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类型《单片机原理及应用》实验指导书.doc

  • 上传人:HR专家
  • 文档编号:7523917
  • 上传时间:2019-05-20
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    《单片机原理及应用》实验指导书.doc
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    1、豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ 刘炜 白顺先审核 蔡静之校对 杨 艺北方民族大学电气信息工程学院二八年三月豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ 录第一章 DVCC52196JH 单片机仿真实验系统简介 11-1 DVCC52196JH 单片机仿真实验系统的技术指标 41-2 通用外围电路 51-3 硬件系统的安装和系统启动 51-4 I/O 接口器件地址 61-5 MCS51 汇编语言的调试过程 6第二章实验项目 7实验一清零程序 7实验二拆字程

    2、序 8实验三拼字程序 9实验四数据传送程序 10实验五 P3.3 口输入、P1 口输出 11实验六脉冲计数 13实验七流水灯实验 14实验八 ADC0809 模数转换实验 15实验九 D/A 转换实验 17豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ DVCC52196JH 单片机仿真实验系统简介DVCC 系列单片机仿真实验系统可以对 MCS51、MCS 196、十六位微机8086/8088 进行实验与仿真,出厂时为 MCS51 实验开发系统。1-1 DVCC52196JH 单片机仿真实验系统的技术指标DVCC 系列单片机仿真实验

    3、系统由三大部分组成:电源,单板式结构的箱式实验台,主机。下面具体介绍一下箱式实验台:1. 主机含 8032CPU,可选配 96CPU 卡、8088CPU 卡;2. 配有 64K 管理程序;3. 配有 64K 用户数据/程序空间,可一次性在线仿真;4. 带 4*8 键盘,6 只高亮 LED 八段数码显示器,10 位开关量输入信号,12 位开关量输出发光二极管;5. 自带 EPROM 编程器;6. 配备各种单片机常用接口芯片,如 8253A 定时 /计数器、ADC0809、DAC0832、并行 I/O 口 8255A、8155、可编程中断接口 8259A、串行通信芯片 8251A 等。同时,可通过

    4、扩展外配可编程键盘、显示控制器、 DMA 芯片8237A 等;7. 带有正负单脉冲发生器、连续脉冲发生器、分频电路等;8. 配备单片机控制执行单元,如步进电机、直流电机、继电器、电子音响等;9. 可外配温度、压力测量模块;10. 支持 ASM-51/96/8088、C51/96 等多种语言的汇编、反汇编及动态调试。实验箱元器件布局图豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ 通用外围电路1. 逻辑电平开关电路该系统提供 10 位逻辑电平开关,分别标有 K1K10。开关向上打时,输出高电平“1” ,向下打时,输出低电平“0” 。2

    5、. 发光二极管显示电路DVCC 仿真实验系统提供 12 个发光二极管,其中四红、四绿、四黄,分别标有L1L12。输入端为高电平“1”时,发光二极管亮;输入端为低电平“0”时,发光二极管灭。3. 时钟电路时钟电路可以输出 4MHz 经 18 次分频获得的 8 种时钟信号,供 0809A/D 转换器、8253A 定时/计数器接口实验使用。4. 单脉冲发生电路采用 RS 触发器产生正负单脉冲。每按一次 AN 按钮,即可以分别产生一个正脉冲 SP 及负脉冲/SP,供“中断” 、 “CLR”、定时 /计数器等实验使用。5. 步进电机及驱动电路步进电机是工业控制及仪表中常用的控制元件之一,它有输入脉冲与电

    6、机轴转角成比例的特征,在智能机器人、软盘驱动器、数控机床中广泛使用,微电脑控制步进电机最适宜。系统中设计使用 20BY0 型步进电机,它使用 +5V 直流电源,步距角为 18 度,电机线圈由四相组成。驱动电路由脉冲信号控制,调节脉冲信号的频率便可改变步进电机的转速。实验箱上 BA、BB、 BC、BD 即为脉冲信号输入插孔,驱动器输出 A、B、C 、D 接步进电机。6. 模拟信号、基准电压产生电路系统提供 1 路 05V 模拟电压信号,1 路基准电压产生电路供 A/D、D/A 转换实验使用。1-3 硬件系统的安装和系统启动1. 和主机联机硬件安装(注意不要带电安装)将随机配备的 9 芯通信电缆线

