单片机实验-单片机应用系统硬件组成
MCS-51单片机系统结构
*提供驱动外设的电压或电流； *DMA（直接存储器存取）控制和中断控制。
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1.1 单片微型计算机
一、单片机的发展历史
第一阶段（1976-1978）：单片机的探索阶段。探索
计算机的单芯片集成，单片机（Single Chip Microcomputer） 的定名即缘于此。产品以Intel公司的MCS-48为代表。
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➢数据总线 DB：CPU与存储器、I/O接口之间 (双向)传送数据的公共通路。 * 数据总线的条数决定CPU一次最多可以传送的
数据宽度（位数）。 如：8位机的DB有8条，CPU一次可读写8位数据
16位机的DB有16条，CPU一次可读写16位
➢控制总线 CB：用来传送各种控制或状态信号 * CPU送出和接受的对存储器、I/O接口读写
运算器 控制器 寄存器组
内存储器
输入输出 接口电路
总线
外部设备
软件
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二、微型计算机的结构
AB: Address Bus DB: Data Bus CB: Control Bus
微
处
内
存
理
储
器
器
CPU
地址总线 AB
I/O
输
I/O
接
入
接
口
设口备源自输 出 设 备I/O 接 口
数据总线 DB
控制总线 CB
特点： • 以微处理器（CPU）为核心 • CPU与其他部件间通过三总线连接
BUS
I/O接口
C/T
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系统级——微型计算机系统
• 以微型计算机为中心，配以相应的外围设 备以及控制微型计算机工作的软件，就构 成了完整的微型计算机系统。
单片机原理及应用——C51编程+Proteus仿真(第3版)课件第2章 硬件结构
图2-1 AT89S52单片机片内结构
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片内各外围功能部件通过片内单一总线连接而成（见图2-1），基本结 构依旧是CPU 加上外围芯片的传统微机结构。
CPU对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器（SFR，Special Function Register）的集中控制方式。
入引脚。
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注意：AT89S51与AT89S52引脚的差别仅仅是在1脚（P1.0）与2脚（ P1.1）上，AT89S52的1脚（P1.0）与2脚（P1.1）分别增加了定时器/计数 器T2的两个外部引脚T2和T2EX的复用功能。
当AT89S52单片机不使用片内的T2的两个引脚T2（P1.0）和T2EX（ P1.1）的复用功能时，AT89S51以及各种8051兼容机与AT89S52的引脚功 能则完全相同，它们的外设硬件接口电路是完全相互通用的。
但是如果使用定时器T2的外部计数输入T2（P1.0）和“捕捉”输入 T2EX （P1.1）的功能时，则AT89S52的P1.0脚和P1.1脚就不能作为通用 I/O使用，这是AT89S52与AT89S51（或AT89C51）在外围接口电路设计上 的微小差别。
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（3）P2口：P2.7～P2.0引脚 准双向I/O口，引脚内部接有上拉电阻，可驱动4个LS型TTL负载。 当AT89S52访问外部存储器及I/O口时，P2口作为高8位地址总线使用，
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2.7 复位操作和复位电路 2.7.1 复位操作 2.7.2 复位电路设计
2.8 AT89S52单片机的最小应用系统
2.9 看门狗定时器（WDT）功能及应用
2.10 低功耗节电模式 2.10.1 空闲模式 2.10.2 掉电运行模式
单片机的基本组成
单片机的基本组成单片机是一种集成电路，具有微处理器、存储器、输入输出接口以及时钟电路等基本组成部分。
它被广泛应用于各种电子设备中，如手机、电视、汽车等。
本文将从以下几个方面介绍单片机的基本组成。
一、微处理器微处理器是单片机的核心部件，它负责处理各种指令和数据。
微处理器通常由控制单元和算术逻辑单元组成。
控制单元负责从存储器中获取指令，并根据指令控制执行的操作。
算术逻辑单元则负责执行各种运算和逻辑操作。
微处理器的性能通常由其主频、指令集和位数决定。
二、存储器存储器用于存储程序和数据。
单片机的存储器分为程序存储器和数据存储器两种。
程序存储器用于存储程序代码，常见的有闪存和EEPROM。
数据存储器则用于存储数据，包括RAM和寄存器。
RAM 是一种易失性存储器，用于临时存储数据。
而寄存器则是一种特殊的存储器，用于存储微处理器的状态和临时数据。
三、输入输出接口输入输出接口用于与外部设备进行数据交互。
单片机的输入输出接口可以连接各种传感器、执行器和其他外部设备。
常见的输入接口有模拟输入和数字输入，常见的输出接口有数字输出和模拟输出。
输入输出接口通常由引脚和相关电路组成，可以通过编程控制引脚的状态和电平，实现与外部设备的通信。
四、时钟电路时钟电路用于提供单片机的时钟信号，控制单片机的运行速度。
时钟信号可以是外部时钟源输入，也可以是内部时钟源产生。
时钟信号的频率决定了单片机的工作速度，常见的频率有8MHz、16MHz 等。
时钟电路还可以包括定时器和计数器，用于实现定时、计数等功能。
