32f10x.h"void GPIO_Configuration(void)GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);int main(void)GPIO_Configuration(;while (1)GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // 点亮LEDGPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_0); // 关闭LED}```六、实验结果与分析：七、实验心得：本次实验主要学习了单片机IO口的输入输出原理，了解了三态输出方式和上拉输入方式，并通过实际编写代码的方式，在STM32F103C8T6开发板上实现了控制LED的亮灭。

单片机原理实验报告实验一计数显示[目的]熟悉Proteus仿真软件，掌握单片机原理图的绘制方法【实验内容】（1）熟悉Proteus仿真软件，了解软件的结构和功能（2）学习如何使用ISIS模块，学习设置图纸、选择元件、画线、修改属性等基本操作（3）了解如何加载可执行文件和运行程序仿真（4）了解Proteus在单片机开发中的作用，完成单片机电路原理图的绘制[实验步骤]（1）观察Proteus软件的基本结构，如菜单、工具栏、对话框等。

（2）Proteus中绘制电路原理图，并根据表A.1将组件添加到编辑环境中（3）在Proteus中，观察仿真结果，检查电路图绘制的正确性【实验示意图】【实验源程序】#include <reg51.h>位 P3_7=P3^7;无符号字符 x1=0;x2=0 ;无符号字符数=0；无符号字符 idata buf[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}；无效延迟（int时间）{整数 k，j；for(;time<0;time--)for(k=200;k>0;k--)for(j=500;j<0;j--);}无效初始化（）{P0=buf[x1]；延迟（10）；P2=buf[x2]；延迟（10）；}无效的主要（）{在里面（）;而（1）{x1=计数/10；x2=计数%10；P0=buf[x1]；延迟（10）；P2=buf[x2]；延迟（10）；如果（P3_7==0）// {延迟（10）；而（！P3_7）；如果（计数==99）计数=0；别的计数=计数+1；}}}[实验结果]阐明计数器的作用是按下K1后，数码管LED1和LED2会显示按键的按下次数， LED1代表一位， LED2代表十位。

当计数器达到99时，再次按下K1键，显示值再次从0开始。

实验2指示灯开关控制器[目的]学习如何编程和调试汇编语言【实验内容】（1）熟悉Proteus仿真软件，了解软件的结构和功能（2）学习如何用汇编语言编程（3）ISIS 模块中输入、编译和调试汇编程序（4）了解MCU程序控制原理，实现指示灯/开关控制器的预期功能[实验步骤]( 1 ) 在ISIS中画出电路原理图, 并在编辑环境中添加相应的元器件 .( 2 )在ISIS中编写汇编语言程序( 3 ) 利用ISIS 的汇编调试功能检查程序的语法和逻辑错误( 4 )观察仿真结果，检查程序和电路的正确性【实验示意图】【实验源程序】#include <reg51.h> 无效延迟（int时间）{整数 k，j；for(;time<0;time--) {for(k=100;k<0;j--) for(j=500;j<0;j--); }}无效初始化（）{P1=0x00；延迟（20）；P1=0xff；延迟（20）；P1=0x00；延迟（20）；P1=0xff；延迟（20）；P1=0x00；延迟（20）；P1=0xff；延迟（20）；}无效的主要（）{在里面（）;P1=0x00；延迟（20）；P1=0xff；延迟（20）；而（1）{P1=P2 ;}}[实验结果]阐明点击运行，8个LED 一起闪烁3次。

单片机原理及应用实验报告2单片机原理及应用实验报告2实验报告：单片机原理及应用实验一、实验目的1、了解单片机的基本工作原理；2、掌握单片机的编程方法和编写汇编语言程序的能力；3、学习单片机的应用实验。

二、实验原理单片机是一种集成电路，内部包含了中央处理器、存储器和各种输入输出端口。

单片机的工作原理是通过对输入信号的处理和对输出信号的控制来实现各种功能。

单片机的编程方法一般采用汇编语言编写程序。

汇编语言是一种低级语言，可以直接对单片机进行操作。

通过编写汇编语言程序，可以实现各种功能，如控制LED灯的亮灭、控制电机的转动等。

本次实验主要通过控制LED灯的亮灭来演示单片机的应用。

在实验中，我们将使用汇编语言编写程序，通过编程来控制LED灯的亮灭。

三、实验步骤2、编写汇编语言程序：打开编程软件，进入编程界面，编写程序代码；3、编译程序：将编写好的程序进行编译，生成机器码；4、烧录程序：用编程工具将编译好的机器码烧录到单片机中；5、连接电路：使用面包板将单片机与LED灯连接起来；6、测试程序：将单片机的电源接通，观察LED灯的亮灭情况。

