教师教学材料基于Proteus单片机实验指导书.doc

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1、宜春学院Proteus MCS-51教学实验指导书(教师使用版)何剑锋 编自动化专业实验室（2009年3月编）目录 第一部分 验证性实验实验一 I /O口输出实验LED流水灯实验7一 、实验要求7二 、实验目的7三 、实验电路及连线7四 、实验说明8五 、实验流程图8六 、实验步骤8七 、实验结果和体会9八 、建议9实验二 I/O口输入/输出实验模拟开关灯10一、实验要求10二、实验目的10三、实验电路及连线10四、实验说明10五、实验程序流程图11六、实验步骤11七、实验结果和体会12八、建议.12实验三 8255I/O扩展实验13一、实验要求13二、实验目的：13三、实验电路及连线13四、

2、实验说明14五、实验程序流程图14六、实验步骤14七、实验结果和体会：15八、建议.15实验四 无译码的七段数码管显示实验16一、实验要求16二、实验目的16三、实验电路及连线16四、实验说明16五、实验程序流程图17六、实验步骤17七、实验结果和体会18八、建议.18实验五 BCD码译码的多位数码管扫描显示实验19一、实验要求19二、实验目的19三、实验电路及连线19四、实验说明19五、实验程序流程图20六、实验步骤20七、实验结果和体会21八、建议21实验六 独立式键盘实验22一、实验要求22二、实验目的22三、实验电路及连线22四、实验说明22五、实验程序流程图23六、实验步骤23七、实

3、验结果和体会24八、建议24实验七 计数器实验25一、实验要求25二、实验目的25三、实验电路及连线25四、实验说明25五、实验程序流程图25六、实验步骤26七、实验结果和体会26八、建议26实验八 定时器实验27一、实验要求27二、实验目的27三、实验电路及连线27四、实验说明27五、实验程序流程图.28六、实验步骤28七、实验结果和体会29八、建议29实验九 单个外部中断实验30一、实验要求30二、实验目的30三、实验电路及连线30四、实验说明30五、实验程序流程图31六、实验步骤31七、实验结果和体会32八、建议32实验十 多个中断同时存在实验33一、实验要求33二、实验目的33三、实验

4、电路及连线33五、实验程序流程图34六、实验步骤34七、实验结果和体会：36八、建议36实验十一 矩阵键盘扫描实验37一 、实验要求37二 、实验目的37三 、实验电路及连线37四 、实验说明37五 、实验流程图38六 、实验步骤38七 、实验结果和体会40八 、建议40实验十二 串行端口输出扩充实验41一 、实验要求41二 、实验目的41三 、实验电路及连线41四 、实验说明41五 、实验流程图42六 、实验步骤42七 、实验结果和体会44八 、建议44实验十三 串行端口输入扩充实验45一 、实验要求45二 、实验目的45三 、实验电路及连线45四 、实验说明46五 、实验流程图46六 、实

5、验步骤46七 、实验结果和体会47八 、建议47实验十四 8051与PC之间串行通信实验48一 、实验要求48二 、实验目的48三 、实验电路及连线48四 、实验说明48五 、实验流程图49六 、实验步骤50七 、实验结果和体会51八 、建议51第二部分 综合性实验实验十五 两8051单片机通信实验53一 、实验要求53二 、实验目的53三 、实验电路及连线53四 、实验说明53五 、实验流程图54六 、实验步骤54七 、实验结果和体会57八 、建议57实验十六 I2C总线AT24Cxx存储器读写58一 、实验要求58二 、实验目的58三 、实验电路及连线58四 、实验说明58五 、实验流程图

6、59六 、实验步骤61七 、实验结果和体会65八 、建议65实验十七 温度传感器DS18B20实验66一 、实验要求66二 、实验目的66三 、实验电路及连线66四 、实验说明66五 、实验流程图67六 、实验步骤67七 、实验结果和体会72八 、建议72实验十八 实时时钟DS1302实验73一 、实验要求73二 、实验目的73三 、实验电路及连线73四 、实验说明73五 、实验流程图74六 、实验步骤74七 、实验结果和体会81八 、建议81实验十九 A/D转换实验82一 、实验要求82二 、实验目的82三 、实验电路及连线82四 、实验说明83五 、实验程序流程图83六 、实验步骤83七

