单片机实验指导书2017(1-3)

《单片微机原理及应用》

实验指导书

课程中文名称：单片微机原理及应用 课程代码：36607

课程英文名称： Principles and Applications of Micro-controller

课程性质：学科基础必修课

总学时：48学时（其中讲课36学时，实验12学时）

机械电子工程系 二〇一七年十月

嵌入式实验室守则

1、严禁在实验室吃东西、乱扔废弃物、谈笑、喧哗、抽烟、随地吐痰等。

2、未经允许不得动用与本实验不相关的其他仪器设备。 3、实验前认真预习实验内容，做到心中有数。

4、实验时，认真倾听实验老师讲解实验操作和注意事项，如由于未认真听讲导致操作失误损坏设备的，按相关规定进行处理。

5、实验完毕后，主动整理好实验仪器，关闭电源，进行现场清理。

6、凡因违反操作规程或擅自动用其他仪器设备而导致损坏者，将按照学校相关制度进行处理。

实验成绩组成及评定标准

序号 1 评定条目 评定标准 平时成绩 （1） 出勤（15分） （30分） （2） 预先完成相关实验的源程序（15分） 补充说明：  迟到15分钟按缺勤计  玩手机、迟到、早退扣5分/次  不遵守课堂秩序扣10分  无故损坏实验设备扣30分  破坏实验室整洁扣3分/次  未整理实验设备扣3分/次 实验调试 （1） 基本实验（20分） （30分） （2） 提高实验（10分） 实验报告 （1） 实验报告格式（10分） （40分） （2） 实验报告质量（30分） 备注 扣分累计不超过30分 2 3

实验设备简介

实验设备名称：深圳市学林电子有限公司XL600单片机实验仪

设备硬件介绍：

１ 所属部份 通信下载部份 端口名 JP17 K16 JP2 JP23 简要说明 编程/仿真方式选择，注意编程，实验时为弹起状态！仿真时为按下状态。 复位键。按此键程序重新运行（仅对实验/仿真部份有效） USB 端口。用于系统供电和usb通信。 ISP下载头。可对其他芯片进行下载 电源开关。按下电源开，电源指示灯D100亮。 实验卡座。实验时， 插入ATS51实验,仿真时，插入SSTE5进行仿真 ２ ３ 电源部份 Cpu仿真部份 JP33 IC16 JP44 JP53 JP51 JP52 JP59 ４ P1口输出(P1.0—P1.7) P3口输出(P3.0—P3.7) P0口输出(P0.0—P0.7) P2口输出(P2.0—P2.7) 40PIN外接仿真头，和标准8051的引脚排列一致，请注意其引脚排列的方向。 ADC0804控制端。本套件例子中， WR,RD 分别接P36,P37。 ADC0804数据端。本套件例子中，接CPU的P1口。 外部模拟信号输入端。 AD跳线。默认为闭合状态，如果需要外接信号则跳开，从AD输入口JP30输入。 Ad试验。用于AD试验时模拟信号，10K的可调整电阻。 DAC0832控制端。本套件例子中， WR,CS 分别接P36,P27。 DAC0832数据端。本套件例子中，接CPU的P0口。 DAC0832输出端。接示波器看输出波形。 AD转换部份 ADC0804 J3 JP35 JP30 JP60 ADJ13 ５ DA转换部份 DAC0832 JP24 JP27 J2 ６ JP41 液晶实验时。闭合此跳线， 以接入液晶部份电源。 液晶显示部份128LCD1602LCD 注意：从上到下本套件一共设计了2组液晶插口，分别是 128液晶， 1602液晶 8位数码管部份 JP5 JP8 数码管数据端，本套件例子中，接CPU的P0口。 数码管显示位控制，控制1---8位数码管的亮灭。本套件例子中，接CPU的P2口。 74LS47数据输入端 可以直接实现在LED2单位数码管上解码显示数字。 74LS47数据输出端。 74LS165数据输入端. 74LS165数据输出端. 74LS138数据输入端. 74LS138数据输出端。本套件例子中,接JP32八路指示灯观察输出情况。 ７ ８ 数码管译码部份(74LS47) JP19 JP88 ９ 并入串出部份（74LS165） JP28 JP21 JP22 JP25 １０ 三八译码部份（74LS138） １１ 串入并出部份（74LS1） JP20 74LS1数据输入端, 本套件例子中, A/B CLK分别接CPU的P3.0, P3.1。 74LS1数据输出端，本套件例子中,接JP32八路指示灯观察输出情况。 74LS14数据输入端。 74LS14数据输出端,信号由此处理后，高电平变低点平，低电平变高电平。 步进电机控制信号输入端 步进电机输出。 93C46控制。本套件例子中，DO,DI,SK,CS分别接单片机的P34,P35,P36,P37 24C02控制。本套件例子中，SLC,SDA 分别接CPU的P36,P37 JP16是小喇叭信号输入。本套件例子中，接单片机的P3.3口 JP45是红外线接收头的信号输入。本套件例子中，接单片机的P3.7口 本套件例子中，接单片机的P3.0口（xl600此为选购件） JP40分别对应J00---J07八个拨动开关。 JP32分别对应D00---D07八个指示灯。灯亮时，表示对应端口状态为低电平。 JP50对应4*4键盘的4行和4列。本套件例子中，接在CPU的P1口。 可以引出信号控制其它的电器 实时时钟芯片 这里是一个硬件的震荡器，用于提供脉冲信号做相关试验 可以做PC机电脑键盘的解码试验 可以用来选择用户晶体，只要插上您想要的晶体即可 4个的按键开关按下为低电平！ JP26 １２ 反向器部份 (74LS14) JP29 JP34 １３ 步进电机部份 JP31 JP36 １４ 93C46部分 １５ 24C02部分 １６ 小喇叭部份 １７ 遥控部份 １８ 18B20部分 １９ 拨动开关部份 ２０ 八路指示灯部份 ２１ 矩阵按键部份 ２２ 继电器 ２３ ｄｓ１３０２ ２４ ｎｅ５５５ ２５ ｐｓ２键盘 ２６ 晶体选择 ２８ 按键

