單片機實訓指導書

《物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)單片機課程實訓指導書》

一、實訓要求

豐臺職業(yè)教育中心學校

1、理解單片機的工作原理。2、掌握單片機編程的一般方法。3、熟練使用單片機開發(fā)系統(tǒng)。

4、能用匯編語言編制和調(diào)試一般性程序。5、能用單片機實現(xiàn)對典型應用電路的控制。

二、實訓項目目錄1、QTH仿真軟件的使用。2、匯編語言程序的設計與調(diào)試：1）數(shù)據(jù)移動程序設計；2）算術運算程序設計；

3）多字節(jié)移位程序設計；4）數(shù)制轉(zhuǎn)換程序設計；

5）數(shù)據(jù)檢索程序設計；6）布爾處理；7）查表程序設計；8）散轉(zhuǎn)程序設計；

9）子程序設計與調(diào)試；10）順序程序設計與調(diào)試；11）分支程序設計與調(diào)試；

12）循環(huán)程序設計與調(diào)試；3、芯片燒錄。

4、單片機仿真器的使用。5、單片機對典型應用電路的控制：1）交通信號燈控制；

2）單片機點陣顯示“WELCOME；”3）霓虹燈控制；

三、實訓進程安排

序號12345

四、實訓內(nèi)容及標準

實習主要內(nèi)容QTH仿真軟件的使用匯編語言程序的設計與調(diào)試芯片燒錄單片機仿真器的使用單片機對典型應用電路的控制天數(shù)24112備注實訓項目：QTH仿真軟件的使用環(huán)境要求：危機實訓室工具：計算機及其相應軟件

工作流程：進行安裝，然后進行對程序的各個菜單進行說明，之后對簡單的程序進行調(diào)試。

實訓項目：匯編語言程序的設計與調(diào)試

環(huán)境要求：微機實訓室工具：計算機

工作流程：項目功能，教師進行說明，然后按照說明，進行程序設計。作業(yè)標準：程序調(diào)試成功，無錯誤。實訓項目：芯片燒錄

實訓環(huán)境：微機實訓室工具：計算機及實驗箱

工作流程：將程序運行，并讀入實驗箱作業(yè)標準：完成規(guī)定的功能實訓項目：單片機仿真器的使用環(huán)境要求：微機實訓室工具：計算機及其實驗箱

工作流程：將程序運行，并讀入實驗箱作業(yè)標準：完成規(guī)定的功能即可實訓項目：單片機對典型應用電路的控制環(huán)境要求：微機實訓室工具：計算機及實驗箱

工作流程：將規(guī)定的程序讀入實驗箱作業(yè)標準：能夠完成規(guī)定的功能

學生姓名：班級實訓時間實訓項目

第N+1頁：實訓總結

考核成績

擴展閱讀：單片機實訓指導書

編寫說明

為滿足高職教學需要,增強學生動手能力，根據(jù)濟南鐵道職業(yè)技術學院電氣專業(yè)、樓宇自動化專業(yè)、應用電子專業(yè)教學計劃和教學大綱的要求，在《單片機原理與接口技術》、《單片機原理與應用》課程中開設相關的實驗和實訓周。為配合實踐教學，特編寫此實驗實訓指導書。

本指導書分為實驗部分和實訓部分，實驗部分應用于課內(nèi)實踐環(huán)節(jié)；實訓部分應用于實訓教學周。由于不同的專業(yè)對單片機的教學要求有所不同，所以在具體的實驗實訓安排上應參照所對應專業(yè)的教學大綱、授課計劃執(zhí)行。不同專業(yè)的學生應完成大綱要求的實驗學時和實訓內(nèi)容。本指導書所列的超出對應專業(yè)教學大綱的實驗學時和實訓內(nèi)容，可以作為學生的選作內(nèi)容，利用課余時間完成。

本指導書由樓宇自動化教研室林毓梁、應用電子教研室翟慶一共同編寫。不妥之處，敬請批評指正。單片機原理與接口技術實驗實訓指導書

目錄

第一篇實驗部分實驗一仿真軟件的使用數(shù)據(jù)傳送指令實驗二算術運算指令實驗三控制轉(zhuǎn)移和位作指令實驗四匯編語言陳序設計（一）實驗五匯編語言程序設計（二）

第二篇實訓部分實訓項目一仿真器的認識與基本邏輯輸出接口實訓項目二基本邏輯輸入接口鍵盤接口實訓項目三數(shù)碼管顯示器接口實訓項目四交通燈模擬實訓實訓項目五中斷與定時實訓項目六基本I/O擴展技術實訓項目七8255擴展實訓項目八蜂鳴器應用實驗

1

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202327303234單片機原理與接口技術實驗實訓指導書

第一篇實驗部分

實驗一仿真軟件的使用，數(shù)據(jù)傳送指令

實驗目的：1、熟悉仿真軟件CodeCruiserfor51中文版的使用方法2、驗證數(shù)據(jù)傳送指令的操作預習內(nèi)容：數(shù)據(jù)傳送指令實驗指導：