四、实验结果与分析经过以上步骤，我们成功地编写了汇编语言程序，并将程序烧录到了单片机中。

在实验中，我们观察到LED灯根据程序的控制产生了相应的亮灭效果。

实验结果表明，通过编程可以实现对单片机的控制，从而实现各种功能。

单片机在嵌入式系统、自动控制系统、家电等方面有着广泛的应用。

五、应用实例1、家居智能化控制：通过编程控制单片机，可以实现对家电的智能化控制。

例如，可以根据日出日落时间控制窗帘的开闭，根据室内温度控制空调的开关等。

2、工业自动化：在工业生产中，单片机可以用来控制各种设备和机械，实现生产线的自动化控制。

例如，可以根据产品的规格和数量，自动调整机械的工作速度和工作时间。

3、智能交通系统：在交通领域，单片机可以用来控制信号灯、道闸等设备，实现交通流量的控制。

例如，可以根据道路的拥堵程度和车辆的行驶速度，调整信号灯的红绿灯时间，从而达到交通畅通的目的。

《单片机原理与应用》课程实验报告院系：班级：学生：学号：指导教师：设计时间：哈尔滨工业大学1 实验的目的、内容和设备1.1 实验的目的单片机综合实验的目的是训练单片机应用系统的编程及调试能力，通过对一个单片机应用系统进行系统的编程和调试，掌握单片机应用系统开发环境和仿真调试工具及仪器仪表的实用，掌握单片机应用程序代码的编写和编译，掌握利用单片机硬件仿真调试工具进行单片机程序的跟踪调试和排错方法，掌握示波器和万用表等杆塔工具在单片机系统调试中应用。

1.2 实验内容实验的内容是利用APP001开发板实现一个温度测量显示和控制的单片机应用系统，利用APP001开发板上的温度传感器测量温度，通过键盘输入一个稳定设定值，当测量温度高于设定温度时发出声音报警，开启散热风扇开关，并在LCD上显示实时温度值，设定温度值和散热风扇的开关状态，其中日期和时间利用单片机的定时器来产生，并能通过键盘来设定。

通过该实验学习和掌握以下的内容：1)MPLAB开发环境的使用，程序编写和排错及软件仿真2)利用MPLAB和ICD2对程序进行在线仿真和调试3)使用万用表和示波器等仪器对硬件系统进行测量和调试4)PIC18F452单片机的I/O和PWM驱动及编程方法5)PIC18F452单片机LCD和键盘接口及编程方法6)PIC18F452单片机的USART编程及与PC机的通讯方法7)利用Timer1外接32.768kHz的晶振产生RTC1.3 实验设备1)运行MPLAB的PC机2)示波器、万用表3)直流电源4)ICD2仿真器5)APP001多功能实验板2 总体设计2.1 硬件总体设计系统组成方案图1系统框图2.2 软件总体设计图2主程序框图图3 中断程序框图3 硬件设计1)散热风扇开发输出控制：实验中我们利用一个LED来模拟风扇状态，当散热风扇开关打开时，LED被点亮发光，当散热风扇关闭时，LED不发光。

开发板上的指示灯D11由RB2，低电平亮，高电平灭。

单片机原理及应用实验报告一、引言单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是一种集成电路芯片，内部集成了微处理器、存储器、输入输出接口和定时器等功能模块，广泛应用于各种电子设备和控制系统中。

本实验报告将介绍单片机的基本原理以及其在实际应用中的实验。

二、单片机的基本原理单片机的核心是微处理器，它负责执行程序指令。

单片机的存储器包括程序存储器（Program Memory）和数据存储器（Data Memory）。

程序存储器用于存储程序指令，数据存储器用于存储数据和中间结果。

单片机通过输入输出接口与外部设备进行通信，通过定时器来控制程序的执行时间。

三、单片机的应用实验1. LED闪烁实验LED闪烁实验是单片机入门实验的经典案例。

通过控制单片机的输出口，周期性地改变LED的状态，从而实现LED的闪烁效果。

这个实验可以帮助初学者了解单片机编程的基本概念和操作。

2. 温度测量实验温度测量实验可以通过连接温度传感器和单片机的输入口，实时地获取环境温度，并通过数码管或LCD显示器来显示温度数值。

这个实验可以帮助学生掌握单片机输入输出口的使用方法，以及模拟信号的处理和显示。

3. 蜂鸣器控制实验蜂鸣器控制实验可以通过连接蜂鸣器和单片机的输出口，实现对蜂鸣器的控制。

通过编写程序，可以使蜂鸣器发出不同的声音，如单调的蜂鸣声、警报声等。

这个实验可以帮助学生学习单片机的数字输出和PWM（脉冲宽度调制）技术。

4. 电机控制实验电机控制实验可以通过连接电机和单片机的输出口，实现对电机的控制。

通过编写程序，可以控制电机的转动方向和速度。

这个实验可以帮助学生理解单片机输出口的电流和电压特性，以及电机的控制原理。

5. 红外遥控实验红外遥控实验可以通过连接红外接收器和单片机的输入口，实现对红外遥控信号的解码和处理。

通过编写程序，可以实现对各种红外遥控器的解码和按键处理。

这个实验可以帮助学生学习单片机输入口的中断处理和红外通信原理。

单⽚机原理及应⽤实验报告单⽚机原理及应⽤实验报告⼀、选题意义 (2)⼆、单⽚机AT89C52结构介绍 (2)三、实验内容 (3)四、实验步骤 (3)五、在uvision环境下软件程序设计 (4)六、Proteus仿真 (6)七、实验器件 (9)⼋、焊接电路实物图 (10)九、实验⼼得 (10)⼀、选题意义1．熟悉使⽤AT89C52单⽚机进⾏系统设计；2．通过对单⽚机⼯作原理的深⼊理解，运⽤所学知识解决实际问题；3．通过实际系统的设计，加深对单⽚机的微计算机系统设计的理解和掌握。

