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1、微机原理与接口技术实验指导书电气与自动化工程学院常熟理工学院二零一三年八月实验一单片机实验设备的使用及简单程序的运行、调试一、实验目的通过一简单的实验掌握：1. 掌握PL2303驱动的安装，掌握Keil3开发环境的安装、设置和基本使用；2. 掌握项目、文件的建立方法、程序的下载以及寄存器、存储器内容的查看方法；3. 掌握程序的执行及断点设置方法。二、实验设备单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容通过了解P1 口的开关控制电路和P0的LED电路，编写基本输入输出实验程序。实验内容为设置 P1为输入口，P0 口为输出口，将P1 口的开关状态发送到P0 口，让灯亮灭，将P1的电
2、平状态通过P0 口的LED的亮灭表示出来。四、实验步骤读懂电路原理图如图1-1和图1-2所示:，插上USB连接线，将电源选择拨码开关拨至“USB供电”， 将示例程序进行编译、装载、下载，下载时将拨码开关S44拨至“开”状态，拨动拨码开关S31S38 的开关状态，观察实验现象，实验电路原理图VCCo 1 3 4 -3 6?， 0000000 FPPPPPPP11234?5678?910图1-1 LED接口电路while(1) /循环用于实时扫描IO状态 P0=P1; /将P1 口的数据发送给P0 口六、实验注意事项1. 在输入程序时，其中的字母、符号均须在英文方式下进行。2. 特殊功能寄存器中的
3、字母必须要大写，如若将示例程序中的P0写成p0，程序将提示出错。七、思考题1. 对P1 口进行初始值的幅值，查看P0 口的LED提示是否正确，若想实现由LED显示与开关相反 的状态程序如何修改？2. 观察 Keil3 软件中 PeripheralsI/Q-PortsPort0 Portl 的状态即 P0、P1 的 IO 状态。3. 简述你在本实验中遇到过哪些问题？这些问题是解决的？有何收获和体会？实验二流水灯实验、实验目的1、掌握单片机实验箱的使用方法与程序调试技巧；2、学会使用51系列单片机I/O的基本输入输出功能。二、实验设备单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容设定
4、P1 口为8位输入口，P0 口为8位输出口，实验电路原理图参考实验一。在8个输入开关 （S31S38）中，本实验只要求用两个两关为：S31和S32，当S31为高电平时，P0 口所接的发光二极 管（D19-D26）以一定的速度自左至右循环点亮8次，当S31为低电平时，发光二极管仅D19点亮； 当S32为高电平时，P0 口所接的发光二极管（D19D26）以一定的速度自右至左循环点亮8次，当S32 为低电平时，发光二极管仅D19点亮。请编写程序并完成调试。四、实验步骤1. 自行编写程序，将实验箱电源开关拨至USB供电，并将拨码开关总开关S44拨至“开”状态。2. 下载程序并运行程序，改变开关状态，观
5、察发光二极管显示结果。五、思考题1. 拨动8个输入开关（S31S38），把8位数据送到P1 口，CPU从P1 口读入8个开关（S31-S38） 的状态数据，任意使用其中的两个开关控制P0 口发光二极管（D19D26）自左至右、自右至左、自中 间至两边、自两边至中间不断循环点亮。请编写程序并调试。2. 8个拨码开关（S31S38）实现对P0 口发光二极管的亮度控制。依次拨上开关S31、S32S38, 发光二极管由暗变亮；依次拨下开关S38、S37S31，发光二极管由亮变暗。实验三报警产生器、实验目的1、掌握单片机实验箱的使用方法与程序调试技巧；2、学会使用51系列单片机I/O的基本输入输出功能及
6、相应的驱动模块的设计。二、实验设备单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容用P1.0输出1KHz和500Hz的音频信号驱动扬声器，作报警信号，要求1KHz信号响100ms，500Hz 信号响200ms，交替进行，P1.0由开关控制输出与否，当开关合上响报警信号，当开关断开报警信号停 止，请按流程图编出程序，流程图中的开关K1为实验一原理图中的S31。开关K1按下即S31为高电 平，开关K1未按下即S31为低电平。图3-1所示为蜂鸣器驱动电路，图3-2所示为程序流程图。图3-1蜂鸣器接口电路FLAG=O 吗？计数值计完了吗?M如如欠计数延时1msPl.D输出取反M 2叩次计数
