【正文】 實 驗 指 導(dǎo) 書單片機原理與接口技術(shù)編者： 陳青華中科技大學(xué)武昌分校信息系2011年3月目 錄第一章 系統(tǒng)概述 4第二章 實驗指導(dǎo) 14一、實驗指導(dǎo)說明 14二、軟件實驗部分 14實驗一　清零程序 15實驗二 拆字程序 16實驗三　拼字程序 17實驗四 數(shù)據(jù)區(qū)傳送子程序 17實驗五 數(shù)據(jù)排序?qū)嶒?18實驗六 查找相同數(shù)個數(shù) 19實驗七 無符號雙字節(jié)快速乘法子程序 20實驗七　無符號雙字節(jié)快速乘法子程序 21實驗八　多分支程序 22實驗九 脈沖計數(shù)（定時/計數(shù)器實驗） 24實驗十 電腦時鐘(定時器、中斷綜合實驗) 28三、硬件實驗部分 33實驗一　P1輸出口亮燈實驗 34實驗二 P1口輸出轉(zhuǎn)向燈實驗 36實驗三 用P3口輸入，用P1口輸出實驗 40實驗四 工業(yè)順序控制實驗 43實驗五　8255 A，B，C口輸出方波實驗 46實驗六　8255　PA開關(guān)輸入，PB口輸出顯示實驗 47實驗七　8255模擬交通信號燈控制過程實驗 49實驗八　簡單I/O接口擴展實驗 52實驗九　A/D轉(zhuǎn)換實驗 54實驗十　D/A轉(zhuǎn)換實驗 57實驗十一　用8279擴展鍵盤、顯示接口實驗 61*實驗十二　用8255連接標(biāo)準(zhǔn)打印機接口實驗 65*實驗十三　用微型打印機打印字符/ 曲線/ 漢字實驗 67*實驗十四 DS12887日歷時鐘芯片應(yīng)用實驗 71實驗十五 I178。C存儲卡讀寫實驗 83*實驗十六 ISD1420語音芯片錄音實驗 92*實驗十七 ISD1420語音芯片放音實驗 96實驗十八　單片機外接繼電器控制實驗 99實驗十九　單片機控制步進電機實驗 101實驗二十　單片機擴展8253產(chǎn)生方波實驗 109實驗二十一 單片機控制微型直流電機調(diào)速實驗 111實驗二十二 單片機控制16*16點陣LED顯示實驗 114實驗二十三 單片機連接128*64點陣LCD液晶顯示器實驗 119實驗二十四 單片機擴展8250串行接口實驗 128實驗二十五 單片機擴展8251串口與PC機通訊實驗 135實驗二十六 單片機用RS232/RS485串行發(fā)送數(shù)據(jù)實驗（雙機通訊） 142實驗二十七 單片機用RS232/RS485串行接收數(shù)據(jù)實驗（雙機通訊） 149實驗二十八 單片機接溫度壓力傳感器實驗 151實驗項目(一)軟件實驗（1）清零程序；（2）拆字程序；（3）拼字程序；（4）數(shù)據(jù)區(qū)傳送子程序；（5）數(shù)據(jù)排序?qū)嶒?；?）查找相同數(shù)據(jù)個數(shù)；（7）無符號雙字節(jié)快速乘法子程序；（8）多分支程序；（9）脈沖計數(shù)實驗；（10）電腦時鐘實驗。(二)硬件實驗（1）P1口輸出亮燈實驗；（2）P1口輸出轉(zhuǎn)彎燈實驗；（3）用P3口輸入，用P1口輸出實驗；（4）工業(yè)順序控制實驗；（5）8255 A，B，C口輸出方波實驗；（6）8255　PA開關(guān)輸入，PB口輸出顯示實驗；（7）8255模擬交通信號燈控制過程實驗；（8）簡單I/O接口擴展實驗；（9）A/D轉(zhuǎn)換實驗；（10）D/A轉(zhuǎn)換實驗；（11）用8279擴展鍵盤、顯示接口實驗；*（12）用8255連接標(biāo)準(zhǔn)打印機接口實驗；*（13）用微型打印機打印字符/ 曲線/ 漢字實驗；*（14）DS12887日歷時鐘芯片應(yīng)用實驗；（15）I178。