51单片机实验报告

实验一：开发环境的搭建
一、
（1）、keil的安装与破解
点击Keil安装包，一键傻瓜式操作，安装完成后以管理员身份打开Keil，在File里选择license management 把CID复制到注册机里的CID栏，注册机里的Target选择C51，然后点击Generate，将生成的激活码复制到license management里的LIC栏，并点击Add LIC，即完成破解。

（2）、CH340驱动安装
（3）、普中烧录软件的使用
波特率选择9600，速度选择低速，文件路径选择HEX文件的路径（4）、keil的使用
新建工程并保存，在CPU 里面选择STC90C52RC ，再新建C 文件，注意保存时手动加上.c 后缀，再在Source Group 1 右击选择 Add Files to Group'Source Group 1'找到刚才新建的C 文件，然后找到
图标并点击，再Target 里将晶振频率改为12MHz,将Output 里
生成HEX 文件的勾打上即可生成HEX 文件。

（5）、protues的安装与破解
双击安装包开始安装，等进入到Labcenter Licence Manager1.6,也就是许可证管理页面，点击Browse For Key File，找到下载解压软件包中的LICENCE.lxk文件，并打开，再点击install，再点击“是”，继续傻瓜式操作。

破解时以管理员身份运行破解软件，目标文件里找到安装的路径，再点击升级，即可完成破解。

（6）、protues的使用
双击蓝色ISIS图标即可打开Proteus，File里新建并保存，然后点击“P”即可选择自己所需元器件，输入AT89C52单片机，确定后在图纸中点击即可，双击单片机将对话框中的Program File 选择Keil生成的HEX文件，电路及程序都完成后，点击左下角
即可开始仿真，点击停止仿真。

二、实验结论
在实验一里学会了开发环境的搭建，学会并熟练了Keil u Vision4 和Proteus 7.8以及普中烧录软件的使用，基本实现了用Keil编写程序并且生成HEX文件，能够用Proteus 画基本仿真图并且成功实现仿真，在仿真过程中出现了win10电脑不能正常实现仿真的问题，在经过百度等多方面查找之后找到了如下解决办法：
1、路径上不能有中文
2、仿真时出现cannot open'C:User\?\AppData\Local\Temp\LISA5476.SDF'的错误时：
右击我的电脑-属性-高级系统设置-环境变量，在“用户变量”栏里找到TEMP与
TMP，分别双击，将变量值都改为
%SystemRoot%\TEMP
如果还不行将下面的“系统变量”栏里的TEMP与TMP同样修改方法，如果没有
新建就行。

（部分电脑还不行需要重启）
实验二：如何点亮一个发光二极管
一、实验原理
发光二极管采用的是共阳极接法，低电平点亮，高电平熄灭。

二、硬件电路图
采用共阳极接线法，即一端LED负极接单片机，正极通过一个1KΩ限流电阻接到+5V，单片机给低电平点亮，高电平熄灭。

三、程序代码
（1）位操作法
#include <reg51.h> //包含51系列单片机头文件
sbit led1=P2^0;//特殊功能位声明
void main () //主函数无返回值，无参数
{
led1=0; //亮灯
while(1);//程序停止
}
先写包含51系列单片机头文件，再用sbit位定义声明使用的P2.0 I/O口，在主函数里给LED1一个低电平，即LED1=0，灯亮，在结束时写一个while(1) 停止程序。

（2）总线法
#include <reg51.h> //包含51系列单片机头文件
void main () //主函数无返回值，无参数
{
P2=0x55;//间隔点亮 0101 0101
while(1);//程序停止
}
先写包含51系列单片机头文件，直接写一个无返回值、无参数的主函数，即void main() ，在主函数里把0101 0101以十六进制形式即0x55 赋给P2口，达到间隔点亮的效果，最后仍然要写一个while(1)停止程序。

四、实验结论
在实验二学习到了单片机用两种不同的操作方式点亮单个或者多个LED，学会了单片机与LED的连接方式，知道了一个程序应该有头有尾，在程序结束的时候要加一个while （1），让我在以前的知识上得到了补充学习。

