单片机原理实验教案

概述

实验教学是学生对理论知识的应用和深化，也是学生感受单片机应用开发过程,培养实际能力的重要环节，因此，必须科学设计实验内容。首先,实验内容要包含单片机应用的常用元器件、基本电路和基本技术，突出基础训练，注重实用性；其次，实验必须反映电子技术和单片机的发展，尽量采用新技术、新元件，具有技术先进性；第三，实验原理必须清楚，易于学生掌握，有一定的难度层次，便于因材施教；第四，实验内容和实验装置都应易于组合、扩充，使学生思维有一定的灵活性，有利于培养学生的创造能力。

实验采用“单元模块化”的教学方法，目的在于加强学生对知识的层次性和系统性的认识，学会逐步学习知识和综合运用知识的方法。其思路是：首先将教学内容按知识点分成若干个单元，每一单元达到一定的教学目的；其次，每一单元对知识内容的要求和学生能力的要求都力求循序渐进，一环扣一环；各个模块的组合构成对学生基本应用能力的支撑。实验重视硬件和软件的结合，注重系统能力的培养，通过实践训练，最后达到对单片机应用开发整体掌握的目的。学生的综合应用能力将在课程设计中有所体现。

实验一DICE-5103H单片机仿真开发系统的使用（验证性实验，2学时）

实验目的：熟悉仿真开发系统5103H实验箱，通过调试运行几个简单的程序，练习手工汇编，并利用实验仪的小键盘输入程序的机器码、调试运

行程序，为以后的实验掌握必要的操作方法。

重点：熟悉仿真开发系统5103H实验箱的使用，掌握手工汇编的方法和机器码的录入和程序的运行、调试。

DICE-5103H实验系统简介

1．实验系统的资源分配

1、CPU资源100％出借(栈顶资源共享)

2、程序／数据资源分配：

（1）仿真空间100％出借，目标系统程序与数据寻址能力均达64KB；

（2

（3

2、 DICE-51 实验仪采用模块式设计，包含有地址译码模块、A/D 转换模块、D/A 转换模块、并行接口模块、串行接口模块…….等。我们可以根据需要任意组合，完成不同的实验。下面简单介绍几个常用的模块： （1） 译码电路：实验系统上配有74LSl38一片，译码输出地址分别为8000H 、

9000H 、

A000H 、B000H 、C000H 、D000H 、E000H 和F000H(见图)，供实验使用。

（2）LED 显示：实验系统上装有16只发光二极管及相应驱动电路。见图1

—2的LI~L16为相应发光二极管驱动信号输入端，该输入端为低电平“0”时发光二极管亮。

图1-1

L15 L1 L2 L16

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（5）计数器电路，该电路由1片74LS393组成。见图1-5，实验系统上U30

的T0~T7为分频输出插孔，另—个插孔T 为脉冲输入端。该计数器在上

电时由RESET 信号清零。当脉冲输入为8.0MHz 时， T0~T7输出脉冲频率依次为4.0MHz 、2.0MHz 、1.0MHz 、500KHz ，250KHz 、125KHz ，62.5KHz 、31.25KHz 。

(6) 脉冲发生器电路：实验台上提供一个8MHz 的脉冲源，见图1—6，实验台

上标有8MHz 的插孔即为脉冲的输出端。

CLK MR

Q0 Q1 Q2 Q3 13

12 CLK MR Q0 Q1 Q2 Q3 1

2

T4 T5

T6 T7

11

10 9

8 T0 T1 T2 T3 3

4

5

6 T RST

74LS393 图1—5 C

B

45

6U 1B

74LS0074LS04

34U 2B 74LS04

R 2L E D 112

A

L1V C C

R 1R 2R 3R 4R 5R 6R 7R 8V c c R 1

R 1

89

U 2D

74LS04

5

6U 2C

74LS04

C 1

Y 1

1011

U 2E

74LS04

8M H z

盘电路以及数码管显示电路等。每一部分电路及连线方法将在实验指导部分详细说明。

实验二8051单片机的位处理功能实验（验证性实验，2学时）

实验目的：对给定的逻辑表达式，（例如：Y = A V B，Y = A+B+C等）利用8051单片机的位处理功能模拟解逻辑表达式对应的硬件电路。让学

生了解用单片机来实现数字逻辑电路的灵活性和方便性。

重点：利用实验系统提供的硬件资源，设计硬件连接，验证用单片机实现的逻辑功能的正确性。

实验要求：

1、让学生回顾、观察实验系统的硬件资源，选择信号输入部件（控制

输入电平）、信号输出显示部件。

2、设计单片机的引脚分配，并将信号输入部件、信号输出显示部件连

接到对应的引脚。

3、设计控制程序，运行程序，使输入遍历所有可能的状态，观察输出

状态是否正确，如有问题分析调试。

4、写实验报告。

实验三软件实验（验证性实验，2学时）

实验内容：双字节乘法的实现。

实验目的：了解用汇编语言设计较复杂的算术运算程序的特点，掌握MCS-51汇编语言程序设计的过程和方法。

实验原理：双字节乘法。被乘数在R2B3中，乘数在R6R7中，结果存放在33H、32H、31H、30H中3、原理分析：

单字节乘法指令MUL AB 结果的低字节在A寄存器中，高字节在B寄存器中；

用R2B3表示被乘数R6R7表示乘数，若将每个字节看成256进制数，考虑到高字节的位权是256即28 ,故可以根据下面的公式进行乘法运算：(R2B3)*(R6R7) ＝(R2*28+R3)*(R6* 28 +R7)

＝R2*R6*216 + (R2*R7 + R3*R6)* 28 + R3*R7