《单片机原理及应用》!!!

单片机原理及应用技术实验指导书能源工程学院目录实验一、编译软件的认识及流水灯的实现 (1)实验二、中断 (13)实验三、定时器的应用 (15)实验四、数码管显示 (17)实验一、编译软件的认识及流水灯的实现1.编译软件的认识目前流行的51系列单片机开发软件是德国Keil公司推出的Keil C51软件，它是一个基于32位Windows环境的应用程序，支持C语言和汇编语言编程，其6.0以上的版本将编译和仿真软件统一为μＶｉｓｉｏｎ（通常称为μＶ2）。

（1）应用Keil进行软件仿真开发的主要步骤为：编写源程序并保存—建立工程并添加源文件—设置工程—编译/汇编、连接，产生目标文件—程序调试。

Keil使用“工程”（Project）的概念，对工程（而不能对单一的源程序）进行编译/汇编、连接等操作。

工程的建立、设置、编译/汇编及连接产生目标文件的方法非常易于掌握。

首先选择菜单File-New…，在源程序编辑器中输入汇编语言或C语言源程序（或选择File-Open…，直接打开已用其它编辑器编辑好的源程序文档）并保存，注意保存时必须在文件名后加上扩展名.asm（.a51）或.c；然后选择菜单Project-New Project…，建立新工程并保存（保存时无需加扩展名，也可加上扩展名.uv2）；工程保存后会立即弹出一个设备选择对话框，选择CPU后点确定返回主界面。

这时工程管理窗口的文件页（Files）会出现“Target1”，将其前面+号展开，接着选择Source Group1，右击鼠标弹出快捷菜单，选择“Add File to Group …Source Group1‟”，出现一个对话框，要求寻找并加入源文件（在加入一个源文件后，该对话框不会消失，而是等待继续加入其它文件）。

加入文件后点close返回主界面，展开“Source Group1”前面+号，就会看到所加入的文件，双击文件名，即可打开该源程序文件。

紧接着对工程进行设置，选择工程管理窗口的Target1，再选择Project-Option for Target…Target1‟（或点右键弹出快捷菜单再选择该选项），打开工程属性设置对话框，共有8个选项卡，主要设置工作包括在Target选项卡中设置晶振频率、在Debug选项卡中设置实验仿真板等，如要写片，还必须在Output选项卡中选中“Creat Hex Fi”；其它选项卡内容一般可取默认值。

工程设置后按F7键（或点击编译工具栏上相应图标）进行编译/汇编、连接以及产生目标文件。

（2）应用Keil进行软件仿真开发步骤的图形化表示。

双击桌面上的图标，打开以下窗口：点“工程”，新建工程：给工程起一个名字，用“xiaodeng”就是小灯的意思，然后点保存：选择使用的芯片型号，开发板上的单片机是STC89C51,编译软件中没有STC系列的选项（若需要可以下载相关插件），可以用Atmel公司生产的89C51或89S51代替，双击Atmel：在下面找到At89S51后，点击它，然后确定：点击确定后，接下来再为工程新建一个文件弹出以下窗口：在弹出的窗口里面写入汇编程序：然后点文件，另存为：为文件起一个名字，我这里名字为“xiaodeng.asm”。

注意文件的扩展名不能省略，而且必须是“.asm”：点击保存，出现以下界面：将左边Target 1前面的“+”号展开，在它下面的字符“Source Group 1”上点击鼠标右键，再点击增加文件到组：在文件类型中点击asm源文件：在文件中找到刚才新建的xiaodeng.asm文件，然后点击Add加入：只需要加入一次就够了，如果再次加入，将出现以下画面，点确定就好了：这时候，左边的文件夹“Source Group 1”前面就有了一个“+”号：点击该“+”号展开后，下面就出现了一个名为“Xiakdeng.asm”的文件，说明已经将文件加进来了。

接下来将鼠标移到“Target 1”上，点击右键，再点击“目标‘Target 1’属性”：弹出以下窗口：点“输出”，在新弹出的窗口中，一定要确保“E生成 HEX文件”前面的小方格内有一个勾“√”，即选中该项，然后再点击“确定”：最后点击下面的符号：即“构造所有目标文件夹”，当出现以下画面时，说明目标文件“xiaodeng.hex”文件已经生成了：(2)Keil C51在编辑状态下的操作界面2.流水灯的实现图1开发板流水灯硬件电路图（1）流水灯的汇编语言实现ORG 0000H ;程序从0地址开始START: MOV A,#0FEH ; ACC赋值为11111110LOOP: MOV P1,A ;将累加器A的值赋值给P1 RR A ; ACC的内容右移CALL DELAY ;调用延时子程序LJMP LOOP ;跳到LOOP处执行;延时子程序（12MHz晶振）===================DELAY: MOV R7,#255 ;R7寄存器加载200次数D1: MOV R6,#250 ;R6寄存器加载250次数lp: DJNZ R6,lp ;本行执行R6次，也可以用;DJNZ R6,$ 代替DJNZ R7,D1 ;D1循环执行R7次RET ;返回主程序END ;结束程序（2）流水灯的C语言实现#include<reg51.h>#include <intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar a;void delay(uint z)//最大值65535{while(z--);}void main(){a=0xfe;//11111110P1=a;//P10亮while(1){a=_crol_(a,1);//11111101P1=a;delay(30000);}}3.Keil软件的调试成功编译/汇编、连接后，选择菜单Debug-Start/Stop Debug Session（或按Ctrl+F5键）进入程序调试状态，Keil提供对程序的模拟调试功能，内建一个功能强大的仿真CPU以模拟执行程序。