一、認識了解仿真軟件：

在單片機的開發(fā)過程中，一般的調(diào)試方法，是在PC機上利用單片機仿真程序和單片機仿真器，來代替單片機運行，在PC機上編寫程序并調(diào)試。在程序調(diào)試通過無誤以后，利用專門的編程器，將程序代碼寫入到單片機的程序存儲器。

單片機的仿真運行分為純軟件仿真和硬件仿真。純軟件仿真是指只在PC機上編程調(diào)試，驗證程序是否有語法錯誤、算法錯誤、運行結果是否和編程者設想一致等。硬件仿真是結合仿真程序和仿真器，并連接單片機實際系統(tǒng)的目標電路板，連接實際的線路。編程并調(diào)試，觀察程序運行情況和硬件電路的輸入輸出情況來調(diào)試單片機應用系統(tǒng)。在本指導書的實驗部分均采用的是軟件仿真，在實訓環(huán)節(jié)中采用的是硬件仿真。

目前市場上常用的仿真器有很多種，其配套的仿真程序也有很多，我校單片機實驗室采用的是MICETEK公司的高性能仿真器EasyPack8052F，并采用與其配套的仿真軟件CodeCruiserfor51中文版。

1、認識軟件仿真環(huán)境

啟動電腦，點擊開始程序找到仿真軟件CodeCruiserfor51中文版，點擊軟件仿真進入軟件仿真程序，如下圖所示：

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就會進入如下的窗口：

在初始頁面上點取消進入軟件仿真的主頁面

標題欄工具條項目窗口工作區(qū)輸出窗口

3

狀態(tài)欄單片機原理與接口技術實驗實訓指導書

標題欄：顯示本軟件的標題，即：CodeCruiserfor51。狀態(tài)欄：顯示本軟件的運行狀態(tài)。

項目窗口：在單片機的仿真程序中，單片機開發(fā)是采用項目管理的，所以，要進行一個新的開發(fā)，需要建立一個項目，項目窗口顯示項目的各種信息，包括項目中的源文件、加載文件、圖文件、列表文件等。

輸出窗口：顯示項目編譯的結果，如果在編譯過程中存在錯誤，將會以紅色行顯示詳細信息。

工作區(qū)：工作區(qū)是用戶的編程、調(diào)試開發(fā)平臺，用戶可以在工作區(qū)利用編輯窗口編輯源程序，其他的調(diào)試窗口也在工作區(qū)顯示。

內(nèi)部窗口的打開和關閉：為獲得更大的工作區(qū)空間，可以通過查看菜單內(nèi)的命令，打開或者關閉項目窗口、輸出窗口工具欄、狀態(tài)欄等。如圖所示：

2、新建一個項目，準備調(diào)試第一個單片機程序點擊項目菜單－新建命令，新建一個項目。

即會彈出項目項目對話框，要求輸入項目名稱。用戶可以通過改變查找范圍，來改變新建項目的所在位置，建議用將項目建立在硬盤D或者

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硬盤E。在C盤上建立項目在計算機重新啟動以后會丟失文件，在軟盤上建立項目會影響運行速度。給項目取一個容易理解的名字，盡量不用漢字，項目的名稱不得超過8位英文字母。項目的默認擴展名是.mpj，不需要作任何更改。

如果已經(jīng)建立了項目，則采用項目菜單的打開命令來打開已經(jīng)存在的項目。

新建一個項目以后會彈出一個項目設置的窗口，如圖

用戶可以切換匯編、編譯、連接、連接庫等標簽，來改變項目的相關設置，對于初學者，建議不加任何改變，直接點確認。

3、編輯源文件

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只有項目，是無法工作的，項目只是一個開發(fā)工程的管理工具，在項目中應該有用戶編寫的程序文件，即源程序。CodeCruiser支持.C，.ASM等文件，即用C語言或者是匯編語言編寫的源程序文件。您可以使用任何編輯工具或直接用CodeCruiser編輯源文件。按照如下所示，點文件菜單，點擊新建命令，建立新的源文件

在談出的新建對話框中選擇源文件。

CodeCruiser會在工作區(qū)彈出源文件編輯窗口。我們可以在編輯窗口輸入我們的程序。

在彈出的編輯窗口中輸入程序如下所示

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注意：輸入程序時，所有標點符號，均應該在英文狀態(tài)下輸入。程序輸入完畢以后，點擊存盤圖標或者文件菜單的保存命令保存源程序。

特別注意：因為CodeCruiser支持C語言、匯編語言多種格式的源文件，所以在輸入保存文件名的時候必需要輸入相應的擴展名即:.asm。

4、將源文件添加到項目中：

從項目菜單中選擇添加源文件命令，從彈出的‘將源文件添加到項目中對話框’中選擇剛剛保存過的的源文件然后單擊打開按鈕。

注意在找到源文件時候要事先確定文件類型，即將對話框下側(cè)的文件類型改變?yōu)?asm。

添加完成以后，在項目窗口的SourceFiles文件夾中即可顯示出有一個源文件：liti.asm。用戶也可以通過用鼠標右鍵點擊SourceFiles文件夾，在談出的對話框中添加或者刪除源文件。在一個項目中可以有多個源文件，但要注意多個源文件不能有匯編地址沖突。對于初學者，強烈建議在一個項

