1、 MCS 51 单片机原理及接口技术实验指导书目 录一、MCS-51 单片机应用板系统结构说明.2二、MCS-51 单片机应用板的使用说1明.3三、附表一：接线端子序号定义表4实验一、学习 DICE 仿真系统的使用及简单编程.5实验二、运算处理程序设计与调试.6实验三、数据存储器扩展实验6实验四、LED 显示器实验 .7实验五、8031 单片机定时/计数器应用实验.7实验六、模/数与数/模转换实验.8实验七、串行口双机通讯实验.10实验八、打印机接口实验. .10附录一：动态显示参考程序.132一、MCS-51 单片机应用板系统结构说明MCS-51 单片机应用板上具有 A/D、D/A 转换、打
2、印机接口，并行输入输出，定时计数功能和六位显示，八个开关键盘，该板上还扩充了程序存储区 8K 的 EPROM2764一片，数据存储区 8K 的 RAM6264 芯片一片，该应用板下边自左至右为接线端子序号172。附表一为该板上接线端子序号与该引脚定义内容的一览表，为了明显起见，下面把用户常用的一些资源及其地址罗列出来，供用户使用时参阅。（一） 单片机 8031 部分：1、 8031 单片机，上电复位和按钮复位两种复位方式，主频晶振 6MHZ。2、 INT1 外部中断输入信号，已被 A/D 芯片 0809 的 EOC 信号所占用。3、P1 口的八位 I/O 线由板上开关 KA 控制可有两种用途，
3、一是当 KA 对应位，置于 ON 的状态时，P1 口的该位 I/O 线去控制板上的对应位的发光二极管，当 KA 上该位处于“OFF ”状态时，该位 I/O 线引到接线端子上供用户使用。4、T1 实时计数器：T1 受 KB 开关上的第二位控制，当 KB2 处于“ON ”时，T1可以做为计数工作方式，用来统计板上按钮开关 J 按动的次数，为学生计数实验所设计，当 KB2 处于“OFF”时，T1 引到接线端子上供用户使用。5、除上述之外，其它有关 8031 的引脚已全部引到接线端子上，供用户选用。（二）应用系统扩展部分1、74LS138 译码器地址：8031 的 P2.5P2.7 分别接于 74LS
4、138 的 A、B、C 译码地址线上，其真值表如下：74LS138 的输出 P2.7 C P2.6 B P2.5 A 芯 片 地 址Y0 0 0 0 0000H1FFFH 6264Y1 0 0 1 2100H 8155Y2 0 1 0 4000H DAC0832Y3 0 1 1 6000H ADC0809Y4 1 0 0 8000H 打印机Y5 1 0 1 接线端子 56Y6 1 1 0 接线端子 45Y7 1 1 1 接线端子 4432、8155 芯片：命令/状态寄存器的地址：2100HA 口地址：2001H 接线端子的 6572 位 B 口地址：2102H PB0PB6 分别用于显示器的
5、ag 字型选择输出C 口地址：2103H PC0PC5 分别用于显示器字位选择输出3、EPROM 2764 地址：0000H1FFFH（三） 开关、键说明：1、K1K8 拨码开关：作为 8 路开关量输出。置于 ON 端为高电平输出，置于 OFF端为低电平输出。对应于接线端子的 411 号位。2、KA1KA8 拨码开关：分别控制 8 个发光二极管 L1L8。置于 ON 状态时，8031P1 口 P1.0P1.7 分别控制发光二极管的 L1L8。置于 OFF 状态时，P1.0P1.7 与L1L8 断开，分别引到接线端子的第 1825 号位。3、KB1KB2 拨码开关：KB1 置于 ON 状态时，R
6、ST 复位键与 8031 第 9 脚 RESET接通。置于 OFF 状态时 RST 复位键与 8031 RESET 脚断开。此时 8031 的第 9 脚RESET 接于接线端子第 26 号位。 KB2 置于 ON 状态时，计数按钮开关 J 与 8031 的 T1定时计数器引脚连通，KB2 置于 OFF 状态时，8031 的 T1 与接线端子 31 号位相接。4、J：计数用按钮开关。5、RST：复位按钮开关。6、W1 电位器：A/D 转换时 0809 模拟量输入的调节。二、MCS-51 单片机应用板的使用说明MCS-51 单片机应用板应用时，要与单片机开发系统和计算机配套使用。目前实验室用得计算
7、机型号为 PC586，单片机开发系统型号为 DICE-5928H（使用说明另查附件），其它型号的 MCS-51 系列开发系统也可与其连接。另外还需要一直流 5V 电源。使用时，将开发系统的 40 芯仿真探头插到应用板上的 8031 插座上，将开发系统上的通讯线连接到计算机上的串行口 1 上或串行口 2 上，将开发系统的电源线和 MCS-51 单片机的电源线同时接通 5V 电源，就可以调试使用了，如下图所示。注意插接时看清方向不能插反，当作 D/A 转换实验时需再将一个 +15V 和一个 - 5V 直流电源接到接线端子上。该板上的打印机接口电路设计是与 P 40 打印机相配合的，实验时应把打印机