五、其他辅助电路除了上述基本组成部分，单片机还可能包括其他辅助电路，如复位电路、电源管理电路等。
复位电路用于在上电或复位时将单片机恢复到初始状态，以确保可靠的启动。
电源管理电路用于管理单片机的电源供给，包括电源开关、电源监测和电源管理等功能。
单片机的基本组成包括微处理器、存储器、输入输出接口、时钟电路以及其他辅助电路。
这些组成部分协同工作，实现了单片机的各种功能和应用。
单片机的基本组成
单片机的基本组成单片机，又称微控制器，是一种将所有计算机的功能集成在一个芯片上的小型设备。
它具有体积小、价格低、通用性强、可靠性高、易使用等优点，广泛应用于智能仪表、工业控制、家电、通信设备等领域。
一、单片机的核心单片机的核心是一块中央处理器（CPU），它是整个单片机的控制中心。
CPU的主要功能是执行算术和逻辑运算，以及对数据进行处理和控制。
不同类型的单片机，其CPU的型号和性能也不同。
二、单片机的存储器单片机的存储器包括程序存储器和数据存储器。
程序存储器用于存储程序代码和常量，而数据存储器用于存储临时数据和变量。
单片机的存储器结构通常是冯·诺依曼式的，即程序和数据存储器共享同一组线。
三、单片机的输入/输出接口单片机的输入/输出接口是用于连接外部设备的接口。
输入接口用于接收外部设备的信号，输出接口用于向外部设备发送信号。
常见的输入/输出接口有数字I/O接口、模拟I/O接口、定时器/计数器接口等。
四、单片机的其他组成部分除了上述核心部件外，单片机还包括电源电路、时钟电路、复位电路等其他组成部分。
电源电路为单片机提供电力，时钟电路为单片机提供时钟信号，复位电路用于使单片机恢复初始状态。
单片机的组成结构紧凑，功能强大，应用广泛。
了解单片机的组成结构有助于更好地理解和使用单片机。
计算机系统是一种复杂的电子系统，它由多个不同的部分组成，这些部分协同工作，使计算机能够执行各种任务。
以下是计算机系统的基本组成：1、硬件系统硬件系统是计算机系统的物理组成部分，包括中央处理器（CPU），内存，硬盘，显卡，声卡，网卡，电源，主板，显示器，键盘，鼠标等。
这些硬件组件通过各种接口和线路连接在一起，形成一个完整的计算机系统。
中央处理器（CPU）是计算机系统的核心，它负责执行程序中的指令，处理数据和执行计算。
内存是计算机的临时存储区域，它可以让CPU 快速地访问数据和指令。
硬盘是计算机的永久存储器，它存储了计算机的操作系统，应用程序和用户数据。
单片机实验报告
一、实验目的1. 熟悉单片机的硬件组成和基本工作原理。
2. 掌握单片机最小系统的搭建方法。
3. 学习使用单片机编程软件进行程序编写和调试。
4. 通过实际操作，加深对单片机应用的理解。
二、实验环境1. 实验设备：MCS-51单片机实验板、电源模块、面包板、连接线、LED灯、蜂鸣器、按键等。
2. 软件环境：Keil uVision5、Proteus仿真软件。
三、实验内容1. 点亮LED灯（1）实验目的：掌握单片机I/O口的使用，实现LED灯的点亮。
（2）实验步骤：① 将LED灯的阳极连接到单片机的P1.0口，阴极连接到GND。
② 在Keil uVision5中新建工程，编写程序如下：```cvoid main() {while (1) {P1 = 0xFF; // 点亮LED灯delay(500000); // 延时P1 = 0x00; // 熄灭LED灯delay(500000); // 延时}}③ 将程序编译并下载到单片机中，观察LED灯的点亮效果。
2. 蜂鸣器控制（1）实验目的：掌握单片机I/O口的使用，实现蜂鸣器的控制。
（2）实验步骤：① 将蜂鸣器的正极连接到单片机的P1.1口，负极连接到GND。
② 在Keil uVision5中编写程序如下：```cvoid main() {while (1) {P1 = 0x02; // 使能蜂鸣器delay(100000); // 延时P1 = 0x00; // 禁止蜂鸣器delay(100000); // 延时}}```③ 将程序编译并下载到单片机中，观察蜂鸣器的鸣叫效果。
3. 按键扫描（1）实验目的：掌握单片机I/O口的使用，实现按键的扫描和识别。
（2）实验步骤：① 将两个按键分别连接到单片机的P1.2和P1.3口。
② 在Keil uVision5中编写程序如下：void main() {while (1) {if (P1 & 0x04) { // 检测按键1是否按下// 执行按键1按下后的操作}if (P1 & 0x08) { // 检测按键2是否按下// 执行按键2按下后的操作}}}```③ 将程序编译并下载到单片机中，观察按键的扫描和识别效果。
单片机内部主要部件
1.2 单片机内部主要部件单片机内部电路比较复杂，MCS-51系列的8051型号单片机的内部电路根据功能可以分为CPU、RAM、ROM/EPROM、并行口、串行口、定时/计数器、中断系统及特殊功能寄存器（SFR）等8个主要部件，如图1-2-1所示。
这些部件通过片内的单一总线相连，采用CPU加外围芯片的结构模式，各个功能单元都采用特殊功能寄存器集中控制的方式。
其他公司的51系列单片机与8051结构类似，只是根据用户需要增加了特殊的部件，如A/D转换器等。
在设计程序过程中，寄存器的使用非常频繁。
本节内容在了解单片机内部的组成机构基础上，重点介绍单片机内部常用的寄存器的作用。
图1-2-1 MCS-51架构1.2.1中央处理器（CPU）中央处理器是单片机的核心，主要功能是产生各种控制信号，根据程序中每一条指令的具体功能，控制寄存器和输入/输出端口的数据传送，进行数据的算术运算、逻辑运算以及位操作等处理。
MCS-51系列单片机的CPU字长是8位，能处理8位二进制数或代码，也可处理一位二进制数据。
单片机的CPU从功能上一般可以分为运算器和控制器两部分。
一、控制器控制器由程序计数器PC、指令寄存器、指令译码器、定时控制与条件转移逻辑电路等组成。
其功能是对来自存储器中的指令进行译码，通过定时电路，在规定的时刻发出各种操作所需的全部内部和外部的控制信号，使各部分协调工作，完成指令所规定的功能。
