“单片机应用技术”课程 实验指导书 本课程实验前要预习实验内容，读懂范例程序，并按实验要求 准备程序流程图和汇编源程序 本课程实验报告要求 1、实验要求 2、实现控制要求的硬件电路原理图 3、程序流程图 4、课上要求完成的程序清单（加注释 5、实验遇到问题及解决 6、实验评价 机电工程学院机电实验室 2012-9
“单片机应用技术”课程 实验指导书 本课程实验前要预习实验内容，读懂范例程序，并按实验要求 准备程序流程图和汇编源程序 本课程实验报告要求 1、 实验要求 2、 实现控制要求的硬件电路原理图 3、 程序流程图 4、 课上要求完成的程序清单（加注释） 5、 实验遇到问题及解决 6、 实验评价 机电工程学院机电实验室 2012-9 1
实验一单片机开发环境的建立 一、 实验目的： 1、熟悉V51几伟福仿真系统及汇编语言程序开发环境、方法： 2、建立单片机最小系统概念、学习P0口的使用方法： 3、学习软件延时子程序的编写方法。 二、 实验要求： P0口做输出口，接八只发光二极管，编写程序，控制发光二极管的点亮状态。 1、八只LED管L14亮，L5-8灭：1秒后L1-4灭，L5-8亮。依此循环-- 2、八只LED管从L1~L8依次循环点亮，每个LED点亮的延时时间为2秒：（选做） 3、L1L8依次循环点亮，循环三遍后灯全灭。（选做） 三、 实验设备： 1、V51L伟福仿真器一套： 2、p51s学习开发板一块： 3、微机一台套及VW仿真软件，USB通讯线一根：电源线两根。 四、 实验电路： 1、单片机最小系统电路： 单片机的正常工作，是在以建立单片机最小系统的情况下实现的。单片机最小系 统包括电源电路、时钟电路、复位电路、存储器选择电路四部分。典型电路如下图所 示： 2、发光二极管输出电路： 本实验板的PO端口接了8个发光二极管，这些发光二极管的负极通过一个排电阻 接到P0端口各引脚，而正极接到正电源端，发光二极管点亮的条件是P0口相应的引 脚为低电平，即如果P0口某引脚输出为0，相应的灯亮，如果输出为1，相应的灯灭
实验一 单片机开发环境的建立 一、 实验目的： 1、熟悉 V51/L 伟福仿真系统及汇编语言程序开发环境、方法； 2、建立单片机最小系统概念、学习 P0 口的使用方法； 3、学习软件延时子程序的编写方法。 二、 实验要求： P0 口做输出口，接八只发光二极管，编写程序，控制发光二极管的点亮状态。 1、八只 LED 管 L1-4 亮，L5-8 灭；1 秒后 L1-4 灭，L5-8 亮。依此循环------。 2、八只 LED 管从 L1~L8 依次循环点亮，每个 LED 点亮的延时时间为 2 秒；（选做） 3、L1~L8 依次循环点亮，循环三遍后灯全灭。（选做） 三、 实验设备： 1、V51/L 伟福仿真器一套； 2、μp51s 学习开发板一块； 3、微机一台套及 VW 仿真软件，USB 通讯线一根；电源线两根。 四、 实验电路： 1、单片机最小系统电路： 单片机的正常工作，是在以建立单片机最小系统的情况下实现的。单片机最小系 统包括电源电路、时钟电路、复位电路、存储器选择电路四部分。典型电路如下图所 示： 2、发光二极管输出电路： 本实验板的 P0 端口接了 8 个发光二极管，这些发光二极管的负极通过一个排电阻 接到 P0 端口各引脚，而正极接到正电源端，发光二极管点亮的条件是 P0 口相应的引 脚为低电平，即如果 P0 口某引脚输出为 0，相应的灯亮，如果输出为 1，相应的灯灭。 2
