单片机实验报告册

单片机实验报告册河南理工大学电气学院

专业

班级

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姓名

目录

实验一系统认识实验 (2)

实验二程序调试 (7)

实验三外部中断实验 (9)

实验四串行口实验（基于PROTEUS软件） (11)

实验五秒表实验 (15)

实验六电子钟综合实验 (20)

实验一系统认识实验

一、实验目的

1．掌握SICElab-G2200实验/仿真系统的结构与使用方法；

2．熟悉单片机系统开发软件W A VE6000。

二、实验设备

1．G2200/2100 实验平台 1 台 2．仿真器/ 仿真板 1 台

3．连线若干根 4．计算机 1 台三、实验内容

P1端口接发光二极管，加1点亮。

四、连线方案：

五、实验步骤

1．连接Lab51CPU板。（已由实验师连好）

2．仿真器与实验平台的连接

将Lab51板的DC34芯插座与G6W仿真器上的DC34插座用扁平电缆连接起来。（已由实验师连好）

3．仿真器与计算机的连接

用随机配带的串口通讯电缆，将仿真器与计算机连接起来，串口1、串口2均可。

特别注意：在仿真器与计算机连接串口电缆时，两台机器必须都断电，否则易损坏计算机和仿真器。

4．实验连线

按连线方案，用随机配带的实验连线插入孔后，轻轻转动一下锁紧插头，保证良好接

触。拆线时，应先回转一下，不要硬拨，以免损坏线路板。不管是拆线还是插线，都应在

断电的情况下进行。实验中“连线方案”的粗线即为需用户动手接连的线。

5．检查接线是否有误，确信没有接错后，接上电源，打开电源开关。

6．在计算机上打开“WA VE6000集成调试环境”，界面如下图所示：

7．建立新程序（如果程序已编好，直接跳到第9步）

选择菜单[文件 | 新建文件]功能。

出现一个文件名为NONAME1的源程序窗口，在此窗口中输入以下程序

ORG 0

MOV P1,#0 ;熄灭发光二极管

LOOP: INC P1

CALL Delay

SJMP LOOP

Delay: MOV R2,#3 ;延时程序

MOV R1,#0

MOV R0,#0

DLP: DJNZ R0,DLP

DJNZ R1,DLP

DJNZ R2,DLP

RET

END

8．保存程序

选择菜单[文件 | 保存文件]或[文件 | 另存为 ]功能。

给出文件所要保存的位置，例如：C:\WAVE6000\SAMPLES文件夹，再给出文件名MY1.ASM。保存文件。文件保存后，程序窗口上文件名变成了：C:\WAVE6000\SAMPLES\MY1.ASM

文件名，后缀为ASM

如果使用硬件环境，需取消选中标志

9．建立新的项目

选择菜单[文件 | 新建项目]功能。 新建项目会自动分三步走。

(1)加入模块文件。在加入模块文 件的对话框中选择刚才保存的文件MY1.ASM ，按打开键。如果你是多模块项目，可以同时选择多个文件再打开。

(2)加入包含文件。在加入包含文件对话框中，选择所要加入的包含文件（可多选）。如果没有包含文件，按取消键。

(3)保存项目。在保存项目对话框中输入项目名称。MY1无须加后缀。软件会自动将后缀设成“.PRJ ”。按保存键将项目存在与你的源程序相同的文件夹下。

项目保存好后，如果项目窗口是打开的，可以看到项目中的“模块文件”已有一个模块“MY1.ASM ”，如果项目窗口没有

打开，可以选择菜单[窗口 | 项目窗口]功能来打开。

10．设置项目

选择菜单[设置 | 仿真器设置]或双击项目窗口的第一行来打开“仿真器设置”对话框。在“仿真器”栏中，选择仿真器类型和配置的仿真头以及所要仿真的单片机。在“语言”栏中，“编译器选择”根据本例的程序选择为“伟福汇编器”。如果你的程序是C 语言或INTEL 格式的汇编语言，可根据你安装的Keil 编译器版本选择“Keil C ”。在“通信设置”进行端口选择，并测试。按“好”键确定。