各部分功能部件简述如下。
1．程序计数器PC（Program Counter）程序计数器是一个16位的专用寄存器，用来存放下一条指令的地址，具有自动加1的功能。
当CPU要取指令时，PC的内容送地址总线上，从存储器中去取出一个指令码后，PC 内容自动加1，指向下一个指令码，以保证程序按顺序执行。
PC是用来指示程序的执行位置，在顺序执行程序时，单片机每执行一条指令，PC就自动加1，以指示出下一条要取的指令的存储单元的16位地址。
也就是说，CPU总是把PC 的内容作为地址，根据该地址从存储器中取出指令码或包含在指令中的操作数。
51单片机实验2014
《单片机原理与应用实验》指导书厦门理工学院光电与通信工程学院目录目录 (I)第一章概述 (1)第二章实验系统组成和结构 (4)§2.1 系统主机的硬件组成 ................................................................ 错误！未定义书签。
2.1.1 逻辑电平开关电路...................................... 错误！未定义书签。
2.1.2 LED电平显示电路....................................... 错误！未定义书签。
2.1.3单脉冲电路........................................... 错误！未定义书签。
2.1.4 音频放大电路........................................... 错误！未定义书签。
2.1.5 继电器输出电路........................................ 错误！未定义书签。
2.1.6 逻辑门电路............................................. 错误！未定义书签。
2.1.7 逻辑测量（逻辑笔）电路................................. 错误！未定义书签。
2.1.8 4MHz脉冲信号源和多级分频电路......................... 错误！未定义书签。
2.1.9 可调模拟量输入电路..................................... 错误！未定义书签。
2.1.10 六位LED数码显示器................................... 错误！未定义书签。
2.1.11 4×6 键盘电路......................................... 错误！未定义书签。
单片机的结构及原理
单片机的结构及原理单片机（Microcontroller Unit，简称MCU）是一种小型、低成本且功能强大的微处理器。
它集成了中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入/输出端口（I/O）、时钟电路以及各种外设接口等组成部分，可广泛应用于各个领域，如家用电器、工业自动化、汽车电子等。
一、单片机的结构单片机的基本结构包括如下组成部分：1. 中央处理器（CPU）：负责处理各种指令和数据，是单片机的核心部件。
它通常由控制单元和算术逻辑单元组成，控制单元用于控制指令的执行，算术逻辑单元用于执行各种算术和逻辑运算。
2. 存储器（Memory）：包括随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM用于存储临时数据和程序运行时的变量，ROM用于存储固定的程序指令和常量数据。
3. 输入/输出端口（I/O）：用于与外部设备进行数据交互，包括输入口和输出口。
输入口用于接收来自外部设备的信号或数据，输出口则用于向外部设备输出信号或数据。
4. 时钟电路（Clock）：提供单片机运行所需的时钟信号，控制程序的执行速度和数据的处理。
5. 外设接口（Peripheral Interface）：用于连接各种外部设备，如显示器、键盘、传感器等。
通过外设接口，单片机可以与外部设备进行数据交换和控制操作。
二、单片机的工作原理单片机的工作原理如下：1. 程序存储：单片机内部ROM存储了一段程序代码，也称为固化程序。
当单片机上电或复位时，程序从ROM中开始执行。
2. 取指令：控制单元从ROM中读取指令，并将其送入指令寄存器。
3. 指令译码：指令寄存器将读取的指令传递给控制单元，控制单元根据指令的类型和操作码进行译码，确定指令需要执行的操作。
4. 指令执行：控制单元执行译码后的指令，包括算术逻辑运算、数据传输、输入输出等操作。
5. 中断处理：单片机可响应外部中断信号，当发生中断时，单片机会中止当前的程序执行，转而处理中断请求。
单片机实验报告原理
单片机实验报告原理单片机实验报告原理引言：单片机（Microcontroller）是一种集成了微处理器核心、存储器、输入/输出接口和定时器等功能于一体的集成电路芯片。
它被广泛应用于各种电子设备和系统中，具有体积小、功耗低、成本低等优势。
本文将介绍单片机实验的原理和相关知识。
一、单片机的基本原理单片机的基本原理是通过微处理器核心来控制各种外围设备的工作。
微处理器核心是单片机的核心部分，它负责执行指令、处理数据等任务。
单片机的存储器用于存储程序代码和数据，输入/输出接口用于与外部设备进行数据交互，定时器用于生成各种时间延时信号。
二、单片机实验的基本步骤单片机实验一般包括以下几个基本步骤：1. 硬件搭建：首先需要搭建实验所需的硬件平台，包括单片机芯片、外围电路、传感器等。
根据实验要求，连接各个部件并进行相应的电路设计。
2. 程序编写：根据实验的要求，编写相应的程序代码。
单片机的程序一般使用汇编语言或高级语言进行编写，通过编程将所需的功能实现。
3. 烧录程序：将编写好的程序代码通过编程器烧录到单片机的存储器中。
