嵌入式系统实验报告

实验一系统认识实验

一、实验目的

学习Dais软件的操作，熟悉程序编写的操作步骤及调试方法。

二、实验设备

PC计算机一台，Dais-52PRO+或Dais-PRO163C实验系统一套。

三、实验内容

编写程序，将80h~8Fh共16 个数写入单片机内部RAM 的30h~3Fh空间。

四、实验步骤

1.运行Dais软件，进入集成开发环境，软件弹出设置通信端口对话框（如图2-1-1），

请确保实验装置与PC正确连接，并已打开实验装置电源，使其进入在待命状态。

这里选择与实验装置实际相连的通信端口，并单击“确定”。如通信正确则进入Dais

软件主界面，否则弹出“通信出错”的信息框（如图2-1-2），请检查后重试。

图2-1-1设置通信端口对话框图2-1-2通信错误信息框

2.通信成功后，单击菜单栏“设置”→“仿真模式”项打开对话框，选择需要设置型

号、程序／数据空间。这里我们将型号设置为“MCS-51实验系统”，外部数据区

设置为“系统RAM”，用户程序区设置为“片外（EA=0）”，如图2-1-3所示，最

后单击“确定”按钮保存设置。

图2-1-3设置工作方式对话框

3.工作方式设置完毕后，单击菜单栏“文件”→“新建”项或按Ctrl+N组合键（建

议单击工具栏“”按钮）来新建一个文件，软件会出现一个空白的文件编辑窗口。

4.在新窗口中输入程序代码（A51\2_1.ASM）：

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0100H

MAIN: MOV R1,#30H ;片内RAM首地址

MOV A,#80H ;写入数据初值

MOV R7,#16 ;循环变量

LOOP1: MOV @R1,A ;写数据到片内RAM

INC R1 ;地址增量

INC A ;数据+1

DJNZ R7,LOOP1 ;循环变量-1,不为0继续

SJMP $ ;结束

END

5.单击菜单栏“文件”→“保存”项（建议单击工具栏“”按钮）保存文件。若

是新建的文件尚未命名，系统会弹出文件保存对话框（如图2-1-4），提示用户选择文件保存的路径和文件名，再单击“保存”按钮。

图2-1-4 文件保存对话框

6. 单击菜单栏“编译”→“文件编译、链接、装载”项或按Ctrl+F9组合键（建议单

击工具栏“”按钮），对当前文件进行编译和链接，若程序无语法错误，则开始自动装载，装载完毕提示如图2-1-5所示的信息框。

图2-1-5 编译信息框

7. 当编译无误且下载成功后，即进入调试状态，当前PC 行高亮突出显示，源程序窗

口左侧显示小圆点以标识可执行语句行，如图2-1-6所示。

图2-1-6 进入调试状态的主界面

8. 单击菜单栏“视图”→“存储空间”→“CPU 内部存储区”项打开内存窗口，如

图2-1-7。

文件存放的路径

注意：由于编译器对路径和文件名的要求，请确保路径和文件名均不含中文和空格，不要将文件存放在“桌面”、“我的文档”等路径，并遵循“8.3”命令规则，即前缀长度不超过8字符、后缀长度不超过3字符。

输入新文件名

图2-1-7初始时的CPU内部存储区数据显示

9.单击菜单栏“调试”→“单步运行”项或按F7快捷键（建议单击工具栏“”按

钮），单步运行程序，观察寄存器和内存单元的数据变化；

10.也可单击菜单栏“调试”→“连续运行”项或按F9快捷键（建议单击工具栏“”

按钮），开始全速运行。

11.在全速运行后，须暂停运行以便在待命状态查看运行结果，暂停可单击菜单栏“调

试”→“暂停”项或按Esc快捷键（建议单击工具栏“”按钮）。

12.再观察CPU内部存储区单元，验证程序运行结果（如图2-1-8所示）。

图2-1-8程序运行后的CPU内部存储区数据显示

13.除了用程序修改内存单元，可以在Dais软件直接修改。用鼠标单击某个内存单元

后，按键盘的0~9或A~F，直接写入数据以覆盖该内存单元原有数据。如图2-1-9所示。

图2-1-9修改后的内存单元数据显示

14.除了单步或全速运行，还可以使用断点手段来调试程序。单击菜单栏“调试”→“复

位”项或按Ctrl+F2组合键（建议单击工具栏“”按钮）进行复位，以便重新运行程序。

15.单击源程序编辑窗口左侧的行号即可快速设置断点，断点行为红色高亮显示（如图

2-1-10），若要删除该断点只需再次单击断点行的行号即可清除断点。

图2-1-10设置断点后的源程序窗口

16.设置断点后，单击菜单栏“调试”→“连续运行”项或按F9快捷键（建议单击工

具栏“”按钮），使用全速运行方式，待程序运行到断点行时自动停下（如图2-1-11）。

图2-1-11全速运行后遇断点暂停的源程序窗口

五、操作练习

修改程序，将CPU内部存储区30h~3Fh单元的16个数据复制到40h~4F单元，通过单步、断点等调试手段验证程序功能，查看40h~4Fh单元的数据是否传送正确。

