【正文】 教 案 課 程 名 稱 單片機(jī)原理及接口技術(shù) 實(shí)驗(yàn) 學(xué) 時(shí) (學(xué) 分 ) 24（ ） 適 用 班 級(jí) 應(yīng)用電子 技術(shù) 班 授 課 教 師 教 師 職 務(wù) 講師 教 學(xué) 單 位 交通與汽車工程 學(xué)院 第 頁 實(shí)驗(yàn)教案（首頁） 實(shí)驗(yàn)課程名稱 單片機(jī)原理及接口技術(shù)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí) 24 □ 獨(dú)立設(shè)課 √ 非獨(dú)立設(shè)課 實(shí)驗(yàn)課類別 □ □ √ □ 任課教師 職稱 講師 授課對象 年級(jí)： 專業(yè)： 應(yīng)用電子 技術(shù) 班級(jí)： □本科 √專科 教材和 主要參考資料 單片機(jī)原理及接口技術(shù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書 交通與汽車工程學(xué)院 2020 萬隆、巴奉麗 單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 清華大學(xué)出版社 教學(xué)目的和 教學(xué)要求 通過實(shí)驗(yàn) , 進(jìn)一步掌握 51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)原理，了解單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)基本方法與技巧，初步掌握單片機(jī)匯編語言設(shè)計(jì)的方法和軟硬件調(diào)試的步驟、方法 ，增加感性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力，為今后的工作打好良好的基礎(chǔ)。 教學(xué)重點(diǎn)和 教學(xué)難點(diǎn) 重點(diǎn)： 單片機(jī)工作原理及接口技術(shù) 難點(diǎn)： 程序設(shè)計(jì) 教學(xué)進(jìn)程安排 課次 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（實(shí)驗(yàn)內(nèi)容） 學(xué)時(shí) 備 注 1 匯編語言調(diào)試 （ 在 Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境下使用工程的方法來管理文件 ，學(xué)會(huì)簡單的匯編程序調(diào)試 ） 2 第 頁 2 簡單 I/O 口實(shí)驗(yàn) （ P0 口作輸出口，接 8 只發(fā)光二極管，編寫程序，使發(fā)光二極管循環(huán)點(diǎn)亮。 ） 2 3 定時(shí)器（方式一） （ 用單片機(jī)的定時(shí) /計(jì)數(shù)器產(chǎn)生一秒的定時(shí)時(shí)間，作為秒計(jì)數(shù)時(shí)間，當(dāng)一秒產(chǎn) 生時(shí)，秒計(jì)數(shù)加 1，秒計(jì)數(shù)到 9 時(shí)，自動(dòng)從 0 開始 ） 2 4 中斷方式獨(dú)立按鍵 （ 在 數(shù)碼 管上顯示數(shù)字 0 ~ 9。具體 要求為： 每按一下微動(dòng)開關(guān)即引起一次外部中斷， 每按一次 外部中斷 0 端口 按鍵， CPU 在執(zhí)行中斷服務(wù)程序時(shí)將 數(shù)碼管上的顯示值加 1；每按一次 外部中斷 1 端口 按鍵， CPU 在執(zhí)行中斷服務(wù)程序時(shí)將 數(shù)碼 管上的顯示值 減 1。 ） 2 6 數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn) （ P0 端口接數(shù)碼管的字形碼筆段， P3 口 接一個(gè)開關(guān)，當(dāng)開關(guān)接高電平時(shí)，顯示 “HELLO”字樣；當(dāng)開關(guān)接低電平時(shí)，顯示 “12345”字樣 。 ） 4 8 8X8 LED 點(diǎn)陣顯示技術(shù) （ 利用 8 8LED 點(diǎn)陣顯示 不同的 字樣 、圖形符號(hào) 。采用單片機(jī)作為整個(gè)控制搭電路的核心，并編制軟件程序，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)輪流顯示。 ） 4 10 44 矩陣式鍵盤識(shí)別技術(shù) （ 用 單片機(jī) 的并行口 P1 接 44 矩陣鍵盤，以 － 作輸 出 線，以 － 作輸 入 線 ， 在數(shù)碼管上顯示每個(gè)按鍵的 “0－ F”序號(hào)。 ） 4 11 直流電機(jī)調(diào)速 （ 利用單片機(jī)對直流電機(jī)調(diào)速。通過外部按鍵改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，每按一次按鍵改變一次直流電機(jī)轉(zhuǎn)速，同時(shí)數(shù)碼管顯示當(dāng)前的速度檔級(jí) 1（高速）、 4（低速） ） 2 12 數(shù)字測溫的系統(tǒng)設(shè)計(jì) （ 完成數(shù)字測溫系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)：能夠準(zhǔn)確的顯示室溫。 ） 2 第 頁 實(shí) 驗(yàn) 教 案 課題 (項(xiàng)目 )名稱 : 匯編語言調(diào)試 計(jì)劃學(xué)時(shí) : 2 實(shí)驗(yàn)類型 : □ √ □ □ □ 授課日期 : 年 月 日 第 周 星期 第 節(jié) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? Vision 集成開發(fā)工具編寫、編譯、調(diào)試單片機(jī)匯編語言程序的方法。 A51 匯編語言的編 程方法。 。 【實(shí)驗(yàn)要求】 在 Keil C51 集成開發(fā)環(huán)境下使用工程的方法來管理文件，學(xué)會(huì)簡單的匯編程序調(diào)試 【實(shí)驗(yàn)設(shè)備】 PC 機(jī)、 Keilμ Vision 集成開發(fā)環(huán)境 。 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 1. 建立工程 打開 KEIL 軟件，先新建一個(gè)文件夾，以方便工程的管理。點(diǎn)擊 Project,然后選擇 New Project, 選擇保存目錄為剛才新建的目錄，彈出 Select Device for Target ?Target 1?對話框。 在“ Data base”欄內(nèi)選擇 ATMEL\ AT89C52 或者 AT89S52,單擊“確定”后在彈出的對話框中選“是”，這是這是添加標(biāo)準(zhǔn) 80C51 啟動(dòng)代碼到工程。 單擊“ file\new”新建文件，并保存到前面新建的目錄用，下來進(jìn)行編程。若 C 語言編寫程序并保存為“ .c”格式，若或用 C 語言編寫程序并保存為“ .asm”格式。程序編寫好后，在 Source Group 1 上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的選項(xiàng)框中點(diǎn)擊 Add Files To Group Source Group 1，選擇需要添加的 C 語言或匯編語言的源文件。再雙擊 Source Group 1，便可 以看到所添加的文件了，雙擊“ .C”或“ .asm”文件，就可以看到源文件了。 注意，對初學(xué)者，一個(gè)工程里只能有本程序 ，無關(guān)的程序要?jiǎng)h除，新試驗(yàn)一個(gè)程序最好重新建工程，以保證一個(gè)工程里只有你要試驗(yàn)的那一個(gè)程序。 2. 編寫程序 程序?yàn)椋? MOV A,45H MOV B,37H MOV 30H,A 第 頁 ADD A,B MOV R0,A MOV DPTR,0200H MOVX @DPTR,A END 3．程序調(diào)試 （ 1） . 編譯通過后，點(diǎn) debug 下的 start/stop 開始調(diào)試， step 和 step over 都是單步調(diào)試，step 是遇到子程序或中斷也要進(jìn)入進(jìn)行單步調(diào)試， step over 是遇到子程序或中斷當(dāng)一句一次執(zhí)行完。本程序物子程序，二者是一樣的。執(zhí)行一句得到： 可見 A 中的值為 45H， B 中還為 0， 是將要執(zhí)行的語句，再執(zhí)行一步，可見： B 中數(shù)據(jù)為 37H （ 2） 點(diǎn) view ?memory windows，再輸入 D:0 回車，得到： 可見 30H 處為 00（內(nèi)存默認(rèn)是一般為 0），再執(zhí)行一步得到： 第 頁 可見 30H 處為 45H， 再執(zhí)行一步，得到： A 中的值為 (A)+(B)=45H+37H=7CH，并且可見 DPTR 中為 0000 再執(zhí)行一步，得到： 可見 R0 中為 7CH。 同時(shí)可見片內(nèi)地址 00H 處為 7CH，因?yàn)?(在缺省時(shí) )R0 就是片內(nèi)地址 00H， 再執(zhí)行一步，得到： 可見 DPTR 中為 0200H 再執(zhí)行一步，并輸入 X:200H 回車，得到： 第 頁 可見片外 RAM 的 200H 單元處的值為 7CH。 （ 3） 對片內(nèi)片外 RAM 賦值，也可以不在程序前賦值，在程序調(diào)試前直接到地址處賦值。 如想對片外 200H 處賦值 6EH，點(diǎn) view ?memory windows，輸入 X:200H 回車， 得到： 直接雙擊 X:200H 處，輸入 6E 即可得： 【實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求】 1．寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?nèi)容； 2．寫出實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題及解決方法； 3． 對實(shí)驗(yàn)提出建議 。 第 頁 實(shí) 驗(yàn) 教 案 課題 (項(xiàng)目 )名稱 : 跑馬燈 計(jì)劃學(xué)時(shí) : 2 實(shí)驗(yàn)類型 : □ □ □ √ □ 授課日期 : 年 月 日 第 周 星期 第 節(jié) 【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹? 1． 熟悉實(shí) 驗(yàn)系統(tǒng)的使用及調(diào)試方法 ； 2． 學(xué)習(xí)匯編語言 及 51C 語言 程序編寫 ； 3． 學(xué)習(xí) I/O 口的使用方法 ； 4． 學(xué)習(xí)延時(shí)子程序的編寫和使用。 【實(shí)驗(yàn) 要求 】 1． P0 口作輸出口，接 8 只發(fā)光二極管，編寫程序，使發(fā)光二極管循環(huán)點(diǎn)亮。 2． 利用取表的方法，使端口 P0 做 循環(huán) 的變化 ，第一步：每隔一個(gè)點(diǎn)亮；第二步：每隔兩個(gè)點(diǎn)亮；第三步每隔 4 個(gè)點(diǎn)亮；最后全部點(diǎn)亮、熄滅 閃爍 2 次（延時(shí)的時(shí)間 秒）。 