五、程序输入格式规范： 汇编语言的指令一般形式为： [标号 操作码[操作数[：注释] 其中：标号和操作码之间用“：”隔开，操作码和操作数之间用空格隔开，多个操 作数之间用“，”隔开。“：”后是注释。方括号[]中的内容如不需要。可以省略。 程序输入时，各行的标号、操作码和操作数应保证对齐，可用键盘的“Tb”键来 控制。伪指令输入应与一般指令的操作码对齐。在输入时要特别注意 一指令中的标 点符号都应是在英文状态下。 六、延时子程序的延时计算说明： 对于子程序DELAY:MOVR1,#200 ① DLY LP1:MOV R0.±249 ② DLY LP2:DINZ RO.DLY LP2 DJNZ R1,DLY_LPI ④ RET 在系统晶振为12z时，一个机器周期时间长度为12/12M2-1μS 查指令表可知MOV指令需用一个机器周期，DJNZ指令需用两个机器周期，所以该段程 序执行时间为： 从②到③共用1+2*249=499个机器周期，即499μS 从①到④共用1+200*[(1+2*249)+2100201个机器周期，即100201μS,也即约0.1S 七、练习范例程序： ORG O000H MAIN: PO,#0FOH LCALL DELAY MOV PO,#0FH LCALL DELAY L00P: SIMP LOOP DELAY M0VR2,#10 DLY LPO:MOV R1.#200 DLY_LP1:MOV RO,#250 DLY LP2:DINZ RO.DLY LP2 DINZ RI DIY IPI DJNZ R2,DLY_LPO RET END 实验前读懂范例程序，作出注释，并画出流程图。 思考：1)0RG0000H含义？ 2)延时子程序的延时时间为多少？ 3)“L0OP:SMPL0OP”起何作用？
五、 程序输入格式规范： 汇编语言的指令一般形式为： [标号：] 操作码 [操作数] [；注释] 其中：标号和操作码之间用“：”隔开，操作码和操作数之间用空格隔开，多个操 作数之间用“，”隔开。“；”后是注释。方括号[ ]中的内容如不需要。可以省略。 程序输入时，各行的标号、操作码和操作数应保证对齐，可用键盘的“Tab”键来 控制。伪指令输入应与一般指令的操作码对齐。在输入时要特别注意——指令中的标 点符号都应是在英文状态下。 六、 延时子程序的延时计算说明： 对于子程序 DELAY: MOV R1,#200 ① DLY_LP1:MOV R0,#249 ② DLY_LP2:DJNZ R0,DLY_LP2 ③ DJNZ R1,DLY_LP1 ④ RET 在系统晶振为 12MHz 时，一个机器周期时间长度为 12/12MHZ=1μS 查指令表可知 MOV 指令需用一个机器周期，DJNZ 指令需用两个机器周期，所以该段程 序执行时间为： 从②到③共用 1+2*249=499 个机器周期，即 499μS； 从①到④共用 1+200*[（1+2*249）+2]=100201 个机器周期，即 100201μS，也即约 0.1S。 七、 练习范例程序： ORG 0000H MAIN: MOV P0,#0F0H LCALL DELAY MOV P0,#0FH LCALL DELAY LOOP: SJMP LOOP DELAY: MOV R2,#10 DLY_LP0:MOV R1,#200 DLY_LP1:MOV R0,#250 DLY_LP2:DJNZ R0,DLY_LP2 DJNZ R1,DLY_LP1 DJNZ R2,DLY_LP0 RET END 实验前读懂范例程序，作出注释，并画出流程图。 思考：1）ORG 0000H 含义？ 2）延时子程序的延时时间为多少？ 3）“LOOP：SJMP LOOP”起何作用？ 3