    7、一端接入实验系统的 J2 插座,另一端接入主机的串行口上(COM1/COM2 任选) 。在 51CPU 系统时,开关 SK1 的位 15 处于 ON,位 610 处于 OFF,出厂配置即为 51CPU 系统。2. 电源实验台所需主电源为+5V/1.5A ,辅助电源为12V/0.5A(只在用到 D/A 转换器时接入) 。本实验系统使用外接电源,将随机的 2 芯电源线插头插入系统 J1 插座,另一头红线接入外部电源的+5V 插孔,黑线接入外部电源的地插孔,确认电源接线无误后,打开外接电源即可。3. 系统启动上电后,实验系统应显示闪动的“P” ,否则按 RESET 按钮,如再无显示,立即关掉电源,仔

    8、细检查后再试。豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ I/O 接口器件地址8155 控制口 FF20H8155A 口(字位) FF21H8155B 口(字形) FF22H8155C 口(键扫) FF23H8255 控制口 FF2BH8255A 口 FF28H8255B 口 FF29H8255C 口 FF2AH其中 8155 时键盘显示接口器件,8255 是 EPROM 固化接口器件。DVCC 系列实验系统实验用各接口器件模块其地址由 74LS138 译码产生。对51CPU,其译码输出地址如下表所示。Y0Y7 作为用户目标程序

    9、、数据或 I/O 口片选地址。138 译码输入 138 译码输出G1 G2 C B A Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7A15 地 A14 A13 A12 80008FFFH 90009FFFH A000AFFFH B000BFFFH C000CFFFH D000DFFFH E000EFFFH F000FFFFH1-5 MCS51 汇编语言的调试过程1. 编译ASM51 编译器能对用户编辑中形成的 MCS51 指令助记符编写的汇编语言源程序进行汇编,形成可重新定位的中间文件.OBJ 和列表文件.LST。2. 链接对编译生成的.OBJ 文件进行重新定位和链接,输出一个绝对目标文件.

    10、ABS,它可以直接装载到仿真存储器中供执行,同时生成定位控制文件.MAP。注意:对装载到仿真存储器中的程序调试完成后,通常要将目标文件通过专用编程器写入 EPROM 中,然后插入用户系统中脱机运行。由于绝对目标文件.ABS,不能通过专用编程器写入(文件格式不符) ,这就需要你在链接栏菜单里选择.HEX格式,这样链接完成后,同时生成.HEX 目标文件,可供专用编程器烧写。3、调试将链接后形成的绝对目标文件通过 RS-232 接口传送到实验箱中就可以利用单步、断点和连续运行等方式对程序进行调试了。在 DVCC52196J 集成实验环境下,你只需要用鼠标点击“调试”图标即可实现编译、链接、目标码传送

    11、的全过程。期间若产生的错误提示信息,则系统不会生成目标码。必须排除程序中的错误后,才能进入到调试状态。第二章 实验项目豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ 清零程序(设计性实验)一、实验目的掌握汇编语言设计和调试方法。二、实验内容编程实现将外部 RAM 7000H70FFH 单元的内容清零。三、实验仪器与器材DVCC-52196J 实验箱和 PC 机。四、实验设计思路利用 R0 寄存器做为循环次数计数器,利用 DPTR 寄存器做为外部 RAM 的地址指针,通过循环赋值实现外部 RAM 7000H70FFH 单元内容的清零。

    12、程序设计的参考流程如下:开 始# 0 - R 0# 7 0 0 0 H - D P T R零送 D P T R 指向的单元修改地址指针( R 0 ) + 1 - R 0( R 0 ) = 0 ?结 束YN五、实验要求1、认真预习外部 RAM 读写操作和循环类指令。2、实验中认真记录程序在编译、链接和调试过程中出现的问题以及解决的方法,观察程序执行前后相关寄存器和存储单元内容的变化,并在实验总结中加以分析。六、实验思考题1、如果将内部 RAM 20H3FH 单元的内容清零,应该如何做?2、如果将外部 RAM 7000H70FFH 单元的内容赋值为该单元地址值的低 8 位值,应该如何实现?实验二

    13、拆字程序(设计性实验)一、实验目的豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ RAM 7000H 单元的内容拆开,高 4 位送外部 RAM 7001H 单元的低 4 位,低 4 位送外部 RAM 7002H 单元的低 4 位,7001H、7002H 高 4 位清零。三、实验仪器与器材DVCC-52196J 实验箱和 PC 机。四、实验设计思路本程序一般用于把数据送显示缓冲区,设计思路是:利用 DPTR 寄存器做为地址指针,采用寄存器间接寻址的方式访问外部 RAM。利用与操作指令从一个字节中取出需要的数据。程序设计的参考流程如下:

    14、开 始7 0 0 0 H 单元内容送 A高低位交换屏蔽高位后送 7 0 0 1 H 单元7 0 0 0 H 单元内容送 A结 束屏蔽高位后送 7 0 0 2 H 单元五、实验要求1、认真预习外部 RAM 读写操作、逻辑与操作和交换类指令。2、实验中认真记录程序在编译、链接和调试过程中出现的问题以及解决的方法,观察程序执行前后相关寄存器和存储单元内容的变化,并在实验总结中加以分析。六、实验思考题1、如果将内部 RAM 30H 单元的内容拆开,拆分的结果也存储在内部 RAM 中,应该如何做?2、如果要求拆分后数据的高 4 位全为“1”如何实现?实验三 拼字程序(设计性实验)一、实验目的掌握汇编语言

    15、设计和调试方法。二、实验内容豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ RAM 7000H 和 7001H 单元的低 4 位相拼后送入 7002H 单元。三、实验仪器与器材DVCC-52196J 实验箱和 PC 机。四、实验设计思路本程序一般用于把显示缓冲区的数据取出拼装成一个字节,设计思路是:先将外部 RAM 7000H 单元内容的低 4 位取出做为拼装字节的高 4 位,然后与 7001H 单元内容的低 4 位相或,拼装成一个字节。程序设计的参考流程如下:开 始7 0 0 0 H 单元内容送 A屏蔽高位高低位交换后送 B7 0

    16、 0 1 H 单元内容送 A屏蔽高位结 束A 和 B 相或后送 7 0 0 2 H 单元五、实验要求1、认真预习外部 RAM 读写操作、寄存器间数据传送、与或操作和交换类指令。2、实验中认真记录程序在编译、链接和调试过程中出现的问题以及解决的方法,观察程序执行前后相关寄存器和存储单元内容的变化,并在实验总结中加以分析。六、实验思考题如果将内部 RAM 30H 和 31H 单元内容的低 4 位进行拼字,拼字的结果也存储在内部 RAM 中,应该如何做?实验四 数据传送程序(设计性实验)一、实验目的掌握 RAM 中的数据操作。二、实验内容编程实现把外部 RAM 6000H 开始的 256 个单元的内

    17、容传送到外部 RAM 7000H 开始的区域中。豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ 实验箱和 PC 机。四、实验设计思路由于访问外部 RAM 只能使用 DPTR 做为地址指针,以寄存器间接寻址方式实现,因此程序设计中应该注意 DPTR 内容的保护。可以使用 R2、R3 来存储源 RAM区的地址,R4、R5 来存储目的 RAM 区的地址,程序设计的参考流程如下:开 始字节计数单元清零存源地址存目的地址从源地址单元取数传送到目的地址单元修改地址指针传送字节数加 1结 束传送完了 ?NY五、实验要求1、认真预习外部 RAM 读

    18、写操作和循环类指令,考虑在循环体内如何保护DPTR 的内容。2、程序运行前应先利用 DVCC 实验系统主控软件的存储器内容修改功能,将外部 RAM 6000H60FFH 单元的内容修改为你需要的数据。程序运行后,应仔细查看外部 RAM 7000H70FFH 单元的内容是否与源数据区一致,尤其是 70FFH 单元。3、实验中认真记录程序在编译、链接和调试过程中出现的问题以及解决的方法,观察程序执行前后相关寄存器和存储单元内容的变化,并在实验总结中加以分析。六、实验思考题如果源数据区或目的数据区在内部 RAM 中,程序应该如何调整?如果二者均在内部 RAM 中,如何编程实现?实验五 P3.3 口输

    19、入、P1 口输出(设计性实验)一、实验目的1. 掌握 P3 口、 P1 口简单使用。2. 学习延时程序的编写和使用。3. 学会判断开关是否接通及开关抖动的消除方法。豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ 口作输入口,外接一个拨动开关 K1,每拨动开关一次输入一个脉冲,单片机对输入的脉冲个数进行计数,并通过接在 P1 口上的 8 个发光二极管(L8L1 )将输入脉冲个数以二进制方式显示出来。三、实验仪器与器材DVCC-52196J 实验箱和 PC 机。四、实验硬件接线图五、软件设计思路拨动开关每拨动一次向 P3.3 输入一个由