7、、实验结果和体会84八 、建议84实验二十 D/A转换实验85一 、实验要求85二 、实验目的85三 、实验电路及连线85四 、实验说明85五 、实验程序流程图86六 、实验步骤86七 、实验结果和体会87八 、建议87实验二十一 液晶显示的控制1（44780）88一 、实验要求88二 、实验目的88三 、实验电路及连线88四 、实验说明88五 、实验程序流程图89六 、实验步骤89七 、实验结果和体会92八 、建议92实验二十二 液晶显示的控制2（KS0108）93一 、实验要求93二 、实验目的93三 、实验电路及连线93四 、实验说明94五 、实验程序流程图94六 、实验步骤94七 、实

8、验结果和体会105八 、建议105第三部分 设计性实验实验二十三 基于Proteus的外部扩展实验107一、设计任务和要求107二、课题的具体工作内容107三、设计分工建议：107四、课题成果的要求及评分意见107实验二十四 基于Proteus的接口技术实验108一、设计任务和要求108二、课题的具体工作内容108三、设计分工建议：108四、课题成果的要求及评分意见108实验二十五 基于Proteus的数据采集存储测试系统仿真109一、设计任务和要求109二、课题的具体工作内容109三、设计分工建议：109四、课题成果的要求及评分意见109实验二十六 利用单片机实现对FLASH存储器坏块的自动

9、检测110一、设计任务和要求110二、课题的具体工作内容110三、设计分工建议：110四、课题成果的要求及评分意见110 第一部分 验证性实验实验一 I /O口输出实验LED流水灯实验一 、实验要求利用51单片机及8个发光二级管等器件，构成一个流水灯单片机系统。二 、实验目的1 、掌握单片机最小系统的构成；2 、掌握I/O口的使用及驱动能力的概念；3 、熟悉移位指令和软件延时程序。三 、实验电路及连线1 、Proteus实验电路2、硬件验证实验（51板+006板）CPU板006板P1.0LED1P1.1LED2P1.2LED3P1.3LED4P1.4LED5P1.5LED6P1.6LED7P1

10、.7LED8+5V+5VGNDGND四 、实验说明1 、主要知识点概述：本实验涉及到三个知识点：单片机最小系统的构成、单片机I/O口的使用以及软件延时程序的编写。1）单片机最小系统由单片机芯片、时钟电路以及复位电路构成。2）I/O口的使用：P1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，即当P1口用为输入口时，必须先对它置“1”。若不先对它置“1”，读入的数据可能是不正确的。3）延时子程序的延时计算问题。对于程序DELAY：MOVR6，#200DEL1：MOVR7，#250DEL2：DJNZR7，DEL2DJNZR6，DEL1RET由指令表可知MOV、DJNZ指令均需用两个机器周期

11、，在采用12MHz晶振时，一个机器周期时间长度为1us，所以该段程序执行时间约为：(250*2+2)*200+2*1us=1000402100ms2 、实验效果说明：发光二级管进行流水灯操作，从上到下依次点亮。五 、实验流程图否是开 始R2=8， ACC=0FEH延时0.2SP1=ACCACC左移一次，R2=R2-1R2=0？六 、实验步骤1 、Proteus仿真a 、在Proteus中打开设计文档 流水灯.DSN；b 、建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；c 、如不能正常工作，打开调试窗口进行调试参考程序：ORG 00HSTART:MOV R2,#8MOV A,#0FEHLOOP:MO

12、V P1,ALCALL DELAYRL A ；循环左移DJNZ R2,LOOP ；判断移动是否超过8 位，未超过继续循环 LJMP STARTDELAY:MOV R5,#20;延时程序，延时0.2sD1:MOV R6,#20D2:MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D2DJNZ R5,D1RETEND2 、实验板验证a 、用ISP下载hex程序到CPUb 、按连接表连接电路c 、检查验证结果3 、扩展实验a.改变延时时间为1s b.改变流水灯流动方向c. 改变流水灯的流动样式设计流程和程序： 七 、实验结果和体会 八 、建议 实验二 I/O口输入/输出实验模拟开关一、实验要