烧录程序是将程序代码从计算机传输到单片机芯片中的过程，确保程序能够正确地运行。
4. 实验调试：将烧录好的单片机芯片插入到硬件平台中，连接相应的电源和信号源。
通过实验调试，检查硬件连接是否正确，程序是否能够正常运行。
5. 实验结果分析：根据实验的要求，观察实验结果并进行分析。
通过实验结果的分析，可以验证实验的正确性，检查是否达到预期的效果。
三、单片机实验的应用领域单片机实验广泛应用于各个领域，包括电子、通信、汽车、医疗等。
以下是几个常见的应用领域：1. 自动控制系统：单片机可以用于设计和实现各种自动控制系统，如家庭自动化系统、工业控制系统等。
通过编程和硬件连接，实现对各种设备和系统的自动控制。
2. 电子产品：单片机在电子产品中的应用非常广泛，如电视机、手机、空调等。
通过单片机的控制，实现各种功能和操作。
单片机实训实验报告
单片机实训实验报告课题：单片机实训院系：电子信息工程学院班级学号：姓名：指导老师：熊老师、罗老师日期：2011.6.10一、硬件系统1、自制单片机实验板由七部分组成：（1）.8路跑马灯（2）动态扫描共阳型数码管（3）4X4矩阵键盘（4）蜂鸣器（5）4路独立键盘（6）温度传感器（7）I2C通信方式的EEPROM芯片24C02二、Keil C u Vision2 简述与使用1.打开 u Vision22.新建工程：菜单【project】→【New Project】选择工程存放的路径，并输入工程文件名，然后点“保存”3.进入器件选择界面树列表框内选择“Atmel”→“AT89C52”，然后点“确定”完成器件选择。
4.编辑源程序：新建文件：菜单【File】→【new…】。
然后输入代码，编辑完成后菜单【File】→【Save】或【Save As…】把代码文件存入硬盘。
C源文件存为.C后缀，汇编源文件存为.a或.src后缀，并存放在同一个工程文件夹下。
5.加入源文件到工程中：在左边浮动窗口【File】选项卡里展开“Target 1”树，在“Source Group 1”上右键单击，弹出菜单，选【Add File to Group“Source Group 1”】，选择需要加入的源文件，点“Add”按钮加入，加入完成后按“Close”关闭。
6.设置编译选项：先选中左边浮动窗口【File】选项卡里“Target1“树节点，然后选菜单【Project】→【Options for Target “Target 1”】。
7.在弹出的“Options for Target “Target 1””对话框中选择[output]选项卡，勾选“Create HEX File”然后按“确定”完成设置。
8.按“F7”开始编译，编译成功后会在工程文件夹内生成.Hex目标文件生成的.hex文件就可以用来对AT89S52芯片进行编程和运行了。
单片机实验指导书
目录实验一P1口输入、输出实验 (2)实验二继电器控制实验 (8)实验三音频控制实验 (11)实验四程序调试 (14)实验五5LED静态串行显示实验 (16)实验六6LED动态扫描显示实验 (21)实验七查询式键盘实验 (28)实验八阵列式键盘实验 (36)实验九计数器实验 (47)实验十定时器实验 (49)实验十一外部中断实验 (54)实验一P1口输入、输出实验一、实验目的1、学习P1口的使用方法2、学习延时子程序的编写和使用二、实验说明P1口是准双向口,它作为输出口时与一般的双向口使用方法相同。
由准双向口结构可知当P1口用作输入口时，必须先对口的锁存器写“1”，若不先对它写“1”，读入的数据是不正确的。
三、实验内容及步骤实验(一)：用P1口做输出口，接八位逻辑电平显示，程序功能使发光二极管从右到左轮流循环点亮。
1、使用单片机最小应用系统1模块。
关闭该模块电源，用扁平数据线连接单片机P1口与八位逻辑电平显示模块。
2、用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到模块的锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。
3、打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加P1_A.ASM源程序，进行编译，直到编译无误。
4、进行软件设置，选择硬件仿真，选择串行口，设置波特率为38400。
5、打开模块电源和总电源，点击开始调试按钮，点击RUN按钮运行程序，观察发光二极管显示情况。
发光二极管单只从右到左轮流循环点亮。
实验(二)：用P1.0、P1.1作输入接两个拨断开关，P1.2、P1.3作输出接两个发光二极管。
程序读取开关状态，并在发光二极管上显示出来。
1、用导线分别连接P1.0、P1.1到两个拨断开关，P1.2、P1.3到两个发光二极管。
2、添加 P1_B.ASM源程序，编译无误后，运行程序，拨动拨断开关，观察发光二极管的亮灭情况。
向上拨为熄灭，向下拨为点亮。
四、流程图及源程序1．流程图2．源程序：（一）实验一ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART: MOV A, #0FEHMOV R2,#8OUTPUT: MOV P1,ARL AACALL DELAYDJNZ R2,OUTPUTLJMP STARTDELAY: MOV R6,#0MOV R7,#0DELAYLOOP:；延时程序DJNZ R6,DELAYLOOPDJNZ R7,DELAYLOOPRETEND（二）实验二KEYLEFT BIT P1.0 ；定义KEYRIGHT BIT P1.1LEDLEFT BIT P1.2LEDRIGHT BIT P1.3ORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART: SETB KEYLEFT ；欲读先置一SETB KEYRIGHTLOOP: MOV C,KEYLEFTMOV LEDLEFT,CMOV C,KEYRIGHTMOV LEDRIGHT,CLJMP LOOPEND五、思考题（1）对于本实验延时子程序Delay： MOV R6，0MOV R7, 0DelayLoop：DJNZ R6，DelayLoopDJNZ R7，DelayLoopRET如使用12MHz晶振，粗略计算此程序的执行时间为多少？六、电路图实验二继电器控制实验一、实验目的1、学习I/O端口的使用方法2、掌握继电器的控制的基本方法3、了解用弱电控制强电的方法二、实验说明现代自动控制设备中，都存在一个电子电路的互相连接问题，一方面要使电子电路的控制信号能控制电气电路的执行元件（电动机，电磁铁，电灯等），另一方面又要为电子线路和电气电路提供良好的电气隔离，以保护电子电路和人身的安全。