C存儲卡讀寫實驗；*（16）ISD1420語音芯片錄音實驗；*（17）ISD1420語音芯片放音實驗；（18）單片機外接繼電器控制實驗；（19）單片機控制步進電機實驗；（20）單片機擴展8253產(chǎn)生方波實驗；（21）單片機控制微型直流電機調(diào)速實驗；（22）單片機控制16*16點陣LED顯示實驗；（23）單片機連接128*64點陣LCD液晶顯示器實驗；（24）單片機擴展8250串行接口實驗；（25）單片機擴展8251串口與PC機通訊實驗；（26）單片機用RS232/RS485串行發(fā)送數(shù)據(jù)實驗（雙機通訊）；（27）單片機用RS232/RS485串行接收數(shù)據(jù)實驗（雙機通訊）；（28）單片機接溫度壓力傳感器實驗；注：實驗項目前打*星號為選配擴展卡實驗。DICE3000型51/96通用單片機仿真器相關(guān)介紹詳見DICE3000型使用說明或本實驗指導(dǎo)書的相關(guān)介紹。第一章 系統(tǒng)概述一：恒科 超想3000仿真機的使用方法：在桌面點擊“HK51系列仿真開發(fā)系統(tǒng)”出現(xiàn)如下畫面：“新建”/“打開”一個 ASM 匯編源程序“編譯/匯編！”ASM 文件，生成包括HEX 16進制文件在內(nèi)的系列文檔。 如果編譯沒有通過，則根據(jù)提示修改程序的語法錯誤，直到編譯成功。插入仿真頭到應(yīng)用板上，通電后用“單步”或“連續(xù)”運行，觀察CPU內(nèi)部RAM，各個特殊功能寄存器內(nèi)容的變化，以及應(yīng)用板上設(shè)計的顯示等變化。如果達(dá)不到設(shè)計效果和要求，則需要重新考慮修改程序上的邏輯錯誤，直到完善為止。要想了解更多超想3000仿真機的使用方法，請查閱 《單片機原理及其接口技術(shù)實驗》朱定華 編著 教材 附錄A（超想3000仿真機使用說明） 圖11 HK51系列仿真開發(fā)系統(tǒng)仿真軟件窗口圖示2 源文件的建立和打開 建立新文件 執(zhí)行“文件/新文件”菜單命令或單擊工具欄按鈕即出現(xiàn)一個源文件編輯窗口，您可以在 編輯窗口中輸入源程序代碼，完成后用“文件/存儲”命令將文件存到磁盤上。如果源文件是 新建立的` Super image3000 Win98則會彈出文件列表框要求您輸入要保存的文件名，再單擊 “保存”即可。 打開一個文件 執(zhí)行“文件/打開文件”菜單命令或單擊工具欄按鈕即出現(xiàn)打開文件列表框，您可用鼠標(biāo) 直接點擊顯示在列表框內(nèi)文件名或者也可在輸入框內(nèi)直接輸入，再單擊“打開”按鈕，屏幕 即出現(xiàn)一個文件編輯窗口，顯示您選取的文件內(nèi)容。 編譯單個源程序文件 當(dāng)您已經(jīng)建立或打開了一個源程序文件，您就可以使用“編譯/文件編譯、連接、裝載” 命令或單擊工具欄按鈕即可對當(dāng)前源文件進行編譯、連接，如果源文件存在錯誤，即彈出“編 譯連接產(chǎn)生錯誤”對話框，單擊“OK”，編譯錯誤信息便出現(xiàn)在“編譯連接信息”窗口，雙擊 錯誤信息行，光標(biāo)便自動跳轉(zhuǎn)到源文件編輯窗口的出錯行，以便您進行修改。