13、求利用51单片机，按钮和发光二级管，构成一个模拟开关灯的单片机系统。二、实验目的1 、了解单片机I/O输入输出的使用；2 、掌握单片机I/O口位操作的编程；3 、掌握分支程序的设计与分析方法。三、实验电路及连线1、Proteus实验电路2.硬件验证实验（CPU板+006板）硬件连接表CPU板006板P1.0LED1P3.0SW1+5V+5VGNDGND四、实验说明1主要知识点概述：1）开关状态的检测过程单片机对开关状态的检测相对于单片机来说，是从单片机的P3.0端口输入信号，而输入的信号只有高电平和低电平两种，当拨开开关K1拨上去，即输入高电平，相当开关断开，当拨动开关K1拨下去，即输入低电平

14、，相当开关闭合。单片机可以采用JBBIT，REL或者是JNBBIT，REL指令来完成对开关状态的检测即可。2）输出控制如图中所示，当P1.0端口输出高电平，即P1.01时，根据发光二极管的单向导电性可知，这时发光二极管L1熄灭；当P1.0端口输出低电平，即P1.00时，发光二极管L1亮；我们可以使用SETBP1.0指令使P1.0端口输出高电平，使用CLRP1.0指令使P1.0端口输出低电平。2实验效果说明：按下按钮，灯亮，松开按钮，灯灭。五、实验程序流程图是开始K1开关闭合了吗？L1亮L1灭否六、实验步骤1、Proteus仿真 a.在Proteus中打开设计文档 I/O实验.dsn ； b.建

15、立实验程序并编译，加载hex文件，仿真； c.如不能正常工作，打开调试窗口进行调试。参考程序：ORG00HSTART:JB P3.0, LIG；判断开关状态CLR P1.0 ；开关闭合，灯亮SJMPSTARTLIG:SETB P1.0 ；开关打开，灯灭SJMPSTART；返回END2、实验板验证a用ISP下载hex程序到CPUb按连接表连接电路c检查验证结果3、扩展实验a设计三路开关输入，三路发光二级管输出的电路及程序；b设计开关触发延时1s灯灭程序。设计流程和程序：七、实验结果和体会 八、建议 实验三 8255I/O扩展实验一、 实验要求 利用8255可编程并行口芯片，实现输入/输出实验，实

16、验中用8255P口做输出，PB口作输入。二、 实验目的：1了解8255芯片结构及编程方法；2了解8255输入/输出实验方法。 三、实验电路及连线1、Proteus实验电路2、硬件验证实验8255的CS接地址译码CS0，则命令字地址为7003H，PA口地址为7000H，PB口地址为7001H，PC口地址为7002H。PA0PA7（PA口）接LED0LED7，PB0PB7（PB口）接K0K7（开关量）。硬件连接表 CPU板006板8255板P2.7CS0P0.0-P0.7D0-D7KEY0-KEY7PB0-PB7LED1-LED8PA0-PA7ALELEWR,RDWR,RDRESETRESET四、

17、实验说明可编程通用接口芯片8255A有三个八位的并行I/O口，它有三种工作方式。本实验采用的是方式0：PA、PC口输出，PB口输入。很多I/O实验都可以通过8255来实现。五、实验程序流程图六、实验步骤1、Proteus仿真 a.在Proteus中打开设计文档8255.dsn ； b.建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真； c.如不能正常工作，打开调试窗口进行调试。参考程序：PAPB： 流水灯：ORG 00HORG 00HMAIN: ACALL DELAYMAIN:ACALL DELAYMOV DPTR,#7003HMOV DPTR,#7003H MOV A,#82HMOV A,#82H

18、MOVX DPTR,AMOVX DPTR,ALOOP: MOV DPTR,#7001HMOV A,#11111110B MOVX A,DPTRMOV DPTR,#7000H MOV DPTR,#7000HLOOP:MOVX DPTR,A MOVX DPTR,ARL ASJMP LOOPACALL DELAYDELAY: MOV R1,#00HSJMP LOOPDLP:MOV R2,#50HDELAY:.DJNZ R2,$ENDDJNZ R1,DLPRETEND2、实验板验证a用ISP下载hex程序到CPUb按连接表连接电路c检查验证结果3、扩展实验设计按键控制的流水灯，要求不同按键按下时流水灯