单片机原理及应用 实验
单片机原理及应用实验
单片机是指一种集成了微处理器核心、存储器、输入输出功能和系统时钟等组件的微型计算机系统。
它通常由中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备和系统总线等组成。
单片机的工作原理是通过执行储存在存储器中的程序指令来完成特定的计算和操作。
单片机的应用非常广泛，可以应用于各种电子设备中。
以下是一些典型的单片机应用：
1. 控制系统：单片机可以用于工业控制系统、家庭自动化系统等场景中，通过接收输入信号并根据预设的逻辑程序来控制输出设备的状态，实现各种控制功能。
2. 电子设备：单片机可以应用于各种电子设备中，如电视机、音响、空调等。
它可以接收远程控制信号，并根据信号进行相关功能的操作。
3. 信息处理：单片机可以用于数据处理和信息传输领域，如数据采集和传输、数据处理和分析等。
4. 通信系统：单片机可以用于各种通信系统中，如电话、传真机、无线通信设备等。
它可以通过与外部设备的通信来实现相应的通信功能。
5. 汽车电子系统：单片机可以应用于汽车电子系统中，如发动机控制单元（ECU）、车载娱乐系统、车载导航系统等。
它可
以控制汽车各个系统的运行和协调。
6. 医疗设备：单片机可以应用于各种医疗设备中，如心电图机、血压计、血糖仪等。
它可以接收生理信号，并进行相应的处理和分析。
总之，单片机在电子领域有着广泛的应用，可以实现各种控制、处理和通信功能。
它为电子设备的智能化和自动化提供了重要的支持。
单片机实验报告2
《单片机应用系统设计》实验报告院系：仪器科学与工程学院专业：测控技术与仪器实验室：机械楼5楼同组人员：评定成绩：审阅教师：硬件实验一I/O口输入/输出及控制实验Ⅰ、I/O口输入/输出实验一、实验目的1、学习单片机I/O口的使用方法2、学习延时子程序的编写和使用二、实验内容1、I/O口输出：P1口做输出口，接八只发光二极管，编写程序让发光二极管循环点亮。
2、I/O口输入/输出：P1.0、P1.1做输入口接两个拨动开关；P1.2、P1.3做输出口，接两个发光二极管。
编写程序读取开关状态，将此状态在发光二极管上显示出来。
编程时应注意P1.0、P1.1作为输入口时应先置1，才能正确读入值。
三、实验步骤1、I/O口输出硬件连接连线连接孔1 连接孔21 P1.0 L02 P1.1 L13 P1.2 L24 P1.3 L35 P1.4 L46 P1.5 L57 P1.6 L68 P1.7 L7MCS51的P1口循环点灯2、I/O口输入/输出硬件连接连线连接孔1 连接孔21 K4 P1.02 K5 P1.13 P1.2 L44 P1.3 L5MCS51的P1口输入/输出3、实验说明（1）对于MCS51，P1口是准双向口。
它作为输出口时与一般的双向口使用方法想同；但准双向口用作输入口时，因其结构特点必须对它置“1”，否则读入的数据容易产生错误。
（2）8051延时子程序的延时计算问题，对于程序DELAY:MOV R6, #0HMOV R7, #0HDELAYLOOP:DJNZ R6, DELAYLOOPDJNZ R7, DELAYLOOPRET查指令表可知MOV和DJNZ指令均需两个指令周期，在12MHz晶振时，一个机器周期时间为：12/12MHZ=1ms，该延时子程序延时：(256X255+2)X2X1us=130ms。
4、分别连接硬件并执行相关程序，记录结果。
四、提高要求修改I/O口输出程序，先1、3、5、7灯亮，延时后2、4、6、8灯亮，交替点亮。
单片机原理及应用实验
单片机原理及应用实验
单片机是一种微型计算机，它集成了中央处理器、内存、输入输出端口和其他外设接口等功能模块在一个芯片上。
单片机通过程序控制，能够完成各种处理任务，因此在很多电子产品中得到了广泛的应用。
单片机的工作原理是通过电子信号实现的。
当外部设备或传感器与单片机连接后，单片机可以通过输入输出端口收集、处理和输出数据。
单片机内部的中央处理器执行存储在其内部存储器中的程序，通过运算和逻辑操作控制外部设备或实现其他功能。
单片机的应用实验非常丰富。
下面介绍几个常见的实验：
1. LED闪烁实验：连接一个或多个LED到单片机的输出端口，通过编写程序控制LED的亮灭，实现不同的闪烁效果。
2. 温度测量实验：通过连接温度传感器到单片机的输入端口，采集传感器输出的模拟信号，进行模数转换后得到温度值，并通过输出端口显示或者通过通信接口传输到其他设备。
3. 蜂鸣器控制实验：连接蜂鸣器到单片机的输出端口，通过编写程序控制蜂鸣器的开关，实现不同的声音和音乐效果。
4. 数码管显示实验：连接数码管到单片机的输出端口，通过编写程序控制数码管的显示，实现数字、字符和动画等效果。
5. 无线通信实验：通过单片机的通信接口连接无线模块，实现与其他设备的无线数据传输，可以用于远程控制、传感器网络等应用。
以上是单片机原理及应用实验的简要介绍，单片机在电子技术领域有着广泛的应用前景，通过不断学习和实践，可以进一步掌握其原理和应用。
单片机片内硬件结构
2.3 特殊寄存器(Special Registers)
特殊寄存器是用于特定功能的寄存器，如状态寄存器、控制寄存器等。这些寄存器的值可以影响单片机的运行状态和行为
