微型计算机技术及应用实验指导书.doc
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1、(完整版)微型计算机技术及应用实验指导书微型计算机技术及应用实 验 指 导 书信息工程学院实验总室2011年9月编写目 录学生实验室规则2仿真系统使用简介3实验一 基本I/O接口实验8实验二 P3。3口输入,P1口输出10实验三 中断应用实验工业顺序控制13实验四6位8段LED动态显示控制15实验五定时器与中断综合应用实验秒表17实验六串并转换试验21实验七8255控制交通灯22实验八 A/D转换实验24实验九 步进电机控制实验25实验十小直流电机调速实验27实验十一 D/A输出拟定波形实验29实验十二 电脑时钟30实验十三1616点阵显示控制实验31实验十四8155并行扩展33键盘、4位LE
2、D显示34实验十五216LCD液晶显示接口实验36实验十六MCS-51 串行口应用实验双机通信37实验十七MCS51 串行口应用实验-与PC机通信38附录 字形/字位表/键值表41学生实验室规则1、学生应在实验课前做好实验的预习工作,并写好预习报告交老师检查。无预习报告不准参加实验。 2、学生应按时上实验课,按照老师要求对号入座,进入实验室后不得大声喧哗与打闹,保持肃静的实验环境. 3、在实验室内不准吃东西、喝饮料、不准吸烟、不准穿背心、拖鞋,注意着装礼貌。 4、学生要按技术规程操作仪器设备,不懂要求与技术操作者应虚心请教老师。对于与实验无关的仪器,不要揎自使用,不能揎自交换仪器以及把公物拿出
3、实验室。 5、学生做实验应严肃认真、耐心细致,听从老师指导,正确操作。严防触电、损坏仪器或其它事故发生。 6、实验完毕,应把实验数据记录或结果交指导老师审阅. 7、学生离开实验室前,要将所用仪器设备放置原处,关好仪器开关,并保持室内及实验台的整洁。 8、学生损坏仪器要及时报告老师,并按规定进行经济赔偿。 9、学生应按时交实验报告。 仿真系统使用简介一、 Dais仿真实验系统简介本实验室应用Dais958H+型仿真实验系统,它是及微机原理8086/8088、单片机MCS-51、MCS-96为一体的三合一仿真系统, 把不同类型CPU的三总线(八位数据线、十六位地址总线、CPU控制总线)浓缩与合成,
4、形成混为一体的通用型微机仿真实验系统。系统提供丰富的软硬件资源,实验项目完整丰富,与课程教学紧密结合,能完成微型计算机原理与接口技术、单片机原理及应用课程的实验内容。系统中的实验部件均为模块化设计电路,各模块之间相互独立,学生根据设计要求进行硬件电路设计连线及软件编程。本实验系统同时配有直流电机、步进电机、音响等实验被控对象,可支持控制应用等综合性实验。师生可根据实际需要选择,修改或新开实验项目.系统硬件主要内容如表一所示:表一 系统硬件主要内容CPU管理CPU:89C52 、目标CPU: 准16位微处理器8088、8032/78E438系列单片机、196KB/KC单片机系统存储器监控管理程序
5、在管理CPU的FLASH中、由RAM器件 61256二片构成最小系统(寻址范围64K)、BPRAM 61256(32K)接口芯片及单元实验8251、8253、8255、8259、8237、ADC0809、DAC0832、164、273、244、393分频、电子发声单元,电机控制单元, 开关及发光二极管、单脉冲触发器、继电器控制、1616点阵、216LCD等外设接口打印接口,RS232C串口、D/A驱动接口、步进电机驱动接口、音频驱动接口、PC总线接口显示器6位LED、二路双踪示波器键盘32键自定义键盘EPROM编程器对EPROM 2764/27128快速读出系统电源+5V/2A,12V/0.5
6、A1。 系统组成Dais958H+型仿真实验系统的微机接口实验由管理CPU、目标CPU 8088/8032/196单元和通用电路、接口实验电路及稳压电源组成,并配有CPU选择开关、串行口通信波特率选择开关.系统既能独立运行(脱机方式),也可以PC微机为操作平台。系统接口实验电路为单元电路方式,通过RS232串行接口与PC微机相连,在Windows集成软件的支持下,利用上位机丰富的软硬件资源,实现用户程序的编辑、编译、调试运行。目标CPU8088采用主频为14.3818MHz晶振,51系列单片机晶振频率6MHz。“MCS-51实验系统支持汇编语言及C51编程、调试及运行。2. 系统资源分配实验系
7、统寻址范围定义如表二所示:系统数据区F000:000000FFH系统堆栈区F000:010001FFH系统程序区F000:020007FFH用户程序区用户数据区0000:100007FFFH用户堆栈区0000:04000600H中断向量区0000:000003FFH系统已定义的I/O地址如下:接口芯片口地址用途74LS273FFDDH字位口74LS273FFDCH字形口74LS245FFDEH键入口8255A口FFD8HEP总线8255B口FFD9HEP地址8255C口FFDAHEP控制8255控制口FFDBH控制字3. 常用控制电路1。串行口通信波特率选择开关(位于实验箱右上角的船形开关)
