单片机实验指导

《单片机原理及应用》

实验指导书

机械工程与自动化学院

机械电子工程系

实验一端口操作实验

一、实验目的

1．学习单片机端口操作的方法。

2．学习延时子程序的编写和使用。

3．学习数据输入、输出程序的设计方法。

二、实验预习要求

1．根据实验电路原理图，分析LED发光二极管点亮的条件；

2．阅读教材中有关I/O口的内容，熟悉I/O的基本结构和工作过程；根据实验任务设计出相应的调试程序。

三、实验设备及软件

1．JL51型单片机实验板

2．Keil开发环境软件

3．Proteus仿真软件

四、实验原理

P1、P2和P3口为准双向口，P1、P2和P3口的每一位都能独立定义为输出线或输入线。作为输入口线时必须向锁存器相应位写入“1”，该位才能作为输入。89C51中所有锁存器在复位时均置“1”，如果后来在锁存器写入过“0”，在需要时应写入“1”，使它再成为一个输入。

延时程序的实现常有两种方法，一是定时器中断来实现，一是用指令循环来实现，在系统时间允许的情况下可以采用后一种方法。

五、实验任务

P1口作输出口，P3口输入口，P3.2、P3.3接按键K1、K2，P3.4、P3.5接拨动开关K3、K4；P1口接发光二极管L1—L8。

1. K1、K2作为选择按键，L1、L5作为指示灯。要求编程实现以下功能：按下K1按键时，L1亮一段时间后熄灭；按下K2按键时，L5亮一段时间后熄灭。

2. K3作为左转弯开关，K4作为右转弯开关，L1、L5作为左转弯灯，L4、L8作为右转弯灯。要求编程实现以下功能：向上打K3时，左转弯灯L1、L5以一定频率闪烁；向下打K4时右转弯灯L4、L8以一定频率闪烁。（选做）

六、实验电路原理图

图1 端口操作实验电路

七、实验报告要求

整理好实验任务1、2中经JL51型单片机实验板或Proteus仿真软件正确运行的程序。

实验二中断实验

一、实验目的

1．掌握外部中断技术的基本使用方法

2．掌握中断处理程序的编写方法

二、实验预习要求

阅读教材中有关中断的内容，熟悉外部中断的初始化和中断服务程序的编写，根据实验任务设计出相应的调试程序。

三、实验设备及软件

1．JL51型单片机实验板

2．Keil开发环境软件

3．Proteus仿真软件

四、实验原理

MSC-51系列单片机有/INT0和/INT1两条外部中断请求输入线，用于输入两个外部中断源的中断请求信号，并允许外部中断源以低电平或下降沿触发方式来输入中断请求信号。/INT0和/INT1中断的入口地址分别是0003H和0013H。

TCON寄存器中的IT0和IT1位分别决定/INT0和/INT1的触发方式，置位时为下降沿触发，清零时为低电平触发。实际应用时，如果外部的中断请求信号在产生后能够在较短时间内自动撤销，则可以选择低电平触发。在中断服务程序里

要等待其变高后才能返回主程序，否则会再次触发中断，产生不必要的麻烦。如果外部的中断请求信号产生后可能长时间后才能撤销，则为了避免在中断服务程序里长时间无谓等待，可以选择下降沿触发。下降沿触发是“一次性”的，每次中断只会有1个下降沿，因此中断处理程序执行完后可以立即返回主程序，而不必等待中断请求信号恢复为高电平，这是一个重要的技巧。

1．外部中断的初始化主要包括：对中断允许控制寄存器IE中的中断的总允许即EA=1，外部中断允许即EXi=1（i=0或1）及外部中断控制寄存器TCON中的ITi（i=0或1）中断触发方式选择进行设置。当无须中断嵌套时，不需设置IP 中断优先级。

2．编写中断服务程序要注意：

（1）保护进入中断时的状态，并在退出中断之前恢复进入时的状态。

（2）必须在中断处理程序中设定是否允许中断重入，即设置EXi位。

五、实验内容

要求外部中断申请从/INT0（P3.2）输入并采用边沿触发方式，P3.2接一个按键，P1口接八个发光二极管，当按键按下一次时，将产生一次中断，使P1口内容加1，以记录中断次数。

六、实验电路原理图

图2 中断实验电路

七、实验报告要求

整理好实验任务中经JL51型单片机实验板或Proteus仿真软件正确运行的程序。

实验三定时/计数器实验

一、实验目的

1．学习掌握定时/计数器程序初始化的设计方法。

2．学习掌握定时/计数器方式1、方式2的使用编程方法。

3．进一步掌握中断处理程序的编程方法。

二、实验预习要求

1．阅读教材中有关定时/计数器的内容，熟悉定时/计数器的基本结构和工作过程；计算50ms定时/计数器时间常数；根据实验任务设计出相应的调试程序。

2．思考定时器四种工作方式的计数范围。

三、实验设备及软件

1．JL51型单片机实验板

2．Keil开发环境软件

3．Proteus仿真软件

四、实验原理

定时器操作的关键是计数初值的确定和定时器的初始化。

1．计数初值的确定定时器的计数周期与机器周期一样为振荡周期的12倍，本实验中的时钟频率为12MHZ，则定时器的计数周期为1µs。如要实现1s的延时，可将定时器T0设计工作于方式1，则最大计数值为65536。为方便起见，可设置计数初值为15536，使计数器从计数初值开始经历50000个脉冲周期，至最大计数值时产生溢出标志TF0，此时可产生0.05s延时。将R0设为20，每经历一次延时，R0中数值减1，即可产生1s延时。则计数初值x=15536D=3CB0H，故初始值为TH0=3CH，TL0=B0H。

2．定时器的初始化定时器的初始化主要是对TMOD相应位进行正确的设置并将计数初值送入定时器中，然后置位TR0启动定时器T0。由于定时器的溢出可以采用查询和中断两种方式，当采用中断方式时，还需对IE进行设置。

五、实验内容

本实验用JL51型单片机实验板中单片机的晶振为12MHZ。完成对接在P1端口的发光二极管闪亮控制程序的设计和调试。具体要求：

1．选择定时器T0为工作方式1，定时溢出时间为50ms，使P1口的8个发光二极管每隔1s循环闪亮。（查询方式）

2．选择定时器T0和T1为工作方式1，T0定时溢出时间为50ms，使P1.0口的发光二极管每隔1S交替闪亮。T1定时溢出时间为25ms，使P1.1口的发光二极管每隔0. 5S交替闪亮。（中断方式）

3．将T0定时器设定为工作方式2，使P1.0口的发光二极管每隔50ms交替闪亮。（选做）

六、实验电路原理图