PART 3
3
定时/计数器(Timer/Counter)
定时/计数器(Timer/Counter)
12
定时/计数器是单片机内部用于计时的部件
20XX
单片机片内硬件结构
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标题
04
03
02
01
中央处理器(CPU)
存储器(Memory)
定时/计数器(Timer/Counter)
中断控制器(Interrupt Controller)
单片机片内硬件结构
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单片机是一种集成多电路的小型计算机，常用于嵌入式系统和智能控制
它可以将数据按位顺序传输，通常用于单片机与其他设备之间的通信
常见的串行通信协议包括UART(通用异步收发传输器)、SPI(串行外设接口)和I2C(双向串行接口)等
PART 6
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输入输出接口(I/O Interface)
输入输出接口(I/O Interface)
输入输出接口是单片机内部用于连接外部设备和单片机的接口。它可以将外部设备的信号输入到单片机中，也可以将单片机的信号输出到外部设备中。常见的输入输出接口包括GPIO(通用输入输出接口)、ADC(模数转换器)和DAC(数模转换器)等
中断控制器通常包含多个中断源，每个中断源都可以通过配置其优先级和触发条件来决定其打断CPU的级别和时机
PART 5
5
串行通信接口(Serial Communication Interface)
(MCS-51单片机实验系统
1 系统框图
4*LED
Байду номын сангаас
主实验板线路图
LED数码显示器原理图 数码显示器原理图
6、LED数码显示器 、 数码显示器
• 单片机系统中，通常用LED数码显示器来显示各种数 字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压 低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。
（1）共阳极接法。把发光二 极管的阳极连在一起构成公共 阳极，使用时公共阳极接+5V， 每个发光二极管的阴极通过电 阻与输入端相连。当阴极端输 入低电平时，段发光二极管就 导通点亮，而输入高电平时则 不点亮。
3、89S51 、
• 该系列单片机是采用高性能的静态80C51 设计 该系列单片机是采用高性能的静态80C 由先进CMOS 工艺制造并带有非易失性Flash 由先进 CMOS 工艺制造并带有非易失性 Flash 程序存储器全部支持12 时钟和6 程序存储器全部支持12 时钟和6 时钟操作 • P89S51和 P89S52分别包含 128字节和 256字节 89S51 和 89S52 分别包含128 字节和256 字节 RAM、32条I/O口线、 RAM、32条I/O口线、3个16位定时/计数器、 6 16位定时/计数器、 输入4优先级嵌套中断结构、 个串行I/O口 输入4优先级嵌套中断结构、1个串行I/O口（可 用于多机通信、I/O扩展或全双工UART） 用于多机通信、I/O扩展或全双工UART）以及 片内振荡器和时钟电路。 片内振荡器和时钟电路。 • 该系列单片机是80C51微控制器的派生器件， 该系列单片机是80C51微控制器的派生器件， 采用先进CMOS工艺制造，指令系统与80C51 采用先进CMOS工艺制造，指令系统与80C51 完全相同。
东华大学51单片机课程设计指导书(硬件实验部分)。
单片机系统设计实验指导书(硬件部分)东华大学信息学院自动化系2013．6第一部分硬件系统介绍一、系统资源分配1．存储器地址分配程序存储器和数据存储器统一编址，最多可达64K，板载ROM（监控程序）12K；RAM1（程序存储器6264）8K供用户下载实验程序，RAM2（数据存储器6264）8K供用户程序使用。
FFFFHCFBEHCFBEH7FFFH4FFFH2FFFH0000H图1-1 存储器系统组织图2．中断资源单片机系统中可使用的中断信号方式有外中断、定时器中断、串行口中断，相应的中断入口地址如表1-1所示。
另外还可以使用实验箱的8259中断控制器扩展中断资源。
表1-1用户中断程序入口表3．地址资源分配本系统采用可编程逻辑器件（CPLD）EPM7128作为地址译码器，此单元分为两部分：一部分为系统CPLD，完成系统器件如存储器、系统显示控制器、系统串行通讯控制器的地址译码功能，同时将部分地址译码后输出（插孔CS0~CS7）给用户使用。
它们的地址固定，用户不可改变。
另一部分为用户CPLD，它们完全对用户开放，用户可在一定地址范围内，进行编码，输出为插孔LCS0~LCS7的地址选通信号。
详细信息如表1-2所示。
表1—2：CPLD地址分配表注：系统地址中，除带“*”用户既不可用，也不可改外，其他系统地址用户可用但不可改。
二、仿真芯片资源介绍：本实验采用仿真芯片代替实际的8051芯片，仿真芯片具有以下特点：1、支持Keil C环境下的汇编、C；2、完全仿真P0、P1、P2口；3、可以设置单步全速断点运行方式；4、可以查阅变量RAM、xdata等数据；5、仿真器占用了单片机的串行口和定时器2的资源以及部分程序空间。
6、 从0地址开始仿真。
用汇编时，注意中断矢量单元为标准设置（如：外部中断0为0003H ，T0溢出中断为000BH ）。
三、实验箱面板布局：第二部分 软件说明本次实验采用Keil C 软件作为源代码的编辑、编译、调试工具。
MCS51单片机原理及应用 实验报告