如果源程序文 件沒有錯誤，即彈出“編譯、連接成功”對話框。 編譯、連接成功6．2 源文件的裝載 在源文件編輯窗口或已打開工程文件后即可用“編譯/編譯、連接、裝載”菜單命令或 單擊工具欄按鈕即可對當(dāng)前源文件或當(dāng)前工程組進行編譯、連接，并裝載到ROM。 當(dāng)源文件通過編譯并生成目標(biāo)代碼時，您可直接將其目標(biāo)代碼（*．OMF *．HEX *．BIN *．OBJ *．O）裝入ROM，方法是執(zhí)行“編譯/裝載”菜單命令或單擊工具欄按 鈕，再選擇要裝載的代碼文件。例如demo．a(chǎn)sm已通過編譯并生成代碼，您可直接裝載 demo．omf文件。如果裝載的文件不含調(diào)試信息，調(diào)試窗口則以反匯編方式顯示。 您也可用此方法裝載從編程器上讀取的代碼文件。 注意：當(dāng)源文件經(jīng)過修改，必須使用重新編譯裝載。 無論您使用何種方法裝載，系統(tǒng)均提示編譯、連接成功。 單擊“OK”確認(rèn)后，即打開調(diào)試窗口。使用調(diào)試窗口調(diào)試源程序 您可以在程序調(diào)試窗口中對用戶程序設(shè)置或清除斷點、開始或中止仿真、進行單步操作 以及觀察變量等。 菜單及其命令 菜 單用 途 文件菜單建立、打開、保存源文件，關(guān)閉當(dāng)前窗口，輸出列表表文件，退出IDE 編輯菜單對活動窗口有關(guān)內(nèi)容進行編輯 編譯菜單源程序編譯、連接、裝載，瀏覽模塊，設(shè)置編譯選項 調(diào)試菜單單步、斷點、連續(xù)運行方式，增加變量，程序復(fù)位，程序暫停，設(shè)置PC。 工程菜單建立、打開、編輯、關(guān)閉工程，打開工程文件列表。 設(shè)置菜單設(shè)置仿真模式及通訊端口。 視圖菜單查看調(diào)試、寄存器、存儲器、變量、編譯信息窗口。 窗口菜單層疊、平鋪及關(guān)閉所有窗口，選擇已打開的窗口。 幫助菜單顯示關(guān)于Super image3000的版本信息。 菜單及其用途列表 （1） 文件菜單 建立一個新的源文件。 彈出對話框，選取列表中的文件或在輸入框輸入文件名，單擊“打開”，文件編輯窗 口即顯示該文件內(nèi)容。 關(guān)閉 關(guān)閉當(dāng)前的活動窗口。 將當(dāng)前編輯窗口中的文件存到磁盤上。 另存為 將當(dāng)前編輯窗口中的文件換成另一個文件名再存盤。 輸出列表文件 將當(dāng)前ROM地址空間的代碼保存為LST列表文件。 彈出文件列表對話框，輸入要保存的文件名并單擊“保存”。 執(zhí)行該命令可退出Super image3000 Win98。 （2） 編輯菜單 注意：編輯菜單為Super image3000 Win98的動態(tài)菜單，當(dāng)激活不同的窗口時該菜單命 令也隨之變化；關(guān)閉所有窗口后該菜單也自動關(guān)閉。現(xiàn)以源文件編輯窗口為例向您說明該菜 單（假設(shè)已激活源文件編輯窗口）。該菜單的其它命令將在以后的章節(jié)為您詳細(xì)說明。我們特 別建議您使用IDE快捷菜單。 使用該命令能恢復(fù)文件編輯中最后一次所做的修改。 清除編輯窗口中選定的文件，并放置在剪貼板上。只有在選定文本后，這一命令才有效。 放置在剪帖板上的文件始終保留在那里，直到新內(nèi)容替換掉它們。 使用該命令可將選定的文本復(fù)制到剪貼板上。