单片机原理及应用实验指导书_2010汇总

《单片机原理与应用》
实验指导书
青岛科技大学信息学院
实验一简单程序设计
一、实验目的
1.熟悉实验环境
2.掌握基本指令的使用方法
3.掌握RAM的操作方法
二、预习知识
1. MCS-51存储器组织
2. 简单指令
3. QTH单片机实验仪和模拟调试器集成开发环境
三、实验设备与环境
1．硬件：QTH单片机实验仪
2．软件：QTH模拟调试器集成开发环境
四、实验内容
1. 设从片内30H和32H开始分别存放两个16位无符号二进制数（低8位在低地址，高8位在高地址），完成两个数相加的程序，并将结果放入34H开始的单元。

将1122H和3344H分别送入RAM单元，观察结果和CY标志；再分别将8899H和AABBH放入RAM单元，再观察结果和CY标志。

2.将30H单元内的2个BCD数相乘，乘积为BCD数，并把乘积送入31H单元。

3.实现将无符号数扩大6倍，设扩大6倍后的值不超过255。

4．试求内部RAM30H~37H单元中8个无符号数的算术平均值，结果存入38H单元。

5. 以上编写的程序，进行单步执行，观察相应专用寄存器、RAM空间（包括工作寄存器区、位寻址区、用户RAM区）数据的变化情况以及程序存储器的指令代码。

6. 验证堆栈操作的步骤：
PUSH direct：①(SP)←(SP)+1，
②direct地址单元的内容压入SP指向的单元。

POP direct：①SP指向的单元内容弹出到以direct为地址的单元，
②(SP)←(SP)-1。

7. 调试上课所讲的例题。

五、实验要求
掌握程序的设计、调试并保证其正确运行；认真完成实验报告。

六、实验报告
1、实验目的
2、实验内容
3、实验采用的器件和连线
4、实验结果和现象
5、实验过程分析
6、实验总结
实验二I/O端口实验
一、实验目的
1.指令系统的熟悉掌握
2.学习延时程序的编写和应用
3.学习P0~P3作为普通I/O口的使用方法
4.了解发光二极管（LED）的工作原理及驱动方法
二、预习知识
1.振荡周期、时钟周期、机器周期、指令周期
2.指令系统
3.单片机的输入、输出控制
三、实验设备与环境
1.硬件：QTH单片机实验仪
2.软件：QTH模拟调试器集成开发环境
四、实验内容
1. 设系统晶振为6MHz，编写一个延时500ms的延时程序。

2. 设实验连线如图2-1所示，设计一个系统点亮发光二极管。

图2-1
3. 设实验连线如图2-1所示，设计一个系统控制发光二极管闪烁。

4. 设实验连线如图2-1所示，设计一个系统控制发光二极管循环亮。

5. 设实验连线如图2-2所示，设计一个系统根据开关控制发光二极管的亮灭。

图2-2
6. 有四个变量U、V、W、X分别从P1.0~P1.3输入，阅读如下程序，写出逻辑表达并画出逻辑电路图。

如果将结果输出到P3.0，请使用ORG、END、BIT等伪指令重新整理编写该段程序，并对其功能进行验证。

MOV P1,#0FH
MOV C,P1.0
ANL C,P1.1
CPL C
MOV ACC.0,C
MOV C,P1.2
ORL C,/P1.3
ORL C,ACC.0
MOV F0,C
SJMP $
END
五、实验要求
掌握程序的设计、调试并保证其正确运行；认真完成实验报告。

六、实验报告
1、实验目的
2、实验内容
3、实验采用的器件和连线
4、实验结果和现象
5、实验过程分析
6、实验总结
实验三 基本程序设计
一、实验目的
1.指令系统的熟悉掌握
2.汇编语言程序设计的熟悉掌握
3.子程序设计的熟悉应用 二、预习知识
1.分支程序、循环程序、查表程序
2.子程序的设计及调用
3.子程序几种参数传递的方法 三、实验设备与环境
硬件：QTH 单片机实验仪
软件：QTH 模拟调试器集成开发环境 四、实验内容
1. 某系有20名学生参加外语统考，假设成绩已经存放在RAM 地址为ENGLISH 的连续存储单元中，现决定给成绩在90~100分之间的学生颁发A 级合格证书，给成绩80~89之间的学生颁发B 级合格证书。

