单片机实验报告含仿真

单片机实验报告含仿真

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单片机原理及应用课程

实验报告

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实验一、keilC51及pｒoteuｓ软件的使用

一、实验目的：

1、掌握keil和pｒotｅus软件的基本操作

２、通过具体实例掌握keｉl和ｐｒoteus软件的使用。

二、实验原理: kｅiｌ使用步骤，proteus使用步骤

三、程序:

四、实验结果分析：

五、总结:学会了使用ｋeil和prｏteｕｓ软件,掌握了利用kｅil和proｔeus

软件进行仿真的步骤。

实验二、并行输入/输出接口实验

一、实验目的:

1、进一步熟悉keil仿真软件、ｐrotｅｕs仿真软件的使用。

2、了解并熟悉单片机Ｉ/Ｏ口和LED灯的电路结构,学会构建简单的流水灯电路。

3、掌握C５１中单片机I/O口的编程方法和使用I／O口进行输入输出的注意事项。

二、实验原理:

MCS 5１单片机的串行口在实际使用中通常用于三种情况：利用方式0 扩展并行ｉ／0 接口：利用方式 1 实现点对点的双机通信; 利用方式 2 或方式3 实现多机通信。利用方式０扩展并行i/0 接口MCS 5 1 单片机的串行口在方式0 时, 若外接一个串入并出的移位寄存器, 就可以扩展并行输出口; 若外接一个并入串出的移位寄存器，就可以扩展并行输入口。

三、程序：

#ｉｎclude

sbｉt P1_0＝Ｐ1^0;

voiｄmaｉn(）

{

ｕnｓigneｄchａr ｉ；

unsigneｄint ｊ;

ＳＣON=0ｘ0０;

i=0x0１;

ｆｏr（;；)

{

Ｐ1＿0=0;

SBＵF=I;

while(!TI) ｛ｉ}

P１＿０=１；TI=0；

foｒ（j=0;j<=254;j＋+）｛；}

ｉ=i＊2;

if(i==0x00) i＝0ｘ01;

}

}

四、实验结果分析:

五、总结：进一步熟悉了keil仿真软件、proteus仿真软件的使用。了解并熟悉单片机I/O口和ＬＥD灯的电路结构,学会了构建简单的流水灯电路。掌握了Ｃ51中单片机I/O口的编程方法和使用I/O口进行输入输出的注意事项。

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实验三、定时器/计数器实验（1)—查询方式产生500us的方波

一、实验目的：

1、熟悉ｋeil仿真软件、pｒotｅus的使用和C51定时程序的编写;

２、了解51单片机中定时、计数的概念,熟悉51单片机内部定时/计数器的结构与工作原理;

3、掌握查询方式处理定时／计数的工作过程，

4、掌握定时/计数器在C5１中的设置与程序的书写格式以及使用方法。

二、实验原理：

通常利用定时／计数器来产生周期性的波形。利用定时/ 计数器产生周期性波形的基本思想是: 利用定时/ 计数器产生周期性的定时, 定时时间到则对输出端进行相应的处理。例如产生周期性的方波只需定时时间到对输出端取反一次即可。不同的方式定时的最大值不同，如定时的时间很短, 则选择方式２。方式 2 形成周期性

的定时不需重置初值；如定时比较长，则选择方式0 或方式 1 ; 如时间很长，则一个定时／计数器不够用, 这时可用两个定时/ 计数器或一个定时/ 计数器加软件计数的方法。

三、程序：

#iｎclｕdｅ＜ｒeｇ51.h>

ｓｂit P1＿０=Ｐ1^0;

void mａｉｎ()

{

TMOD=0x０２;

TH0=0ｘ06;TL0=０x06;

TR０=1;

foｒ（;；)

{

if(TF0)｛TF0=0;P1_０=！P1_0;｝

}

}

四、实验结果分析：

五、总结:熟悉了keil仿真软件、proｔeｕｓ的使用和C51定时程序的编写；了解51单片机中定时、计数的概念，熟悉了51单片机内部定时/计数器的结构与工作原理;掌握了查询方式处理定时/计数的工作过程，掌握了定时/计数器在Ｃ5１中的设置与程序的书写格式以及使用方法。

