单片机接口实验指导书

单片机原理与接口实验东北师范大学物理学院目录第一部分原理实验部分实验一熟悉Keil开发环境和DSDZ-M2实验箱的使用实验二并行口输入输出实验实验三七段LED数码管控制实验实验四定时器中断实验实验五脉冲宽度与频率测量实验实验六串行通信实验实验七 RAM扩展与读写控制实验第二部分接口实验部分实验一基于8255的并口扩展实验实验二基于HD7279的键盘显示接口实验实验三基于MAX232的单片机与微机串行通信实验实验四基于SPI总线的EEPROM读写实验实验五基于I2C总线的EEPROM读写实验实验六基于1Wire总线的DS18B20测温实验实验七A/D转换实验实验八D/A转换实验实验九直流电机控制实验实验十步进电机控制实验实验十一自主设计实验第一部分原理实验部分实验一熟悉Keil开发环境和DSDZ-M2实验箱的使用一、实验目的1．熟悉Keil uVision2 软件，学会编辑编译程序。

2．熟悉DSDZ-M2实验箱的使用方法3．熟悉利用硬件仿真器调试程序的方法二、实验箱介绍1．在Keil uVision2软件中实现8个小灯的循环点亮2．要求用软件延时程序控制灯的亮灭时间，并能精确计算延时程序的延时时间三、相关知识1 DSDZ-M2实验箱1.1 实验箱结构图图1 实验箱结构图1.2 实验箱的主要特点（1）采用扩展板方式，可以进行多种微控制器的原理和接口实验，如8051系列（基本配置），凌阳系列，PIC系列，SOPC等。

（2）可以采用仿真器实验，也可以将芯片直接用于实验。

（3）采用面包板连线，可以真正使学生实践接口电路设计、实现的全过程，真正提高学生动手实践能力。

（4）配置完备的外围电路，可以实现各种接口实验，扩展板为实验更新与扩展提供了可能。

1.3 应用该实验箱可做的实验如下：（1）单片机I/O口控制实验，如拨码开关信号输入，LED发光二极管控制，按键输入等实验；（2）存储器扩展实验；（3）8255，8279等芯片扩展实验；（4）定时器输出PWM实验；（5）蜂鸣器驱动实验；（6）串转并的I/O口实验；（7）并转串的I/O口实验；（8）74HC138译码器实验；（9）8×8LED扫描输出实验；（10）继电器控制实验；（11）RS232串口通信实验；（12）RS485差分串行通信实验；（13）I2C总线实验(实时时钟、EEPROM的实验)；（14）结合I2C总线实验而扩展的万年历时钟实验；（15）接触式IC卡读写实验；（16）18B20的单总线实验；（17）结合18B20的单总线实验和I2C总线实验的温度计实验；（18）SPI总线存储器，A/D转换，D/A转换等实验；（19）直流电机实验；（20）步进电机实验；（21）红外收发实验；（22）LCD 16*2 字符型液晶显示实验；（23）LCD 128*64 点阵液晶显示实验；（24）8155I/O扩展及RAM、定时器实验；（25）并行的模数转换实验；（26）并行的数模转换实验；（27）串行的模数转换实验；（28）USB1.1接口控制实验；（29）CAN-bus接口控制实验(CAN PARK可供用户选配)；（30）USB2.0接口控制实验(USB2.0 PARK可供用户选配)；（31）基于以太网接口的TCP/IP实验(RTL8019AS PARK可供用户选配)；（32）ISD1420语音模块实验(ISD1420语音模块可供用户选配)；（33）非接触式IC卡读卡模块实验(ZLG500A读卡模块及天线可供用户选配)；（34）一系列CPLD综合实验(CPLD PARK 可供用户选配)；2 Keil开发环境2.1 Keil uVision2软件介绍Windows应用程序uVision2是一个集成开发环境，它把项目管理源代码编辑程序调试等集成到一个功能强大的环境中。

C51 美国标准优化C交叉编译器从你的C源代码产生可重定位的目标文件A51 宏汇编器从你的8051汇编源代码产生可重定位的目标文件BL51 连接/重定位器组合你的由C51和A51产生的可重定位的目标文件生成绝对目标文件LIB51 库管理器组合你的目标文件生成可以被连接器使用的库文件OH51 目标文件到HEX格式的转换器从绝对目标文件创建Intel HEX 格式的文件RTX-51 实时操作系统简化了复杂和对时间要求敏感的软件项目图2 uVision/Ishell集成开发环境图3 Keil Uvision2 IDE 的组成2.2 Keil uVision2软件的使用步骤2.2.1.建工程。

打开Keil uVision2软件，选择Project/New project…,将弹出一个Creat New Project的对话框，选择要存放的文件夹，输入文件名（不需要加扩展名）。

如下图所示。

图4 建立工程选择SST89E564RD芯片，点击确定。

图5 选择芯片2.2.2在工程下新建文件。

点击File/New 或点击图标, 出现Text1界面，将程序写入Text1，然后点击File/Save或点击图标，将弹出如下界面：图6保存源文件输入文件名，如果是汇编语言文件名后要加上.asm的扩展名，如果是用c语言编写则扩展名是.c。