八、 实验操作步骤： 1、检查仿真头在p51s实验板CPU芯片座上插好、插座扳手位于锁紧位置（实验过程 严禁用手触摸仿真头电路 表面)：打开仿真器开关，开启实验板开关： 2、运行桌面“VW”伟福仿真软件 3、设置仿真器方式（具体操作见附“仿真器使用说明”）：仿真器V5L,仿真 头POD-H8X5X,CPU AT89C51,注意必须将“使用伟福软件模拟器”选项前的√去掉， 以建立微机与仿真器间的数据通讯联系 新建文 练习范例程序，并将文件存盘成“×X.ASM”形式。 5、编译程序、查错： 6、熟悉机器码、程序字节数、程序地址等关键概念： 点窗口/CU窗口，可以看到编译正确的机器码及汇编源程序。搞清每条指令分配的 首地址、机器码、所占字节数等，并填入下表： 7、熟悉程序运行及调试方法，理解单片机程序的运行机制： 1) 全速执行： 可完整观察全部程序的执行情况 先点复位键 确保程序PC指针指 向0000H。再点全速执行，L1一L8八只二极管灯按程序要求正确点亮。按暂停， 可看到PC指针会指在某条语句处。搞清复位、暂停键作用。 2)单步运行：可观察每条指令的执行情况。按复位键，使PC指针回0000H。连续 点单步钮，观察指令执行时间、PC指针变化（在窗口下部显示），并填入下表： 同时通 过SFR窗 观察 P0寄存 器的变化及实验板LED 灯的变化情况： 3)跟踪运行：可观察主程序调用子程序时，子程序各步执行情况。按复位键，再 连续点跟踪，当PC指向DELAY子程序内部后，通过REG窗口观察RO、R1和R2寄 存器的变化，DJZ指令功能？理解延时子程序结构特点。搞清单步与跟踪命令 的风别 4)理解原地踏步命令：单步运行程序至“LOOP:SJMP LOOP”句，再点单步 察PC指针如何变化？取消该句，修改程序编译后，用单步方式运行，观察程序 执行过程，理解何为程序“跑飞”。 指令首地址机器码字节数执行时间（μS)PC指针值 MAIN:MOV PO,#OFOH LCALL DELAY MOV PO.#OFH LCALL DELAY 100p DELAY:MOV R2,#10 DLY LPO:MOV R1.#200 DIY IPI.MOV RO #250 DLY_LP2:DJNZ RI,DLY_LP1 DJNZ R2,DLY LPO RET 8、按实验要求1编程，并调试成功， 4
八、 实验操作步骤： 1、检查仿真头在 μp51s 实验板 CPU 芯片座上插好、插座扳手位于锁紧位置（实验过程 严禁用手触摸仿真头电路表面）；打开仿真器开关，开启实验板开关； 2、运行桌面“VW”伟福仿真软件 ； 3、设置仿真器方式（具体操作见附“仿真器使用说明” ）：仿真器V5/L，仿真 头POD-H8X5X，CPU AT89C51，注意必须将“使用伟福软件模拟器”选项前的√去掉， 以建立微机与仿真器间的数据通讯联系。 4、新建文件，输入练习范例程序，并将文件存盘成“××.ASM”形式。 5、编译程序、查错； 6、熟悉机器码、程序字节数、程序地址等关键概念： 点窗口/CPU窗口，可以看到编译正确的机器码及汇编源程序。搞清每条指令分配的 首地址、机器码、所占字节数等，并填入下表； 7、熟悉程序运行及调试方法，理解单片机程序的运行机制： 1） 全速执行：可完整观察全部程序的执行情况。先点复位键，确保程序PC指针指 向 0000H。再点全速执行，L1—L8 八只二极管灯按程序要求正确点亮。按暂停， 可看到PC指针会指在某条语句处。搞清复位、暂停键作用。 2） 单步运行：可观察每条指令的执行情况。按复位键，使PC指针回 0000H。连续 点单步钮，观察指令执行时间、PC指针变化（在窗口下部显示），并填入下表； 同时通过SFR窗口观察执行前后P0 寄存器的变化及实验板LED灯的变化情况； 3） 跟踪运行：可观察主程序调用子程序时，子程序各步执行情况。按复位键，再 连续点跟踪， 当PC指向DELAY子程序内部后，通过REG窗口观察R0、R1 和R2 寄 存器的变化，DJNZ指令功能？