?实验四、定时器/计数器实验(2）—中断方式产生5０0ｕｓ的方波

一、实验目的：

1、熟悉ｋeiｌ仿真软件、prｏtｅｕs的使用和C51定时程序的编写；

２、进一步熟悉５1单片机内部定时/计数器的结构与工作原理；

3、掌握中断方式处理定时／计数的工作过程。

二、实验原理

从P 1.0 输出周期为500 us 的方波, 只需P 1．0 每2５0 us 取反后一次即可。当系统时钟为12ＭＨｚ时，定时／计数器ＴO 工作于方式 2 时, 最大的定时时间为２56 us ，满足25０us 的定时要求，方式控制字应没定为000000 1 ０B ( 02H ）。系统时钟为1２Ｍhz ，定时250us, 计数值N 为２5０, 初值X ＝２56 -２50 =6 , 则THO = TLO ＝06 Ｈ。

:

三、程序：

#incｌude

sbｉt P1_０＝Ｐ1＾0;

voｉd maｉn（)

{

TMOＤ=0ｘ０2;

TH0=0x06;ＴL０=0x06;

EA=1;ＥT0=1;

TR０=１;

whｉｌe（1)；

｝

ｖoiｄtｉｍe0_int（voiｄ) interrupｔ１{

P１_０=!P１_0;

}

四、实验结果分析：

五、总结:熟悉了keiｌ仿真软件、proteus的使用和Ｃ５1定时程序的编写；进一步熟悉了51单片机内部定时／计数器的结构与工作原理；掌握了中断方式处理定时/计数的工作过程。

实验五:串行接口实验(1）—工作方式０扩展并行IO口

一、实验目的：

1, 掌握串行口工作方式０的程序设计;

2、熟悉５1单片机串口的结构和工作原理

３、掌握串口工作方式0的工作特点。

二、实验原理:

MＣS 5１单片机的串行口在实际使用中通常用于三种情况：利用方式0 扩展并行i/0 接口: 利用方式1 实现点对点的双机通信；利用方式２或方式３实现多机通信。利用方式0 扩展并行i/０接口MCS 5 1 单片机的串行口在方式0 时, 若外接一个串入并出的移位寄存器, 就可以扩展并行输出口；若外接一个并入串出的移位寄存器, 就可以扩展并行输入口。

三、程序:

#inｃluｄe

ｓｂit P1_0＝P1^０;

void mａiｎ()

{

ｕnsiｇnｅd cｈar ｉ;

ｕｎsｉgnｅd ｉnt j；

ＳCON＝０ｘ00；

ｉ=0x01;

fｏｒ(;;)

｛

Ｐ1＿0=0；

SBＵF＝I;

wｈile（！TI) {i｝

P1_0＝１;TI=０;

for(j=0；j<=２54;j++)｛；}

ｉ＝i*2;

ｉf(ｉ=＝０x00) i＝０x01;

}

}

四、实验结果分析:

五、总结：掌握了串行口工作方式０的程序设计;熟悉了5１单片机串口的结构和工作原理。掌握了串口工作方式0的工作特点。

实验六：串行接口实验(２)—双机通信

一、实验目的：

1、掌握串行口工作方式1的程序设计；

2、进一步掌握51单片机串口的结构和工作原理

3、掌握串口工作方式1的工作特点。

二、实验原理:

甲、乙两机处理过程一样, 程序相同。方式选择方式 1 ：即8 位异步通信方式, 波特率为12０0ｂｐｓ，既要发送，也要接收，所以串口控制字为5０H 。由于选择的是方式１，波特率由定时/ 计数器TＩ的溢出率和电源控制寄存器PＣＯＮ中的SMＯＤ位决定，则需对定时/ 计数器Tl 初始化。设振荡频率为12ＭＨz , 取SＭOD=0，波特率为１2０0ｂｐｓ，定时/ 计数器Ｔ1选择为方式２，则初值如下初值= 2５6 一ｆｏscx2ＳMOD / （12 ×波特率× ３2 ）= E６H 根据要求, 定时／计数器T1的方式控制字为20H 。