实验三：控制LED的亮灭
一、实验原理
LED的亮灭过程可以看成“LED亮------过一段时间------LED灭------过一段时间”如此反复，所以此次实验重点在“过一段时间”这个问题上。

二、硬件电路图
采用8个LED灯，用过限流电阻以共阳极接法接在P2口上
三、程序代码
#include <reg51.h> //包含51系列单片机头文件
#define uint unsigned int//宏定义把unsigned int 重命名为uint
#define uchar unsigned char
void Delay(uint z)//延时z是个形式参数
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)//外部的循环
for(y=110;y>0;y--);//内部的循环
}
void main () //主函数无返回值，无参数
{
P2=0xff; //把P2口清零
while(1)//大循环，始终执行括号里的内容
{
P2=0x55;Delay(500);//间隔闪烁0101 0101
P2=0xaa;Delay(500);//间隔闪烁1010 1010
}
}
采用宏定义把unsigned int 重命名为uint，把unsigned char 重命名为uchar,写一个带有形式参数的函数作为解决“过一段时间”这个问题的延时函数，函数里采用两个for语句嵌套的方式来延时，也可使用while语句，主函数里先将I/O口清零，然后用一个死循环whlie(1)，把要执行的内容放在死循环里始终重复执行，具体执行的内容是间隔闪烁，即0101 0101和1010 1010，分别以十六进制形式先后赋给P2口并调用延时函数Delay()，在调用Delay()函数时给一个需要延时的时间长度，即500，表示延时500个单位时间。

四、实验结论
实验三学会了延时函数的使用，知道了如何让LED实现闪烁，但是我认为延时函数可能是空耗CPU,因为延时这段时间CPU什么都没有做，只是等着，所以我认为降低了CPU 的效率。

实验四：流水灯
一、实验原理
流水灯即LED从一端依次亮、灭流向另外一端，有很多方法，着重采用位移操作法和库操作法。

二、硬件电路图
采用8个LED灯，用过限流电阻以共阳极接法接在P2口上
三、程序代码
（1）位移操作法
#include <reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
void delay(uint z)//延时函数
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
void main()
{
uchar j;
while(1)
{
P2=~(1<<j++);//位移操作法
if(j==8)j=0;
delay(500);
}
}
位移操作符为：<< 或者>>，本次采用左移方式将1111 1110的各二进制位全部左移8位，由于取反其右边空出的位用1填补，高位左移溢出则舍弃该高位。

（2）库操作法
#include <reg52.h>
#include <intrins.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
void delay(uint z)//延时函数
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
void main()
{
uchar i;
i=0x7f;
while(1)
{
P2=i;
delay(500);
i=_cror_(i,1); // 库操作法
}
}
库操作法注意包含intrins.h 文件，以便调用_cror_() ，i作为一个常数，是流水灯的起始位置，同时也是被操作的数据，1表示循环右移的次数，_cror_()是右移函数，_crol_()是左移函数
四、实验结论
实验四学会了两种高效率的流水灯方式，其中更倾向于库函数操作法，但是要一定要记得包含intrins.h文件。

实验五：数码管的显示
一、实验原理
静态显示：采用一个I/O口控制数码管，就像控制8个LED灯一样的控制方法。

动态显示：用两个I/O口控制数码管的段选、位选，动态扫描显示是通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示。

在轮流显示过程中，每位数码管的点亮时间为1～2ms，由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感，动态显示的效果和静态显示是一样的，能够节省大量的I/O端口，而且功耗更低。

二、硬件电路图
静态显示采用共阳极数码管，即给低电平亮，对单个数码管来说可以直接和单片机I/O 连接，八段按顺序dp-g-f-e-d-c-b-a ，和点亮LED的方法相同，看需要的字符是让那几个LED亮就为0，最后得出字符码。