试编写程序，可以统计A 级和B 级证书的学生人数，并把统计结果存入内部RAM 的GRADA 和GRADB 单元。

2. 写一段程序将内部RAM 从30H 开始的十个无符号数按增序排序。

3. 用程序实现22b a c +=。

设a 、b 、c 分别存于内部RAM 的AAA 、BBB 、CCC 3个单元中。

设a 、b 皆为小于10的整数。

要求利用查表的方法编写一个求平方的子程序，再调用子程序完成。

4.完成0~9的平方值查表程序，要求分别利用DPTR 和PC 作为变址寄存器，并比较两者的异同。

五、实验要求
掌握程序的设计、调试并保证其正确运行；认真完成实验报告。

六、实验报告
1、实验目的
2、实验内容
3、实验采用的器件和连线
4、实验结果和现象
5、实验过程分析
6、实验总结
实验四外部中断实验
一、实验目的
1.掌握外部中断技术的基本使用方法
2.掌握中断处理的编程方法
二、预习知识
1.中断请求源
2.中断入口
3.中断优先级
4.与中断相关的寄存器：TCOM、IE、IP
三、实验设备与环境
硬件：QTH单片机实验仪
软件：QTH模拟调试器集成开发环境
四、实验内容
1. 设实验连线如图4-1所示：
图4-1
INT时左移。

编程实现无中断时，发光二极管常亮，有外部中断0
2. 设实验连线如图4-2所示：
图4-2
①编程实现无中断时，发光二极管常亮，有外部中断0
INT时右移。

INT时左移，有外部中断1
②验证中断查询的自然优先顺序（写出验证方法及结果）。

③通过IP寄存器设置优先级，验证中断的两个优先级结构（写出验证方法及结果）。

五、实验要求
掌握程序的设计、调试并保证其正确运行；认真完成实验报告。

六、实验报告
1、实验目的
2、实验内容
3、实验采用的器件和连线
4、实验结果和现象
5、实验过程分析
6、实验总结
实验五电子音乐实验
一、实验目的
1.定时/计数器的基本使用方法
2.定时/计数器的编程方法
二、预习知识
1.定时/计数器的四种工作方式
2.初值的计算
3.与定时/计数器相关的寄存器：TCON、TMOD、IE、IP
4.定时器编制不同音乐的原理
三、实验设备与环境
硬件：QTH单片机实验仪
软件：QTH模拟调试器集成开发环境
四、实验内容
1. 设实验连线如图5-1所示：
图5-1
用定时器T1方式1来产生歌谱中各音符对应频率的方波，由P1.0输出驱动喇叭；节拍控制可通过调用延时子程序次数来实现。

实验说明：
①通过控制定时器的定时时间来产生不同频率的方法，驱动喇叭发出不同音阶的声音，再利用延时来控制发音时间的长短，即可控制音调中的节拍。

把乐谱中的音符和相应的节拍变换为定时常数和延时常数，作为数据表格存放在存储器中。

由查表程序得到定时常数和延时常数，分别用以控制定时器产生方波的频率和发该频率方波的持续时间。

当延时时间到，再查下一个音符的定时常数和延时常数。

依次下去，就可自动演奏出悦耳的乐曲。

②LM386是低电压音频放大器。

③乐曲“新年好”数据表格如下，三个字节为一组，其中前两个字节表示定时常数（16位计数器），高位在前，若定时常数为00H,00H，表示休止符，若定时常数为0FFH,0FFH，表示结束，后一个字节表示延时常数（每个延时为200ms）。

