单片机数字量输入输出实验

一、实验目的
1．熟悉教学板电路及其结构。

2．掌握利用μVision C51 软件编辑、调试（包括仿真调试、单步调试）、运行单片机程序的步骤和方法，掌握利用STC-ISP V39软件和下载线将程序写入单片机的方
法。

3．通过实验熟悉51单片机的并行I/O口，并掌握它们的应用。

4．掌握矩阵键盘、LED动态显示的工作原理。

二、实验设备
PC机一台、实验教学板一块。

三、实验内容
1.实验线路如附图所示，51单片机的P0口输出接8个发光二极管的阴极，P
2.4经NPN 三极管9011控制发光管的阳极。

P3口支持一个8位行列式键盘，其中P
3.4~P3.7供键盘扫描输出，P3.2、P3.3作键盘扫描输入。

实验要求：编程实现键盘对发光二极管的控制，每按一个按键，使对应的二极管点亮。

2．51单片机P0口输出同时接4个数码管的阴极，P2.0~P2.3，经NPN三极管9011接数码管的阳极，该端口用于分别控制相应数码管的导通。

实验要求：编程实现对任意按键动作的次数进行计数（最大99次），同时将计数值实时显示。

四、实验步骤
1.将实验板与PC机通过COM口连接。

启动PC机，进入μVision软件环境，选择建立
新工程文件，即可开始输入源程序。

2．完成汇编、编译、连接，若有错误，则修改源程序，直至编译、连接通过为止。

3．接上实验板上的电源。

4．运行“STC-ISP V39.EXE”，将程序代码下载到实验板的单片机中。

操作的顺序是：1）选择单片机（MCU TYPE）型号。

如：“STC89C51RC”要与实验板上所装单片机的型号一至。

2）打开文件（Open File）。

即把要下载到单片机的程序文件（已通过编译了的机器码文件——二进制（.Bin）或十六进制（.Hex）的）调到“文件缓冲区”，这时可看到右边的“文件缓冲区”有数字变化。

3）选择串行通信口。

选对时，软件上的小灯会变绿。

否则小灯是灰色。

且在左下窗口提示“出错信息”。

4）下载：按“Download/下载”按键下载。

5）把实验板上的供电的直流电源拔掉或关掉3秒钟再插入或打开电源（为单片机上电复位）。

5．观察单片机运行情况，验证程序是否能完成题目给出的控制要求，若不能达到要求，分析原因、查找错误，修改源程序，再次汇编、连接，重新下载、运行，直至达到题目的控制要求。

五、遇到的问题及原因:
1.实验一，把程序烧进单片机后，发现按键时，LED灯乱亮，经检查是LED等亮的数
组除了问题，修改后可以正常工作。

2．在实验二中，程序烧进单片机后，有一个数码管很暗，并且有重影，修改了延时之后问题结局。

每按一次按键，显示数值会增加好多，后来发现是键盘扫描程序中，检测到按键按下后，没有等待按键释放。

附件一：参考程序流程图
实验内容1流程图
实验内容2流程图
键盘处理程序流程图附件二：实验程序：
实验内容1
#include <reg52.h>
/***************************************************
程序
名称：键盘
功能：采集2*4键盘键值并在LED灯上显示
作者：张俊淼
备注：
***************************************************/
/**************************************************/
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
/**************************************************/
sbit feng=P2^5;//蜂鸣器控制
sbit deng=P2^4;//LED灯总控制
sbit LED1=P2^0;//LED数码管第一位
sbit LED2=P2^1;//LED数码管第二位
sbit LED4=P2^3;//LED数码管第四位
sbit int0=P3^2;//外部中断0管脚
sbit int1=P3^3;//外部中断1管脚
/**************************************************/
uchar Buffer[4] = {0xe0, 0xd0, 0xb0, 0x70};//键盘对比数组
uchar LEDBuf[9] = {0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7, 0xef, 0xdf, 0xbf, 0x7f, 0xff};//LED灯编码
uchar Key=8;//键盘数值
/**************************************************/
void init(void);
void delay_ms(uint x);
/******************************************************************** * 名称 : main()
* 功能 : 主函数
* 输入 : 无
* 输出 : 无
***********************************************************************/ void main()
{
init();//初始化
while(1)
{
P0=LEDBuf[Key];//显示键值
}
}
/******************************************************************** * 名称 : init()
* 功能 : 初始化
* 输入 : 无
* 输出 : 无
***********************************************************************/ void init(void)
{
EA=1; //开总中断
EX0=1; //开外部中断 0
IT0=1; //设置成边沿触发方式
EX1=1; //开外部中断 1
IT1=1; //设置成边沿触发方式
feng=0;//关蜂鸣器
deng=1;//开启LED总控制
LED2=0;//关闭数码管第二位
LED3=0;//关闭数码管第三位
LED4=0;//关闭数码管第四位
P3&=0x0f;//初始化键盘输入端检测
}
/**************************************************
* 名称 : delay_ms(uint x)
* 功能 : 毫秒延时程序，对应C51的11.0592MHZ
* 输入 : 欲延时毫秒数
* 输出 : 无
**************************************************/
void delay_ms(uint x) //毫秒延时程序
{
unsigned char j;
while(x--)
{
for(j=0;j<123;j++){;}
}
}
/**************************************************************/
/******************************************************************** * 名称 : Funint0()
* 功能 : 外部中断0。