动态显示是用两个I/O口控制数码管的段选、位选，动态扫描显示是通过分时轮流控制各个数码管的COM端，就使各个数码管轮流受控显示。

三、程序代码
静态显示
#include <reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uchar table[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90}; //0~9数字
void main()
{
while(1)
{
P2=table[7]; //调用数组里的第7个
}
}
用一个数组将0-9的显示段码放在一起，在主函数调用的时候直接给[ ]里写需要现实的数字，即可显示相应的数字
0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90是共阳极数码管0-9的显示码
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
动态显示
#include <reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
uchar smg_wei[]={0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01};//位选,第0~5位，最右端为第0位uchar smg_duan[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90,0xbf};//段选0~9 // 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 -
void Delay(uint z)//延时z是个形式参数
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)//外部的循环
for(y=110;y>0;y--);//内部的循环
}
void smg(uint wi,du) //数码管函数
{
P1=smg_wei[wi]; //调用数码管的位选数组
P2=smg_duan[du];//调用数码管的段选数组
Delay(1);//延时稳定一下
}
void main()
{
P1=P2=0xff; //P1、P2口初始化
while(1)
{
smg(0,5);//第0位显示5
smg(1,4);//第1位显示4
smg(2,3);//第2位显示3
smg(3,2);//第3位显示2
smg(4,1);//第4位显示1
smg(5,0);//第5位显示0 }
}
四、实验结论
试验成功！
实验六：蜂鸣器
一、实验原理
无源蜂鸣器，输入波形会响。

二、硬件电路图
单片机通过P2.7口直接连接无源蜂鸣器sounder，蜂鸣器另一端接地。

三、程序代码
#include <reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit fmq=P2^7;//位定义蜂鸣器
void main()
{
uint i;
fmq=1;//初始化
while(1)
{
for(i=0;i<10;i++)
{
fmq=~fmq;//无源蜂鸣器需要给定波形才会响
}
}
}
因为采用的是无源蜂鸣器，内部没有振荡器所以需要通过fmq=~fmq;给一个高低电平波形让蜂鸣器响，用一个for语句，并且把for语句放在while(1)大循环下面让蜂鸣器一直按固定的频率响。

四、实验结论
实验成功！
实验七：独立按键
一、实验原理
由单片机作为主控，蜂鸣器及周围电路作为输出设备，按键作为输入设备，实现按键按下去蜂鸣器响。

二、硬件电路图
蜂鸣器外接一个三极管放大电路
三、程序代码
#include <reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit key=P2^0;
sbit fmq=P2^7;
void Delay(uint z)//延时z是个形式参数
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)//外部的循环
for(y=110;y>0;y--);//内部的循环
}
void button()
{
if(key==0)
{
Delay(20);//消抖
if(key==0)
{
fmq=0;//蜂鸣器响
while(!key);//松手检测
}
}
}
void main()
{
fmq=1;//蜂鸣器赋初值不响
key=1;//按键写1，避免误读
while(1)//大循环
{
button();//调用按键函数
}
}
按键的调用函数，判断按键是否按下，第一次判断按下之后延时消抖再次判断按键是否按下，如果是按下了执行里面相应的内容，执行完之后进行一个松手检测，判断是否松手。

在主函数的大循环之前将按键置为1，避免误读。

四、实验结论
试验成功！
实验八：继电器
二、实验原理
以单片机为主控，按键为输入设备，控制继电器的的开和关二、硬件电路图
按键的一端接地，另一端接单片机的I/O口
三、程序代码
#include <reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit jdq=P2^0;
sbit key=P2^7;
void Delay(uint z)//延时z是个形式参数
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)//外部的循环
for(y=110;y>0;y--);//内部的循环
}
void aj()
{
if(key==0)
{
Delay(20);//消抖
if(key==0)
{
jdq=~jdq;
while(!key);//松手检测
}
}
}
void main()
{
jdq=0;
while(1)//大循环
{
aj();//调用按键函数
}
}
继电器的程序较为简单，只需要置0或者置1即可。

五、实验结论
记得要将继电器的电源从原来默认的12v改为5v,继电器的控制端一端接单片机，另一端直接接地，按键按下之后继电器会在两个开关里接通或关闭。

实验九：液晶显示屏LCD1602
一、实验原理
LCD1602是能够显示16列2行的液晶显示屏，有RS,RW,E三个控制接口，数高命低，读高写低
二、硬件电路图
本实验因为不需要从屏幕上读取数据，所以直接将rw接地，因为使用了P0口作为I/O 口外接了上拉电阻。