0FCH,4AH,04H,0FCH,4AH,04H
0FCH,4AH,08H,0FBH,00H,08H 0FDH,08H,04H,0FDH,08H,04H 0FDH,08H,08H,0FCH,4AH,08H 0FCH,4AH,04H,0FDH,08H,04H 0FDH,80H,08H,0FDH,80H,08H 0FDH,30H,04H,0FDH,08H,04H 0FCH,0AEH,08H,00H,00H,08H
0FFH,0FFH
2. （选做）设实验连线如图5-2所示：
图5-2
编程实现有外部中断0INT 时演奏乐曲“新年好”，有外部中断1INT 时演奏乐曲“小星星”。

实验说明：
①“小星星”乐谱：
1 1 5 5 ‖6 6 5 - ‖4 4 3 3 ‖
2 2 1 - ‖
音符与频率对应关系：
音符： 1 2 3 4 5 6 7 频率： 523.25 587.33 659.25 698.46 783.99 880 987.76
② 编写演奏乐曲的子程序，入口参数：（DPTR ）=乐曲数据表格的首地址，通过调用子程序完成演奏。

③ 考虑0INT 、1INT 与T1中断优先级。

五、实验要求
掌握程序的设计、调试并保证其正确运行；认真完成实验报告。

六、实验报告
1、实验目的
2、实验内容
3、实验采用的器件和连线
4、实验结果和现象
5、实验过程分析
6、实验总结
实验六数码管显示实验
一、实验目的
1.掌握定时/计数器的基本使用和编程方法
2.掌握串行口工作方式0的使用和编程方法
3.掌握移位寄存器74HC164的工作原理
4.掌握数码管显示的工作原理
二、预习知识
1.定时/计数器的工作方式0
2.串行口工作方式0
3.与定时/计数器相关的寄存器：TCON、TMOD、IE、IP
4.与串行口通信相关的寄存器：SCON、PCON
5.移位寄存器74HC164的工作原理
6.数码管显示的工作原理
三、实验设备与环境
硬件：QTH单片机实验仪
软件：QTH模拟调试器集成开发环境
四、实验内容
1. 实验连线如图6-1所示：
图6-1 实验连线图
利用单片机的串行口工作方式0扩展并行输出口，在双位数码管上循环显示00，01，02，… ，99。

实验说明：
① 串行口工作方式0为移位寄存器方式，数据由RXD （P3.0）输入/输出，移位同步脉冲由TXD （P3.1）输出，发送的8位数据低位在前。

② 74HC164是8位串行输入并行输出的同步移位寄存器，其引脚如图6-2，引脚说明如表6-1。

表6-1 74HC164引脚说明
真值表如表6-2所示：
表6-2 74HC164真值表
③ 输入值与数码管显示数字对应关系如下：
03H ：0 9FH ：1 25H ：2 0DH ：3 99H ：4 49H ：5 41H ：6 1FH ：7
01H ：8 09H ：9
2.在双位数码管上自59开始，以秒为单位，显示倒计时时间，时间记到0时再重新开始。

利用单片机定时器T0工作方式0进行计时，要求T0的定时时间为5ms ，倒计时显示的计时个位存放在R0中，十位存放在R1中。

五、实验要求
掌握程序的设计、调试并保证其正确运行；认真完成实验报告。

六、实验报告
1、实验目的
符号 引脚 说明
DSA
1 数据输入 DSB
2 数据输入 Q0~Q
3 3~6 输出 GND 7 地 (0 V)
CP 8 时钟输入（低电平到高电平边沿触发） /MR 9 中央复位输入（低电平有效） Q4~Q7 10~13 输出 VCC
14
正电源
图6-2 74HC164引脚
2、实验内容
3、实验采用的器件和连线
4、实验结果和现象
5、实验过程分析
6、实验总结
实验七A/D转换实验
一、实验目的
1.了解A/D转换芯片ADC0809与单片机的接口方法，掌握ADC0809转换性能及编程方法；
2.掌握LED七段数码管显示器的显示原理；
3.掌握对串口的写数据操作。