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0100H

MAIN: MOV R1,#30H

MOV R0,#40H ;片内RAM首地址

MOV A,#80H ;写入数据初值

MOV R7,#16 ;循环变量

LOOP1: MOV A,@R1

MOV @R0,A

INC R1

INC R0 ;地址增量

DJNZ R7,LOOP1 ;循环变量-1,不为0继续

SJMP $ ;结束

END

六、实验心得

通过第一次的上机实验，我初步接触到了Dais软件，并对其有了一定的熟悉，能顺利完成程序的单步运行，连续运行，设置断点，查看存储器等操作，并掌握了该软件程序编写的操作步骤及调试方法，这对我接下来的实验很有帮助。

实验二数码转换实验

一、实验目的

掌握不同进制数及编码相互转换的程序设计方法，加深对数制转换的理解。

二、实验设备

PC计算机一台，Dais-52PRO+或Dais-PRO163C实验系统一套。

三、实验内容及步骤

1.BCD整数转换为二进制整数

将BCD 码整数0~255存入片内RAM的20h、21h、22h中，然后转换为二进制整数00h~FFh，保存到寄存器R4中。

参考程序（A51\2_2_1.ASM）：

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0100H

MAIN: MOV R0,#20H ;BCD存放高位地址

MOV R7,#3 ;BCD码0~255,最多3位

CLR A

MOV R4,A

LP1: MOV A,R4

MOV B,#10

MUL AB ;乘10

ADD A,@R0 ;加下一位的值

INC R0 ;指向下一单元

MOV R4,A ;结果存入R4

DJNZ R7,LP1 ;转换未结束则继续

SJMP MAIN ;设置断点,观察实验结果R4中的内容

END

实验步骤：

1)编写程序，经编译、链接无误后装载到实验系统；

2)修改CPU内部存储器20h、21h、22h单元的内容，如：00h，05h，08h；

3)在SJMPMAIN语句行设置断点，然后运行程序；

4)程序遇到断点后暂停，此时查看寄存器R4的内容，应为3Ah；

5)重新修改20h、21h、22h单元的内容，再次运行程序，验证程序的正确性。

2.二进制整数转换为十进制整数

将16位二进制整数存入R3、R4寄存器中，转换为十进制整数，以组合BCD形式存储在CPU内部RAM的20h、21h、22h单元中。

参考程序（A51\2_2_2.ASM ）：

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H

MAIN: MOV R0,#22H ;转换结果低位地址

MOV A,R0

PUSH ACC ;A 累加器压栈 MOV R7,#3 CLR A

LP1: MOV @R0,A ;结果存储地址清零 DEC R0 DJNZ R7,LP1 POP ACC MOV R0,A MOV R7,#16 LP2: PUSH ACC CLR C

MOV A,R4 ;R4中为二进制数的低位 RLC A MOV R4,A

MOV A,R3 ;R3中为二进制数的高位 RLC A MOV R3,A MOV B,#3

LP3: MOV A,@R0

ADDC A,@R0 ;执行乘2操作 DA A ;十进制调整 MOV @R0,A ;结果保存 DEC R0 DJNZ B,LP3 POP ACC

;A 累加器出栈

MOV R0,A DJNZ R7,LP2 SJMP MAIN ;设置断点观察结果, 可进行下一次转换 END

实验步骤：

1) 编写程序，程序流程图如图2-2-1所示，经编译、链接无误后装载到实验系统； 2) 修改R3、R4寄存器，例如分别为A2h 、FCh ； 3) 在SJMPMAIN 语句行设置断点，然后运行程序；

4) 程序遇到断点后暂停，此时查看CPU 内部存储器20h 的内容，应为：04h 、17h 、

24h ；

5) 反复修改R3、R4寄存器的值，验证程序的正确性。

图2-2-1　程序流程图

四、实验心得

在这次实验中，我通过运行既定程序后对程序经行了分析，掌握了将BCD整数转换为二进制整数和二进制整数转换为十进制整数的程序设计方法，对数制的转换有了一个更深刻的认识，并自己编程实现了二进制数和BCD整数的转换，受益匪浅。