如果仿真器和仿真头设置正确，就会显示如图的硬件仿真确认对话

框。按“好”键确定。即完成仿真器设置。

如果仿真器初始化过程中有错，软件就会再次出现仿真器设置对话框，这时你应检查仿真器等选择是否有错，检查纠正错误后，再次确认。直至显示硬件仿真确认对话框完成仿真器设置。

11．编译程序

选择菜单[项目 | 编译]功能或按编译快捷图标或按F9键，编译项目。

在编译过程中，如果有错可以在信息窗口中显示出来。双击错误信息，可以在源程序中定位所在行。纠正错误后，再次编译直到没有错误。在编译之前，软件会自动将项目和程序存盘。在编译没有错误后，就可以执行、调试程序了。

12．执行、调试程序

有四种方法执行程序：全速执行、程序单步跟踪、执行到光标处和设置断点。 （1）全速执行

实验箱观察或参见12（5）），如果程序与预想的结果不符，可按以下三种方式调试程序。 （2）程序单步跟踪

选择[执行 | 跟踪]功能或按跟踪快捷图

标或按F7键进行单步跟踪调试程序。

单步跟踪就一条指令一条指令地执行程序，若有子程序调用，也会跟踪到子程序中去。你可以观察程序每步执行的结果，“=>的源程序都能产生机器指令。行为有效程序，即产生了可以执行的机器码。

到“Delay ”延时子程序中，在程序行“DJNZ R0,DLP ”指令中的“R0”符号上单击就可以观察“R0”的值，观察一下“R0”的值，可以看到“R0”在逐渐减少。因为当前指令要执行256次才到下一步，整个延时程序要单步执行3×256×256次才能完成。 （3）执行到光标处

将光标移到程序想要暂停的地方，本例中为延时程序返回后的“SJMP LOOP ”行。选择菜单[执行 | 执行到光标处]或按F4键。程序全速执行到光标所在行。如果想下次不想单步调试“Delay ”延时程序里的内容，可以按F8键单步执行但不会跟踪到子程序内部。

（4）设置断点

点击[执行|设置/取消断点]或用Ctrl+F8组合键设置断点。如果断点有效图标为“红圆红底”，无效断点的图标为“红圆绿底”。断点设置好后，就可以用全速执行的功能，全速执行程序，当程序执行到断点时，会暂停下来，这时可以观察程序中各变量的值，及各端口的状态，判断程序是否正确。

（5）观察各变量值的方法

A．点击[窗口|项目窗口]或[窗口|CPU窗口]可观察到SFR、REG、W ATCH（如果设置有观察项）的值，自动跟踪程序执行。

例如点击SFR中的P1可观察本例中P1口各位的变化，如图所示。

B．点击[窗口|数据窗口|DATA] 可观察片内数据区的变化。

C．点击[窗口|数据窗口|CODE]可观察代码存储区的内容。

D．点击[窗口|数据窗口|XDA TA] 可观察片外数据区的变化。（与CODE是同一个窗口，注意：有切换按钮，突起的为有效。）

E．点击[窗口|数据窗口|BIT] 可观察片内数据区中位数据区的变化。

六、思考题

1．改写实验程序实现流水灯功能。写出源程序。

2．在执行调试程序过程中，遇到了哪些问题？你是如何解决的？

教师签字

日期

实验二程序调试

一、实验目的

1．学习WINDOWS平台下的编辑、编译、排错、调试方法。

2．学习修改和观察变量的方法；综合使用单步、断点调试的方法。

3．了解数据排序的简单算法。

二、实验内容

编写并调试一个排序子程序，其功能为用冒泡法将外部RAM（2040H—2049H）中10个单字节无符号数，按从大到小的次序重新排列，并把结果放在外部RAM（2050H—2059H）区域。

三、实验器材

安装了W A VE6000集成调试环境软件的计算机1台。

四、实验说明

本程序采用的是“冒泡排序”法。算法是将一个数与后面的数相比较，如果比后面的数小，则交换，如此将所有的数比较一遍后，最小的数就会在数列的最后面。再进行下一轮比较，找出第二小数据，直到全部数据有序。