目中只保留一個源文件，將當前不調(diào)試的匯編語言源程序從SourceFiles文件夾中刪

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除。

5、項目的編譯與下載

從項目菜單選擇編譯命令編譯所在的項目，其結果顯示在如下的輸出窗口的編譯面板中，如果編譯過程出現(xiàn)了錯誤，將會以紅色行表示出錯的詳細信息。雙擊該行可以在源文件中快速定位。以便于修改源程序。每次程序修改后，都必須編譯，然后點擊重新下載快捷按鈕菜單下的重新下載命令，載入程序代碼。

，或者用項目

編譯正確時的輸出窗口狀態(tài)如下。

如果編譯出錯，則會在輸出窗口顯示以下狀態(tài)

圖中顯示編譯過程中出現(xiàn)了重大錯誤(FATALERROR)，通過圖中所示的上拉箭頭，可以查看詳細的匯編過程，并且可以找到出錯的位置、出錯的詳細信息，這些會通過紅色行顯示出來。6、準備仿真運行程序

如果程序編譯正確，通過點擊重新下載按鈕或者項目菜單的重新下載命令，下載程序代碼，就會發(fā)現(xiàn)在程序的第一行有一個黃色的箭頭（程序

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指針），此時仿真程序準備從程序的第一行開始執(zhí)行。此時，狀態(tài)欄顯示PC＝0000H，用戶也可以人為設置從程序的中間開始執(zhí)行程序，方法是：在源程序窗口，將光標放至需要運行的程序處，點擊鼠標右鍵，選擇跳轉(zhuǎn)至光標處，在該行前面會出現(xiàn)程序指針會出現(xiàn)程序指針，狀態(tài)欄顯示程序指針內(nèi)容PC=XXXX，如下圖

7、查看匯編窗口

從查看菜單選擇查看匯編窗口，就可以查看該程序的匯編結果，也就是可以看到匯編語言源程序，和機器代碼，以及機器代碼所在地址。如下圖

8、單步執(zhí)行

通過工具條中的步入按鈕

，或者調(diào)時命令中的步入命令，單步執(zhí)

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行程序，每按一下單步執(zhí)行，執(zhí)行一條指令，程序指針下移一行，PC值不斷增加

9、觀察執(zhí)行結果

程序執(zhí)行后，會改變相關寄存器的結果，可以用查看菜單中的調(diào)試窗口觀察相關存儲器寄存器的狀態(tài)，驗證程序執(zhí)行過程中的變化和執(zhí)行結果�？梢酝ㄟ^查看菜單中的調(diào)試命令打開存儲器、寄存器、位存儲器等窗口，如下圖所示

常見的是存儲器窗口，用來觀察內(nèi)部RAM、外部RAM、和程序存儲器ROM，如下圖所示

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常用的還有寄存器窗窗口，用來觀察工作寄存器r0~r7、特殊功能寄存

器的狀態(tài)。如下圖所示

10、窗口的平鋪和層疊

在打開多個窗口時，如想同時觀察多個窗口的信息，可以采用窗口菜單中的平鋪窗口和層疊窗口命令，排列工作區(qū)的窗口。

11、復位、重新執(zhí)行程序。

在程序執(zhí)行結束后，或者在程序單步運行到任何位置，用戶都可以通過點擊調(diào)試菜單上的復位命令或者工具條上的復位按鈕

，使仿真系統(tǒng)

復位，復位的主要功能是使單片機回答程序運行的初始狀態(tài)，即使PC回到0000H。復位后可以重新從程序的第一行開始執(zhí)行程序。

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二、數(shù)據(jù)傳送指令驗證

利用剛才學習的內(nèi)容新建一個項目，輸入以下源程序進行調(diào)試，利用單步執(zhí)行，觀察程序執(zhí)行過程中相關寄存器的變化，填入下面的空白處

LJMP0030HPC=ORG0030HMOV30H，#38H(30H)=PC=MOV38H，#40H(38H)=PC=MOV40H，#48H(40H)=MOV48H，#90H(48H)=PC=MOVA，40H(A)=MOVR0，A(R0)=MOVP1，#0F0H(P1)=PC=MOV@R0,30H(R0)=(48H)=MOVDPTR,#3848H(DPH)=(DPL)=MOV40H,38H(40H)=MOVR0,30H(R0)=PC=MOVP0,R0(P0)=MOV18H,#30H(18H)=MOVA,@R0(A)=MOVP2,P1(P2)=PC=

程序執(zhí)行一遍以后，利用復位按鈕，重新開始執(zhí)行一遍，觀察復位以后PC的值，并注意觀察程序在執(zhí)行過程中PC值的變化。填入上面的空白處。

三、數(shù)據(jù)傳送指令編程

建立一個新的項目，編寫程序，分別將一個數(shù)將#78H傳送給累加器A、工作寄存器R5、寄存器B、內(nèi)部RAM40H單元、外部RAM201*H單元、外部RAM2040H單元。