二、预习知识
ADC0809引脚定义：
IN0-IN7：8路模拟信号输入端，由地址锁存及译码控制单元的3位地址A、B、C进行选通切换。

START：A/D转换启动控制信号输入端。

ALE：地址锁存信号输入端，START 和 ALE 用于启动A/D转换。

VREF（+）和VREF（-）：正、负基准电压输入端。

OE：输出允许控制信号输入端，A/D转换后的数据进入三态输出数据锁存器，并在OE的作用下（OE 为高电平），通过D0- D7将锁存器的数据送出。

EOC：A/D 转换结束标志信号。

EOC为高电平时，表示转换结束，因此EOC可作为CPU的中断或查询信号。

CLK：ADC0809内部没有时钟电路，故时钟信号应由外部送入CLK端。

A、B、C：8路模拟开关的三位地址选通输入端，用于选择对应的输入通道，其对应关系表如下：
ADC0809工作时序图
ADC0809与MCS-51单片机的硬件接口有两种最常用的方式，即查询方式和中断方式，可根据实际情况而定。

三、实验说明
本实验利用实验板上的ADC0809做A/D转换实验，将模拟信号转换成数字信号并在LED上显示，调节电位器观察LED的变化。

四、实验连线
电位器电压输出端（VOUT）——0809通道0（IN0）
选通信号CS——译码电路8000H
振荡电路的脉冲输出端——分频电路（T）的脉冲输入端
串并转换的DIN接P3.0，CLK——P3.1
SWR——P3.6,SRD——P3.7
数据线与仿真单片机的数据线相连，地址高8位、低8位分别与单片机部分地址线相连
五、实验内容
1.实验连线如图8-1所示，利用单片机，将输入的模拟信号转换成数字信号，并将转换后的八位二进制数以两位十六进制数形式显示在数码管上，调节电位器观察数码管的变化（编程采用延时读数的方法）。

2. 如果要求编程采用查询EOC=1 或EOC申请中断的方法，应如何连线，程序又该如何修改？
3. 已知输入的模拟信号为0~5V，在数码管上显示当前电压的伏值（格式为X.X，如：3.6）。

4. 如果选择通道1（IN1）作为模拟输入，应该如何修改程序？
六、仿真器设置
仿真模式设置：8052模式；仿真存储器模式选择：内程序存储器外数据存储器。

仿真器P3.6/P3.7短路块设置在WR/RD状态（见仿真器说明书跳线设置）。

七、实验程序
流程图
八、实验报告
1、实验目的
2、实验内容
3、实验采用的器件和连线
4、实验结果和现象
5、实验过程分析
6、实验总结
实验八 LED点阵显示实验
一、实验目的
1.掌握移位寄存器74HC595的工作原理及控制方法
2.掌握译码器74LS154的工作原理及控制方法
3.掌握LED点阵显示的工作原理及显示方法
二、预习知识
1.移位寄存器74HC595的工作原理
2.译码器74LS154的工作原理
3.LED点阵显示的工作原理
三、实验设备与环境
硬件：QTH单片机实验仪
软件：QTH模拟调试器集成开发环境
四、实验内容
1. 实验连线如图7-1所示：
图7-1 实验连线图利用单片机，在16×16 LED点阵显示区上显示图7-2。

图7-2 实验显示图
实验说明：
①在做该实验时请把该实验区的四个DIP开关设置在ON状态。

②实验连线：P1.0—LA、P1.1—LB、P1.2—LC、P1.3—LD、P1.4—SER、P1.5—SCLR、P1.6—SRCLK、P1.7—RCK。

请在程序中定义：
SER BIT P1.4、 SCLR BIT P1.5、 SRCLK BIT P1.6、 RCK BIT P1.7
③74HC595为8位串入、串/并出移位寄存器，带8位三态输出锁存器。