单片机原理与应用实验报告学校：合肥工业大学姓名：吕增威学号：班级：计算机科学与技术08-03班目录前言 ------------------------3 第一章 MC51 单片机原理及应用软件实验实验1：系统认识实验--------------------6实验6：数据排序实验（验证性）---------- 11第二章 MC51 单片机原理及应用硬件实验实验1：广告灯实验----------------------15实验2：P1 口实验（验证性）-------------21实验16：串口转并口实验 ----------------32 实验心得与体会---------------37前言一．单片机原理实验的任务单片机原理实验是单片机原理及应用课程的一部分，它的任务是：1.通过实验进一步了解和掌握单片机原理的基本概念、单片机应用系统的硬件设计及调试方法。
2.学习和掌握单片机应用系统程序设计技术。
3.提高应用计算机的能力及水平，提高逻辑动手能力。
二．实验设备单片机实验所使用的设备由计算机、单片机实验开发系统（，其中计算机是软件开发平台，主要完成程序编辑、编译、下载程序等任务；单片机实验开发系统是硬件开发平台，是基于51/196 单片机的扩展实验系统。
计算机和单片机实验开发系统之间是通过RS232 串行接口进行通信的。
单片机实验开发系统配有开关电源、单片机、晶振、存储器、可编程并行接口芯片、键盘显示控制芯片、24 键键盘、六位LED 数码管显示、A/D 及D/A 转换芯片、简单输出口2个、简单输入口1 个、逻辑电平输入开关、发光二极管显示电路，并配有小直流电机、步进电机、继电器、音响等驱动电路。
在计算机软件的控制下可完成单片机基本实验及综合3设计性实验项目。
所有的MCS51 单片机原理及应用课程实验都是在这套实验系统上完成的。
Keil与Proteus的联合使用: Keil C51 6.02的使用:1.打开Keil,新建一个程序文件(File--New),在上面输入要调试的程序,保存为*.asm格式;2.新建一个工程(project--Newproject),保存，在CPU选项了选择Atmel--AT89C51,点击确定，在弹出的选项框中选择“否”。
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实验10_B 单片机应用系统硬件组成一.实验目的1.了解MSP430F1xx单片机结构及其编程仿真接口2.了解MSP430G2xxx两线制JTAG编程仿真接口3.了解单片机应用系统的基本硬件组成4.学习相对复杂项目的程序结构和良好编程风格二、实验设备1.MSP430F149实验板一块B型430 JTAG调试器一个3.MSP430G2553实验系统一套4.MSP430F6638实验箱一套三、实验任务1.了解MSP430F1xx单片机结构及其编程仿真接口参看后面实验10_B的说明，了解MSP430单片机提供有JTAG、SBW、BSL三种接口仿真和下载程序的方法。
MSP430F149单片机的引脚基本输入/输出控制与MSP430G2553的基本相同，不同的是：1) MSP430F149有P1~P6六个I/O端口；2）各I/引脚在MSP430F149内没有上拉电阻，所以没有PxREN寄存器；3）MSP430F149的引脚有64根，每个引脚的复用功能没有MSP430G2553多，所以没有PxSEL2寄存器。
参看附录F，了解MSP430F1xx实验板结构。
如图将USB型JTAG调试器与PC机和MSP430F149实验板相连，将MSP430F149实验板上S1和S2上的跳线短接，使MSP320F149端口P1的8个引脚P1.7~P1.0分别与8个按键Key8~Key1相连，端口P2的8个引脚P2.7~P2.0分别与8个发光二极管LED8~LED1相连。
创建一个MSP430F149项目， 将实验2中用MSP430G2553上完成的任务2的 C语言程序移植到MSP430F149上，用USB型JTAG调试器将程序下载到MSP430F149内，并调试运行。
图B-1-0 JTAG 调试器与PC机和目标板的连接图2.了解MSP430G2xxx两线制JTAG编程仿真接口将MSP430G2553扩展板从MSP430G2553单片机板上卸下，可看到单片机板上有两个发光二极管LED1、LED2，两个按键S2、S1，原理图参看附录D ，或见图10-1。
按键S2固定连接在P1.3上，按键S1是单片机的复位按键。
用跳线将LED1、LED2分别与P1.0、P1.6连接，编写程序L5_LED.c，功能是按下S2时，两个LED灯全亮；释放S2,两个 LED全灭，如此循环。
图10-1 MSP430G2553单片机小板外部接口电路1）用eZ板载仿真器对MSP430G2553单片机进行仿真调试相邻两人一组，A同学的实验板做仿真器用；B同学的实验板做目标实验板，只用单片机侧电路部分，当成一块没有仿真器的实验板。
将L5_LED.c编译连接后，用A同学MSP430G2553实验板上的eZ板载仿真器，将程序下载到B同学MSP430G2553实验板的单片机上，并调试运行，两块实验板之间的连线方式见图10-2。
图10-2 eZ板载仿真器与被仿真单片机的连接2）用USB型430 JTAG仿真器对MSP430G2553单片机进行仿真调试一人一组，利用桌面上USB型JTAG仿真器采用两线制线方式将L5_LED.c的执行程序下载到MSP430G2553实验板上，并调试运行。
有关JTAG仿真器的两线制线方式参看后面的介绍。
USB型JTAG仿真器采用两线制线方式的硬件连线见图10-5。
注意：1)目前MSP430G2553实验板上的板载仿真器，只能对MSP430F20xx、F21x2、F22xx、G2x01、G2x11、G2x21、G2x31、 G2x53单片机仿真调试。
2)MSP430F1xx、 MSP430F3xx、 MSP430 F4xx不支持JTAG两线烧写方式，只能用JTAG 仿真器完成编程。
3.了解单片机应用系统的基本硬件组成参看讲义，了解一个基于MSP430G2553的计步器硬件组成。