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思考題：

1、寄存器尋址和寄存器間接尋址的區(qū)別是什么。

2、訪問外部RAM應該采用什么尋址方式

3、在單片機中PC的作用是什么，復位后PC的值是多少，在順序程序結構的程序執(zhí)行過程中PC的值會發(fā)生什么樣的變化？

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實驗二單片機控制系統(tǒng)認識

試驗目的：1、認識單片機系統(tǒng)的開發(fā)過程

2、認識單片機控制系統(tǒng)的工作情況，對單片機應用有更深刻的了解。

實驗預習內(nèi)容：1、數(shù)據(jù)傳送指令

2、仿真軟件使用方法

實驗器材：仿真器、實驗主板、輸入輸出電路板實驗內(nèi)容：四人一組，完成以下內(nèi)容。

一、仿真器的認識

前面實驗一提到的軟件仿真，是純軟件的模擬單片機的操作，不涉及硬件的調(diào)試。在實際開發(fā)過程中，往往不只是在軟件上調(diào)試程序，還要進行軟硬聯(lián)調(diào)，即除了驗證程序是否存在語法錯誤、數(shù)據(jù)運算是否正確以外，還要結合具體的電路，仿真運行程序，觀察硬件電路的輸入輸出反映是否和設計者所希望的意志。這里用到的就是硬件仿真。

一般的單片機控制系統(tǒng)開發(fā)，包括系統(tǒng)論證、系統(tǒng)設計、軟件開發(fā)、硬件設計、軟硬件聯(lián)機調(diào)試、產(chǎn)品定型幾個步驟。

在系統(tǒng)論證階段要完成系統(tǒng)工程的確定，性能指標分析，系統(tǒng)可行性分析，選擇系統(tǒng)的組成方案等工作。

在系統(tǒng)設計階段要完成軟硬件功能的分配、確定好軟件和硬件的相互關系、擬定好系統(tǒng)的調(diào)試方案和調(diào)試手段。

在系統(tǒng)設計完成以后進入到了軟件設計和硬件設計階段，這兩項工作要可以同時進行，協(xié)調(diào)一致。軟件設計包括：確定好算法和數(shù)據(jù)結構、劃分程序的功能模塊、設計程序的流程圖、編寫源程序、進行編譯和軟件仿真排除可能的軟件和算法錯誤。硬件設計工作需要利用電路、數(shù)字電子技術、模擬電子技術等知識，使用專門的繪圖軟件，如PROTEL，繪制出系統(tǒng)的硬件原理圖，并繪制出硬件電路的印刷電路板布線圖。將電路圖的圖紙文件交給印刷電路板制作的廠商制作出印刷電路板，然后購買元件，安裝焊接組裝出樣機電路板（目標板）。

軟件設計和硬件電路制作完成以后，進入到軟硬件的聯(lián)機調(diào)試。主要工作是在樣機上運行程序，排除故障，修改相應的軟件和硬件問題。直至系統(tǒng)正常工作。在聯(lián)合調(diào)試時需要用到仿真器，執(zhí)行仿真程序，代替單片

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機運行程序，通過仿真器的豐富的功能如單步執(zhí)行、斷點運行等，查找軟硬件故障。即前面提到的硬件仿真。

完成了聯(lián)機調(diào)試以后，如系統(tǒng)運行正常，則進入到產(chǎn)品定型階段。將程序編譯生成的代碼文件（HEX文件）通過專門的編程器燒寫入單片機內(nèi)部的程序存儲器中。將寫好程序的單片機插到目標電路板上單片機的插座上。正是做成樣機，寫出產(chǎn)品報告。再經(jīng)過一定時間的試運行，便可批量生產(chǎn)，投向市場。

在單片的開發(fā)上用到的仿真器有很多種，不同的仿真器功能有所不同，但基本的調(diào)試功能都是一致的。我們學校實驗室配備的是EASYPACK／EII8052F高性能仿真器，如下圖所示。

電源插座電源開關數(shù)據(jù)線插仿真器仿真頭數(shù)據(jù)仿真頭

圖中仿真頭就是插到目標電路板上單片機位置上的部件。仿真器的右側(cè)壁板上有電源開關、電源插座、數(shù)據(jù)線插座。由于角度關系在上圖中無法顯示。

二、仿真器的使用

將仿真器的仿真頭插到實驗電路板的主板上，注意：仿真頭是有方向的，仿真頭上的插的方向應和電路板上的方向標識一致。切忌將仿真頭插反。

把仿真器的電源適配器的輸出插到仿真器的電源插孔上，通過灰色數(shù)據(jù)線將仿真器和PC機相連（數(shù)據(jù)線一端連接到PC機的COM口上，另一點連接到仿真器的數(shù)據(jù)插孔上）。

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按照實驗線路接好連線，接通實驗板的電源，打開仿真器的電源開關。