7、FLAG取反FLAG取反延时500usP1.D输出取反开始图3-2程序流程图四、实验步骤1. 信号产生的方法：500Hz信号周期为2ms,信号电平为每1ms变反1次；1KHz的信号周期为 1ms,信号电平每500us变反1次。2. 编写程序，将实验箱电源开关拨至USB供电，并将拨码开关总开关S44拨至“关”状态。3. 下载程序并运行程序，将蜂鸣器开关S1打开，控制蜂鸣器发声。五、思考题1. 简述你在本次实验中遇到过哪些问题？这些问题是怎样解决的？有何收获和体会？2. 本实验的硬件通过编程可以演奏出悦耳的乐曲、可以实现报警声、门铃声音。现要求单片机产 生“嘀、嘀、.”报警声从P1.0端口输出，产
8、生频率为1KHz。当1KHZ方波从P1.0输出0.2秒，接着 0.2秒从P1.0输出电平信号，如此循环下去时，就形成所需的报警声了。请有兴趣的同学编程调试。实验四 外部中断实验一、实验目的1、学习外部中断技术的基本使用方法2、中断处理的编程方法。二、实验设备单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容单片机外部中断0 (P3.2)已与独立式键盘中S27连接，外部中断1 (P3.3)已与S28连接，要求 在无外部中断时最右一位发光二极管(D26)点亮。请编程实现：当S27按下，外部中断0请求中断， 控制发光二极管左移；当S28按下，外部中断1请求中断，控制发光二极管闪烁。(要求外
9、部中断1优 先级高于外部中断0)。单片机与发光二极管的连续见实验一原理图，独立式键盘原理图如图4-1所示。4-1独立式键盘原理图四、思考题1.2.3.51单片机的中断系统由哪几个特殊功能寄存器组成？中断函数与函数调用有何不同？MCS-51单片机若要把外部中断源扩充为6个，另采用哪些方法？如何确定其优先级?实验五数码管实验一、实验目的1、学习并掌握74HC573锁存器的使用方法；2、学会使用8段共阴极数码管的动态显示方法。二、实验设备单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容通过编程，实现8段数码管的动态扫描显示，要求8个数码管从左到右分别显示“1”、“2”、“3”、“4”、“
10、A”、“b”、“C”、“d”。数码管接口电路如图5-1所示：P3+WR.PO0PO1PO2器P05P06P07C 12345678 c QQQQQQQQVEOE 12 345678 “L DDDDDDDDVOCC12 0.1 uFTlGNDU4I 74HC573AC13 0.1uFTl1 3 A 6- 7- 8apabcdefgd012 345 8 7 CHOOOO-OOO ppppppppnormGNDSEGl 6 8 91。 74HC573A V5图5-1 数码管接口电路原理图四、思考题1. 何谓数码管的动态显示，其原理是什么？2. 简述锁存器的工作原理，在本实验中具有什么作用？实验六 定
11、时器/计数器实验（一）、实验目的掌握单片机定时器和定时中断的编程方法。二、实验设备单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容编写实验程序，实现59秒倒计时功能，初始状态数码管最后两位显示数字“59”，要求定时器0 每10ms产生一次中断，在定时中断服务程序里进行计数，计数满一秒，数码管显示相应减1，倒计时 结束时，数码管显示“00”，并以周期1秒进行闪烁，单片机与数码管接口电路原理图见实验五中图5-1四、思考题1. 画出主程序和定时中断流程图；2. 实验中有何故障、问题出现，是否得到解决？如何解决的?实验七 定时器/计数器实验（二）一、实验目的1、掌握单片机定时器/计数器的工
12、作方式和编程原理；2、掌握外部脉冲计数方法。二、实验设备及器材单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容单片机的定时器/计数器就是一个16位二进制加法计数器，当选择计数模式时，计数脉冲来自于 外部引脚P3.4(T0)，P3.5(T1)，因此，只需要初始化时将计数寄存器清零，启动计数器，然后读取计 数寄存器的数值即可知外部脉冲个数。编写程序实现对T0引脚输入的外部脉冲进行计数，并在数码管上显示计数结果。外部脉冲由独立 按键S29产生，要求S29每按一次，产生一个脉冲，数码管显示的数字加1。画出程序流程图，编写程序，并下载调试。独立式接键原理图见实验四中图4-1所示，单片机与数