其部分引脚功能如下：
-SER：串行数据输入端。

-SCLR：寄存器数据清零端。

低电平有效。

-SRCLK：移位脉冲输入端。

上升沿时数据寄存器的数据移位：QA-->QB-->QC-->...-->QH；下降沿移位寄存器数据不变。

-RCK：数据锁存输入端。

上升沿时移位寄存器的数据进入数据锁存器，下降沿时锁存器数据不变。

④ 74LS154为4线-16线译码器，LA、LB、LC、LD为输入，A为低位，D为高位；Q0－Q15为输出端(低电平有效)。

⑤列扫描由74LS154译码控制，P1.0-P1.3对应154的A-D；行扫描由74HC595移位控制。

2. 实验连线如图7-1所示，利用单片机，在16×16 LED点阵显示区上交替显示“欢”、“迎”字样。

“欢”字点阵数据如下：
004H,028H,008H,024H,032H,022H,0C2H,021H
0C2H,026H,034H,038H,004H,004H,008H,018H
030H,0F0H,0C0H,017H,060H,010H,018H,010H
00CH,014H,006H,018H,004H,010H,000H,000H
“迎”字点阵数据如下：
002H,002H,004H,082H,0F8H,073H,004H,020H
002H,000H,0E2H,03FH,042H,020H,082H,040H
002H,040H,0FAH,03FH,002H,020H,042H,020H
022H,020H,0C2H,03FH,002H,000H,000H,000H
3. 实验连线如图7-1所示，利用单片机，在16×16 LED点阵显示区上循环显示“欢迎您使用”字样（以0FF、0FF作为结束标志）。

“您”字点阵数据如下：
000H,001H,004H,002H,01CH,00CH,0C0H,03FH
01CH,0C0H,002H,009H,002H,016H,092H,060H
04AH,020H,082H,02FH,002H,020H,00EH,024H
000H,022H,090H,031H,00CH,020H,000H,000H
“使”字点阵数据如下：
000H,002H,000H,004H,0FEH,00FH,000H,038H
002H,0E0H,082H,04FH,044H,029H,028H,029H
030H,029H,0C8H,0FFH,008H,029H,00CH,029H
004H,029H,086H,02FH,004H,020H,000H,000H
“用”字点阵数据如下：
001H,000H,002H,000H,00CH,000H,0F0H,07FH
040H,044H,040H,044H,040H,044H,040H,044H
0FFH,07FH,040H,044H,040H,044H,042H,044H
041H,044H,0FEH,07FH,000H,000H,000H,000H
五、实验要求
掌握程序的设计、调试并保证其正确运行；认真完成实验报告。

六、实验报告
1、实验目的
2、实验内容
3、实验采用的器件和连线
4、实验结果和现象
5、实验过程分析
6、实验总结
实验九外部中断的C51编程实验
一、实验目的
1.熟悉C51的编程方法，掌握简单程序的编写，如：延时程序、流水灯程序、子程序等。

2.熟悉用C51编写外部中断程序。

二、预备知识
1.中断的基本概念和基本知识；
2. 外部中断的概念、编程；
3. C51编写的延时程序，延时时间的检测等。

三、实验设备与环境
硬件：QTH单片机实验仪
软件：QTH模拟调试器集成开发环境
四、实验内容：
1.用C51完成实验4，设实验连线如图9-1所示：
图9-1
INT时左移。