等待仿真器面板上的指示燈閃爍完畢后。雙擊桌面上的圖標。進

入硬件仿真程序，仿真程序啟動后，會自動尋找仿真器，并建立PC機和仿真器的連接。

三、我的第一個單片機控制程序

按照下面的步驟，在實驗老師的指導下，一步一步完成試驗內(nèi)容。為防止使用不當造成仿真器的損壞，切忌自作主張，自行操作。

直流電源＋5VGND+5vGnd接仿真頭實驗主板P1.0P1.0P1.2P1.3…….P1.7+5vGndLed0Led1Led2Led3…….Led7I/O板

1、將仿真器和PC機相連，仿真頭插到實驗主板的單片機插座上。2、按照上圖將接好實驗線路。檢查無誤后。啟動直流電源，打開仿真器電源。

3、雙擊座面上的CodeCruiserfor51圖標進入仿真程序

4、仿真器會查找仿真器，如果連接無誤的話會彈出存儲器映射的窗口，點取消，進入到和軟件仿真一樣的工作環(huán)境。如果提示仿真器沒有連接，經(jīng)老師檢查故障原因。

5、按照實驗一所講述的過程，建立一個名為xunlian1.mpj的項目，

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并建立一個名為lianxi1.asm的源文件，在源文件里面輸入以下內(nèi)容。

LJMPMIANORG0030H

MAIN:MOVA,#0FEHLOOP:MOVP1,A

ACALLDELAYRRA

SJMPLOOP

DELAY:MOVR5,#0FFHDELAY1:MOVR6,#0FFHDELAY2:NOPNOPNOPNOPDJNZR6,DELAY2DJNZR5,DELAY1RETSJMP$

將源文件添加到項目中后進行編譯，修改程序中的錯誤，程序無誤后點擊重新下載按紐

，下載程序代碼。然后點機仿真運行按鈕

。仿

真運行程序。觀察程序運行結果。

回答問題：

1、通過運行上面的程序，在實驗電路板上出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？

2、將上面的程序中的RRA修改為RLA，重新編譯、下載、仿

真運行，實驗電路板上出現(xiàn)了現(xiàn)象。為什么？

3、什么是“存儲程序”結構，單片機系統(tǒng)只有硬件電路，不編寫程序能不能實現(xiàn)一定的控制功能？

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實驗三算術運算指令

實驗目的：1、進一步了解仿真軟件的使用方法2、學習算術運算指令

預習復習內(nèi)容：1、復習實驗一仿真軟件的使用方法2、復習算術運算指令相關知識實驗內(nèi)容

一、仿真軟件使用

1、將存儲器、寄存器內(nèi)容付初值和改變寄存器內(nèi)容。

在程序調(diào)試時，可以查看存儲器、寄存器、位存儲器等的內(nèi)容(如實驗一所講述)。除此之外，在談出的存儲器、寄存器、位存儲器窗口，用戶還可以人為設置寄存器、存儲器、位存儲器的初始內(nèi)容，如將外部RAM201*H單元設為34H，將A的內(nèi)容設為80H。

方法如下：

通過查看菜單打開寄存器窗口，將需要改變的專用寄存器后面的數(shù)值反亮，然后輸入新的數(shù)值，點擊窗口其他地方，寄存器內(nèi)容得以改變。如圖所示

SP內(nèi)容被改變?yōu)?7H，DPL內(nèi)容被改變?yōu)?4H

通過查看菜單打開存儲器窗口，選擇片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器或者片外數(shù)據(jù)存儲器，在旁邊的地址欄輸入要改變的單元地址值，點擊GO，快速定位到對應的單元區(qū)域，將光標移到需要改變的單元前，輸入新的數(shù)值，對應存儲單元被改變?yōu)樾碌闹�。如下圖所示

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外部數(shù)據(jù)存儲器201*、201*、201*單元內(nèi)容分別被改變?yōu)椋?3H，44H，55H

2、調(diào)試方法：全速運行到光標處

除了單步執(zhí)行以外，如果在調(diào)試中，想從一個程序段的開始運行到最后，或者靠后一點的位置，觀察最終運行結果，可以執(zhí)行以下操作：

復位后，把光標移動到需要連續(xù)執(zhí)行到的位置，點鼠標右鍵，選擇運行到光標處命令。程序就可以從程序段的首行，連續(xù)執(zhí)行到光標處。如圖所示：

用戶也可以通過點擊調(diào)試菜單的運行到光標處命令，連續(xù)運行到光標位置。

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二、算術運算指令驗證

建立一個新的項目，并輸入以下源程序，運行程序，并觀察運行結果。雙字節(jié)加法程序：被加數(shù)，存放在內(nèi)部RAM20H、21H單元（低位在前），加數(shù)存放在內(nèi)部RAM30H、31H單元（低位在前），得到的和存放在40、41、42單元（低位在前）。