* 输入 : 无
* 输出 : 无
***********************************************************************/ void Funint0() interrupt 0
{
uchar i,x;
EX0=0; //关外部中断 0
EX1=0; //关外部中断 1
delay_ms(30);//延时消抖
if(int0==0)//判断按钮是否真的按下
{
int0=0;
P3|=0xf0;//以上两条为进一步检测作准备
x=P3&0xf0;//取P3高四位
for(i=0;i<4;i++)
{
if(x==Buffer[i])Key=i;//获取键值
}
while((P3&0xf0)!=0xf0);//等待按键放开
}
P3=0x0f;//初始化键盘输入端检测
EX0=1; //开外部中断 0
EX1=1; //开外部中断 1
}
/******************************************************************** * 名称 : Funint1()
* 功能 : 外部中断1。

* 输入 : 无
* 输出 : 无
***********************************************************************/ void Funint1() interrupt 2
{
uchar i,x;
EX0=0; //关外部中断 0
EX1=0; //关外部中断 1
delay_ms(30);//延时消抖
if(int1==0)//判断按钮是否真的按下
{
int1=0;
P3|=0xf0;//以上两条为进一步检测作准备
x=P3&0xf0;//取P3高四位
for(i=0;i<4;i++)
{
if(x==Buffer[i])Key=4+i;//获取键值
}
while((P3&0xf0)!=0xf0);//等待按键放开
}
P3=0x0f;//初始化键盘输入端检测
EX0=1; //开外部中断 0
EX1=1; //开外部中断 1
}
实验内容2
#include <reg52.h>
/**************************************************/
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
/**************************************************/
sbit feng=P2^5;//蜂鸣器控制
sbit deng=P2^4;//LED灯总控制
sbit LED1=P2^0;//LED数码管第一位
sbit LED2=P2^1;//LED数码管第二位
sbit LED3=P2^2;//LED数码管第三位
sbit LED4=P2^3;//LED数码管第四位
sbit int0=P3^2;//外部中断0管脚
sbit int1=P3^3;//外部中断1管脚
/**************************************************/
uchar LEDBuf[10] = {0xc0, 0xf9, 0xa4, 0xb0, 0x99, 0x92, 0x82, 0xf8, 0x80, 0x90};//LED数码管编码uchar Num=0;//计数值
/**************************************************/
void init(void);
void delay_ms(uint x);
void shownum(uchar num);
/**************************************************/
void main()
{
init();
while(1)
{
shownum(Num);
}
}
/********************************************************************
* 名称 : init()
* 功能 : 初始化
* 输入 : 无
* 输出 : 无
***********************************************************************/ void init(void)
{
EA=1; //开总中断
EX0=1; //开外部中断 0
IT0=1; //设置成边沿触发方式
EX1=1; //开外部中断 1
IT1=1; //设置成边沿触发方式
feng=0;//关蜂鸣器
deng=0;//关闭LED总控制
LED1=0;//关闭数码管第一位
LED2=0;//关闭数码管第二位
LED3=0;//关闭数码管第三位
LED4=0;//关闭数码管第四位
P3&=0x0f;//初始化键盘输入端检测
}
/**************************************************
延时程序，对应C51的11.0592MHZ
**************************************************/
void delay_ms(uint x) //毫秒延时程序
{
unsigned int i,j;
i=0;
for(i=0;i<x;i++)
{
j=108;
while(j--);
}
}
/******************************************************************** * 名称 : shownum()
* 功能 : 数码管显示数字
* 输入 : 0~99的要显示的数字
* 输出 : 无
***********************************************************************/ void shownum(uchar Num)
{
static uchar number[2]={0x00, 0x00};//数码管的个位和十位
number[1]=Num/10;
number[0]=Num%10;
P0=LEDBuf[number[0]];
LED3=0;//关闭数码管第三位
LED4=1;//开启数码管第四位
delay_ms(10);//个位显示延时
P0=LEDBuf[number[1]];
LED3=1;//开启数码管第三位
LED4=0;//关闭数码管第四位
delay_ms(10);//十位显示延时
}
/**************************************************************/
/******************************************************************** * 名称 : Funint0()
* 功能 : 外部中断0。

* 输入 : 无
* 输出 : 无
***********************************************************************/ void Funint0() interrupt 0
{
EX0=0; //关外部中断 0
EX1=0; //关外部中断 1
delay_ms(10);//延时消抖
if(int0==0)//判断按钮是否真的按下
{
// while(int0==0);//等待按键放开
Num++;
}
P3=0x0f;//初始化键盘输入端检测
EX0=1; //开外部中断 0
EX1=1; //开外部中断 1
}
/******************************************************************** * 名称 : Funint1()
* 功能 : 外部中断1。

* 输入 : 无
* 输出 : 无
***********************************************************************/ void Funint1() interrupt 2
{
EX0=0; //关外部中断 0
EX1=0; //关外部中断 1
delay_ms(10);//延时消抖
if(int1==0)//判断按钮是否真的按下
{
// while(int1==0);//等待按键放开
Num++;
}
P3=0x0f;//初始化键盘输入端检测
EX0=1; //开外部中断 0
EX1=1; //开外部中断 1
}
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