单片机实验一

实验1 认识单片机

一、实验目的

熟悉8051单片机实验板及实验中所用到的相关软件，掌握8051单片机的结构和工作原理。

二、实验内容

2.1TTC-2二合一实验系统（PCI版）介绍

1.TTC-2实验系统满足《微机原理与接口技术》、《单片机原理及应用》、《数字逻辑与数字系统》等课程实验要求，实验台包括微机接口和单片机两部分电路，不用增加硬件就可以完成微机接口实验和单片机常用实验。

2.提供单片机的在系统编程功能。可以将使用者自编的程序写入单片机的内部ROM，完成一个单片机实验，就可以掌握单片机的开发全过程。

3.开放式结构。模块化设计支持开放实验。实验台上除固定电路外，还设计有用户扩展实验区。用户扩展实验区有五个通用集成电路插座，每个插座引脚都有对应的“自锁紧”插孔，便于搭建自己设计的实验，有利于进行课程设计。

4.功能强大的软件集成开发环境，可以方便地进行编辑、编译、链接和调试程序。可以查看实验原理图，实验接线，实验程序并接线实验演示。还可以方便的增加和删除实验项目。

5.使用本系统及本系统所提供的集成调试环境进行微机原理和接口实验既可以用8086汇编语言编程，也可以用C语言编程；使用本系统及本系统所提供的软件进行单片机实验既可以用MCS=51的汇编语言编程，也可以用C语言编程。

2.2 单片机实验区

单片机实验区位于实验台中部。这个区域设有：

1．通用单片机插座

在单片机实验区有一个40脚的万能锁紧插座，可以插入40脚以下双列直插式封装的单片机或仿真头，包括Intel公司的MCS-51系列、ATMEL公司的AT89C51、AT89C52及20引脚的AT89C2051、AT89C1051，PHILIPS公司的P89C51系列、51PC系列，Microchip Technology 公司的PIC系列单片机。该插座的每一个引脚都有一个对应的自锁紧插孔，可以用连接线与实验台上的外围电路相连接。（注意：实验结束后，应将万能锁紧插座的拉杆抬起，使之处于松弛状态。）

单片机实验区还有三个功能开关：SW3，SW4和K8。其中：

SW4是微机接口实验和单片机实验选择开关；

SW3是89C51和仿真器选择开关；

K8是单片机编程和运行状态选择开关。

当这些开关接通时，单片机的地址总线与A0~A15连接；数据总线与D0~D7连接；ALE,RD,RW,RST,RXD,TXD等信号均进行连接。

2．单片机地址译码电路U3

考虑到单片机系统扩展的需要，实验台上设置了单片机地址译码电路，电路如图2-12所示。集成电路74LS138进行译码，8条译码输出线0

Y～7

Y的地址分别为0000H～1FFFH、2000H~3FFFH、4000H~5FFFH、6000H~7FFFH、8000H~9FFFH、A000H~BFFFH、C000H~DFFFH、E000H~FFFFH，由“自锁紧”插孔引出，供实验用。

图2-12 单片机地址译码电路

3. 串行EEPROM、看门狗接口

实验台上有1片集成了串行EEPROM及看门狗的接口电路：X25045。可以进行单片机扩展串行EEPROM；单片机看门狗实验。其电路原理如下：

图2-13 串行EPROM、看门狗电路

4. 单片机与PC机通信接口电路

实验台上设有TTL电平与RS232C电平转换电路，采用MAX232芯片。可用于单片机与PC机通信，或单片机与单片机之间通信。

图2-14 串行通信接口电路

2．3 其它电路

1.跳线开关

为方便实验，实验台上设置了以下几个跳线开关：

（1）实验类型选择开关JP12、JP13：这两个跳线开关在实验台50芯总线插座的左方，实验中一般用户不用设置。

（2）模拟量输入选择开关JP19、JP20：在实验台AD转换芯片ADC0809附近，分别用于模/数转换模拟量的输入极性选择，JP19的1、2两点短路时，ADC0809的DN2可输入双极性电压（－5V~+5V）；2、3点短路时输入单极性电压（0~+5V）。JP20用于所在DN1的输入极性，选择方法与JP19相同。

