单片机原理及应用实验报告1

单片机原理及应用实验报告（一）
姓名：###
学号：*********
班级：0902501班
指导教师：###
院系：信息与电气工程学院
实验一熟悉菊阳JY2X00仿真开发系统
一、实验目的
1、了解单片机开发系统的作用、功能；
2、了解、掌握单片机开发系统的窗口结构及菜单命令的使用；
3、观察 P1 口的锁存功能。

二、实验内容
1、了解主菜单的结构及使用；
2、观察、修改内部/外部数据存储器、工作寄存器、特殊功能寄存器的内容；
3、观察P1口的锁存功能。

三、实验设备及仪器
1、单片机实验装置及开发系统一套；
2、PC 机一台。

四、实验步骤
1、启动菊阳开发系统
运行应用程序JY2X00 IDE，在仿真器设置中选择‘使用软件仿真’。

进入菊阳单片机集成开发环境界面，该界面包括：主菜单、主窗口及观察窗口等。

2、观察、修改内部数据存储器的内容
①观察内部数据存储器的内容
主窗口左侧的观察窗口中，点击Idata选项，显示内部数据存储器单元的内容。

点击其它选项，可观察通用寄存器，特殊功能寄存器，外部存储器，可位寻址位等内容。

②修改内部数据存储器、工作寄存器、部分特殊功能寄存器
将光标移至要修改的单元，，可以在选中的数据上直接修改设置某地址的数据值（十六进制）。

用同样的方法可以修改工作寄存器、特殊功能寄存器。

3、了解主菜单的功能与使用
下面通过输入、修改、调试一个简单的程序，熟悉、掌握主菜单命令的功能和使用方法。

①建立/打开程序
用鼠标单击主菜单“文件”命令，选择“新建…”，集成开发环境将打开一个编辑窗口。

在该窗口中可输入一个新程序。

对于新建程序，要在编辑完成后保存程序，“文件”栏中选择“保存文件”并输入文件名称(扩展名为.ASM)，如：TEST.ASM。

②汇编程序
建立工程文件，用‘添加模块到工程’将新建文件加入到当前工程中。

单击主菜单中“编译”命令，选择“编译”或“全部编译”命令。

汇编当前打开的编辑窗口中的汇编程序。

如
果程序中存在错误，修改后再次汇编，直至汇编成功。

③运行程序
程序完成汇编后，就可以运行了。

为了方便程序的调试，伟福仿真器设置了多种运行方式，可以通过菜单命令或快捷键命令方式来执行。

（ⅰ）步入（单步跟踪运行）
单步运行可以一次执行一条指令。

在主菜单中，单击“调试”菜单，再在下拉菜单中单击“单步跟踪运行”或按“步入”快捷图标或按F7 键进行单步跟踪调试程序。

每执行一条指令，高亮光条移向下一条指令。

单步运行时观察相关单元（内部数据存储器、工作寄存器、部分特殊功能寄存器）的变化。

程序运行结束后，观察相应单元的内容，分析运行结果是否正确。

（ⅱ）步越（单步运行）
单步运行时，如果不想进入“DELAY”延时子程序里，在“DELAY”子程序调用处，按F8 键单步执行就可以全速执行子程序调用（即单步越过子程序），从而真实反映子程序延时情况。

也可以用“自动单步跟踪运行”或“自动单步运行”。

单步间的时间间隔可以调整。

程序运行结束后，观察相应单元的内容，分析运行结果是否正确。

（ⅲ）运行到光标处与断点运行
运行到光标处:将光标移到程序想要暂停的指令行，选择“调试”菜单，再在下拉菜单中单击“运行到光标处”或F4 键或按“执行到光标处”快捷图标。