19、以不同方式闪动，闪动方案自定。设计流程和程序：七、实验结果和体会： 八、建议： 实验四 无译码的七段数码管显示实验一、实验要求利用51单片机，一个7段数码管，构成一个单个LED显示系统。二、实验目的1了解数码管显示原理。2掌握读表程序的编写。三、实验电路及连线1、Proteus实验电路2、硬件验证实验（CPU板+004板）硬件连接表（CPU板+004板）CPU板LED板P0.0LED-AP0.1LED-BP0.2LED-CP0.3LED-DP0.4LED-EP0.5LED-FP0.6LED-GP0.7LED-COM+5V+5VGNDGND注：P0口在CPU板上已经接上拉电阻。四、实验说明1主要

20、知识点概述：1）LED数码显示原理七段LED显示器内部由七个条形发光二极管和一个小圆点发光二极管组成，根据各管的极管的接线形式，可分成共阴极型和共阳极型。LED数码管的ga七个发光二极管因加正电压而发亮，因加零电压而不以发亮，不同亮暗的组合就能形成不同的字形，这种组合称之为字形码，下面给出共阳极的字形码见表2“0”0C0H“8”80H“1”0F9H“9”90H“2”0A4H“A”88H“3”0B0H“b”80H“4”99H“C”0B6H“5”92H“d”0B0H“6”82H“E”86HH“7”F8H“F”8EH2)段码表格由于显示的数字09的字形码没有规律可循，只能采用查表的方式来完成我们所需

21、的要求了。这样我们按着数字09的顺序，把每个数字的笔段代码按顺序排好！建立的表格如下所示：TABLEDB 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h2实验效果说明：数码管循环显示09。五、实验程序流程图六、实验步骤1、Proteus仿真 a.在Proteus中打开设计文档LED.dsn ； b.建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真； c.如不能正常工作，打开调试窗口进行调试。参考程序：ORG 00HSTART: MOV DPTR,#TABLE ;指针指向表头地址S1:MOVA,#00H ;设置地址偏移量MOVCA,A+DPTR ;查表取得段码,

22、送A存储CJNEA,#01H,S2 ;判断段码是否为结束符LJMPSTARTS2:MOVP0,A ;段码送LED显示LCALLDELAY ;指针加1INCDPTRLJMPS1DELAY: MOV R5,#20 ;延时子程序D2: MOV R6,#20D1: MOV R7,#248DJNZ R7,$DJNZ R6,D1DJNZ R5,D2RET TABLEDB 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h ;段码表DB01H ;结束符END2、实验板验证a用ISP下载hex程序到CPUb按连接表连接电路c检查验证结果3、扩展实验a将程序改为循环显示一串

23、号码（如学号）；b设计一个组成“0”的各段流动点亮的程序。设计流程和程序：七、实验结果和体会 八、建议 实验五 BCD码译码的多位数码管扫描显示实验一、实验要求利用51单片机、BCD译码芯片74LS47和两位LED构成一个数码管扫描显示系统。二、实验目的1掌握BCD译码电路的工作原理。2掌握多位数码管显示的编程。三、实验电路及连线1、Proteus实验电路2、硬件验证实验（CPU板+004显示板）硬件连接表CPU板004板P0.0BCD-AP0.1BCD-BP0.2BCD-CP0.3BCD-DP3.0SEG1P3.1SEG2+5V+5VGNDGND四、实验说明1主要知识点概述：二进制编码的十进

24、制数，简称BCD码(Binary coded Decimal)，此例中，74LS47完成BCD编码的功能。多位LED显示，先往段码端口输出段码，再选通位选，对应的LED显示。2实验效果说明：两个数码管同时循环显示09。五、实验程序流程图判断显示是否到9？是否开 始A=0，R1=10置段码置位码延时显示六、实验步骤1、Proteus仿真 a.在Proteus中打开设计文档BCD LED.dsn ； b.建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真； c.如不能正常工作，打开调试窗口进行调试。参考程序：ORG00HL:MOVA, #0；设置显示初值MOVR0, #10；设置显示个数START：MOV