LJMP0030H

ORG0030HMOVA，20HADDA，30HMOV40H，AMOVA，21HADDCA31HMOV41H，AMOVA，#00HADDCA，#00HMOV42H，AEND

利用上面的方法，將加數(shù)倍加數(shù)分別設置為8DA9H、97CAH，并運行程序，求出運行結果

（42H41H40H）=

三、編寫一段雙字節(jié)減法程序，求0D54CH873AH，結果存放在30H，31H單元，（低位在前）

思考題：回答實驗內(nèi)容1的MOVA，#00HADDCA，#00HMOV42H，A三條指令的作用。

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實驗四：邏輯運算和移位程序調(diào)試

實驗目的：

1、進一步熟悉仿真調(diào)試軟件的用法2、驗證邏輯運算和移位指令的功能

實驗預習和復習內(nèi)容：

1、邏輯運算和移位指令的功能2、全速執(zhí)行到光標處

實驗內(nèi)容：一、拆字程序

要求建立新項目，編寫程序?qū)⑼獠縍AM的201*H單元中的內(nèi)容拆開，高八位送201*H單元，第八位送201*H單元，201*H、201*H單元的高四位清0。本程序一般是將待顯示的數(shù)值的壓縮BCD碼拆開送對應的數(shù)據(jù)顯示緩沖區(qū)。

開始201*H內(nèi)容送A高低位交換后屏蔽高位，送201*H單元201*H送A屏蔽高四位后送201*H單元結束

二、拼字程序

編寫程序，將外部RAM中201*H、201*1H單元的底4位分別送給201*H單元的高4位和低4位，組成一個8位二進制數(shù)。本程序可以用于從顯示緩沖區(qū)取兩位顯示的數(shù)值合并為一位壓縮BCD碼。

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開始201*H內(nèi)容送A屏蔽高位交換高低位后送B201*H內(nèi)容送A屏蔽A高四位A和B相或后送201*2H結束

思考題：

1、將內(nèi)部RAM中40H單元的高四位屏蔽為，低四位保持不變，寫出相應的指令。

2、將內(nèi)部RAM中50H單元的低四位全部置1，高四位保持不變，寫出相應的指令。

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實驗五：控制轉(zhuǎn)移和位操作指令

實驗目的：1、進一步熟悉軟件使用方法2、學習控制轉(zhuǎn)移和位操作指令實驗內(nèi)容：

一、新建一個項目，編寫程序，將內(nèi)部RAM30H單元到3FH單元的

數(shù)據(jù)傳送到內(nèi)部RAM40H-4FH單元。

編寫好程序后將30-3FH單元設置一個任意的初始值，驗證是否能完成傳送功能。

二、新建一個項目，畫出流程圖，編寫程序，將內(nèi)部RAM30H單元開始存放20H個數(shù)據(jù)的內(nèi)容傳送至外部RAM4000H單元開始的數(shù)據(jù)區(qū)。

編好程序后，在內(nèi)部RAM設置一些數(shù)據(jù)，執(zhí)行程序，驗證程序結果。

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三、建立新的項目，畫出流程圖，編寫程序，判斷內(nèi)部RAM30H單元的有符號數(shù)是正數(shù)還是負數(shù)，如果是正數(shù)則將p1.0輸出為1，如果是負數(shù)，則將P1.0輸出0。

編寫完畢后，在30H單元輸入一個數(shù)據(jù)，執(zhí)行程序，查看程序執(zhí)行過程，體會有條件轉(zhuǎn)移的功能。

思考題：如果想把實驗中的第三題判斷邏輯改為根據(jù)30H單元的奇偶性判斷，程序應該如何改動。

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實驗六匯編語言程序設計（一）

實驗目的：練習常見的簡單的分支、轉(zhuǎn)移、循環(huán)程序結構的設計方法。練習常見的程序調(diào)試方法。練習偽指令的使用實驗內(nèi)容：一、下載目標文件

在進行項目變異的時候會產(chǎn)生二進制代碼的目標文件，如果已經(jīng)建立項目，并編譯過，下次再啟動的時候想繼續(xù)調(diào)試，可以用下在目標文件的方法。

在啟動的時候仿真軟件會自動彈出下載文件窗口。如果想新建項目，就取消，如果想繼續(xù)進行已編譯的項目的調(diào)試，就找到該項目的目標文件，然后確定。

還可以通過項目菜單的重新下載，進入下載窗口。二、復位、仿真、設置斷點、停止

1、復位：功能是將PC回到0000H，程序回到程序存儲器的初始位置。

點擊調(diào)試工具條上復位按鈕，完成復位。

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2、仿真：點擊調(diào)試工具條的仿真按鈕，進入全速執(zhí)行狀態(tài)，知道點擊停

止按鈕，或者遇到斷點。

3、設置斷點：如果在程序調(diào)試過程中想在某個地方停止，可以在該處設

置斷點。設置斷點的方法是：

a、鼠標指向程序行的左邊將顯示斷點十字光標

b、單擊鼠標設定斷點。或-將鼠標移到程序行然后按F9。

此時，程序行左邊出現(xiàn)斷點設定符號（紅點）。

這樣，在全速調(diào)試的時候，程序就可以在斷點處停止。

4、停止：在仿真開始后，想終止運行，可以點擊調(diào)試工具條的停止按鈕。

。程序只有在終止運行的情況下才可以修改。

三、建立新項目，編寫程序進行程序調(diào)試練習

訓練項目一：編寫程序，查找內(nèi)部RAM的20H-50H單元中是否有0AAH這個數(shù)，如果有，將51H單元，置為01H，如果沒有，將51H單元置為00H。