【實(shí)驗(yàn)設(shè)備】 PC 機(jī)、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板、 USB 連接線、 Keil 181。 Vision2 編譯軟件、 程序?qū)懭胲浖? 【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容】 一、單片機(jī)開發(fā)流程 PL2303 驅(qū)動(dòng)的安裝 若電腦是第一次連上實(shí)驗(yàn)板，安裝“ USB 轉(zhuǎn)串口的驅(qū)動(dòng)” PL2303 驅(qū)動(dòng)。 請注意以下幾點(diǎn)： 1．安裝完成之后，按照提示的信息，必須重啟計(jì)算機(jī)。 2．如果電腦已經(jīng)安裝此驅(qū)動(dòng)或同類不同版本的驅(qū)動(dòng)時(shí)，必須先刪除原驅(qū)動(dòng)后，重啟計(jì)算機(jī)，才能再次安裝。否則，將提示“無法安裝新硬件”。 3．請不要使用同類其它版本的驅(qū)動(dòng)，否則將會(huì)影響開發(fā)箱使用性能。 4．安裝好 PL2303 “ USB 轉(zhuǎn)串口的驅(qū)動(dòng)”后，下次連接實(shí)驗(yàn)板后不需要重新安裝。 程序的編譯 打開 KEIL 軟件，先新建一個(gè)文件夾，以方便工程的管理。點(diǎn)擊 Project,然后選擇 New Project, 選擇保存目錄為剛才新建的目錄，彈出 Select Device for Target ?Target 1?對話框。 在“ Data base”欄內(nèi)選擇 ATMEL\ AT89C52 或者 AT89S52,單擊“確定”后在彈出的對話框 第 頁 中選“是”，這是 這是添加標(biāo)準(zhǔn) 80C51 啟動(dòng)代碼到工程 。 單擊“ file\new”新建文件，并保存到前面新建的目錄用，下來進(jìn)行編程。若 C 語言編寫程序并保存為“ .c”格式，若或用 C 語言編寫程序并保存為“ .asm”格式。程序編寫好后，在 Source Group 1 上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，在彈出的選項(xiàng)框中點(diǎn)擊 Add Files To Group Source Group 1，選擇需要添加的 C 語言或匯編語言的源文件。再雙擊 Source Group 1，便可以看到所添加的文件了，雙擊“ .C”或“ .asm”文件，就可以看到源文件了。 編寫、修改好程序保存后，單擊“ Project/Options for target1 ”或工具欄中的 圖標(biāo)進(jìn)行設(shè)置，點(diǎn)擊“ OUTPUT”。 注意：在“ Create HEX 這個(gè)選項(xiàng)前打鉤，以便生成 HEX 代碼。 然后先后點(diǎn)擊“ Project/Rebuiled all target files ”、“ Project/Builed target ”或工具欄中中的第一個(gè)和第三個(gè)圖標(biāo)按鈕，這樣就可以生成 *.HEX 文件了。 程序的下載 1．打開 軟件 。 2．在 MCU TYPE 中選擇芯片，這里選擇 STC90C516RD+。 3．單擊“打開程序文件”選擇要下載的 HEX 文件。 4．接好 USB 線（注意現(xiàn)在讓 開發(fā)板處于關(guān)電狀態(tài)，開關(guān)在開發(fā)板的右下角 (KP 按鍵））。 5． COM 口選擇插上 USB 線時(shí)“設(shè)備管理器”中的“端口”中看到的 COM 口。 6．選擇波特率，如果下載的時(shí)候，提示了“握手失敗”，那么需要給開發(fā)板最高波特率，最低波特率都設(shè)置到 2400。 7．按 STCISP 軟件上面的“ DOWNLOAD/下載”，然后再給單片機(jī)上電，至此，就將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)了。 二、硬件電路連接 把 “單片機(jī)系統(tǒng) ”區(qū)域中的 － 用 8 芯排線連接到 “八路發(fā)光二極管指示模塊 ”區(qū)域中的 L1－ L8 端口上，要求： 對應(yīng) 著 L1， 對應(yīng)著 L2， ?? ， 對應(yīng)著 L8。 如圖所示： 第 頁 【實(shí)驗(yàn)設(shè)備】 PC 機(jī)、單片機(jī)實(shí)驗(yàn)板、 USB 連接線、 Keil 181。 Vision2 編譯軟件、 程序?qū)懭胲浖? 【實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求】 1．寫出實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?nèi)容； 2． 畫出實(shí)驗(yàn)連線圖 ， 列出實(shí)驗(yàn)的匯編程序 ； 3．寫出實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題及解決方法； 4． 分析結(jié)果，得出結(jié)論。 【 參考程序 】 1. P0 口作輸出口，接 8 只發(fā)光二極管，編寫程序，使發(fā)光二極管循環(huán)點(diǎn)亮。 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0030H MAIN: MOV P2 , 00 MOV P0 , 0FEh MOV A ,P0 LOOP: RL A LCALL DELAY MOV P0,A LCALL DELAY SJMP LOOP 第 頁 DELAY: M