只有在選定文本后，這一命令才有效。 復(fù)制到剪貼板上的文本將替換掉先前的內(nèi)容 。 使用該命令可以將剪貼板內(nèi)容插入到當(dāng)前編輯窗口的光標(biāo)位置。如果在編輯窗口中已選 定內(nèi)容。使用該命令可用剪貼板上的內(nèi)容替換掉選定的內(nèi)容。 如果剪貼板上無內(nèi)容，這一命令將是無效的。 使用該命令可以在當(dāng)前編輯窗口中查找文本字符串。 該命令包含兩參數(shù)，您可選擇使用： Whole Word 整字匹配 Match Case 區(qū)分大小寫 查找下一個 Ctrl+L 使用該命令可以繼續(xù)查找在“查找”命令中指定的文本。 使用該命令可以跳轉(zhuǎn)到編輯窗口中指定的行。 字體 對編輯窗口中的文本進行字體、字號、顏色等設(shè)置。 刷新 重新顯示當(dāng)前編輯窗口。 （3） 編譯菜單 編譯、連接 對當(dāng)前編輯窗口源文件或當(dāng)前工程組進行編譯、連接，生成目標(biāo)代碼。 編譯、連接、裝載 Ctrl+F9 對當(dāng)前編輯窗口源文件或當(dāng)前工程組進行編譯、連接，并將生成的目標(biāo)代碼裝入ROM。 裝載 F3 將磁盤上存在的目標(biāo)代碼直接裝入ROM。 瀏覽模塊 Ctrl+F3 該命令可在調(diào)試窗口中瀏覽源文件內(nèi)容，通常適用于瀏覽工程組中的源文件。 編譯選項 使用該命令您可設(shè)置源文件編譯的各選項。 （4） 調(diào)試菜單 連續(xù)運行 F9 執(zhí)行該命令便開始連續(xù)運行用戶程序，當(dāng)遇到斷點或按下Esc暫停鍵時停止。 運行到指定地址 F5 以連續(xù)方式運行程序，運行到指定的地址停下。如果在源文件方式下調(diào)試，可以選擇符 號地址。 運行到光標(biāo)處 F4 以連續(xù)方式運行程序，運行到光標(biāo)所在行停下。如果光標(biāo)移在非執(zhí)行語句行，將不響應(yīng)此命 令。 單步運行 F7 逐步運行用戶程序，遇到調(diào)用子程序，則跟蹤進入子程序運行。 宏單步運行 F8 逐步運行用戶程序，遇到調(diào)用子程序，一步執(zhí)行完整個過程而不進入子程序運行。 自動單步 以連續(xù)單步方式運行用戶程序。 自動宏單步 以連續(xù)宏單步方式運行用戶程序。 增加變量 Ctrl+F5 將程序中想要觀察的變量增加到變量窗口，在程序運行時您要隨時觀察變量的內(nèi)容。 設(shè)置或清除斷點 Ctrl+F8 當(dāng)光標(biāo)移到調(diào)試窗口可執(zhí)行語句行時，可以用該命令設(shè)置斷點，重復(fù)該命令也可清除斷 點。 技巧：將鼠標(biāo)移到調(diào)試窗口的可執(zhí)行語句行左側(cè)，單擊鼠標(biāo)即可設(shè)置斷點。重復(fù)此操作 也可清除斷點。 瀏覽斷點 執(zhí)行此命令即彈出對話框，您可通過對話框查看斷點個數(shù)、斷點所在的模塊、斷點地址、 斷點在源文件中的行號，您也可用此命令增加或清除斷點。 清除所有斷點 該命令可清除各個調(diào)試模塊中所有設(shè)置的斷點。 復(fù)位 Ctrl+F2 該命令可對（目標(biāo)系統(tǒng)）CPU復(fù)位，同時將PC指針回復(fù)到裝載文件的初始值（如0000）。 