8、电源接到系统电源上，把打印机上的 20 芯扁平电缆线插到实验板对应的 20 芯插座上，即可调试。4CZ1 为 8051 仿真口 CZ2 为 8098 仿真口DZ1 为电源及通讯接口附表一：接线端子序号定义表序号 名称 序号 名称 1 ADC0809 的 IN3 37 P2.32 ADC0809 的 IN2 38 P2.43 ADC0809 的 IN1 39 P2.54 键盘开关输入端 K1 40 P2.65 键盘开关输入端 K2 41 P2.76 键盘开关输入端 K3 42 程序区读信号 PSEN7 键盘开关输入端 K4 43 锁存信号 ALE8 键盘开关输入端 K5 44 译码器 74LS1
9、38 输出 Y79 键盘开关输入端 K6 45 译码器 74LS138 输出 Y610 键盘开关输入端 K7 46 数据线 D011 键盘开关输入端 K8 47 数据线 D112 ADC0809 的 IN0 48 数据线 D213 电源地 49 数据线 D314 电源+5V 50 数据线 D415 电源+15V 51 数据线 D516 DAC0832OUT 52 数据线 D617 电源 5V 53 数据线 D718 P1.0 54 8155 的 OUT19 P1.1 55 8155 的 IN20 P1.2 56 译码器 74LS138 的 Y521 P1.3 57 经锁存后的地址线 A022
10、P1.4 58 A123 P1.5 59 A224 P1.6 60 A325 P1.7 61 A426 复位脚 62 A527 串行口 RXD 63 A628 串行口 TXD 64 A729 外部中断 INT0 65 8155 的 PA 口的 PA030 定时计数器 T0 66 PA131 定时计数器 T1 67 PA232 读信号 RD 68 PA333 写信号 WR 69 PA4534 P2.0 70 PA5 35 P2.1 71 PA636 P2.2 72 PA7实验一、开发系统的应用与简单程序设计一、实验目的：1、了解 DICE 仿真器的结构和功能；2、掌握 DICE 仿真器的基本操作
11、和使用方法；3、利用已学过的 MCS-51 单片机的指令系统，进行一些简单的程序设计，并通过实验熟悉调试程序的过程。二、实验设备：1、DICE 仿真器一台；2、DICE 仿真器专用电源一台；三、实验内容及要求：1、打开 DICE 仿真器专用电源，仿真器上显示器的最左端显示提示符，一个闪动的“P”子符，表示仿真器系统基本正常（如果没有一个闪动的“P” ，按一下“总清”键） ，等待你的操作；2、 打开计算机电源，在 C 盘上运行下列命令：C：CDDICE51回车，便进入 DICE51 子目录。C： DICE51AMOUSE回车(执行鼠标程序)；C：DICE51M51回车，便进入汇编模式下调试环境。
12、在运行 M51.EXE 命令时，如果屏幕上出现 “Linked CPU error”说明联机不成功。这时可检查 CPU 开关是否在 51 位置；开发系统的电源是否已打开；通讯线连接是否正确；串行口设置是否正确。3、如果联机错误，这可能是串行口设置不对，可通过系统机F10键，打开“Options”子菜单（也可用 ALT-O 打开） ，选择“ports”选项，设置所对应的串行口。这时可通过“ALT-X”退出，重新运行 M51.EXE 命令，屏幕显示集成调试环境。4、这时可执行“File”文件管理中的“New” 建立新文件，按老师的要求将要调试的源文件输入计算机，源文件的格式如下（可参考附录一）：O
13、RG 0000HAJMP MNORG 0100HMN： MOV SP，#60HMOV A，#02H.HERE： SJMP HEREEND65、文件输入完后，便可以对它进行绘编、连接、装载。可通过F9键或用鼠标点“Compile”选项来完成。6、按完F9键后便可对所打开的文件进行调试。通过F10键主菜单命令键打开“Debug”子菜单，便可以进行断点的设置、断点的清除、断点数量显示、单步、跟踪单步、自动单步、程序运行到光带处、全速运行等。7、 程序运行完后，由特殊功能寄存器窗口或数据区窗口查看程序执行结果。四、实验报告内容：1、 画出程序流程图；2、 写出程序清单；3、 写出调试过程及程序执行结果