五、程序框图（排序部分）

六、实验步骤

1．打开WAVE6000调试环境，打开“仿真器设置”对话框，选择好仿真器，并选择使用

伟福软件模拟器。

2．根据流程图编写程序，并编译通过。

程序清单：

ORG 0

LJMP 0030H

ORG 0030H

START:MOV DPTR,

MOV R0,#40H

MOV R7,

LOOP0:MOVX A,@DPTR MOV @R0,A

INC DPTR

INC R0

R7,LOOP0

MOV PSW,#00H

MOV R2,

LOOP1:MOV R0,#40H

MOV R1,#41H

MOV 03H,R2

7FH

LOOP2:MOV A,@R0

MOV 30H,A

MOV A,@R1

CJNE A,30H,LOOP3 SJMP L1

LOOP3:JC L1

MOV @R0,A

XCH A,30H

MOV @R1,A

7FH

L1: INC R0

INC R1

DJNZ R3,LOOP2

JNB 7FH,LOOP4

DJNZ R2,LOOP1 LOOP4:MOV DPTR, MOV R0,#40H

MOV R7, LOOP5:MOV A,@R0

MOVX @DPTR,A

INC R0

INC DPTR

DJNZ R7, END

3．打开XDATA数据窗口，在弹出的XDATA窗口中从2040H开始的单元中输入10个不同数。

4．打开DATA数据窗口，把打开的窗口进行并排，单步或跟踪运行程序，观察DATA数据窗口40H开始的单元和XDATA窗口2050H开始的单元内容的变化。

七、思考题

1．补全程序。

2．在排序前，程序对片外数据做了什么工作？排序后，对结果又进行了什么处理？并在源程序中标明。

3．编一程序把片内50H-59H中内容按从小到大的顺序排列。

教师签字

日期

实验三外部中断实验

一、实验目的：

掌握MCS-51单片机中断原理及编程使用方法。

二、实验设备

1．G2200/2100 实验平台 1 台 2．仿真器/ 仿真板 1 台

3．连线若干根 4．计算机 1 台

三、实验内容:

在实验一的基础上，增加中断功能。如果中断请求得到响应，用L0-L7实现从右到左逐个点亮，直至中断请求撤消，中断返回。

四、连线方案

五、实验源程序

ORG 0

LJMP 0030H

ORG

LJMP INT10

ORG 0030H

MOV PSW,#00H

ORL IE,

ORL IP,#04H

MOV SP,#30H

MOV P1,#0 ;熄灭发光二极管LOOP: INC P1

CALL Delay

SJMP LOOP

Delay: MOV R2,#3 ;延时程序

MOV R1,#0

MOV R0,#0

DLP: DJNZ R0,DLP

DJNZ R1,DLP

DJNZ R2,DLP

RET

INT10: PUSH PSW

PUSH P1

MOV PSW,#08H

MOV A,#01H

MOV R3,#16 LOOP1:MOV P1,A

A

CALL Delay

DJNZ R3,LOOP1

POP P1

POP PSW

RETI

END

六、实验步骤

1．按连线方案连线。注意：拨动开关K0置为高电位（打在上方）。

2．打开WAVE6000调试环境，打开“仿真器设置”对话框，设置好仿真器。

3．输入源程序，并编译通过。

4．执行程序。在执行程序的过程中，将K0置为低电位（打在下方），表示有故障发生，再将K0置为高电位，观察现象。

七、思考题

1．补全程序。

2．在执行中断服务程序过程中，如果K0没有及时返回高电平，观察到什么现象？如果K0及时返回高电平，又观察到什么现象？解释原因。

3．如果希望用L0-L7实现从左到右逐个点亮，该改哪条指令，请写出原指令及更改后的指令。

4．分别去掉下列三组指令（已在原程序中标示出），执行程序时会发生什么现象？请解释原因。

（1）MOV SP，#30H

（2）PUSH P1

：

：

POP P1

（3）MOV PSW,#08H

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日期

实验四串行口实验

（基于PROTEUS软件）

一、实验目的

1．掌握MCS-51单片机串行口方式0、方式1的工作原理；

2．了解方式0时的应用，即通过串行口扩展并行口，进行静态显示的方法；

3．掌握串行移位寄存器芯片74LS164的工作原理；

4．了解方式1时的应用，即10位UART，利用方式1实现双机通讯；

5．熟悉并掌握PROTEUS软件的使用方法。

二、实验内容

本实验包含两个小实验，可任选做一个。

1．利用串行口的工作方式0，将单片机的串口通过74LS164芯片转换成并口并驱动数码管循环依次显示0-9。在PROTEUS软件中设计出相应的电路，并进行仿真。

2．利用串行口的工作方式1，实验两个单片机间的双机通讯。其中单片机甲向单片机乙循环发送9－0（递减），同时单片机乙向单片机甲发送0－9（递增）。

三、实验器材

装有PROTEUS软件的计算机一台。

四、实验原理图

方式1示范原理图

五、示范程序

1．方式0示范程序

MAIN：MOV SCON,#0

MAIN1: MOV B,#0FFH

MOV R0,#0AH

LP: INC B

LCALL DSPLY

LCALL DL1S

DJNZ R0,LP

LJMP MAIN1

DSPLY: MOV DPTR,#TABLE

MOV A,B

MOVC A,@A+DPTR

MOV SBUF,A

LP1: JNB TI,LP1

CLR TI

RET

TABLE: DB 0C0H,0F9H,0A4H

DB 0B0H,99H,92H

DB 82H,0F8H,80H,90H

DL1S: MOV R7,#10

DL1: MOV R6,#200

DL2: MOV R5,#250

DL3: DJNZ R5,DL3

DJNZ R6,DL2

DJNZ R7,DL1

RET

2．方式1示范程序

单片机甲的程序：

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0023H

LJMP SINT

MAIN:MOV SCON,#01010000b MOV TMOD,#20H

MOV TH1,#0F3H

MOV TL1,#0F3H

SETB EA

SETB ES

SETB TR1

LP1: MOV A,#0H

LP: MOV P0,A

MOV SBUF,A

JNB TI,$

CLR TI

LCALL DL1S

INC A

CJNE A,#0AH,LP

LJMP LP1

DL1S:MOV R7,#10

DL1: MOV R6,#200

DL2: MOV R5,#250

DL3: DJNZ R5,DL3

DJNZ R6,DL2

DJNZ R7,DL1

RET

SINT:PUSH ACC

MOV A,SBUF

MOV P2,A

CLR RI

POP ACC

RETI 单片机乙的程序：

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0023H

LJMP SINT

MAIN:MOV SCON,#01010000b MOV TMOD,#20H

MOV TH1,#0F3H

MOV TL1,#0F3H

SETB EA

SETB ES

SETB TR1

LP1: MOV A,#9H

LP: MOV P0,A

MOV SBUF,A

JNB TI,$

CLR TI

LCALL DL1S

DEC A

CJNE A,#0FFH,LP

LJMP LP1

DL1S:MOV R7,#10

DL1: MOV R6,#200

DL2: MOV R5,#250

DL3: DJNZ R5,DL3

DJNZ R6,DL2

DJNZ R7,DL1

RET

SINT:PUSH ACC

MOV A,SBUF