4.学习相对复杂项目的程序结构和良好编程风格基于MSP430F6638实验箱做演示实验，MSP430F6638单片机结构及其实验箱原理图可参看附录G(提供电子版)。
简单阅读提供的程序源代码，总结几点良好编程风格。
1) 图片显示演示实验实验步骤（1）去除P10接口的左侧三个跳线块，短接P10端口最右侧的一个跳线块；（2）确认SD卡已正确插入实验板的SD卡插槽；（3）创建一个MSP430F6638的C语言项目，在项目的option中选择使用的单片机为MSP430F6638,将提供的/bmp_display/文件夹下的全部内容拷贝到创建的项目文件夹下，并在项目中添加(Add)些 .c程序、 .h头文件，并把/dr_sdcard/子文件夹的内容以一个组(Group)的方式（Add Group…）添加到项目中，并将项目自带的main.c移出（Remove）,然后编译连接项目；（4）用数据线将MSP430F6638左侧的miniUSB口与PC机的USB口相连，将实验板左上角的电源开关置于 ez430的位置，利用MSP6638实验板上的板载仿真器将程序下载到MSP430F6638中；（5）运行程序。
实验现象MSP430F6638读取SD卡中的BMP文件并显示在TFT液晶屏上。
对于例程，可以显示小于等于320*240的无压缩24位位图；对于不能显示的文件，则给出文件名，并提示格式不支持；操作实验板右下角的按键S5，可切换至下一图片。
2)(选做) 音频播录演示实验实验步骤（1）确认SD卡已正确插入实验板的SD卡插槽；（2）创建一个MSP430F6638的C语言项目，将提供的/Audio_Play/文件夹下的全部内容拷贝到创建的项目文件夹下，并在项目中添加(Add)这些 .c程序、 .h头文件，并把/dr_sdcard/子文件夹的内容以一个组(Group)的方式（Add Group…）添加到项目中，并将项目自带的main.c移出（Remove），然后编译连接项目； （3）将左下角P25接口中的跳线块连在左侧，使用板载扬声器进行播放音频； （4）用数据线将MSP430F6638左侧的miniUSB口与PC机的USB口相连，将实验板左上角的电源开关置于 ez430的位置，利用MSP6638实验板上的板载仿真器将程序下载到MSP430F6638中；（5）运行程序，按显示屏的提示进行操作实验现象对SD卡中的WAV文件进行播放，播放中S5键可跳过当前文件，S7键设定最小音量，S3键设定最大音量。
3)(选做) 直流电机调速控制实验步骤（1）用液晶屏左上方 P10接口左侧三组跳线短接；（2） 用扁平排线将电机板上的P1与实验板上的P15接口连接，注意连接方向，红标线均在排针上方，确保电机板P1的1脚和主实验板P15的1脚在同一侧； （3）创建一个MSP430F6638的C语言项目，将提供的/DC_motor/文件夹下的全部内容拷贝到创建的项目文件夹下，并在项目中添加这些 .c程序、 .h头文件到项目中，并将项目自带的main.c移出（Remove）,然后编译连接项目；（4）用数据线将MSP430F6638左侧的miniUSB口与PC机的USB口相连，将实验板左上角的电源开关置于 ez430的位置，利用MSP6638实验板上的板载仿真器将程序下载到MSP430F6638中；（5）运行程序，拨动电阻器，观察电机转速的变化和段式液晶屏上的转速显示。
实验现象顺时针、逆时针慢慢拨动实验板上电阻器，可以看到电机转速、转向发生变化，同时液晶屏上显示的转速也随之改变。
实验10_B说明：MSP430的编程、仿真接口MSP430单片机提供有JTAG、SBW、BSL三种接口可以进行仿真和烧写程序。
其中JTAG、SBW 这两种接口既可用于仿真又可支持编程，BSL接口只能用于编程不能用于仿真。
下面简单描述三种接口的区别：1) JTAG（Joint Test Action Group)是一种边界扫描技术，在MSP430单片机内部有逻辑接口给JTAG使用，可通过JTAG访问430单片机内部的所有资源，包括对FLASH的读写操作。
所以JTAG接口可用于对MSP430单片机的仿真及编程。
主要连接线有TMS、TCK、TDI、TDO、RST、TEST，图10-3是一般MSP430单片机JTAG调试器接口信号在7x2排针的对应引脚，图10-4是MSP430单片机JTAG调试器信号与MSP430单片机相关信号的连接关系。
430JTAG 调试器与PC机侧的连接有并行接口型或USB接口型两种，实验室的机器这两种接口都有。
USB接口型的430JTAG调试器做项目调试需要的话可向实验室借。
图10-3 430JTAG调试器接口图10-4 430JTAG调试器与单片机的连接2) SBW（SPY-BI-WIRE）简称两线制JTAG，用到单片机上的TSBWTCK和SBWTDIO两个信号。
连接时将单片机的TEST (与SBWTCK复用)连接到JTAG仿真器的7脚TCK，RST (与SBWTDIO 复用)连接到JTAG仿真器的1脚TDO/TDI，如图10-5。
SBW接口主要用于小于28脚的2系列的430单片机，因为28脚以内的2系列单片机的JTAG接口一般与IO口复用，为了给用户预留更多的IO口，推出了SBW接口。
SBW接口可以用于仿真器及编程器。
430G2单片机实验板上的eZ板载仿真器用的就是两线制JTAG方式，接口见图10-6，其中SBWTCK、SBWTDIO用于仿真， BTXD、BRXD是板载仿真器提供的USB转串口的发送和接收信号，不使用串口通信功能时可不接线。
图10-5 JTAG仿真器采用两线制与单片机的连接图10-6 eZ430-FET板载仿真器与目标实验板接口信号3) BSL( Bootstrap Loder)是通过异步串行接口对单片机进行编程，但不能仿真、调试。
具体的操作参看Ti公司提供的操作指南MSP430 Programming Via the Bootstrap Loder User’s Guide.pdf，或北京航空航天大学出版社出版唐继贤编写的“MSP430超低功耗16位单片机开发实例”第3章的介绍。