理解延时子程序结构特点。搞清单步与跟踪命令 的区别。 4） 理解原地踏步命令：单步运行程序至“LOOP：SJMP LOOP”句，再点单步，观 察PC指针如何变化？取消该句，修改程序编译后，用单步方式运行，观察程序 执行过程，理解何为程序“跑飞”。 指令首地址 机器码 字节数 执行时间（μS） PC 指针值 MAIN: MOV P0,#0F0H LCALL DELAY MOV P0,#0FH LCALL DELAY LOOP: SJMP LOOP DELAY: MOV R2,#10 DLY_LP0:MOV R1,#200 DLY_LP1:MOV R0,#250 DLY_LP2:DJNZ R0,DLY_LP2 DJNZ R1,DLY_LP1 DJNZ R2,DLY_LP0 RET 8、按实验要求 1 编程，并调试成功。 4
实验二数码管显示实验 一、实验目的： 1、了解八段数码显示数字的原理、学习LED显示接口技术： 2、学习学握查表程序的编写方法： 二、实验要求： 本实验用1位LED数码管，段选信号接P0口，位选信号接P2口的第0位 1、循环显示0-9，每隔2秒显示数加1，字形码放在程序存储器内： 2、顺序显示自已身份证号码，每位停留显示1秒，数据更新时灭0.5秒。（选做〉 3、两位数码管稳定显示“34”，位选信号接P2口的第0、1位。（选做） 三、实验设备： 1、V51L伟福仿真器一套 2、p51s学习开发板一块： 3、微机一台套及VW仿真软件，USB通讯线一根：电源线两根。 四、实验原理与电路： )显示器 单片机的PO口和P2口构成了8位LED数码管驱动电路，这里LED数码管采用了共 阳型，其数码管的笔段（即对应的abcdefgh)引脚是二极管的负极，与PO口相接，所有 极管的正极连在一起构成公共端，即该位数码管的位选端，对于这种数码管的驱动要求在 位选端提供电流，为此，使用了P型三极管作为位选端的驱动，共用8只三极管，每只 三极管的发射极连在一起，接正电源端：基极则通过限流电阻分别接P2.0一P2.7。集电极 分别向8只数码管供电。由此可以判断出：段选P0口送低电平有效，位选(COM端)因集电 极需高电平，则P2.0-2.7口应送低电平有效。 44 5
实验二 数码管显示实验 一、实验目的： 1、了解八段数码显示数字的原理、学习 LED 显示接口技术； 2、学习掌握查表程序的编写方法； 二、实验要求： 本实验用 1 位 LED 数码管，段选信号接 P0 口，位选信号接 P2 口的第 0 位： 1、循环显示 0~9，每隔 2 秒显示数加 1，字形码放在程序存储器内； 2、顺序显示自己身份证号码，每位停留显示 1 秒，数据更新时灭 0.5 秒。（选做） 3、两位数码管稳定显示“34”，位选信号接 P2 口的第 0、1 位。（选做） 三、实验设备： 1、V51/L 伟福仿真器一套； 2、μp51s 学习开发板一块； 3、微机一台套及 VW 仿真软件，USB 通讯线一根；电源线两根。 四、实验原理与电路： 共阳型 LED 显示器 单片机的 P0 口和 P2 口构成了 8 位 LED 数码管驱动电路，这里 LED 数码管采用了共 阳型，其数码管的笔段（即对应的 abcdefgh）引脚是二极管的负极，与 P0 口相接，所有二 极管的正极连在一起构成公共端，即该位数码管的位选端，对于这种数码管的驱动要求在 位选端提供电流，为此，使用了 PNP 型三极管作为位选端的驱动，共用 8 只三极管，每只 三极管的发射极连在一起，接正电源端；基极则通过限流电阻分别接 P2.0—P2.7。集电极 分别向 8 只数码管供电。由此可以判断出：段选 P0 口送低电平有效，位选(COM 端)因集电 极需高电平，则 P2.0-2.7 口应送低电平有效。 5