实验三 运算程序设计实验

一、实验目的

了解运算类指令以及运算类程序的设计方法。

二、实验设备

PC 计算机一台，Dais-52PRO+或Dais-PRO163C 实验系统一套。

三、实验内容及步骤

1. 多字节加法程序

多字节十进制加法程序，被加数存放于20h 起始的RAM 空间，加数存放于28h 起始的RAM 空间，将两数相加，结果存放于20h 起始的RAM 空间。

参考程序（A51\2_3_1.ASM ）：

ORG 0000H LJMP MAIN

ORG 0100H ;执行程序前先修改R7的值 MAIN: MOV R0,#20H ;被加数起始地址 MOV R1,#28H ;加数起始地址 CLR C

LP1: MOV A,@R0

ADDC A,@R1 ;带进位加法运算 DA A ;十进制调整 MOV @R0,A ;保存运算结果 INC R0 ;指向下一单元 INC R1 DJNZ R7,LP1 CLR A MOV ACC.0,C MOV @R0,A ;最高位有进位时此地址中为1 NOP

;设置断点查看运算结果

SJMP MAIN

;若需继续运算, 改变加数, 被加数及R7

END

实验步骤：

1) 编写程序，程序流程图如图2-3-1所示，经编译、链接无误

后装载到实验系统；

2) 为被加数及加数赋值：修改内存单元20h 为1234h 、28h 为1111h ，寄存器R7为

02h ；

3) 在SJMPMAIN 语句行设置断点，然后运行程序；

4) 程序遇到断点后暂停，此时查看内存单元20h 起始的内容，应为：2345h ； 5) 反复修改被加数、加数及字节数R7的值，验证程序的正确性。

图2-3-1　程序流程图

2. 双字节无符号数乘法

利用单字节乘法指令来扩展成多字节乘法运算，扩展时以字节为单位进行乘法运算。被乘数在R2、R3中，乘数在R4、R5中，乘积保存R0指向的20h~23h 内存单元。运算法则见图2-3-2。

R2

R3×R 5H

R3×R 5L

R3R4R5×

R2×R 5H R2×R 5L R3×R 4H

R3×R 4L

R2×R 4H

R2×R 4L ＋(R0-3)

(R0-2)

(R0-1)

(R0)

图2-3-2 乘法运算法则

参考程序（A51\2_3_2.ASM ）：

ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H

MAIN: MOV R0,#23H ;运算结果低位地址 MOV A,R0 PUSH ACC CLR A MOV R7,#4

LP1: MOV @R0,A ;运算结果存储单元清零

DEC R0 DJNZ R7,LP1 POP ACC MOV R0,A MOV A,R3 MOV B,R5 MUL AB ;计算R3*R5 MOV @R0,A ;计算的低8位保存

MOV A,B DEC R0

MOV @R0,A ;保存运算的高8位 MOV A,R2 MOV B,R5 MUL AB ;计算R2*R5

ADD A,@R0 ;此次运算低8位+R3*R5运算的高8位 MOV @R0,A DEC R0 MOV A,B

ADDC A,#00H ;R2*R5的高8位加进位位

MOV @R0,A

INC R0

MOV A,R3

MOV B,R4

MUL AB ;计算R3*R4

ADD A,@R0

MOV @R0,A

MOV A,B

DEC R0

ADDC A,@R0

MOV @R0,A

DEC R0

CLR A

ADDC A,#00H

MOV A,@R0

MOV A,R2

MOV B,R4

MUL AB ;计算R2*R4

INC R0

ADD A,@R0

MOV @R0,A

MOV A,B

DEC R0

ADDC A,@R0

MOV @R0,A

NOP ;设置断点查看运算结果

SJMP MAIN ;如需进行下一次运算, 可修改R2 R3,R4 R5的值

END

实验步骤：

1)编写程序，经编译、链接无误后装载到实验系统；

2)设置被乘数R2, R3为03h, 50h、乘数R4, R5为04h, 60h；

3)在SJMPMAIN语句行设置断点，然后运行程序；

4)程序遇到断点后暂停，此时查看内存单元20h起始的内容，应为：00h、0Eh、7Eh、

00h；

5)反复修改被乘数、乘数的值，验证程序的正确性。

3.双字节除法

MCS-51指令系统中仅有单字节除法指令，若要扩展为双字节除法，可以采用“移位相减”的算法来实现。本例程的被除数在R7、R6中，除数在R5、R4中，将商存入R7、R6中，余数存入R3、R2中。程序流程图如图3-3-3所示。