8、串行口通信波特率选择开关2. CPU选择开关(位于实验箱右侧,串行口通信波特率选择开关下方的船形开关)3、三输入、八输出译码器(74LS138)电路系统上配有带使能控制的三输入、八输出译码器74LS138一片.系统实验程序中对译码器的定义是:使能控制端G的有效寻址范围为0FFE0H0FFFFH,译码器输入控制端A、B、C连接地址线A2、A3、A4,其译码输出端Y0Y7的有效寻址范围分别为0FFE0H、0FFE4H、0FFE8H、0FFECH、0FFF0H、0FFF4H、0FFF8H和0FFFCH,如下图 二、 Dais仿真实验系统安装使用1.硬件安装电源连接:通过随机所配的三芯电源线接入AC2
9、20V电网。打开电源开关系统应显示闪动的“P.”,若否应按下复位(RESET)键,如仍不显示闪动的“P.”,应立即切断电源,检查后重新进行或向指导教师报告。2。Windows环境快捷使用在桌面上双击图标,弹出图1所示“选择通讯端口”对话框,然后选择PC机与实验系统所插串口一致的串口选项(串口1或2),与仿真器串行口通信波特率选择开关所对应位置一致的选项,(右侧是57600、中间是9600),软硬件设置、串口接线正确,且仿真器电 图1: 选择通讯端口对话框源打开,点击“确认”,计算机与仿真器连接,便进入Dais集成调试环境(IDE),如图2所示。IDE是 Intergrated Developm
10、ent Environment(集成开发环境)的缩写.使用 IDE可以轻松地创建文件,并可通过其良好的界面来编译或编辑文件,以生成下载至 Dais 仿真器中的调试程序文件。点击“确认”若未进入Dais集成调试环境而系统弹出图3所示Information提示框,选择“Yes”连接仿真器进入Dais集成调试环境。选择“No”与选择“选择通讯端口”对话框“取消”一样,不连仿真器进入Dais集成调试环境。注意:若仿真器与计算机没有连接,主界面上仿真器连接图标有颜色(红绿),否则仿真器连接图标显示灰色.图2:IDE集成调试环境主界面图3: Information对话框 注意:点击“NO”可不连仿真器直接
11、进入集成调试环境主界面,然后在菜单“设置”选项中选择“选择通讯端口”进行设置连接仿真器。在单片机实验中在菜单“设置”选项中选择“仿真模式,仿真模式设置如图4所示:图3:仿真模式设置对话框系统功能自检(联机方式)单片机实验中,点击工具条中“”图标,在打开对话框中(Dais文件夹)双击LED51。asm文件,进入实验源程序的编辑窗口。工具条中点击“”图标,进行源文件编译、装载,在出现编译成功的对话框后点击“OK”自动进入源文件调试状态.点击“运行, 执行系统自检程序,以连续方式运行“8字循环右移程序,若LED出现跑“8”显示,说明系统已进入正常工作状态,点击“停止。调试程序时,可在在工具条中点击所
12、需的运行方式:“”单步、“”宏单步、“”运行。若需要以断点方式运行,可直接点击源语句行前的“图标来完成所需断点的设置与清除,然后再点击“”图标进入断点运行状态。系统进入运行状态后若需终止程序运行请点击图标“”退出当前操作返回待令状态.步骤可在IDE集成开发环境主界面菜单栏中的对应功能菜单项实现注意:(1)当已经建立或打开了的一个源程序文件(汇编语言或C51,其扩展名是 。asm或 .C),可以使用菜单编译项中的“文件编译、连接、装载”命令或单击工具栏“”按钮即可对当前源文件进行编译、连接,如果源文件存在错误,即弹出下列“编译连接产生错误”对话框,单击“OK”,编译错误信息便出现在“编译连接信息
13、窗口,双击错误信息行,光标便自动跳转到源文件编辑窗口的出错行,以便进行修改。如果源程序文件没有错误,即弹出“编译、连接成功对话框. (2)当启动调试软件或在使用软件过程中出现通讯错误提示框,如下图所示。 主要有以下几个原因: 仿真器与计算机没有连接; 仿真器的电源没有打开; 仿真器连接的实际串行口波特率选择开关位置与软件设置不一致; 对于的错误,只要在硬件上检查一下,或用杀毒软件清除病毒即可。对于第种错误,请单击“No”进入主界面,再打开“设置通讯端口选择”菜单,选择与硬件实际连接的端口及波特率与仿真器一致,单击“确定”按钮即可。IDE集成开发环境系统使用详见IDE主界面菜单中的“帮助项.3。