重新開始運行 將當(dāng)前PC置初始值（如0000）后再以連續(xù)方式運行。 暫停 Esc 該命令可停止當(dāng)前程序的運行（適用于連續(xù)運行、自動單步/自動宏單步運行方式），返回 待令狀態(tài)。 夭折處理 強制停下當(dāng)前正在運行的程序。一般來講，“暫停”命令即可停止，如果正在運行和程序 無法用“暫?！泵钔Ｖ?，可使用此命令。 設(shè)置PC 將當(dāng)前PC指針指向您輸入的地址。如果在源文件方式下調(diào)試，可以選擇符號地址。 PC=當(dāng)前地址 將PC指針指向當(dāng)前光標(biāo)所在的可執(zhí)行語句行。 （5） 工程菜單 新建 打開文件列表框，創(chuàng)建新工程文件。 打開 彈出文件列表框，打開已存在的工程文件。 編輯 打開對話框，增加或刪除工程中的文件。 關(guān)閉 關(guān)閉當(dāng)前使用的工程文件。 文件列表 打開工程文件列表對話框，可指定編輯工程中的源文件。 （6） 設(shè)置菜單 仿真模式 打開對話框，可對仿真CPU、RAM、ROM讀寫控制等選項進行設(shè)置。 通訊端口選擇 選擇與仿真器實際連接的通訊端口。 重新連接 通訊失敗、檢查硬件連接或重新選擇通訊端口后，該命令可重新進行通訊測試。 （7） 視圖菜單 調(diào)試 打開程序調(diào)試窗口。如果未裝載程序，可看到隨機代碼。 寄存器 打開寄存器窗口。您可對該窗口進行增加、刪除操作。 存儲空間1/2 IDE允許同時打開兩窗口，可在該窗口切換查看程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、CPU內(nèi)部存 儲器、特殊寄存器等內(nèi)容。 變量 打開變量窗口，可隨時觀察變量的變化。 編譯連接信息 打開編譯連接信息窗口，可查看源文件編譯是否有錯。 （8）窗口菜單 層疊 以重疊方式排列已打開的窗口，但保持每窗口的標(biāo)題欄都可見。 水平平鋪 把已打開的窗口水平排列，使已打開的窗口都可見。 垂直平鋪 把已打開的窗口垂直排列，使已打開的窗口都可見。 關(guān)閉所有窗口 關(guān)閉所有已打開的窗口。 選擇“窗口”菜單下已打開窗口的名稱及編號可以激活該窗口。 （9） 幫助菜單 關(guān)于 顯示關(guān)于Super image3000 Win98集成開發(fā)環(huán)境的版本信息，及Win98環(huán)境與DOS環(huán)境 下編輯器偽指令使用上的區(qū)別。二、TOP系列編程器使用的簡要說明TOP2005型編程器具有體積小巧，功耗低 ，可靠性高的特點，是專為開發(fā)單片機和燒寫各類存儲器而設(shè)計的通用機型。TOP2005采用USB通用串口與PC機連接通信，傳輸速率高，抗干擾性能好，可靠性能極高，而且無需外接電源，特別適合電池供電的筆記本電腦外出使用。其特點：1．可支持25~65V的器件。2．使用USB接口電源，不必外接電源。3．通過USB通用串口與PC機連接，傳送速率12mh/s。4．即適合電池供電的筆記本電腦使用，也適合臺式機使用。5．完善的過電流保護，有效地保護編程器和器件不受損害。6．USB負(fù)載能力檢測(0至10級)。7．全插腳檢查，可以檢查出任意一個插腳的的接觸狀態(tài)。8．40針進口萬能鎖緊插座。9．在WINOWS98SE/ME/200O/XP下運行。10．塑料機殼，體積小，重量輕，功耗低。11．可自動探測廠家和型號。12．