编程实现无中断时，发光二极管常亮，有外部中断0
2. 设实验连线如图9-2所示：
图9-2
①编程实现无中断时，发光二极管常亮，有外部中断0
INT时右移。

INT时左移，有外部中断1
②验证中断查询的自然优先顺序（写出验证方法及结果）。

③通过IP寄存器设置优先级，验证中断的两个优先级结构（写出验证方法及结果）。

五、实验要求
掌握程序的设计、调试并保证其正确运行；认真完成实验报告。

六、实验报告
1、实验目的
2、实验内容
3、实验采用的器件和连线
4、实验结果和现象
5、实验过程分析
6、实验总结
实验十定时计数器的C51编程实验
一、实验目的
1.进一步熟悉定时/计数器的基本使用方法；
2.掌握用C51实现的定时/计数器的编程方法；
二、预备知识
1定时/计数器的四种工作方式
2计数初值的计算以及用C51实现的计数初值的设置方法
3与定时/计数器相关的寄存器：TCON、TMOD、IE、IP
4定时器编制不同音乐的原理
三、实验设备与环境
硬件：QTH单片机实验仪
软件：QTH模拟调试器集成开发环境
四、实验内容
1. 设实验连线如图所示：
用定时器T1方式1来产生歌谱中各音符对应频率的方波，由P1.0输出驱动喇叭演奏《新年好》；节拍控制可通过调用延时子程序次数来实现。

实验说明见实验5。

2.把定时计数器T0扩充为外部中断源，并触发此扩充的外部中断，演奏乐曲《小星星》
3．（选做）设实验连线如图所示：
编程实现有外部中断0
INT时演奏乐曲“小星星”。

INT时演奏乐曲“新年好”，有外部中断1
“小星星”乐谱：
1 1 5 5 ‖6 6 5 - ‖4 4 3 3 ‖
2 2 1 - ‖
音符与频率对应关系：
音符： 1 2 3 4 5 6 7
频率： 523.25 587.33 659.25 698.46 783.99 880 987.76
说明：编写演奏乐曲的子程序，通过调用子程序完成演奏；
考虑0
INT与T1中断优先级。

INT、1
五、实验要求
掌握程序的设计、调试并保证其正确运行；认真完成实验报告。

六、实验报告
1、实验目的
2、实验内容
3、实验采用的器件和连线
4、实验结果和现象
5、实验过程分析
6、实验总结
实验十一对串口的C51编程
一、实验目的
1进一步掌握定时/计数器的基本使用和编程方法
2掌握串行口工作方式0的使用和用C51的编程方法
3进一步掌握移位寄存器74HC164的工作原理
4掌握数码管显示的工作原理
二、预备知识
1 定时/计数器的工作方式0
2串行口工作方式0
3与定时/计数器相关的寄存器：TCON、TMOD、IE、IP
4与串行口通信相关的寄存器：SCON、PCON
5移位寄存器74HC164的工作原理
6数码管显示的工作原理
三、实验设备与环境
硬件：QTH单片机实验仪
软件：QTH模拟调试器集成开发环境
四、实验内容
1. 实验连线如图11-1所示：
图11-1 实验连线图
利用单片机的串行口工作方式0扩展并行输出口，在双位数码管上循环显示00，01，02， (99)
实验说明：
① 串行口工作方式0为移位寄存器方式，数据由RXD （P3.0）输入/输出，移位同步脉冲由TXD （P3.1）输出，发送的8位数据低位在前。

② 74HC164是8位串行输入并行输出的同步移位寄存器，其引脚如图6-2，引脚说明如表11-1。

表11-1 74HC164引脚说明
真值表如表11-2所示：
表11-2 74HC164真值表
③ 输入值与数码管显示数字对应关系如下：
03H ：0 9FH ：1 25H ：2 0DH ：3 99H ：4 49H ：5 41H ：6 1FH ：7
01H ：8 09H ：9
2.在双位数码管上自59开始，以秒为单位，显示倒计时时间，时间记到0时再重新开始。

利用单片机定时器T0工作方式0进行计时，要求T0的定时时间为5ms ，倒计时显示的计时个位存放在R0中，十位存放在R1中。

五、实验要求
掌握程序的设计、调试并保证其正确运行；认真完成实验报告。

六、实验报告
1、实验目的
2、实验内容
3、实验采用的器件和连线
4、实验结果和现象
5、实验过程分析
6、实验总结
符号 引脚 说明
DSA
1 数据输入 DSB
2 数据输入 Q0~Q
3 3~6 输出 GND 7 地 (0 V)
CP 8 时钟输入（低电平到高电平边沿触发） /MR 9 中央复位输入（低电平有效） Q4~Q7 10~13 输出 VCC
14
正电源
图11-2 74HC164引。