14、。实验二、应用程序设计及调试一、实验目的：利用已学过的 MCS-51 单片机的指令系统，进行一些较复杂的程序设计，并通过实验，进一步熟悉调试程序的过程。二、实验设备：同实验一三、实验内容及要求：将 30H39H 中 10 个无符号数，剔除最大值和最小值，求平均数，并转换成 BCD码，存入 50H 中。四、实验报告内容：同实验一实验三、数据存储器扩展实验一、实验目的：1、 了解微机存储器的组成；2、 掌握存储器与 CPU 之间的接口方法；3、 掌握存储器容量的扩展方法。二、实验设备：1、 MCS-51 单片机应用板一块；2、 DICE 仿真器一台；3、 DICE 仿真器专用电源一台；4、 数据存
15、储器 6264RAM 一片三、实验内容：1、MCS-51 单片机应用板上已有 8K 的数据存储空间，其地址为 0000H1FFFH。本实验要求另外再扩展一片 RAM6264，地址安排在 C000HDFFFH。为此，首先应该设计一个 CPU 与 RAM 芯片之间的接口电路，这个接口电路与 8031 单片机各种总线相接，使 8031 能够按照要求的地址范围对 RAM6264 进行读写操作。首先应该熟悉 RAM6264 芯片的各管脚定义及逻辑要求，然后确定译码电路。将应用板上的 74LS138 译码输出脚 Y6 接到 RAM6264 的片选脚， 。译码确定之后，按照76264 的接线要求，将系统提供
16、的地趾线、数据线和控制线分别接到 RAM6264 的对应脚，确认连接无误后，方可调试。2、编一测试程序，将立即数 35H 送入 RAM6264 的 C000HDFFFH 各单元，送后检查，若都对，将立即数 09H 送入 CPU 的 50H，若有不对的，将其地址的 DPH 值送入 50H，DPL 值送入 51H。四、实验步骤：1、将面包板上的 RAM6264 芯片与接口电路和 CPU 连接好；2、将应用板与仿真器相接，并接通电源；3、将测试程序输入计算机，执行程序后，在数据区窗口看执行结果，以确定扩展是否成功。五、实验报告要求：1、画出详细的 8031 单片机与 6264 芯片的连线图；2、写出
17、调试过程中发现的问题及解决的方法；3、若改变 6264 地址，哪些连线需做改动，试举例说明。4、满足实验报告其它要求。实验四、 LED 显示器实验一、实验目的：1、掌握显示程序的设计方法和 8155 控制字的设定；2、复杂程序设计并显示的综合练习。二、实验电路：三、实验内容及要求：1、编写动态显示程序，8155 的 PB 口控制各位显示器的字形， PC 口控制各位显示器的阴极电位，使用六位共阴极显示器，显示缓冲区为 79H7EH（参考程序见附录一） 。2、利用所学过的知识，编写运算处理程序并显示程序运算结果。实验五、定时器/计数器的应用一、实验目的：1、掌握定时器/计数器在定时工作和计数工作时
18、控制寄存器 TCON 的用途及方式8控制字 TMOD 各控制位的设定和含义；2、中断允许寄存器 IE 各控制位的设定和含义；3、中断的响应过程及中断源入口地址。二、实验设备：同实验一三、实验电路：计数/定时电路示意图四、实验内容及要求：1、将 T1 设定为计数器方式工作，将按钮开关 J 按下（接通）抬起（断开）次数作为外部事件脉冲从 T1 输入，将 T0 设定为定时功能，每按一次按钮开关 J 键，实现每隔一秒钟使 P1.0、P1.1 、P1.2P1.7 依次输出高电平送到发光二极管上显示出来。*2、用单片机内部定时器 T0 来产生时间基准，通过实验板上的六位数码管显示器模拟时钟，显示时、分、秒
19、，即随时显示当地时间，如同一般的电子钟。为了实现上述设想，在 RAM 区中应按排两个数据区，一个是显示数据缓冲区，共占六个单元，与显示器一一对应，始终存放着要显示的内容。另一个是计数缓冲区，用来存放时、分、秒的十进制数值，以便进行计时。此外还要设一个单元用来存放十分之一秒的计数结果。因为定时器不可能直接产生秒信号，但可以产生十分之一秒（0.1 秒）信号，若用软件计数 10 次，即为一秒，所以，第二个缓冲区占用四个单元，十分之一秒、秒、分、时。然后，根据单片机的时钟频率，确定产生 0.1 秒的时间常数。该应用板的晶振为 6MHZ。本实验需要两个子程序和一个中断服务程序。其中中断服务程序用来修改时
20、、分、秒、1/10 秒的单元内容，并转换成 BCD 码，分半程序用来把时、分、秒的内容分半后放入显示缓冲区，显示子程序用来把显示缓冲区的内容从数码显示器上显示出来。除此之外，主程序用来初始化 T0 和缓冲区单元，并调用各子程序，形成一个完整的应用程序。94、 编写秒表显示程序，数码管的前四位显示 0000，数码管的后两位显示秒表。实验六、A / D 与 D/A 转换器实验一、实验目的：1、 掌握 A/D 和 D/A 的转换原理；2、 熟悉 A/D 和 D/A 接口电路及接线方法；3、 掌握 A/D 和 D/A 转换的编程方法。二、实验设备：1、 示波器；2、 -5V 电源；3、 其余设备同实验三。三、实验电路D/A 转换电路示意图
