硬件实验内容

硬件实验内容实验一I/O控制实验1.实验目的①掌握基本IO输入输出操作指令；②熟练运用keil环境对硬件接口进行调试。

2.预习要求①理解51单片机IO的输入、输出控制方式；理解P0、P1、P2、P3口做为普通的IO口有何区别。

②理解实现软件延时程序设计的延时时间估算；③认真预习本节实验内容，设计出器件之间的实验连接线，自行编写程序，填写实验报告。

3.实验设备计算机1台；ZDGDTH-1型80C51实验开发系统1套；2号导线4条；8P数据线1条。

4.基础型实验内容①8位逻辑电平显示的接口电路设计如图1-1所示，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。

用8P数据线将D2区80C51/C8051F020MCU模块的 JD1（P1口）与A5区8位逻辑电平显示模块JD1A5相连。

在Keil环境运行该程序，观察发光二极管显示情况。

图1-1 8位八位逻辑电平显示接口电路ORG 0LOOP: MOV A, #0FEHMOV R2,#8OUTPUT: MOV P1,ARL AACALL DELAYDJNZ R2,OUTPUTLJMP LOOPDELAY: MOV R6,#0 ；延时程序MOV R7,#0DELAYLOOP: DJNZ R6,DELAYLOOPDJNZ R7,DELAYLOOPRETEND②8位拨动开关的接口电路设计如图1-2所示，假设采用P1口控制LED显示，P2口接收拨码开关的输入值，用8P数据线将D2区80C51/C8051F020MCU模块的 JD1（P1口）、JD1（P2口）分别与A5区八位逻辑电平显示模块JD1A5、C6区8位拨动开关模块JD1 C6相连。

在Keil环境运行该程序，使用单步、断点、连续运行调试程序，查看结果。

图1-2 拨码开关接口电路ORG 0000HLL: MOV P2,#0FFHNOPMOV A, P2NOPMOV P1,ALJMP LLEND③如图1-3所示，假设采用P1.0口控制外部LED，拨动开关控制外部中断，用二号导线将D2区80C51/C8051F020MCU模块的P1.0、P3.2口分别与A 5区八位逻辑电平显示模块的L0、C8区单次脉冲输出相连。

并在Keil环境运行程序，观察实验现象。

图1-3 外部中断及LED显示电路流程图为：源程序：ORG 0000HLJMP MAINORG 0003HLJMP INTERRUPTORG 0030HMAIN: CLR P1.0MOV TCON,#01HMOV IE,#81HSJMP $INTERRUPT: PUSH PSW ; 保护现场CPL P1.0POP PSW ; 恢复现场RETIEND④在上述步骤中，如果改变中断的触发方式为电平触发方式，试改动程序，并在Keil环境运行程序，观察实验现象，说明实验结果。

5.设计型实验内容①画出流程并设计程序实现8位逻辑电平显示模块的奇偶位的亮灭闪烁显示，闪烁间隔为1S。

②画出流程并设计程序实现8位逻辑电平显示模块的LED轮流点亮，间隔为1S。

③设计硬件连接图，画出流程并设计程序实现当拨码开关K0往上拨时，实现设计型实验内容步骤①，否则LED全灭；当开关K1往上拨时，实现设计型实验内容步骤②，否则LED全灭；当K0、K1同时往上拨的时候，LED全亮。

④累计INT0按键的中断次数，保存到内部RAM的30H单元。

6.扩展实验及思考①P0口做为基本的输入输出口与P1、P2、P3口有何区别？硬件上要如何设计保证它做为基本输入输出口与P1、P2、P3口的结果一致？设计电路及程序验证。

②利用P1口及LED显示器件，实现十字路口交通灯控制实验的模拟。

③采用外部中断的电平触发方式，编写并运行程序，观察运行结果。

记录一次按键动作，进入中断的次数。

实验二定时器计数器实验1.实验目的①掌握8051的定时器、中断系统编程方法；②了解定时器的应用、实时程序的设计和调试技巧。

2.预习要求①理解定时器的四种工作方式的异同点；②理解TMOD寄存器中GATE、C/T控制位的作用；③理解定时器中断服务程序的响应过程；④理解定时器实现精确定时的方法；⑤认真预习本节实验内容，设计出器件之间的实验连接线，自行编写程序，填写实验报告。

3.实验设备计算机1台；ZDGDTH-1型80C51实验开发系统1套；2号导线、8P数据线若干条；4.基础型实验内容①系统的时钟为12MHz，现欲实现10ms的精确定时，完成空白处程序填写，并在Keil环境运行程序，观察实验现象。

ORG 0000HMOV TMOD,#MOV TL0,#MOV TH0,#SETB TR0JNB TF0,$CLR TF0SJMP $END②如图2-1所示，假设采用P1.0口控制外部LED，用拨动开关控制外部中断，用二号导线将D2区80C51/C8051F020MCU模块的 P1.0、P3.2口分别与A 5区八位逻辑电平显示模块的L0、C6区八位逻辑电平输出K0相连。