    20、高到低再到高的负脉冲,在开关动作过程中,会产生抖动,可以利用软件延时 1020ms(系统晶振频率为 6MHz,一个机器周期为 2S )来避过抖动,防止出现误计数。程序设计中不断读取 P3.3 的状态,当其按照由高到低再到高的规律变化时,将累加器 A 的内容加 1,同时将累加器 A的内容从 P1 口输出,在发光二极管上显示出来,程序设计的参考流程如下:豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ 3 . 3 是低电平吗 ?将 P 3 . 3 置为输入状态延时 2 0 m sP 3 . 3 确实是低电平吗 ?延时 2 0 m sP 3

    21、 . 3 是高电平吗 ?延时 2 0 m sP 3 . 3 确实是高电平吗 ?累加器内容加 1累加器内容送 P 1 口YNYYNNYN六、实验要求1、认真预习单片机并行口的操作方法,充分理解准双向口的含义。2、根据系统晶振频率为 6MHz,编制 20ms 软件延时子程序。3、实验中认真记录程序在编译、链接和调试过程中出现的问题以及解决的方法,观察程序执行结果是否符合实验要求,并在实验总结中加以分析。七、实验思考题1、在读入引脚状态前为什么需要先将相应的接口置 1?不置 1 可以吗?2、利用软件延时来消除开关的抖动,如果将延时时间成倍加大(如 1s)会出现什么现象?豆丁文档代下载:http:/

    22、(0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ 脉冲计数(设计性实验)一、实验目的熟悉 MCS-51 单片机的定时/计数功能,掌握定时 /计数器初始化编程方法。二、实验内容对定时器 0 外部输入(即 P3.4 口)的脉冲进行计数,并送发光二极管按 16 进制进行显示。注:由于 DVCC52196J 实验箱上只有 12 个发光二极管,故只能显示 12 位二进制数,我们选低 12 位进行显示。即 TL0 的八位和 TH0 的低四位。三、实验仪器与器材DVCC-52196J 实验箱和 PC 机。四、实验设计思路将单脉冲发生器的输出SP 接到 T0 的输入端(即 P3.

    23、4 口) ,P3.3P3.0、P1.7P1.0 接 L12L1 共 12 个 LED 灯。利用 T0 的计数功能实现对外部脉冲的计数,用软件循环读取计数值将 TH0 和 TL0 的内容并送到 12 个 LED 灯上显示出来即可,程序设计的参考流程如下:开 始T 0 设为计数器工作方式 1计数初值清零启动 T 0 计数取 T 0 计数值送 L E D 显示注意:由于实验系统在进行单步调试时需要使用 T0、RD 和 WR,故软件设计中要避免修改 P3.4P3.7 的值,以免程序运行出现错误。五、实验要求1、认真预习定时计数器的相关内容。2、实验中认真记录程序在编译、链接和调试过程中出现的问题以及解

    24、决的方法,测试程序功能是否实现实验的要求,并在实验总结中加以分析。六、实验思考题如果将脉冲计数值用 LED 数码管以十进制数显示出来,硬件设计上还应该增加什么器件?软件上应如何改变?豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ 流水灯实验(设计性实验)一、实验目的掌握 8031 定时/计数功能,熟悉定时器与中断的联合应用。二、实验内容定时器定时 100ms 产生一次中断,用 P1 口控制八个发光二极管逐次点亮(即每次中断点亮一个) ,形成“流水灯”效果。三、实验仪器与器材DVCC-52196J 实验箱和 PC 机。四、实验设计思路

    25、硬件接线按照 P1.0P1.7 接 L1L8 方式进行。程序设计思路为:主程序将 T0初始化为定时器,工作在方式 1,定时时间为 100ms。同时将立即数 01H 赋值给累加器 A,并将累加器 A 的内容送 P1 口输出。每当定时时间到,在 T0 的中断服务程序中完成定时初值的重新赋值,同时将累加器 A 的内容循环左移一次并从 P1 口输出。程序连续运行后就可以看到流水灯的效果了。程序设计的参考流程如下:开 始T 0 设为定时器工作方式 1送定时初值启动 T 0 计数开 T 0 中断开总中断 0 1 H A( A ) P 1等待中断主程序流程图开 始重新赋定时初值累加器 A 的内容左移一次(