MOV P2,A

CLR RI

POP ACC

RETI

六、实验步骤

1．在PROTEUS软件中设计相应的电路图。

2．编写相应的软件，并调试成功，生成.HEX文件。

3．将软件分别下载到相应的单片机中并运行，观察现象，直至仿真成功。

七、思考题（选做“方式0”实验的做1,2题；选做“方式1”实验的做1,3题。）

1．你在实验中是否采用了示范程序？在做实验过程中遇到了哪些问题？如何解决的？

2．如果在方式0的实验中想实现74LS164级联（即带多个数码管），如何实现？你的实验是否做成功？在实验过程中遇到了哪些问题？是如何解决的？

3．利用C51改写方式1中单片机甲的程序，并写出改写后的程序。

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日期

实验五秒表实验

一、实验目的

1．熟悉CPU内部定时器的使用方法；

2．熟悉8255的使用方法。

二、实验内容

利用CPU内部定时器、8255设计一个秒表，显示最大值为99分59.9秒，显示精度达1/10秒。要求能实现秒表的启动、停止和复位。

三、实验器材

装有PROTEUS、KEIL C软件的计算机一台。

四、示范原理图

示范原理图见本实验最后一页（P19）。

五、示范程序清单（C51程序）

#include

#include

#define a8255 XBYTE[0x1b00]

#define b8255 XBYTE[0x1b01]

#define c8255 XBYTE[0x1b02]

#define com8255 XBYTE[0x1b03]

char min,sec,dsec,a,b,c;

char n[11]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x40};

char count;

bit flag;

bit flag1;

sbit p10=P1^0;

sbit p11=P1^1;

void delay(void)

{ char k;

for (k=0;k<99;k++);}

void display(int m,int s,int ds) //显示程序

{ char m1,m2,s1,s2,i;

m1=m2=s1=s2=0;

if(m>0){m2=m%10;m/=10;}

if(m>0) m1=m%10;

if(s>0){s2=s%10;s/=10;}

if(s>0) s1=s%10;

b8255=0xff;

for(i=0;i<7;i++)

{switch(i)

{ case 0:b8255=0xfe;a8255=n[m1];delay();

case 1:b8255=0xfd;a8255=n[m2];delay();

case 2:b8255=0xfb;a8255=n[10];delay();

case 3:b8255=0xf7;a8255=n[s1];delay();

case 4:b8255=0xef;a8255=n[s2];delay();

case 5:b8255=0xdf;a8255=n[10];delay();

case 6:b8255=0xbf;a8255=n[ds];delay(); }

}

}

void initial(void)

{ com8255=0x80;

TMOD=0x01;

IT0=1;

EA=1;

ET0=1;

EX0=1;

min=0;

sec=0;

dsec=0;

a=0;

b=0;

c=0;

flag=0;

flag1=0;

}

void main(void)

{ initial();

while(1)

{ if(!flag1)

display(min,sec,dsec);

else

display(a,b,c);

}

}

void st(void) //秒表启动停止控制

{

flag=!flag;

if (flag)

{

TH0=-50000/256;

TL0=-50000%256;

TR0=1;

}

if(!flag)

{ if(flag1==1)

{ min=0;

sec=0;

dsec=0;

count=0;

flag1=0;

TR0=0;

}

else TR0=0;

flag=0;

}

}

void lock(void) //数码管数字锁定

{ if(flag==1)

{ a=min;

b=sec;

c=dsec;

flag1=!flag1;

}

}

void T0_serv(void) interrupt 1 using 1 //定时器T0每0。1秒产生一次中断

{ TH0=-50000/256;

TL0=-50000%256;

TR0=1;

count++;

dsec=count;

if(count>9)

{ sec++;

count=0;

dsec=0;

}

if(sec>59)

{ min++;

sec=0;

}

}

void INT0_serv(void) interrupt 0 using 1 //按键中断处理

{ if(p10==0&&p11==1)

st();

if(p10==1&&p11==0)

lock();

}

六、实验步骤

1．在PROTEUS软件中设计相应的电路图。

2．编写相应的程序，并调试成功（如果用伟福调试环境，要注意修改“仿真器设置”中的“语言”栏中的“编译器选择”，选择“Keil C”。）生成.HEX文件。

3．将软件下载到单片机中并运行，观察现象，直至仿真成功。

七、思考题

1．定时器的计数初值是如何计算出来的，写出计算过程。

2．分析8255的工作方式，并写出8255的控制字。

3．示范程序中是如何实现秒表的启动、停止和复位功能的？

4．将C51程序改写为汇编程序。

教师签字

日期

秒表示范原理图

19