JP46 JP38 JP16 JP45 JP39 JP40 JP32 JP50 JP18 JP83 JP80 S1 JP37 实验一 定时器、中断、IO口综合实验—LED灯闪烁实验

一、实验目的

熟悉MCS-51定时器、IO、中断初始化编程方法； 了解定时器应用程序的设计与调试方法； 二、基本实验内容

利用定时器、中断实现8个LED按一定规律闪烁 三、实验步骤

 由每个同学自我设计8个LED灯的闪烁规律

 硬件连接：8PIN数据排线把CPU部份的P1口（JP44）连接到八路指示灯部份的JP32。  输入源程序，编译

 在中断函数内设置断点，观察相关变量的值和输出变化情况。  全速执行，观察LED灯的变化情况 四、编程核心内容

1、定时器初始化，包括TMOD,TCON,THx，TLx等特殊功能寄存器设置。

2、中断初始化，包括IE,IP等特殊功能寄存器设置 3、启动定时器，TRx设置 4、输出控制 五、提高实验

多种LED闪烁模式的切换？（例如：利用按键切换，根据时间切换等）

实验二 人机交互实验

一、实验目的 1．学习并口的应用

2．掌握数码管动态扫描显示的硬件接线和编程方法 二、基本实验内容

1. 了解数码管的工作原理和接线方式 2. 利用单片机的并口，完成数码管接口的设计 3. 利用实验平台进行硬件连接

4. 编程和调试实现8个数码管显示12345678 5. 撰写实验报告 三、实验步骤 1. 硬件连接

实验装置中8个数码管（共阳）的数据线已经并在一起并连接到JP5，位控制由8个PNP型三级管驱动后通过JP8引出。（具体原理如下图所示）。按照接口设计：

 将8位数码管的数据线JP5，接到控制器的相关端口（如P0口JP51）.  将8位数码管的位控制端JP8，接到控制器的相关端口（如P2口JP52）.

2. 数码管显示12345678的编程及程序调试 3. 观察及记录

0010 1000

四、编程核心内容

1、根据数码管的显示原理，写出字型码和位选码，并保存在相应存储空间

2、保存学位号在相应的存储空间 3、数码管跳变的间隔时间函数 4、主函数，实现根据学位动态显示功能 五、提高实验（选择）

1. 数码管动态扫描显示自己的学号；

2. 加入判断按键的实验，使得数码管实时显示最近的8个按键值 2.加入判断按键的实验，自定义键盘功能，如设计#1按键功能为实现学号向左移动一位；2#按键功能为向右移动一位；3#按键功能为闪烁等等。

实验三 串口通信实验

一、实验目的

1．学习单片机与PC机串口通信的接口连接和硬件电路设计 2．掌握串口通信的软件编程 二、基本实验内容

1.了解MAX232电平转换芯片的基本参数和管脚功能

2.设计单片机与MAX232的接口连接电路、8个LED显示和8位拨码开关输入电路

3.使用实验平台进行硬件连接，并使用程序下载通道实现与PC机的物理连接

4.编程实现串口双向数据通信 5.撰写实验报告 三、实验步骤 1．串口硬件连接：

在简单的应用中，只需要有3条线即可完成通信，分别是 第二脚RXD , 第3脚TXD ，第5脚GND。串行通信与单片机之间的接口：由于串行通信的电平逻辑定义是+15V（ 高电平1）-15V(低电平0) 而单片机中分别用5V ,0V 来表示1,0 它们之间必须通过电平转换才可以完成通信。 最常用的是美信的MAX232电路。相关原理：

2．拨码开关和指示灯的连接

把八路拨动开关的JP40用一条8PIN的数据排线引入到CPU的P3口JP53。然后用一条8PIN的数据排线把CPU部份的P1口（JP44）连接到八路指示灯部份的JP32。

3. 串口双向通信编程及程序调试，设置串口波特率和PC端串口调试器的波特率一致 4. 观察及记录

（1）随意拨动8位拨码开关，观察PC端使用串口调试器接收的数字是否是拨码值，并截图记录；

（2）使用串口调试器发送8位二进制数，观察实验平台的8个指示灯显示是否正确，并拍照记录。 四、编程核心内容

1、串口通信初始化，包括SCON设置，通信波特率发生器设置（TMOD,TCON,TH1，TL1，SMOD等的设置）

2、中断初始化，包括IE,IP等特殊功能寄存器设置 3、启动定时器TR1

4、根据接收到来自PC的数据，送出并实现8路指示灯的显示 5、读入8位拨码值，若有变化，则把最新拨码值发送到PC机

主程序开始 串口中断服务程序 串口初始化 是否接收中断 是 否 中断初始化 更新接收缓存 IO口初始化 中断标志清除 查询接收缓存是否更新 是 否 8位LED显示接收数据 否 扫描8位拨码，是否按下 是 串口发送拨码值 中断函数返回 结束

五、提高实验（选择一种）

1.串口发送改用中断方式实现

2.显示功能考虑使用三位数码管实时显示0~256的串口接收数值 3. 根据拨码值可以有二种或以上波特率可选择