三、程序代码
#define uint unsigned int
uchar table1[]={"Good Study!"};//11个，多个字符用双引号
sbit lcden=P2^7;
sbit lcdrs=P2^6;
uchar num;
void delay(uint z)
{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)
for(y=110;y>0;y--);
}
void write_com(uchar com) //写命令
{
lcdrs=0; // 数高命低
P0=com; //数据也要延时稳定一下
delay(5);
lcden=1; //使能信号，从高变低数据才能送过去，需要延时稳定delay(5);
lcden=0;
}
void write_data(uchar date) //写数据
{
lcdrs=1; // 数高命低
P0=date;
delay(5);
lcden=1;
delay(5);
lcden=0;
}
void init()
{
lcden=0;
write_com(0x38); //显示模式设置为16x2,5x7点阵，8位数据接口write_com(0x0c); //0x0c显示不开光标0x0f显示光标并闪烁
write_com(0x06); //地址加1，光标加1
write_com(0x01); //清屏指令
}
void main()
{
init();//初始化
while(1)
{
write_com(0x80+0x00); //0x80是首行的首地址
for(num=0;num<11;num++) //写good study！
{
write_data(table1[num]);
}
}
}
用数组将需要显示的内容显示放在数组里面，然后写一个写命令函数和写数据函数，两个函数基本相同，唯一不同的是rs，rs在写命令里0，在写数据里为1，即数高命低，e都是给一个1再给一个0，使能信号从高变低数据才能送过去，需要延时稳定。

初始化函数里需要根据数据手册里来写，在主函数里用for语句将数组里的内容写进去
四、实验结论
实验成功！
实验十：外部中断
一、实验原理
51系列单片机有5个中断源，两个外部中断、两个定时器中断、一个串口中断，本实验用的是外部中断，外部中断使用的是P3.2和P3.3的第二功能
二、硬件电路图
使用P3.2作为外部中断输入线，用一个按键作为触发
三、程序代码
#include<reg52.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
sbit led=P2^0;
sbit in=P3^2;
void main()
{
IT0=0;//低电平触发
EX0=1;//允许中断
EA=1;//总中断
while(1);
}
void wbzd0() interrupt 0//中断服务函数序号为0
{
led=~led;
}
主函数里将中断总开关EA置为1，外部中断也置为1，低电平触发，外部中断函数的序号要为0或者2
四、实验结论
实验成功！
实验十一：定时器中断
一、实验原理
51系列单片机内部有2个外部中断、2个定时器中断、1个串口中断，这次实验是用定时器中断让蜂鸣器响一段时间后停一段时间，精确延时
二、硬件电路图
三、程序代码
#include <reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit fmq=P2^7;
uint tt,t1,t2;
void main()
{
fmq=1;//蜂鸣器初始化不响
TMOD=0x11;//定时器T0和T1都设为工作方式1
TH0=(65535-5000)/256;//装载初值，定时5毫秒
TL0=(65535-5000)%256;
EA=1;ET0=1;TR0=1;//打开总中断开关分开关启动定时器
while(1);
}
void time0() interrupt 1//中断服务函数
{
TH0=(65535-5000)/256;//重新装载初值
TL0=(65535-5000)%256;
tt++;
if(tt==200)//5毫秒*200=1秒
{
tt=0;//tt清零
t1++;
if(t1==4)//到4秒钟
{
fmq=0;//蜂鸣器置为0响4秒
t1=0;//t1清零
t2++;
if(t2==2)//再到2秒钟
{
fmq=1;//蜂鸣器置为1停2秒
t2=0;//t2清零
}
}
}
}
实验让蜂鸣器响四秒之后停两秒，如此反复。

定时器里面让tt达到200次，每次5毫秒，一共就是1秒时间，在里面用t1作蜂鸣器响4秒，t2作蜂鸣器停2秒计时用
四、实验结论
实验成功！
实验十二：交通灯
一、实验原理
南北和东西两个方向交替导通，三种灯变换有四种状态，同时还有手自动切换，切换到手动后通过按键实现南北通或者东西通，再切换回自动后仍然按四种状态循环。