程序全速执行到光标所在行。

运行到断点处:将光标移到源程序窗口的左边“Gutter”区域，单击左键设置断点，也
可以用F6键将光标所在行设置为断点。

断点有效图标为，无效断点的图标为。

断点设
置好后，就可以用全速执行的功能，全速执行程序，当程序执行到断点时，会暂停下来，这时你可以观察程序中各变量的值，及各端口的状态，分析运行结果是否正确。

（ⅳ）全速运行程序
单击“调试”菜单，在下拉菜单中单击“连续运行”命令，（或者使用快捷键F9），程序连续运行。

单击“调试”菜单下的“暂停运行”命令（或单击“暂停”快捷按钮）程序暂停后，就可以看到运行后的结果。

全速运行程序后，分析运行结果。

用上述几种运行方式，可以发现程序存在的绝大多数错误。

全速运行程序完全模拟单片机的运行情况，可以了解单片机的软件、硬件的工作过程。

④观察复位状态
用命令“复位”(Ctrl-F2)使单片机复位，观察并记录单片机各主要单元的内容。

4、观察P1 口的锁存功能
5、输出锁存
将菊阳仿真器的仿真头安装在DICE-5210K的‘用户仿真CPU’插座上（用户CPU区，E1区）。

将单片机扩展资源区（D1区）的JP1（P1口）与“发光二极管输出模块”区（D5区）中的L1—L8插针用8线扁平电缆相连。

经检查确认无误后，打开实验箱后的电源开关。

进入菊阳单片机集成开发环境界面，在仿真器设置中选择‘使用硬件仿真’。

改变P1口寄存器的内容，观察发光二极管显示变化。

编写一段程序，改变P1口的内容，观察发光二极管显示变化。

单步、连续运行程序，仔细观察现象，做好记录，并尝试解释观察到的现象。

P1口输入：关闭电源，将单片机扩展资源区（D1区）的JP1（P1口）用8线扁平线与开关电路连接，如图所示，经检查无误后打开实验装置上的电源开关。

改变开关K1—K8的位置，复位单片机，观察P1口寄存器的内容。

编写一段程序，读入P1口的内容，观察读入的内容与开关状态的关系。

编写一段程序，读P1口，改变开关K1—K8的位置，观察读入数据。

五、代码与结果
1、步骤3中原程序与修改后程序：
程序说明：测试程序TEST.ASM实现的是往地址30H以后的16个单元内依次写入从00H到10H递增的数据，每两次写入之间调用延时函数DELAY，延时时间大约为10ms。

软件运行仿真后结果为：
2、步骤5中原程序与修改后程序：
程序说明：LED控制程序实现从地址30H开始依次取16个数据送到P1端口对LED进行控制，原程序中没有延时程序，硬件仿真时观察不到LED的变化效果，借鉴步骤3中延时子程序，将延时时间设置为1s，可以明显的观察到LED的变化情况，由于步骤3的操作，地址30H以后的数据为00H到10H依次递增，因而灯的亮灭情况就是从全亮开始按二进制进位方式变化。

软件运行仿真后结果为：
3、复位后状态：
执行命令Ctrl-F2 (复位)，各状态如下：即累加器A 、PSW 等清0，SP 指针为07H ，
I/O 口寄存器全部置1。

六、思考题
1、怎样修改内部数据存储器单元的内容？
可以直接在Idata 中选中存储单元更改数据内容；也可以用MOV 指令跟多种寻址方式进行赋值更改。

2、菊阳集成开发软件有几种程序运行方式？F7和F8两种快捷键命令有何不同？
不包括开始调试、暂停运行和复位共有6种：步入、步越、运行到光标处、运行到指定地址、自动单步运行、自动单步跟踪运行。

F7为步入，单步执行，不跳过子程序而进入单步执行；F8为步越，也是单步执行，但是在遇到子程序时不会进入子程序单步运行，而是立即执行直接跳过子程序。

3、在运行程序时屏幕最下方的参数有什么变化？
最下方最左面参数显示光标的坐标，即当前执行指令在程序中的位置，第二个参数为PC 指针的值，显示的是下一条指令的起始地址，第三个参数为DPTR ，显示要访问外部RAM 的地址值，之后是累加器A 、B 的内容，然后是仿真环境的一些参数没有变化。

七、课堂作业
作业要求：8位LED 灯按顺序依次亮起
程序代码：
ORG 0000H ;起始地址0000H
AJMP MAIN ;跳转主程序
ORG 0030H
MAIN: MOV A,#0FEH ;只令一个LED 亮
LOOP: MOV P1,A
RL A ;循环移位依次亮起
ACALL DELAY ;调用延时程序
SJMP LOOP DELAY: MOV R7,#100 ;延时子程序0.1s DEL1: MOV R6,#500 DEL2: DJNZ R6,DEL2 DJNZ R7,DEL1 RET END
实验二 单片机算数运算实验设计
一、实验目的
1、进一步了解开发系统的功能和使用；
2、了解程序设计与调试的基本过程；
3、了解简单程序和分支程序程序的特点和设计。