点击保存。

会发现所有关键词变成蓝色，可以用这种方式初步检查程序有无错误。

2.2.3.将文件加入工程中。

右键点击左侧的Source Group 1,选择Add Files to Group ‘Source Group 1’.图7加入文件选择要添加的源文件，点击Add。

完成设置。

2.2.4.设置目标选项。

点击工具条中的图标。

在“Target”标签下修改“Xtal (Mhz) ”为单片机的晶体振荡频率，选中Use On-chip ROM。

图8 参数设置窗口在“Output”标签下，选中“Create HEX file”（生成hex文件用编程器写到目标板的SST89E564RD单片机中）。

图9 设置是否生成.hex目标文件在“debug”标签中选中“Use keil monitor-51 driver”，此时可以进行串口连接目标电路板进行仿真调试，如果选中“Use Simulator”，则仅仅只进行软件仿真。

图10 调试相关参数设置用鼠标左键单击“Setting”按键，根据你用的串口用鼠标选择Port，左键单击“ok”按键，选中“Load Application at Start”和“Go till main()”。

图11 串口参数设置其余可以按默认值不需修改，点击“确定”完成设置。

2.2.5 编译。

点击Project/Build target或者，即完成了编译。

在Keil界面的最下面的界面中会显示Error和Warning.如果源程序中有语法错误，会有错误报告出现，双击该行，可以定位到出错的位置，对源程序反复修改之后，最终会得到如图6所示的结果，提示获得了名为**.hex的文件，该文件即可被编译器读入并写到芯片中，同时还产生了一些其它相关的文件，可被用于Keil的仿真与调试，这时可以进入下一步调试的工作。

2.2.6 调试。

在对工程成功地进行汇编、连接之后，使用菜单Debug/Start/Stop Debug Session即可进入调试状态，仿真CPU用来模拟执行程序，可以在没有硬件和仿真机的情况下进行程序的调试。

进入调试状态后，工具栏会多出一个用于运行和调试的工具条。

如图7所示，Debug菜单上的大部分命令可以在此找到对应的快捷按钮，从左到右依次是复位、运行、暂停、单步、过程单步、执行完当前子程序、运行到当前行、下一步状态、打开跟踪、观察跟踪、反汇编窗口、观察窗口、代码作用范围分析、1#串行窗口、内存窗口、性能分析、工具按钮等命令。

点击工具条中选项即可以进行调试程序。

图13调试工具条学习程序调试，必须明确两个重要的概念，即单步执行与全速执行。

全速执行是指一行程序执行完以后紧接着执行下一行程序，中间不停止，这样程序执行的速度很快，并可以看到该段程序执行的总体效果，即最终结果正确还是错误，但如果程序有错，则难以确认出现在哪些程序行。

单步执行时每次执行一行程序，执行完该行程序以后即停止，等待命令执行下一行程序，此时可以观察该行程序执行完以后得到的结果，是否与我们写该行程序所想要得到的结果相同，借此可以找到程序中问题所在。

程序调试中，这两种运行方式都要用到。

使用菜单STEP或相应的命令按钮或使用快捷键F11可以单步执行程序，使用菜单STEP OVER或功能键F10可以以过程单步形式执行命令，所谓过程单步，是指将图14 调试窗口可以看到源程序窗口的左边出现了一个黄色调试箭头，指向源程序的第一行，如图11所示。

每按一次F11，即执行该箭头所指程序行，然后箭头指向下一行，当箭头指向LCALL DELAY行时，再次按下F11，会发现，箭头指向了延时子程序DELAY的第一行。

不断按F11键，即可逐步执行延时子程序。

通过单步执行程序，可以找出一些问题的所在，但是仅依靠单步执行来查错有时是困难的，或虽能查出错误但效率很低，为此必须辅之以其他的方法，如本例中的延时程序是通过将D2：DJNZ R6，D2这一行程序执行六万多次来达到延时的目的，如果用按F11六万多次的方法来执行完该程序行，显然不合适，为此，可以采取以下一些方法，第一，用鼠标在子程序的最后一行（ret）点一下，把光标定位于该行，然后用菜单Debug/Run to Cursor line（执行到光标所在行），即可全速执行完箭头与光标之间的程序行。

第二，在进入该子程序后，使用菜单Debug/Step Out of Current Function（单步执行到该函数外），使用该命令后，即全速执行完调试光标所在的子程序或子函数并指向主程序中的下一行程序（这里是JMP LOOP行）。

第三种方法，在开始调试时，按F10而非F11，程序也将单步执行，不同的是，执行到lcall delay行时，按下F10键，调试光标不进入子程序的内部，而是全速执行完该子程序，然后直接指向下一行“JMP LOOP”。

灵活应用这几种方法，可以大大提高查错的效率。

停止仿真调试。

用鼠标左键单击主菜单Debug/Start/Stop Debug Session推出调试模式。

注意：每次重新Debug 前要按一下复位键使单片机复位。

2.2.7 参看运行结果。

在调试程序时往往要查看程序的运行结果，包括程序运行的中间值，这对判断程序的正确性至关重要。

Keil提供了方便的查看工具，以便查看诸如变量、I/O口、存储器等各种运行结果。

用鼠标左键点击主菜单实验二并行口输入输出实验——循环彩灯控制一、实验目的1．掌握并行口的输入输出编程方法。

2．掌握分支和循环程序的设计方法。