参考程序（A51\2_3_3.ASM）：

ORG 0000H

图2-3-3　程序流程图

LJMP MAIN

ORG 0100H

MAIN: MOV A,R4 ;执行程序前为

;R5R4(除数)赋值

JNZ DDIV0 ;除数不为0,转DDIV0

MOV A,R5 JZ ERROR

;除数为0,转ERROR

DDIV0: MOV R2,#00H ;余数寄存器清零 MOV R3,#00H

MOV R1,#16 ;循环次数为16

DDIV1: CLR C;R3 R2 R7 R6左移1位 MOV A,R6 RLC A MOV R6,A MOV A,R7 RLC A MOV R7,A MOV A,R2 RLC A MOV R2,A MOV A,R3 RLC A MOV R3,A

MOV A,R2 ;部分余数减除数 SUBB A,R4 ;低8位相减 JC DDIV2 ;不够减, 转DDIV2 MOV R0,A ;暂存相减结果 MOV A,R3

SUBB A,R5 ;高8位相减 JC DDIV2 ;不够减, 转DDIV2 INC R6 ;够减, 则商为1 MOV R3,A ;相减结果送R3 R2中 MOV A,R0 MOV R2,A

DDIV2: DJNZ R1,DDIV1 ;16位未除完则继续 CLR F0 ;除数合法标志

SJMP MAIN ;设置断点观察结果, 可继续下一轮运算 ERROR: SETB F0 ;除数非法标志

SJMP MAIN ;设置断点观察结果, 可继续下一轮运算 END

实验步骤：

1) 编写程序，程序流程图如图2-3-3所示，经编译、链接无误后装载到实验系统； 2) 设置被除数R7, R6为46h,EEh 、除数R5, R4为23h, 67h ； 3) 在SJMPMAIN 语句行设置断点，然后运行程序；

4)程序遇到断点后暂停，此时查看寄存器R7, R6（商）与R3, R2（余数），应分别为

00h,02h与00h、20h；

5)反复修改被除数、除数的值，验证程序的正确性。

四、实验心得

在这次实验中，我顺利运行了多字节的加法、双字节无符号乘法和双字节除法程序并得到了预期的结果，通过对程序进行分析，我对多字节数的运算在单片机内实现有了一个更深刻的认识，提高了对程序的分析理解能力。

实验四查表程序设计实验

一、实验目的

学习查表程序的设计方法，熟悉MCS-51指令系统。

二、实验设备

PC计算机一台，Dais-52PRO+或Dais-PRO163C实验系统一套。

三、实验内容及步骤

1.采用查表的方法将16进制数转换为ASCII码

根据ASCII码表可知，0~9的ASCII码为30h~39h，A~F的ASCII码为41h~46h，算法为（假定待转换的数存放在R7中）：

当R7≤9时，相应的ASCII码为：R7＋30h；

当R7＞9时，相应的ASCII码为：R7＋30h＋07h。

参考程序（A51\2_4_1.ASM）：

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0100H

MAIN: MOV DPTR,#ASCII ;表格首地址送DPTR

MOV A,R7 ;R7中为待转换的数

ANL A,#0FH ;取低4位

MOVC A,@A+DPTR ;查表

MOV R5,A ;低4位转换结果送R1

MOV A,R7

ANL A,#0F0H ;取待转换数的高4位

SWAP A ;高4位与低4位交换

MOVC A,@A+DPTR ;查表

MOV R6,A ;高4位转换结果送R2

SJMP MAIN ;设置断点观察结果

ASCII: DB "0123456789ABCDEF"