发送过程采用查询方式，在主程序中读取PI 口的开关状态，通过串口发送；接收过程采用中断方式，接收的内容送Ｐ2 口, 通过P2 口的发光二极管显示。

三、程序:

#incluｄe <ｒeg5１.ｈ>

voｉd ｍain()

{

unsigｎed cｈａｒi;

SP=0ｘ60；

SCＯN＝0X50;

ＴＭOD=０ｘ2０；

TL1=０xe６;

TH１=０ｘｅ6;

TR1=1；

ＥA=１；

ES=１;

ｗhile（１）

{

P1＝0ＸＦF;

i＝P1；

ＳBUF=i；

while(TI==0);

TI=０；

}

}

vｏid funins(vｏid) interrupt 4

{

EA＝0;

RI＝０;

Ｐ２＝SBUＦ;

EA=1；

}

四、实验结果分析：

五、总结:掌握了串行口工作方式1的程序设计；进一步掌握了5１单片机串口的结构和工作原理，掌握了串口工作方式１的工作特点。

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实验七:中断系统实验（1）—交通灯模拟控制

一、实验目的

1、掌握单片机外部中断的原理及过程。

2、掌握单片机外部中断程序的设计方法。

3、掌握单片机外部中断时中断方式的选择方法。

二、实验原理:

交通灯正常运行时, 可分为 4 个状态: 状态 1 , 东西方向绿灯，南北方向红灯20 秒，状态编码“001００001 ” ; 状态2 , 东西方向黄灯，南北方向红灯3 秒, 状态编码“ 010０00０1 ” ；状态 3 ，南北方向绿灯，东西方向红灯20 秒，状态编码“ 00０10010 ”状态 4 , 南北方向黄灯, 东西方向红灯 3 秒，状态编码“ ０0０1m０0 ” 。东西发生异常时,

东西通行, 南北禁止，东西方向绿灯闪, 南北方向红灯闪60 秒；南北发生异常时, 南北通行, 东西禁止, 南北方向绿灯闪, 东西方向红灯闪6０秒。主程序中实现交通灯正常运行过程, 两种异常用外中断0 和外中断１管理，外接开关模拟异常发生, 在中断服务程序中实现异常处理, 在主程序中开放外中断０和外中断 1 ，设置为边沿触发方式。时间单位采用500mｓ信号, 由定时计数器0 定时50ms , 循环１0 次产生, 定时计数器０采用查询方式，主程序中设定定时计数器0 的工作方式：方式1 。

三、程序:

#inclｕde

voｉd delay５00mｓ（unsignｅd ｃhar k);

vｏid ｍain（ｖoid)

｛

ＳP＝0ｘ60；

TMOD=0x0１;

ＩＥ=0x85;

TCＯＮ=0x０5；

wｈilｅ(１）

｛

Ｐ１=0ｘ2１;

delay５0０ms(４０）;

Ｐ１=0x41;

delａy5０0ms(6）;

P1=0x1２;

deｌay500ms（4０）;

Ｐ１=０x1４;

delay500ms（６）;

}

}

ｖoｉd inｔ_０(ｖoid) ｉntｅｒruｐt 0 ｛

unsｉgneｄchar i1,i２;

i１＝P1;

foｒ（i2＝0;i2<60;i2++)

｛

P１=0x２1;

ｄｅlａy５0０mｓ(１);

P1＝０x00;

deｌａｙ5０0ms(1);

}

P１=i１;

}

void ｉｎt＿1（voｉd) iｎteｒｒuｐt 2 ｛

unsigned ｃhar j１,ｊ2;

j１=Ｐ１；

for(j2＝0;j2<6０;j2+＋)

{

P1＝0x1２；

dｅlaｙ500ms（1);

P1=0x0０;

ｄelaｙ500ｍs(1);

}

P１＝j1;

}

vｏiｄdｅlay500ｍs(uｎsigned char ｍ) ｛

uｎsigned char ｋ１，k2；

TH０=０x３C;TL0=０xＢ０;

TR０=1;

ｆor(ｋ1=0;k1＜m；k1＋+)

{

for（ｋ2＝0；k2<10;k２+＋)

｛

whｉlｅ(!TF0)；

TF０＝0;

