8051单片机原理与接口技术实验讲义

单片机原理与接口技术实验讲义物理与电子信息学院2011年5月目录基础部分（比选实验）实验1 P1口实验一 (1)实验2 P1口实验二 (5)实验3 简单I/O口扩展实验一 (7)实验4 简单I/O口扩展实验二 (10)实验5 中断实验 (11)实验6 定时器实验 (15)实验7 8255A可编程并行接口实验一 (18)实验9 数码显示实验 (20)实验14 D/A转换实验 (21)实验19 LCD显示实验 (23)综合实验部分（任选一个）实验1 单片机控制电机转速实验（PWM） (22)实验9 数字温度传感器实验 (24)实验13 人体红外传感器实验 (25)51实验指导书第1页 1基础实验部分实验1 P1口实验一一、实验目的：1．学习P1口的使用方法。

2．学习延时子程序的编写和使用。

二、实验设备：CPU挂箱、8031CPU模块三、实验内容：1．P1口做输出口，接八只发光二极管，编写程序，使发光二极管循环点亮。

2．P1口做输入口，接八个按纽开关，以实验箱上74LS273做输出口，编写程序读取开关状态，在发光二极管上显示出来。

四、实验原理：P1口为准双向口，P1口的每一位都能独立地定义为输入位或输出位。

作为输入位时，必须向锁存器相应位写入“1”，该位才能作为输入。

8031中所有口锁存器在复位时均置为“1”，如果后来在口锁存器写过“0”，在需要时应写入一个“1”，使它成为一个输入。

可以用第二个实验做一下实验。

先按要求编好程序并调试成功后，可将P1口锁存器中置“0”，此时将P1做输入口，会有什么结果。

再来看一下延时程序的实现。

现常用的有两种方法，一是用定时器中断来实现，一是用指令循环来实现。

在系统时间允许的情况下可以采用后一种方法。

本实验系统晶振为6.144MHZ，则一个机器周期为12÷6.144us即1÷0.512us。

现要写一个延时0.1s的程序，可大致写出如下：MOV R7，#X （1）DEL1：MOV R6，#200 （2）DEL2：DJNZ R6，DEL2 （3）DJNZ R7，DEL1 （4）上面MOV、DJNZ指令均需两个机器周期，所以每执行一条指令需要1÷0.256us，现求出X值：1÷0.256+X（1÷0.256+200×1÷0.256+1÷0.256）=0.1×10⁶指令（1）指令（2）指令（3）指令（4）所需时间所需时间所需时间所需时间X=(0.1××10⁶-1÷0.256)/（1÷0.256+200×1÷0.256+1÷0.256）=127D=7FH 经计算得X=127。

代入上式可知实际延时时间约为0.100215s，已经很精确了。

五、实验原理图：51实验指导书第1页 151实验指导书 第2页2P1口输出实验P1口输入实验六、实验步骤：执行程序1(T1_1.ASM)时：P1.0～P1.7接发光二极管L1～L8。

执行程序2(T1_1.ASM)时：P1.0～P1.7接平推开关K1～K8；74LS273的O0～O7接发光二极管L1～L8；74LS273的片选端CS273接CS0（由程序所选择的入口地址而定，与CSO～CS7相应的片选地址请查看第一部分系统资源，以后不赘述）。

七、程序框图：循环点亮发光二极管51实验指导书第3页 3通过发光二极管将P1口的状态显示八、参考程序：1、循环点亮发光二极管（T1_1.ASM）NAME T1_1 ;P1口输实验CSEG AT 0000HLJMP STARTCSEG AT 4100HSTART: MOV A,#0FEHLOOP: RL A ; 左移一位，点亮下一个发光二极管MOV P1,ALCALL DELAY ;延时 0.1秒JMP LOOP;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;DELAY: MOV R1,#127 ; 延时0.1秒DEL1: MOV R2,#200DEL2: DJNZ R2,DEL2DJNZ R1,DEL1RET;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;END2、通过发光二极管将P1口的状态显示(T1_2.ASM)NAME T1_2 ;P1口输入实验OUT_PORT EQU 0CFA0HCSEG AT 0000HLJMP STARTCSEG AT 4100HSTART: MOV P1,#0FFH ;复位P1口为输入状态MOV A,P1 ;读P1口的状态值入累加器AMOV DPTR,#OUT_PORT ;将输出口地址赋给地址指针DPTRMOVX @DPTR,A ;将累加器A的值赋给DPTR指向的地址JMP START ;继续循环监测端口P1的状态END51实验指导书第4页 4实验2 P1口实验二一、实验目的：1．学习P1口既做输入又做为输出的使用方法。

2．学习数据输入、输出程序的设计方法。

二、实验设备：CPU挂箱、8031CPU模块三、实验原理：P1口的使用方法这里不讲了。

有兴趣者不妨将实验例程中的“SETB P1.0, SETB P1.1”中的“SETB”改为“CLR”看看会有什么结果。

另外，例程中给出了一种N路转移的常用设计方法，该方法利用了JMP @A+DPTR的计算功能，实现转移。

该方法的优点是设计简单，转移表短，但转移表大小加上各个程序长度必须小于256字节。

四、实验原理图：P1口输入、输出实验五、实验步骤：平推开关的输出K1接P1.0；K2接P1.1；发光二极管的输入L1接P1.2；L2接P1.3；L5接P1.4；L6接P1.5。