14、 初始化状态51系列单片机8032实验系统复位后各寄存器的初始化值如下:PC=0000H,SP=07H,P0P3=FFH,DPTR=0000H,ACC、B、PSW均为0,其余详见教材。4。 实验注意事项1)实验接线图上的粗实线表示学生在实验时要用导线连接起来。2)文件名:所编辑的文件起名不得超过8个字符,不可以使用汉字以及“ 、?、*、/”等DOS文件名所不可使用的字符,也不可输入盘符和路径!否则,当你点击 “” 图标-编译、连接、装载程序时,系统提示错误,出现如下错误信息提示对话框。说明所编辑文件名起名错误,按要求重新起名;或者是预说明语句不正确。 实验一 基本I/O接口实验一、实验目的 1
15、、熟习单片机实验系统的操作方法及实验步骤。2、学习P1口使用方法。3、用汇编语言编写程序,学习延时子程序的编写和使用。二、实验内容1、P1八位分别连线八只发光二极管;编程实现控制八个灯依次循环点亮,延时1s。2、P1。0口输出方波,方波占空比50,周期为50ms。 三、程序参考流程(注:书中给出的流程图仅作为编程参考,可不依据该流程图自行编写程序完成实验.)四、编程提示1、P1口为双向I/0接口,每一位都可作为输出或输入端。编写程序可对其按字节操作(如:MOV P1,#0FFH)或者按位操作(如:SETB P1。0).2、单片机定时可用指令循环方式(软件延时)或定时器定时方式(硬件延时)实现。
16、若用指令循环方式,其程序延时时间计算公式如下:延时时间 = 执行指令所需机器周期 指令循环次数例如:要实现100ms延时,可编写程序如下:DEL: MOV R3,#200 DEL1: MOV R2,#125 DEL2: DJNZ R2,DEL2 ; 125 4 =500s DJNZ R3,DEL1 ;0。5ms*200=100ms本实验箱单片机外接晶振频率为6MHz,执行一条单周期指令(如:MOV)时间为2s,执行一条双周期指令(如:DJNZ)为4s。以上程序精确延时时间为:(500+2+4)*200+2=101.202(ms) 3、参考例子 P1口输出,点亮一个发光二极管L1- 1 -汇编语
17、言参考程序:汇编语言不区分大小写ORG 0000h ;伪指令,定义程序存储初始地址MOV P1,#0feh;将立即数0feh送入P1口END ;结束指令C语言参考程序:注意:C语言区分大小写include define uint unsigned int /自定义数据类型void delay(); /函数声明void main() while(1) /无限循环函数 P1=P11;/P1.0求反,表达式不唯一 delay(); /延时程序调用 /函数定义,该函数为一个无参数函数void delay() /该函数实现程序延时功能 uint x,y; /修改x,y初值可以改变延时时间for(x=10
18、0;x0;x-) for(y=200;y0;y) ;五、实验电路六、实验步骤1、实验接线:用导线把P1.OP1.7分别连接至L1L8,打开实验箱电源;2、编程调试:在PC机上打开实验软件(MCS-51单片机实验系统),用汇编语言编写并调试程序;下载运行程序,观察发光二极管点亮移位情况,如果现象不对继续修改程序。七、实验报告要求1、写出实验完成后的完整程序及必要的文字说明,画出实验电路图。2、描述实验程序运行结果。3、完成思考题:若采用计数器延时,试编写程序实现,可分别用汇编和C51语言。实验二 P3。3口输入,P1口输出一、实验目的1、进一步熟悉汇编语言编程思路和程序调试方法。2、学习P1、P
19、3 I/O口使用。二、实验内容1、P3口做输入口,外接一开关作为脉冲信号源,每输入一个脉冲,P1口按十六进制加一。2、P1口做输出口,编写程序,使P1口接的8 个发光二极管L1L8按16进制加一方式点亮发光二极管。三、实验说明1、P3口是准双向口,它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同。由准双向口结构可知当P3口用作输入口时,必须先对口的锁存器写“1”,若不先对它写“1,读入的数据是不正确的。2、参考例子 读取P3口输入开关状态输出到P1口通过外接的LED灯显示。38汇编语言参考程序:ORG 0000h MOV P3,0FFH ;P3口初始化MOV ACC,P3 ;将P3口数据读入累加器AC
20、C中MOV P1,ACC ;将将ACC中数据送入P1口输出END C语言参考程序: #include void main() P3=0xff; /P3口初始化P1=P3; / P3口输入送P1口输出 查询方式判断开关状态,关时L1灯灭,开时L1灯亮汇编语言参考程序ORG 0000hMOV P3,0FFH ;P3口初始化test:JNB P3.3,open ;判位跳转指令 SETB P1.0 ;置1指令AJMP test ;无条件跳转指令open:CLR P1.0 ;清0指令AJMP test ENDC语言参考程序#includereg51.hsbit p3_3=P33; /位变量定义sbit
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