輸入程序完畢后，可以在20H-50H隨意數(shù)據(jù)，，可以安排一個單元內(nèi)容為0AAH，或者都不為0AAH，進行仿真，觀察結果。

訓練項目二、在內(nèi)部RAM30-5FH單元存放著一組無符號數(shù)，編寫程序查找出這些無符號數(shù)的最大值，將結果存放于60H單元。

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編寫完程序以后，在這些單元輸入一些數(shù)據(jù)，運行程序，觀察實驗結果。

思考題：程序中用的偽指令在匯編窗口能不能找到相應的代碼。

實驗七：匯編語言程序設計（二）

實驗目的：學習匯編語言程序設計方法熟悉程序調(diào)試技巧預習內(nèi)容：偽指令實驗內(nèi)容：

1、循環(huán)程序編寫與調(diào)試

建立新項目，畫出流程圖，邊寫程序，查找內(nèi)部RAM中的20H-50H單元中出現(xiàn)00H的次數(shù)，并講結果存入51單元。

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程序編寫完畢后，在20H-50H隨意輸入一寫數(shù)據(jù)，執(zhí)行程序，觀察程序執(zhí)行過程和結果。

2、數(shù)值比較程序

比較兩個ASCII碼字符串的內(nèi)容受否相等，字符串的長度存放于內(nèi)部RAM41H單元，第一個字符串的首地址是42H，第二個字符串的首地址是52H。如果兩個字符串的相等，則置內(nèi)部RAM40H單元為00H，否則置內(nèi)部RAM40單元為0FFH。

要求劃出流程圖，編寫程序，進行調(diào)試。

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程序編好后，在42H-4FH輸入一組數(shù)據(jù)，在52H-5FH輸入一組數(shù)據(jù)，分兩組數(shù)據(jù)像頭和不同兩種情況分別調(diào)試，觀察執(zhí)行過程和結果。注意41H單元內(nèi)容應小于0DH。

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實驗八、匯編語言程序設計（三）

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實訓部分

實訓項目一：仿真器認識與基本邏輯輸出接口技術所需實驗器材：仿真器、主板、綜合I/O訓練板實訓內(nèi)容：

一、仿真器的使用

在單片機的開發(fā)中，一般利用仿真器進行仿真運行，以檢驗程序的正確性，在程序調(diào)試正確以后，才將目標文件以二進制代碼的形式寫入程序存儲器。仿真器在仿真調(diào)試中的功能就是代替單片機運行程序。

本實驗中使用的是MICETEK公司的高性能的EASYPACK仿真器。

在使用仿真器之前，請確保仿真器電源正確連接，仿真器與PC機的數(shù)據(jù)電纜連接真確。

啟動仿真程序：在開始/程序/CodeCruiserFor51系列中文版中點擊CodeCruiserFor51，即進入仿真程序主界面。其界面與實驗部分的軟件仿真是相同的，基本操作也是相同的。

將仿真器的仿真頭插在實驗電路主板上就可以進行仿真實驗了。

二、實驗電路

在單片機系統(tǒng)設計時，經(jīng)常需要按照某一個控制邏輯，在某一個輸出口上輸出0或者1的開關量。在實驗中，采用一個發(fā)光二極管來演示輸出狀態(tài)，如下圖所示。

圖1

當左側(cè)由單片機的輸出的信號為1時，LED導通，發(fā)光，當由單片機輸出的信號為0時，LED截止，不發(fā)光。

實驗中要求利用單片機的P1口的8條口線控制8個LED，根據(jù)程序?qū)崿F(xiàn)對每一個LED的點亮或熄滅控制。實驗電路如下：

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*：其中黑色粗線就是實驗中用到的軟連接線

三、練習內(nèi)容：

1、建立新的項目，編寫程序，將第1、3、5、7號LED燈點亮，將2、

4、6、8號等熄滅。

2、修改程序，將將2、4、6、8號LED燈點亮，將第1、3、5、7號

LED燈熄滅

3、將1、2兩部分聯(lián)合起來。首先單號燈亮雙號燈滅，延時一段時間

以后單號燈滅雙號燈亮，構成循環(huán)，連續(xù)執(zhí)行上述狀態(tài)。觀察實驗效果。并寫出調(diào)試好的程序：

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4、建立新的項目、編寫程序，使8個LED燈輪流依次點亮，其它燈

熄滅，產(chǎn)生流水燈效果。請寫出程序清單：5、建立新項目，編寫程序，輪流一次點亮8個LED燈，等8個燈全亮以后，再依次將8個LED燈熄滅，并構成循環(huán)重復上面的過程，產(chǎn)生霓虹燈效果。程序清單：

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實訓項目二、基本邏輯輸入接口，鍵盤接口和鍵盤掃描程序所需器材：仿真器、試驗主板、綜合I/O板實訓內(nèi)容：