运行实验程序，K1做为左转弯开关，K2做为右转弯开关。

L5、L6做为右转弯灯，L1、L2做为左转弯灯。

结果显示：1：K1接高电平K2接低电平时，右转弯灯（L5、L6）灭，左转弯灯（L1、L2）以一定频率闪烁；2：K2接高电平K1接低电平时，左转弯灯（L1、L2）灭，右转弯灯（L5、L6）以一定频率闪烁；51实验指导书第5页 53：K1、K2同时接低电平时，发光二极管全灭；4：K1、K2同时接高电平时，发光二极管全亮。

六、参考程序：T2.ASMNAME T2 ;P1口输入输出实验CSEG AT 0000HLJMP STARTCSEG AT 4100HSTART: SETB P1.0SETB P1.1 ;用于输入时先置位口内锁存器MOV A,P1ANL A,#03H ;从P1口读入开关状态,取低两位MOV DPTR,#TAB ;转移表首地址送DPTRMOVC A,@A+DPTRJMP @A+DPTRTAB: DB PRG0-TABDB PRG1-TABDB PRG2-TABDB PRG3-TABPRG0: MOV P1,#0FFH ;向P1口输出#0FFH,发光二极管全灭;此时K1=0,K2=0JMP STARTPRG1: MOV P1,#0F3H ;只点亮L5、L6，表示左转弯ACALL DELAY ;此时K1=1,K2=0MOV P1,#0FFH ;再熄灭0.5秒ACALL DELAY ;延时0.5秒JMP STARTPRG2: MOV P1,#0CFH ;只点亮L7、L8，表示右转弯ACALL DELAY ;此时K1=0,K2=1MOV P1,#0FFH ;再熄灭0.5秒ACALL DELAYJMP STARTPRG3: MOV P1,#00H ;发光二极管全亮,此时K1=1,K2=1 JMP START;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;DELAY: MOV R1,#5 ;延时0.5秒DEL1: MOV R2,#200DEL2: MOV R3,#126DEL3: DJNZ R3,DEL3DJNZ R2,DEL2DJNZ R1,DEL1RET;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;END七、程序框图：51实验指导书第6页 63 简单I/O口扩展实验一——交通灯控制实验1．学习在单片机系统中扩展简单I/O接口的方法。

2．学习数据输出程序的设计方法。

3．学习模拟交通灯控制的实现方法。

CPU挂箱、8031CPU模块扩展实验箱上的74LS273做为输出口，控制八个发光二极管亮灭，模拟交通灯管理。

要完成本实验，首先必须了解交通路灯的亮灭规律。

本实验需要用到实验箱L1(红)、L2（绿）、（黄）做为东西方向的指示灯，将L5（红）、L6（绿）、L7（黄）做为南北方向灯亮，南北方向开始通车，延时一段时间后，南北路口的绿灯灭，黄灯开始闪烁。

闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复上述过程。

各发光二极管的阳极通51实验指导书第7页751实验指导书 第8页 8过保护电阻接到+5V 的电源上，阴极接到输入端上，因此使其点亮应使相应输入端为低电平。

五、实验原理图六、实验步骤：74LS273的输出O0～O7接发光二极管L1～L8，74LS273的片选CS273接片选信号CSO.运行实验程序，观察LED 显示情况是否与实验内容相符。

七、程序框图： 八、参考程序：T3.ASMNAME T3 ;I/O 口扩展实验一 PORT EQU 0CFA0H ;片选地址CS0CSEG AT 0000HLJMP STARTCSEG AT 4100HSTART: MOV A,#11H ;两个红灯亮，黄灯、绿灯灭ACALL DISP ;调用273显示单元（以下雷同）ACALL DE3S ;延时3秒LLL: MOV A,#12H ;东西路口绿灯亮;南北路口红灯亮ACALL DISPACALL DE10S ;延时10秒MOV A,#10H ;东西路口绿灯灭;南北路口红灯亮ACALL DISPMOV R2,#05H ;R2中的值为黄灯闪烁次数TTT: MOV A,#14H ;东西路口黄灯亮;南北路口红灯亮ACALL DISPACALL DE02S ;延时0.2秒MOV A,#10H ;东西路口黄灯灭;南北路口红灯亮ACALL DISPACALL DE02S ;延时0.2秒DJNZ R2,TTT ;返回TTT，使东西路口黄灯闪烁五次 MOV A,#11H ;两个红灯亮，黄灯、绿灯灭ACALL DISPACALL DE02S ;延时0.2秒MOV A,#21H ;东西路口红灯亮;南北路口绿灯亮ACALL DISP ACALL DE10S ;延时10秒MOV A,#01H ;东西路口红灯亮;南北路口绿灯灭ACALL DISPMOV R2,#05H ;黄灯闪烁五次GGG: MOV A,#41H ;东西路口红灯亮;南北路口黄灯亮ACALL DISPACALL DE02S ;延时0.2秒MOV A,#01H ;东西路口红灯亮;南北路口黄灯灭ACALL DISPACALL DE02S ;延时0.2秒DJNZ R2,GGG ;返回GGG，使南北路口;黄灯闪烁五次 ACALL DE02S ;延时0.2秒JMP LLL ;转LLL循环DE10S: MOV R5,#100 ;延时10秒JMP DE1DE3S: MOV R5,#30 ;延时3秒JMP DE1DE02S: MOV R5,#02 ;延时0.2秒DE1: MOV R6,#200DE2: MOV R7,#126DE3: DJNZ R7,DE3DJNZ R6,DE2DJNZ R5,DE151实验指导书第9页9RETDISP: MOV DPTR,#PORT ;273显示单元CPL AMOVX @DPTR,ARETEND实验4 简单I/O口扩展实验二一、实验目的：1．学习在单片机系统中扩展简单I/O口的方法。