    26、A ) P 1中断返回T 0 中断服务子程序流程图五、实验要求1、认真预习定时器和中断的相关内容。2、实验中认真记录程序在编译、链接和调试过程中出现的问题以及解决的方法,测试程序功能是否实现实验的要求,并在实验总结中加以分析。3、掌握中断服务子程序的调试方法。六、实验思考题增加 2 个拨动开关实现流水灯流动的速度 4 档可调,软件上如何实现?豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ ADC0809 模数转换实验(设计性实验)一、实验目的1. 掌握 A/D 转换与单片机的接口方法。2. 了解 A/D 芯片 ADC0809 转换性

    27、能及编程方法。3. 通过实验了解单片机如何进行数据采集。二、实验内容利用 DVCC-52196J 实验箱上的 ADC0809 做 A/D 转换实验,实验箱上的电位器W1 提供模拟量输入。编制程序,将模拟量转换成数字量,利用单片机的串行口通过两片 74LS164 扩展 16 位并行口驱动二位数码管显示器将该数字量以 16 进制显示出来。三、实验仪器与器材DVCC-52196J 实验箱和 PC 机。四、实验硬件接线图豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ 0,然后启动 A/D 转换器 0 通道的 A/D 转换。延时一段时间后,待

    28、 A/D 转换好后,将转换得到的数字量通过高低位两次查表分别得到两个数码管的显示段码,这两个段码通过串行口输出即可通过数码管看到 A/D 转换后的数字量。程序设计的参考流程如下:开 始设置串口为方式 0启动 A / D 0 通道转换延时等待 A / D 转换完毕取 A / D 转换值送 R 0 暂存屏蔽转换值高 4 位查表得显示码将该显示码通过串口输出在数码管上显示出来延时 6 0 S 等待输出完毕取转换值高 4 位查表得显示码将该显示码通过串口输出在数码管上显示出来延时 2 5 0 m s显示段码表(0F )为: 0fcH,60H,0daH,0f2H,66H,0b6H,0beH,0e0H,0

    29、feH,0f6H,0eeH,3eH,9cH,7aH,9eH,8eH六、实验要求1、认真预习 A/D 转换器和串行口的相关内容。2、实验中认真记录程序在编译、链接和调试过程中出现的问题以及解决的方法,测试程序功能是否实现实验的要求,并在实验总结中加以分析。3、利用万用表测量输入的模拟量和 A/D 的基准电压,利用 A/D 转换原理计算出转换后的数字量,并与数码管显示值比较,分析误差大小及产生的原因。七、实验思考题如何利用 EOC 信号向单片机申请中断,并在中断服务程序中读取 A/D 转换值?若要求每 10ms 对模拟量采样一次如何实现?豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染

    30、料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ D/A 转换实验(设计性实验)一、实验目的1. 掌握 D/A 转换与单片机的接口方法。2. 了解 D/A 芯片 DAC0832 的性能及编程方法。3. 通过实验了解单片机应用系统中扩展 D/A 转换芯片的基本方法。二、实验内容利用 DVCC-52196J 实验箱上的 DAC0832 做 D/A 转换实验。编制程序,通过DAC0832 输出 05V 的三角波。三、实验仪器与器材DVCC-52196J 实验箱和 PC 机。四、实验硬件接线图五、软件设计思路首先将累加器清零,并将其内容输出到 D/A。随后将累加器内容加 1,并输出到 D/A,如此循环

    31、直到累加器的内容为 0FFH。随后将累加器内容减 1 并从 D/A 输出,一直循环到累加器内容等于 0。不断循环下去就可以从四运放 LM324 的 1 脚得到 05V 的三角波。程序设计的参考流程如下:豆丁文档代下载:http:/ (0.1 元/篇)造纸,印染染料请选择 宏浩染料推荐好文档当选:http:/ 始累加器清零累加器内容送 D / A累加器内容加 1等于 0 F F H ?累加器内容送 D / A累加器内容减 1等于 0 ?YNYN六、实验要求1、认真预习 D/A 转换器的相关内容。2、实验中认真记录程序在编译、链接和调试过程中出现的问题以及解决的方法,测试程序功能是否实现实验的要求,并在实验总结中加以分析。3、利用示波器测量四运放 LM324 的 1 脚输出信号的波形,看是否为三角波,同时观察波形的稳定性。七、实验思考题如果需要改变输出信号的频率应该如何做?如果希望 D/A 输出正弦波形,程序应该如何修改?

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