⼆、单⽚机AT89C52结构介绍AT89C52是⼀个低功耗，⾼性能CMOS 8位单⽚机，⽚内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采⽤ATMEL公司的⾼密度、⾮易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，256×8bit内部RAM，低功耗空闲和省电模式，32个双向I/O⼝，3个16位可编程定时/计数器，全双⼯UART串⾏中断⼝线，2个外部中断源。

图2-2是AT89C52引脚图。

图2-2 A T89C52引脚图三、实验内容本实验利⽤单⽚机的计数器原理，通过采⽤protuas仿真软件来模拟实现。

利⽤AT89C52单⽚机芯⽚实现计数功能（0~10）并显⽰当前计数值，还能够实现秒表的启动/暂停，复位功能。

四、实验步骤1、先确定好设计的内容，⽤protuas设计电路图。

2、编写代码，编译并调试正确。

将⽣成的.hex⽂件加载到单⽚机中，运⾏电路并调试使电路功能正确。

3、设计完成后，制作计数器实物，并使得运⾏正确。

五、在uvision环境下软件程序设计#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit K1 = P3^7;uchar i, Second_Counts, Key_Flag_Idx;bit Key_State;char DSY_CODE[] = {0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; // delayvoid DelayMS(uint time){while(time--){uchar t;for(t=0;t<120;t++);}}// handle button events ，处理按键事件void Key_Event_Handle(){if(Key_State == 0) //Trigger key function when key pressed{Key_Flag_Idx = (Key_Flag_Idx + 1) % 3;switch(Key_Flag_Idx){case 1: EA = 1;ET0 = 1; TR0 = 1; break;case 2: EA = 0;ET0 = 0; TR0 = 0; break;case 0: P0 = 0x3f; P2 = 0x3f;i = 0;Second_Counts = 0;}}}// main ，主程序void main(){P0 = 0x3f; //initial state of LED 显⽰00P2 = 0x3f;i = 0;Second_Counts = 0;Key_Flag_Idx = 0; //times of the press (Firstr, second, third respectively stand for different meanings)按键次数Key_State = 1; // 按键状态TMOD = 0x01; //T0 work in mode 1 定时器0⽅式1TH0 = (65536 - 50000) / 256; //Set 50ms timer 定时器0:50msTL0 = (65536 - 50000) % 256;while(1){if(Key_State != K1) //Key is pressed or released{DelayMS(10);Key_State = K1; //update key stateKey_Event_Handle();}}}// T0 interrupt functionvoid DSY_Refresh() interrupt 1{TH0 = (65536 - 50000) / 256; //恢复定时器0初值TL0 = (65536 - 50000) % 256; if(++i == 2) //100ms //50ms*2=0.1s转换状态{i = 0;Second_Counts++;P0 = DSY_CODE[Second_Counts / 10];P2 = DSY_CODE[Second_Counts % 10];if(Second_Counts == 100)Second_Counts = 0; //满100（10s）后显⽰00 }}六、Proteus仿真1、初始值2、按下第⼀次按钮，记时截图3、按下第⼆次按钮，计数器停⽌4、按下第三次按钮，数值清零初始七、实验器件⼋、焊接电路实物图九、实验⼼得通过这次试验，让我对单⽚机有了新的认识。

单片机原理及应用实验
单片机是指一种集成了微处理器核心、存储器、输入输出功能和系统时钟等组件的微型计算机系统。

它通常由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备和系统总线等组成。

单片机的工作原理是通过执行储存在存储器中的程序指令来完成特定的计算和操作。

单片机的应用非常广泛，可以应用于各种电子设备中。

以下是一些典型的单片机应用：
1. 控制系统：单片机可以用于工业控制系统、家庭自动化系统等场景中，通过接收输入信号并根据预设的逻辑程序来控制输出设备的状态，实现各种控制功能。

2. 电子设备：单片机可以应用于各种电子设备中，如电视机、音响、空调等。

它可以接收远程控制信号，并根据信号进行相关功能的操作。

3. 信息处理：单片机可以用于数据处理和信息传输领域，如数据采集和传输、数据处理和分析等。

4. 通信系统：单片机可以用于各种通信系统中，如电话、传真机、无线通信设备等。

它可以通过与外部设备的通信来实现相应的通信功能。

5. 汽车电子系统：单片机可以应用于汽车电子系统中，如发动机控制单元（ECU）、车载娱乐系统、车载导航系统等。

它可
以控制汽车各个系统的运行和协调。

6. 医疗设备：单片机可以应用于各种医疗设备中，如心电图机、血压计、血糖仪等。

它可以接收生理信号，并进行相应的处理和分析。

总之，单片机在电子领域有着广泛的应用，可以实现各种控制、处理和通信功能。

它为电子设备的智能化和自动化提供了重要的支持。