Keil能以单步执行（按F11或选择Debug-Step）、过程单步执行（按F10或选择Debug-Step Over）、全速执行等多种运行方式进行程序调试。

如果发现程序有错，可采用在线汇编功能对程序进行在线修改（Debug-Inline Assambly…），不必执行先退出调试环境、修改源程序、对工程重新进行编译/汇编和连接、然后再次进入调试状态的步骤。

对于一些必须满足一定条件（如按键被按下等）才能被执行的、难以用单步执行方式进行调试的程序行，可采用断点设置的方法处理（Debug-Insert/Remove Breakpoint 或Debug-Breakpoints…等）。

Keil C51在调试状态下的界面实验二、中断1.单片机C语言基本知识（1） C51的基本数据类型（2）C51的数据类型扩充sfr:特殊功能寄存器声明sfr16:sfr的16位数据声明sbit:特殊功能位声明bit:位变量声明例：sfr SCON = 0X98;sfr16 T2 = 0xCC;sbit OV = PSW^2;（3）C51数据的存储类型数据类型变量名char var1;bit flags;unsigned char vextor[10];int wwww;注意：变量名不能用C语言中的关键字表示。

2.单片机中断的基本概念（1）概念CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B请求CPU迅速去处理（中断发生）；CPU暂时中断当前的工作，转去处理事件B（中断响应和中断服务）；待CPU将事件B处理完毕后，再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A（中断返回），这一过程称为中断。

中断系统结构如图2所示：图1 中断系统结构图（2）中断响应条件中断源有中断请求；此中断源的中断允许位为1；CPU开中断（即EA=1）3.实验内容及步骤利用键盘触发外部中断0来实现蜂鸣器的发音。

图2 蜂鸣器电路图3键盘触发电路键盘触发电路中P32和单片机的外部中断0相连（第12管脚）。

本实验通过SW2键盘触发外部中断0，使蜂鸣器发音。

具体程序如下：（1）利用外部中断0触发蜂鸣器发音的汇编语言实现:ORG 0000H ORG 0000HSETB EA AJMP MAINSETB EX0 完整程序 ORG 0003HCLR P2.1 MAIN:SETB EAEND SETB EX0SETB IT0HERE:AJMP HEREINTEXT0:CLR P2.1RETIEND（2）利用外部中断0触发蜂鸣器发音的C语言实现:#include <reg51.h>sbit SPK=P2^1;unsigned int a;void main(){EA=1;//CPU总中断允许EX0=1;//外部中断0允许IT0=1;//外部中断0触发方式控制位。

//0为电平触发，1为边沿触发}void exter0() interrupt 0//中断0入口处{SPK=0;}实验三、定时器的应用1.单片机实现定时的方法软件定时：软件定时不占用硬件资源，但占用了CPU时间，降低了CPU的利用率。

采用时基电路定时：例如采用555电路，外接必要的元器件（电阻和电容），即可构成硬件定时电路。

但在硬件连接好以后，定时值与定时范围不能由软件进行控制和修改，即不可编程。

采用可编程芯片定时：这种定时芯片的定时值及定时范围很容易用软件来确定和修改，此种芯片定时功能强，使用灵活。

在单片机的定时/计数器不够用时，可以考虑进行扩展。

2.单片实现定时的初始化程序应完成的工作（1）对TMOD赋值，以确定T0和T1的工作方式。

（2）计算初值,并将其写入TH0、TL0或TH1、TL1。

（3）中断方式时，则对IE赋值，开放中断。

（4）使TR0或TR1置位，启动定时/计数器定时或计数。

3.实验内容及步骤利用定时器T0工作在工作方式一，定时5S后，进入中断触发蜂鸣器发音，具体的程序如下：（原理图见13页图2）（1）汇编语言的实现ORG 0000HAJMP MAIN;主函数的入口地址ORG 000BHAJMP INTT0;定时器T0的中断入口地址ORG 0030H;主函数的起始地址MAIN: MOV R2,#00H;中断次数初始化MOV TMOD,#01H;定时器工作方式设置，工作在方式1MOV TH0,#4CH;定时器初始值设置MOV TL0, #00HSETB EA;开总中断SETB ET0;允许定时器0中断SETB TR0;触发定时器0产生中断HERE: CJNE R2,#64H,HERE;中断次数判断CLR P2.1;触发蜂鸣器发音AJMP HERE;无条件转移。