TＨ０=０x３Ｃ；ＴL0=0xB0；

}

｝

}

四、实验结果分析：

五、总结:掌握了单片机外部中断的原理及过程。掌握了单片机外部中断程序的设计方法。掌握了单片机外部中断时中断方式的选择方法。

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实验八:中断系统实验(２）—工业监控系统的设计

一、实验目的:

１、进一步掌握外部中断技术的基本使用方法。

２、进一步熟悉中断处理程序的编程方法。

二、实验原理:

在单片机监控系统中，信号的监控用外部中断来实现，51 单片机外部中断只有两个，而监控信号通常有多个, 这里就涉及到多个中断源的处

理，处理时往往通过中断加查询的方法来实现。连接时, 一方面把多路监控信号中断源通过“ 线与”接于 5 １单片机外部中断引脚上，另一方面, 每一个中断源再连接到一根并口线上。这里用４个开关(ＢUＴTＯN）模拟4 路监控信号, 通过4 输入的与门( AND 一 4 ）连接到INTO 引脚上，监控信号正常情况为高电平，发生超限变为低电平。4 路监控信号又分别与Ｐ２口的低4 位并口线相连。在该电路中，无论哪个中断源提出请求, 系统都会响应TO 中断。响应后，进入中断服务程序, 在中断服务程序中通过对并口线的逐一检测来确定是哪一个中断源提出了中断请求，进一步转到对应的中断服务程序入口位置执行对应的处理程序。

三、程序：

#ｉncluｄe

＃ｉnｃlｕde

#dｅfiｎe ｕｃhaｒunsｉgｎｅd char

sbit Ｐ１0=P１^0;

sｂｉｔP11=Ｐ1^１;

ｓbit P12＝P１^2;

sｂｉt P１3=P１^３；

sbit P２0＝P2^０；

ｓbit P2１=P2^１;

sｂｉt P２２=P2^2;

ｓbｉt P23=P2＾3;

voｉd delay()

｛

ｕchａr ｉ,j;

ｆor(ｉ＝0;i<2５0；ｉ++)

for(ｊ=0;j<250;ｊ++)

{

_nop＿（);＿nop＿();_ｎop_(）;_ｎｏｐ＿();_nop_（）;_noｐ_();

｝

}

voｉｄint0() inｔerrupt 0

{

if(P２０==0)P10＝0；

if(P21==0)P11＝0;

if(P２2＝=0)P12=０;

ｉf（P23=＝０)Ｐ1３=0；

dｅｌay(）;

ｄelay();

}

voｉd ｍain(ｖoiｄ)

{

IT0=１;

EA=1;

EX０=１;

whilｅ（1）

{

Ｐ1＝0xfｆ;

P2=0ｘfｆ;

}

}

四、实验结果分析：

实验九:简单的Ｉ/O扩展实验

一、实验目的:

1、掌握单片机系统中扩展简单I/ Ｏ口的基本方法。

2、掌握扩展I/Ｏ口的编程方法。

二、实验原理:

7４LS３73 的数据锁存控制端LE 是由80５1 单片机的片外数据存储器写信号ＷR 和P2．7 通过或非门（NO Ｒ) 后相连的，输出允许端OE 直接接地, 输入端有数据来时直接通过输出端输出。当执行向片外数据存储器的写指令时, 指令中片外数据存储器的地址使P2.7 为低电平, 则数据锁存控制端LE 有效，数据总线上的数据就送到７４LS3７３的输出端74LS244 的控制端10E 和20E 连在一起，与8051 单片机的片外数据存储器读信号ＲＤ和Ｐ2.7 通过或门（OR ）后相连，当执行从片外数据存储器读的指令时，指令中片外数据储器的地址使P2.7 为低电平，则控制端10Ｅ和２0E 有效, 74ＬS24４的输入端的数据通过输出端送到数据总线，然后传送到8051 单片机的内部。这里, 扩展的简单i/O 口访问时只需地址线最高位Ｐ2．7 为低电平即可，其余地址没有用，可取为低电平, 因此对应的片外据在储器地址为７ＦFＦＨ。

三、程序：

#ｉｎｃlｕde

＃ｉnclｕdｅ

#define uｃhar unsｉgned char

vｏｉd main(void)

｛