在Keil环境运行以下程序，分别拨动K0于高低电平位置，观察实验现象，并说明所发生实验现象的原因。

图2-1 外部中断及LED显示电路ORG 0000HLJMP MAINORG 000BHLJMP TIMER0ORG 0030HMAIN: CLR P1.0MOV TMOD,#0AHMOV TL0,#50HMOV TH0,#50HSETB TR0SJMP $TIMER0: CPL P1.0RETIEND③用二号导线将80C51/C8051F020 MCU模块的P1.0与八位逻辑电平显示模块的任意一只发光二极管相连，全速运行下列程序，发光二极管隔一秒点亮一次，点亮时间为一秒。

流程图为：源程序：Tick equ 10000 ; 10000 x 100us = 1sT100us equ 20 ; 100us时间常数(6M)C100us equ 5h ; 100us记数单元LEDBuf BIT 00HLED BIT P1.0org 0000Hljmp Startorg 000BHLJMP T0IntORG 0100HT0Int: push PSWmov a, C100us+1jnz Goondec C100usGoon: dec C100us+1mov a, C100usorl a, C100us+1jnz Exit ; 100us 记数器不为0, 返回mov C100us, #HIGH(TICK);#high(Tick)mov C100us+1, #LOW(TICK);#low(Tick)cpl LEDBuf ；100us 记数器为0, 重置记数器，取反LEDExit: pop PSWretiStart: mov TMOD, #02h ; 方式2, 定时器mov TH0, #t100usmov TL0, #t100usmov IE, #10000010b ; EA=1, IT0 = 1setb TR0 ; 开始定时clr LEDBufclr P1.0mov C100us, #high(Tick)mov C100us+1, #low(Tick)Loop: mov c, LEDBufmov P1.0, csjmp Loopend5.设计型实验内容①编程使第1～4和5～8发光二极管循环点亮的时间分别为0.25s、0.5s、0.75s、1s。

②画出流程并设计程序实现采用定时器设计一分钟倒计时器。

③采用TIMER0的计数器工作方式，设计程序实现外部按键次数的计数。

6.实验扩展及思考①画出流程并设计程序实现24小时的实时时钟显示。

②画出流程并设计程序实现对100KHz频率TTL方波信号进行十分频，占空比为4：1的设计，并用示波器查看结果。

③基于测频原理，画出流程并设计程序实现测量外部脉冲信号的频率，并实时显示测量频率值。

实验三按键与显示实验1.实验目的①熟练运用keil环境对硬件接口进行调试。

②掌握IO扩展键盘的软硬件设计方法；③掌握数字转换成显示段码的软件译码方法；④掌握静态显示的原理和相关程序的编写。

⑤掌握动态显示的原理和相关程序的编写；2.预习要求①理解51单片机IO实现独立式键盘扩展的工作原理。

②理解8段数码管静态显示的电路工作原理，采用静态显示有何优缺点；③理解8段数码管动态显示的电路工作原理，采用动态显示有何优缺点；④理解8段数码管静态显示的IO控制方式及同步串行口控制方式如何实现软件设计；3.实验设备计算机1台；ZDGDTH-1型80C51实验开发系统1套；2号导线、8P数据线若干条。

4.基础型实验内容①查询式键盘和静态显示实验8个独立式键盘的电路如图2-1所示，串口扩展的6个静态数码管电路如图2-2所示。

设将P0口连接到键盘接口，则如果有键按下，相应的口线输出为低，否则输出为高。

单片机通过读取接口的状态，判断按下什么键。

有键按下后，要有一定的延时，防止由于键盘抖动而引起误操作。

8个按键的键值从右至左为0～7。

实验例程是查询按键操作，并将按下的键值在6个静态数码管上显示出来。

6个静态数码管与6片74LS164（串变并移位寄存器）连接，与单片机通过IO口连接，实现串行静态显示的控制。

电路图：图2-1 8个独立式按键电路DBUF EQU 30HDA T EQU P3.0CLK EQU P3.1ORG 0000HL0: MOV P1, #0FFHL1: MOV A, P1CJNE A, #0FFH,KEYPUTSJMP L1KEYPUT: CJNE A,#0FEH,NEXT1SJMP K0NEXT1: CJNE A,#0FDH,NEXT2SJMP K1……K0: MOV B,#00HLCALL DISPLJMP L0K1: MOV B,#01HLCALL DISPLJMP L0……LJMP L0DISP: MOV DBUF, BMOV DBUF+1,BMOV DBUF+2,BMOV DBUF+3,BMOV DBUF+4,BMOV DBUF+5,BMOV R0,#DBUFMOV DPTR,#TABMOV R2,#06HDP0: MOV A,@R0MOVC A,@A+DPTRMOV R3,#08HDP1: RLC AMOV DAT,CCLR CLKSETB CLKDJNZ R3,DP1INC R0DJNZ R2,DP0RETTAB: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH ; 0,1,2，3,4,5DB 7DH,07H,7FH,6FH,77H,7CH ; 6,7,8, 9,A,BDB 58H,5EH,79H,71H,00H,40H ; C,D,E,F, ,-END②动态显示实验6位动态数码管显示的接口电路设计如图2-3所示，假设P0口输出显示的段码，P2口输出位码，用8P数据线将80C51/C8051F020MCU模块的JD0（P0口）、JD2（P2口）分别与A7区的JD1A7、JD2A7相连；A7区的电源短路帽JD5A7打到右端。