13、码管接口电路原理图见实验五中图5-1所示。四、思考题1、按键的抖动对本实验有何影响？如何消除？2、请设计程序，实现每当外部脉冲计数达到5个时，数码管显示的数字加1。实验八串口通信实验一、实验目的1、掌握串行口的工作方式及其设置;2、掌握串行口工作方式1的应用；3、掌握串行口的波特率设置。二、实验设备及器材单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容自行编制程：要求利用PL2303实现51单片机串口通信，51单片机发送数据，利用串口调试助手 接收并查看数据，串口通信原理图如图7-1所示，PL2003实现串口转USB原理图如图7-2所示。(1) 51单片机发送十六进制“5A”到PC
14、机；(2) 51单片机发送字符串“0123456789”到PC机。图7-1单片机与PC机串行通信原理图VCCTXDOSC2DTR NOSC1RTS NPLL TESTTOD 2J2GKD ?LLRXDRJ_XGKDWD_?LL LDKDE TRI MODETODD9R NGNDVDDDC D NRSETGNDJVl TODJVlSHTD_NEE_CLK EE_DATADPU3图7-2串口转USB原理图四、思考题1. 串行通信中波特率是如何进行设置的？2. 串行通信4种方式有何区别？3. 设计程序实现PC机发送数据，51单片机接收数据，并将接收的数据发送至PC机。实验九 8255接口扩展（一）一
15、、实验目的掌握单片机外部扩展接口技术，熟悉8255的扩展方法及其性能。二、实验设备及器材单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容及步骤（1）自行编制程序：要求用8255的PA 口接按键作输入口，PB 口接发光二极管作输出口；从PA 口读取输入的按键状态送到PB 口以发光二极管显示。（2）自行编制程序：要求用8255的B 口做输出口，控制八位发光二极管的亮、灭，使发光二极管 从左向右移位点亮，再从右向左移位点亮。（3）请在实验箱上用8255实现以下功能：8255 B、C 口输出方波，即在8255的B、C 口可观察发 光二极管的闪烁变化。vccICC FCF2C心a2m 4 5
16、d #pc点-5 7- o i K-u -1 -? Qu E Dutctccccc PIP1PISJJIP1PI/PIPIPI 1LUJJ JJJJJJa m 4 = ebbedbee ppiF 后二 r-，ADM1A2金宜A7 p A p p A 愈 pp图9-1 8255接口扩展原理图申 I 2 3nr 5 XV r ODDD&D&DRS SETEOS R4 PC5 peeFC-四、思考题1.8255的功能是什么？2.如何计算8255的端口地址?实验十8255接口扩展（二）一、实验目的掌握可编程I/O接口芯片8255的接口原理，熟悉对8255初始化编程和输入、输出软件的设计方法。二、实验设
17、备单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容自行编制程序用8255实现交通红绿灯的控制。其控制要求如下：（a）初始状态全为红灯。（b）南 北红灯亮并维持25s。在南北红灯亮的同时，东西绿灯也亮，并维持20s。到20s时，东西绿灯闪亮， 闪亮3s后熄灭，在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2s。到2s时，东西黄灯熄灭，东西红灯亮。 与此同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。（c）东西红灯亮维持30s。南北绿灯亮维持25s，然后闪亮3s 再熄灭。同时南北黄灯亮，维持2s后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。（d）周而复始。其时序如图10-1所示。实验原理图见实验九中的图9-1。南北红灯东
18、西绿灯东西黄灯东西红灯南北绿灯南北黄灯五、思考题1.8255的功能是什么？2.如何计算8255的端口地址?实验十一矩阵键盘识别实验一、实验目的（1）掌握4X4矩阵键盘的工作原理和键盘的扫描方式。（1）掌握键盘的去抖方法和键盘应用程序的设计。二、实验设备单片机实验箱一台；PC机一台；USB下载线一根。三、实验内容自行编制程序，用51单片机实现4X4矩阵键盘扫描，采用线反转法；并实现当S11按下时在数码 管上显值“0”，当S12按下时在数码管上显值“1”，即依次将S11至S26按下，在数码管上依次 显示十六进制数“0-F”，矩阵键盘原理图如图11-1所示。单片机与数码管接口电路原理图见实验五中图5-1所示。图11-1矩阵键盘接口电路四、思考题1. 画出所编程序的流程图；2. 若要实现2X4矩阵键盘，软硬件作如何修改。3. 实验中有何故障、问题出现，是否得到解决？如何解决的？