二、硬件电路图
LED通过220Ω的电阻接到单片机P2口上，两个按键和一个单刀开关直接接在I/O口上
三、程序代码
#include <reg52.h>
#define uint unsigned int
#define uchar unsigned char
sbit SN_red=P2^0;//南北方向红灯
sbit SN_yellow=P2^1;//南北方向黄灯
sbit SN_green=P2^2;//南北方向绿灯
sbit EW_red=P2^3;//东西方向红灯
sbit EW_yellow=P2^4;//东西方向黄灯
sbit EW_green=P2^5;//东西方向绿灯
sbit key0=P3^2;//南北通
sbit key1=P3^3;//东西通
sbit sw=P3^4; //手/自动切换
uint num,num1,num2,num3,zt=1,tt;
void Delay(uint z)//延时z是个形式参数{
uint x,y;
for(x=z;x>0;x--)//外部的循环
for(y=110;y>0;y--);//内部的循环}
void flag_1()
{
SN_red=1;//南北红灯灭
SN_green=0;//南北绿灯亮
SN_yellow=1; //南北黄灯灭
EW_red=0;//东西红灯亮
EW_green=1;//东西绿灯灭
EW_yellow=1; //东西黄灯灭
}
void flag_2()
{
SN_red=1;//南北红灯灭
SN_green=1; //南北绿灯灭
SN_yellow=0; //南北黄灯亮
EW_red=0;//东西红灯灭
EW_green=1;//东西绿灯亮
EW_yellow=1; //南北黄灯亮
}
void flag_3()
{
SN_red=0;//南北红灯亮
SN_green=1; //南北绿灯灭
SN_yellow=1; //南北黄灯灭
EW_red=1;//东西红灯灭
EW_green=0;//东西绿灯亮
EW_yellow=1; //南北黄灯灭
}
void flag_4()
{
SN_red=0;//南北红灯亮
SN_green=1; //南北绿灯灭
SN_yellow=1; //南北黄灯灭
EW_red=1;//东西红灯灭
EW_green=1;//东西绿灯灭
EW_yellow=0; //南北黄灯亮
}
void mta()//手自动切换{
if(sw==0)
{
Delay(20);//消抖
if(sw==0)
{
zt=2;
P2=0xff;
while(!sw);//松手检测
zt=1;
}
}
}
void SN_on()//南北通
{
if(key0==0)
{
Delay(20);//消抖
if(key0==0)
{
flag_1();
while(!key0);//松手检测
}
}
}
void EW_on()//东西通
{
if(key1==0)
{
Delay(20);//消抖
if(key1==0)
{
flag_3();
while(!key1);//松手检测
}
}
}
void main()
{
TMOD=0x11;
TH0=(-5000)/256;
TL0=(-5000)%256;
EA=1;ET0=1;TR0=1;
while(1)
{
mta();
}
}
void time0() interrupt 1
{
TH0=(-5000)/256;
TL0=(-5000)%256;
if(zt==1)
{
tt++;
if(tt==200)
{
tt=0;
num++;
if(num==4)//4秒到执行flag_1();
{
flag_1();
}
num1++;
if(num1==6)//6秒到执行flag_2();6-4=2中间间隔两秒
{
flag_2();
}
num2++;//8秒到执行flag_3() 8-6=2中间间隔两秒
if(num2==8)
{
flag_3();
}
num3++;
if(num3==12)//10秒到执行flag_4();12-8=4中间间隔四秒
{
flag_4();
num=num1=num2=num3=0;//清零
}
}
}
if(zt==2)SN_on();//手动南北通
if(zt==2)EW_on();//手动东西通
}
使用函数将四个状态分别放在一个函数里面以实现实时调用，单刀开关在接通的时候zt=1，实现自动控制；断开的时候zt=2，实现手动控制。

定时器实现红绿灯状态转换时的时间。

四、实验结论
实验成功！
实验十三：步进电机一、实验原理
论述点亮一个发光二极管的原理
二、硬件电路图
prtues仿真电路图，描述硬件的连接
三、程序代码
1、附上完整的程序代码（总线法、位操作法）
2、添加注释
3、进行简要的程序分析
四、实验结论
附上程序效果图，简要论述实验心得。

41。