（3）＋5V电源插针：为减轻＋5V电源负载并保证个主要芯片的安全，在个主要实验电路附近都有相应的电源连接插针（标记为＋5V），当实验需要使用该部分电路时，用短路块段接插针即可接通＋5V电源，对实验中用不到的电路，可断开短路片以保证芯片安全。

3．直流稳压电源

实验箱自备电源，交流电源插座固定在实验箱的后侧板上，交流电源开关安在实验箱的右侧，当打开交流电源开关时，交流电源指示灯亮。实验箱右上角有直流电源开关，接通交流电源后再将直流开关拨到“ON”位置，直流＋5V和＋12V电源就加到实验电路上。

直流稳压电源的主要技术指标：输入电压AC 175~265V

输出电压/电流＋5V/2.5A，±12V/0.5A

输出功率25W

2．4 单片机实验教学模式

利用本实验仪进行单片机实验可以采用简易实验模式和在线实验模式。

2.4.1 简易实验模式

实验设备除PC机外，只要配上本实验仪即可。实验步骤如下：

①在断电的情况下，根据实验要求，连接好实验电路（单片机采用PHILIPS 公司的

P89C51RA2），包括实验仪与PC机之间的的通信电缆。

②在PC机上运行单片机软件模拟器，编写调试实验程序（起始地址为0000H），调试通过后将目标程序存盘（文件扩展名为HEX）。

③接通实验仪电源后，在PC机上运行PHILIPS 公司的在系统编程软件，（该软件的使

用方法将在下一节“在系统编程软件的使用”中介绍）将目标程序直接写入实验仪上的单片机中。

④与PC机脱机后，按下实验仪上的RESET 开关使单片机复位。复位后，写入单片机的用户程序运行，根据运行结果验证实验正确性。

2.4.2 在线仿真实验模式

在线仿真实验模式适用于对单片机实验要求较高的学校及课程设计、毕业设计、科研开发。实验步骤如下：

①在断电的情况下，将实验仪与PC机之间的串行通信电缆连接好，将仿真开关打到仿真器一侧，并根据实验要求，连接好实验电路。这里我们用的是SST89E564RD来仿真实验。

②接通实验仪电源，在PC机上运行在单片机仿真软件，编写实验程序，编写完成后编译完再（起始地址为0000H）联机调试。

③接通实验仪电源，按下实验仪上的RESET 开关使单片机复位。复位后，再用仿真软件进行联机调试，目标程序会自动下载到仿真器运行，根据运行结果验证实验正确性。（有关仿真调试的使用方法请阅读本手册后面的“第九章仿真器Keil的使用”）

2.5 KEIL 8051开发工具使用说明

2.5.1 KEIL简介

Keil Software 的8051开发工具套件可用于编译C语言源程序、汇编语言源程序，连接和重定位目标文件和库文件，创建HEX文件以及调试目标程序。

Keil开发套件提供以下程序：

μVision3 for Windows是一个集成开发环境。它将项目管理、源代码编辑和程序调试等集成到一个功能强大的环境中。

C51国际标准优化C交叉编译器：从C源代码产生可重定位的目标文件。

A51宏汇编器：从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。

KEIL公司发布两种类型的套件：测试版套件和产品套件。

①测试版套件：包括8051工具软件的测试版、用户手册。测试版可以生成目标代码在2KB范围以内的应用。该套件主要是评估8051工具软件的有效性，并产生较小的目标代码。

②产品套件：包括8051工具软件的无限制版、全套手册系列。该套件具有1年的免费技术支持和产品升级。

2.5.2建立新工程的一般步骤

在Keil IDE 中不支持单文件的处理，只有建立一个工程并对该工程进行正确的设置后，才能使用Keil 进行编译连接仿真等操作。

启动uVision2以前，先在磁盘上新建一个文件夹，如C:\赵钱孙C51，以保存项目文件。

1. 新建工程