二、实验内容
1、简单程序的设计、输入、调试和运行；
2、分支程序的设计、输入、调试和运行；
三、实验设备及仪器
1、单片机实验装置及开发系统一套；
2、PC 机一台。

四、 实验步骤
1、设计、调试双字节乘法程序，功能为：（R2R3）*（R6R7）→R4R5R6R7
输入设计好的程序检查无误后，汇编。

向R2R3和R6R7中输入多组不同的数据，运行 程序，观察R4R5R6R7中的内容，分析运行结果是否正确。

2、求符号函数⎪⎩
⎪⎨⎧<=>=)0()0()0(1-01X X X Y ,设：X →30H ，Y →31H
输入设计好的程序检查无误后，汇编。

向30H 中输入多个不同的数据，运行程序，观 察31H 中的内容，分析运行结果是否正确。

3、将ASCII 码转换十六进制数
设ASCII 码放在累加器A 中，结果放回到A 中，如果A 中的内容不是十六进制的数的ASCII 码，用户标志位F0置1。

输入设计好的程序检查无误后，汇编。

向A 中输入多个不同的数据，运行程序，观察A 中的内容，分析运行结果是否正确。

五、代码与结果
1、双字节乘法运算程序：
设计思路如下图，R2R3*R6R7可以分开利用MUL AB 指令实现；
第一步计算R3*R7，然后通过交换指令XCH 便将最低位保留到R7中，同时R7的数据交换到A 中进行下一步的计算；将高位B 中的数据暂存到@R0即30H 处；
第二步计算R2*R7，然后低位A 暂存31H 处，高位B 暂存到32H 处；
第三部计算R3*R6，然后可以通过XCH将低位A中数据与R6中数据交换，R6中保存结果第二位，同时A中存R6的值方便下一步的计算；将高位B中数据暂存到33H处；
第四步计算R2*R6，直接将低位A数据存放R5，最高位B数据存放R4；
第五步求和，首先要清零进位Cy，让30H与31H相加，结果暂存31H处；然后让32H与33H 进位相加，结果暂存33H处；然后让最高位R4进位加0，接收进位Cy；
第六步继续求和，再次清零进位Cy，将31H与R6相加，结果放入R6；然后是33H与R5进位相加，结果放入R5；最后再让最高位R4与0进位相加接收进位Cy；
计算结束，最终结果放在R4R5R6R7中，手动改变R2R3和R6R7的值，观察输出结果，验证。

程序代码：
2、符号函数程序：
程序说明：在非零情况下，通过与80H相与获得包含符号位信息的结果，不为零就是负数，标识0FFH（-1）。

3、码转换程序：
十六进制数相关的ASCII码值表及相应程序：
六、思考题
1、JY集成开发环境提供了那些编辑命令？它们的功能是什么？
剪切、复制、粘贴、全选、撤销、重复、查找、替换、光标定位到
功能：方便程序设计，便于程序移植、快速修改以及纠错查询。

2、下列程序是否正确？为什么？
ORG 0000H
START：MOV A,30H
CJNE A,#00H，NZ
AJMP LL
NZ：JC MM
MOV A，#01H
AJMP LL
MM：MOV A,#81H
LL：MOV 31H,A
END
编译无错误，但是对于JC MM执行无效果，因为程序中不涉及进位C的改变，也就是MM永远不执行；另外十六进制的-1为FF。

3、用程序运算3B89H×660DH=？
运行结果为17BB9BF5，经计算器验证正确。

4、MCS-51有几条条件转移语句？它们是什么？
一共有4个助记符8条指令，分别是：
JZ rel ;累加器为零跳转
JNZ rel ;累加器不为零跳转
CJNE A,direct,rel ; 直接寻址字节与A不等跳转
CJNE A,#data,rel ; 立即数与A不等跳转
CJNE Rn,#data,rel ; 立即数与寄存器不等跳转
CJNE @Ri,#data,rel ; 立即数与间接寻址RAM不等跳转
DJNZ Rn,rel ; 寄存器减1不为零跳转
DJNZ direct,rel ; 地址字节减1不为零跳转。