單片機定時，編程速度與計算機無關(guān)。一：芯片操作11常規(guī)步驟 連接好TOPwin，電源指示燈 (紅色)亮。 運行TOPWin，exe。工作指示燈 (綠色)亮。在主菜單中選擇文件，裝載數(shù)據(jù)到文件緩沖區(qū)。如下圖所示：找到文件夾，選擇HEX類型（ASM文件編譯后生成的16進制文件）文件。二： 將芯片插在插座上并鎖緊，準(zhǔn)各對器件進行讀寫操作。操作萊單：選擇型號，對應(yīng)的工具按鈕為型號，執(zhí)行后彈出選擇廠家/型號窗口:芯片型號的選擇過程按照:類型一)生產(chǎn)廠家一)型號的順序確定芯片型號。如下圖所示： ●在首行查找右邊鍵入關(guān)鍵字，如51，這一步可以省略。 ●在類別框中選擇芯片類型，如電擦除存儲器。 ● 在制造廠家列表框中選擇生產(chǎn)廠家，例如選擇 ATMEL。 ●在器件型號列表框中選擇芯片 型號。例如選擇AT89C52。如果選擇的是存儲器，可以按探測廠家代碼取得2字節(jié)代碼，第一字節(jié)代表生產(chǎn)廠家，第二字節(jié)代表型號。 然后，按確認(rèn)進入讀寫操作。 2．讀寫器件:對應(yīng)的工具按鈕為讀寫，由于芯片的類型不同，相應(yīng)的讀寫窗口也略有不同。分別敘述如下: 1讀寫并口存儲器 以89c52為例，在選擇廠家/型號窗口中選擇 類型 電擦除存儲器 選擇廠家 ATMEL 器見型號 AT89C52 按確認(rèn)鍵，彈出單片機讀寫窗口如下:●寫器件: 寫器件操作是把緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)燒寫到芯片申。文件開始地址和器件開始地址默認(rèn)為0，隱含燒寫該器件的全部單元，數(shù)據(jù)長度最大可達(dá)六位十六進制 (HEX)數(shù)字，最大地址空間8M。用戶也可以根擁需要對開始地址進行修改，達(dá)到部分燒寫的目的。 寫器件過程由進展條直觀顯示，燒寫過程中，程序自動進行校驗，如碰到不能寫入的單元時，將退出寫操作，并顯示出錯地址、緩沖區(qū)數(shù)據(jù)和芯片數(shù)據(jù)內(nèi)容。特別注意: 器件在寫之前必須特別要注意芯片型號不能搞錯，由于芯片類型不同，使用的編程電壓可能不一樣，否則會損壞器件或設(shè)備。確認(rèn)所有設(shè)置正確無誤后，將待編程的器件插到器件插座上，拉平鎖緊扳手?！褡x器件: 將芯片中的全部數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)，分頁顯示到數(shù)據(jù)窗口，讀出過程由進展條直觀顯示。用戶可對讀出的數(shù)據(jù)進行修改，存盤(文件格式必須與芯片內(nèi)的固化文件格式一致)?！癫脸? 擦除芯片存儲器的全部內(nèi)容，擦除后全為FF。只有電擦除器件可以用這個命令，EPROM需用紫外線擦除?！駲z查空片: 器件在寫入之前，要檢查是否空片?？掌拿總€字節(jié)都是FF(十六進制)。檢查過程由進展條直觀顯示，當(dāng)發(fā)現(xiàn)非空單元，將退出檢空操作，并顯示非空單元的地址和數(shù)據(jù)。 該操作檢查EPROM的所有地址空間，與設(shè)置的器件開始地址和數(shù)據(jù)長度無關(guān)。EPROM可用紫外燈照射后冉槍查，仍通不過則器件己損壞?！裥?shù)據(jù): 該操作把緩沖區(qū)內(nèi)的數(shù)擁與