END

实验步骤：

1)编写程序，经编译、链接无误后装载到实验系统；

2)设置待转换数据R7为8Ah；

3)在SJMPMAIN语句行设置断点，然后运行程序；

4)程序遇到断点后暂停，此时查看寄存器R6, R5的值，R6中为高4位转换结果38h，

R5中为低4位转换结果41h；

5)反复修改R7的值，验证程序的正确性。

2.通过查表实现y=x2

x为0~9的十进制数，存放于寄存器R7，以BCD 码的形式保存，结果y以BCD码的形式存放于寄存器R6。

参考程序（A51\2_4_2.ASM）：

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0100H

MAIN: MOV DPTR,#SQR ;取表格首地址

MOV A,R7 ;要计算的值

MOVC A,@A+DPTR ;查表

MOV R6,A ;结果保存

SJMP MAIN

SQR: DB 00H,01H,04H,09H,16H ;平方表

DB 25H,36H,49H,64H,81H

END

实验步骤：

1)编写程序，经编译、链接无误后装载到实验系统；

2)设置R7的值，如R7=09h；

3)在SJMPMAIN语句行设置断点，然后运行程序；

4)程序遇到断点后暂停，此时查看寄存器R6的值，应为81h；

5)反复修改R7的值，验证程序的正确性。

四、实验心得

通过这次实验，我对查表程序的设计方法有了一个更加深刻的理解:查表程序常用于数据的补偿、修正、计算、转换等场合，具有程序简单、执行速度快等特点。同时，通过对查表指令“Movc A，@A+DPTR”和“Movc A,@A+PC”的运用，我对它们区别也有了体会：指令“MOVC A，@A+DPTR”完成把A中的内容作为一个无符号数与DPTR中的内容相加，所得结果为某一程序存储单元的地址，然后把该地址单元中的内容送到累加器A中。指令“MOVC A，@A+PC”以PC作为基址寄存器，PC的内容和A的内容作为无符号数，相加后所得的数作为某一程序存储单元的地址，然后把该地址单元中的内容送到累加器A 中。

实验五数据排序实验

一、实验目的

熟悉MCS-51指令系统，掌握数据排序程序的设计方法。

二、实验设备

PC计算机一台，Dais-52PRO+或Dais-PRO163C实验系统一套。

三、实验内容及步骤

在单片机片内RAM的30h~3Fh写入16个数，编写实验程序，将这16个数按照由小到大的顺序排列。

参考程序（A51\2_5.ASM）：

ORG 0000H

LJMP MAIN

ORG 0100H

MAIN: MOV R0,#30H ;数据起始地址

MOV R7,#16 ;排序数据个数

LP1: MOV A,R7

MOV R6,A

MOV A,R0

MOV R1,A

INC R1

LP2: MOV A,@R0 ;取出一个数据

CLR C

SUBB A,@R1 ;与第二个数进行比较

JC LP3 ;R0中的数小于R1中的数则跳转

MOV A,@R0 ;R0中的数大于R1中的数, 交换数据

XCH A,@R1

MOV @R0,A

LP3: INC R1

DJNZ R6,LP2

INC R0

DJNZ R7,LP1

SJMP $

END

图2-5-1　程序流程图

实验步骤：

1)编写程序，经编译、链接无误后装载到实验系统；

2)待排序的数据存放于片内RAM的30h~3Fh单元，可在存储器窗口直接输入；

3)在SJMP $语句行设置断点，然后运行程序；

4)程序遇到断点后暂停，此时查看片内RAM的30h~3Fh单元数据，应从小到大排列；

5)继续向片内RAM的30h~3Fh单元填入数据，重新运行程序，验证程序的正确性。

四、实验感想

在这次实验中，我顺利完成了实验的验证，实验的程序是通过冒泡法进行数据的排序，实验原理简单，程序也不复杂，程序使用条件转移指令实现了程序的循环，加深了我对条件转移指令的理解。

实验六 位操作实验

一、实验目的

掌握位指令的使用，学习位程序的设计方法。

二、实验设备

PC 计算机一台，Dais-52PRO+或Dais-PRO163C 实验系统一套。

三、实验内容及步骤

编写实验程序，计算Y = A ⊕B ，也可表示为Y = A ?B+?AB 。

MCS-51单片机内部有一个一位微处理器，借用进位标志Cy 作为位累加器。位操作指令的操作对象是内部RAM 的位寻址区，即字节地址为20h~2Fh 单元中连续的128位（位地址为00h~7Fh ），以及特殊功能寄存器中的可位寻址的位。

参考程序（A51\2_6.ASM ）： QA EQU 00H QB EQU 01H QY EQU 04H ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0100H

MAIN: MOV C,QA

ANL C,/QB ;C=QA(QB 非) MOV QY,C MOV C,QA CPL C

ANL C,QB ;C=(QA 非)QB

ORL C,QY ;C=QA(QB 非)+(QA 非)QB MOV QY,C

SJMP MAIN ;设置断点, 观察20H 的值 END

实验步骤：

1) 编写程序，经编译、链接无误后装载到实验系统； 2) 修改片内RAM 的20h 单元的数据，如01h ； 3) 在SJMP $语句行设置断点，然后运行程序；

4) 程序遇到断点后暂停，此时查看片内RAM 的20h 单元，应为11h ； 继续修改片内RAM 的20h 单元的数据，重新运行程序，验证程序的正确性。

四、实验感想

这次实验程序比较简单，就是通过位运算实现两个数的异或，但是通过这次实验，我不但对51单片机的位寻址和位操作指令有了一个更深刻的认识，而且对51单片机内的位寻址区域也有了一个更深刻的印象，是一次受益匪浅的实验。

表2-6 异或真值表