25、P0, A；向P0口输出显示段码SETBP3.0SETBP3.1 ；位选LCALLDELAYINCADJNZR0, STARTJMPLDELAY: MOV R5, #50；延时程序D1:MOV R6, #20D2:MOV R7, #248DJNZ R7, $DJNZ R6, D2DJNZ R5, D1RETEND2、实验板验证a用ISP下载hex程序到CPUb按连接表连接电路c检查验证结果3、扩展实验设计一个99计数器。设计流程和程序：七、实验结果和体会 八、建议 实验六 独立式键盘实验一、实验要求利用51单片机，8个按钮，8路发光二级管构成一个独立式键盘系统。二、实验目的1、掌握多路I/O输

26、入输出的编程。三、实验电路及连线1、Proteus实验电路2、硬件验证实验硬件连接表（CPU板+006板）CPU板006板P1.0P1.7LED1LED8P3.0P3.7SW1SW8+5V+5VGNDGND四、实验说明1主要知识点概述：使用分支程序编程方法，对开关状态进行监测，输入电平有变化，跳转到相应的处理程序进行处理，输出处理结果。2实验效果说明：按下8个按钮，点亮对应的灯。五、实验程序流程图开 始P3=#0FFHP1=#0FEHP3=?P1=#0FDHP1=#0BFHP1=#7FH 结 束P3.1=1P3.2=1P3.6=1P3.7=1六、实验步骤1、Proteus仿真 a.在Prote

27、us中打开设计文档 独立式键盘.dsn ； b.建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真； c.如不能正常工作，打开调试窗口进行调试。参考程序： ORG 0000H LJMP START ORG 0100HSTART: MOV P3,#0FFHHL: JNB P3.0,HL0 JNB P3.1,HL1 JNB P3.2,HL2 JNB P3.3,HL3 JNB P3.4,HL4 JNB P3.5,HL5 JNB P3.6,HL6 JNB P3.7,HL7 LJMP HLHL0: MOV P1,#0FEH LJMP HLHL1: MOV P1,#0FDH LJMP HLHL2: MOV P1,#

28、0FBH LJMP HLHL3: MOV P1,#0F7H LJMP HLHL4: MOV P1,#0EFH LJMP HLHL5: MOV P1,#0DFH LJMP HLHL6: MOV P1,#0BFH LJMP HLHL7: MOV P1,#07FH LJMP HL END2、实验板验证a用ISP下载hex程序到CPUb按连接表连接电路c检查验证结果3、扩展实验按键后使对应的灯闪烁。设计流程和程序：七、实验结果和体会 八、建议 实验七 计数器实验一、实验要求8051内部定时计数器T0，按计数器模式和方式1工作，对P3.4（T0）引脚进行计数。将其数值按二进制数在P1口驱动LED灯上显示

29、出来。二、实验目的掌握单片机定时计数器计数方式的使用及编程方法。三、实验电路及连线1、Proteus实验电路2、硬件验证实验硬件连接表CPU板004板006板P0.0P0.6LED-ALED-GP0.7LED-COMP3.4SW1+5V+5VGNDGND四、实验说明1主要知识点概述：本实验中内部计数器起计数器的作用。外部事件脉冲由P3.4引入定时/计数器T0，即T0用来检测外部脉冲数。2实验效果说明：由按键产生计数脉冲，LED分别显示脉冲个数（10个以内）。开始 开始计数计数、输出计数值设置工作方式五、实验程序流程图六、实验步骤1、Proteus仿真 a.在Proteus中打开设计文档courter.dsn ； b.建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真； c.如不能正常工作，打开调试窗口进行调试。参考程序：ORG0MOVTMOD,#00000101B;置T0计数器方式1MOVTH0,#0;置T0初值MOVTL0,#0MOVR0,#10SETBTR0;T0运行MOVDPTR,#TABLES1:MOVA,TL0MOVCA,A+DPTRMOVP0