一、鍵盤與開關電路

1、輕觸無自鎖按鍵與單片機的接口電路

如下圖所示，按鍵經(jīng)電阻與VCC相連，另一端接地，當有按鍵按下時，P1.X為低電平，否則為高電平。試驗板中一共設計了8個這樣的按鍵。

2、雙擲撥動開關與單片機的接口電路

如下圖所示，中間是一雙擲撥動開關，一端通過電阻和VCC相連，另一端接地，當開關打到下檔，P1.X為低電平，當開關打到上面，P1.X為高電平。

二、開關控制LED燈實訓

按照下面的電路圖，連接好實驗電路，用4個開關，控制4個LED燈，輸入輸出均通過P1口進行，P1.0-P1.3用于輸入開關狀態(tài)，P1.4-P1.7用于

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控制LED燈。建立新項目，編寫程序，仿真運行。完成上述功能。將程序清單寫在下面：

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三、按鍵控制LED燈訓練

要求，用8個無自鎖按鍵控制8個LED燈，當按鍵按下時，LED燈亮，按鍵釋放時，LED燈熄滅。按鍵狀態(tài)，由P0口輸入，LED控制信號由P1口輸出。連接電路，建立新項目，編寫程序完成上述功能。程序清單：

四、按鍵控制LED燈訓練2（鍵盤掃描程序）

用8個無自鎖按鍵控制8個LED燈，按鍵狀態(tài)，由P0口輸入，LED控制信號由P1口輸出。要求每發(fā)現(xiàn)一次確認的完整的按鍵操作，即：按下-確認按下-按鍵釋放以后，相對應的LED狀態(tài)翻轉(zhuǎn)一次，由亮變滅，或由滅變亮，連接電路，建立新項目，編寫程序完成上述功能。程序流程：

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開始讀取按鍵

N按下？Y延時20ms

N按下？NN釋放？YLED翻轉(zhuǎn)下一個按鍵掃描

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實訓項目三數(shù)碼管顯示器接口技術

所需器材：仿真器主板數(shù)碼管和交通燈試驗板實訓內(nèi)容：

一、數(shù)碼管簡介

數(shù)碼管是單片機系統(tǒng)中最常見的顯示裝置，通常稱為7段數(shù)碼管，或則是8段數(shù)碼管（帶小數(shù)點），根據(jù)結構分為共陰極和共陽極兩種，本實驗中用到的是共陰極數(shù)碼管。原理圖如圖所示

對于共陰極數(shù)碼管，管腳A-DP，出現(xiàn)高電平的1信號，相對應的碼段發(fā)光，通過控制A-DP上的信號，控制不同的段嗎發(fā)光，顯示不同的數(shù)字，如0-9，A-F。這就是數(shù)碼管顯示的原理。二、數(shù)碼管及單片機的接口電路

數(shù)碼管與單片機的接口連線圖如下所示，共陰極代碼，由P1口輸出。P1.X連接到數(shù)碼管的A-DP，根據(jù)P1口輸出的數(shù)值不同，可以在數(shù)碼管上顯示出不同的數(shù)字。注意，P1口送出的一定是共陰極代碼。

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三、數(shù)碼管顯示驅(qū)動程序

訓練項目一、建立新的項目，編寫程序，在數(shù)碼管上顯示一個數(shù)字“5”程序清單：

訓練項目二、在上面程序上加以修改，在數(shù)碼管上顯示一個閃爍的數(shù)字“5”程序清單

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訓練項目三、利用偽指令將共陰極代碼編制成數(shù)據(jù)表，存放于程序存儲器中。建立新的項目編寫程序，利用查表指令，在數(shù)碼管上顯示連續(xù)變化的0-9十個數(shù)字。

參考程序流程：程序清單：開始R0=0A=R0查表輸出顯示/延時R0=R0+1YR0單片機原理與接口技術實驗實訓指導書

實訓項目四交通燈模擬實驗

實驗器材：仿真器主板交通等模擬板綜合邏輯板實訓內(nèi)容：

一、模擬交通燈電路

圖中利用12個LED來模擬路口交通燈信號。東西兩組，南北兩組，同一個方向的兩組，控制邏輯應該是相同的。12個LED接成共陰極接法，在相應的控制線上施加一高電平，則相應的LED發(fā)光，實現(xiàn)交通控制。二、交通控制邏輯

簡單的交通信號燈控制邏輯共有四個狀態(tài)如下：

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1、南北綠燈通行，東西紅等禁止2、南北黃燈限制，東西紅燈禁止3、南北紅等禁止，東西綠燈通行4、南北紅等禁止，東西黃燈限制三、連線表和控制字

按照控制要求補全下表，并求出四種狀態(tài)對應的控制字南北方向東西方向控制字口線P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.0LED紅黃綠紅黃綠狀態(tài)一00110狀態(tài)二狀態(tài)三狀態(tài)四按照上表的對應關系，連接好實驗電路。*注意：由于仿真器驅(qū)動能力有限，綠色LED驅(qū)動電流比較大，可能會出現(xiàn)率燈不亮的情況，可以在電路上作以下改進，由單片機P1.0P1.3送出的綠燈信號，不直接送LED，而是經(jīng)過一個與門，來提高驅(qū)動能力，與門的另一個輸入端接高電平。連線圖如下所示

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四、編程調(diào)試

建立新的項目，編寫程序，在交通燈模擬板上輸出交通燈信號。程序清單：

實訓項目五：中斷與定時程序

實驗器材：仿真器主板綜合I/O版實訓內(nèi)容：

一、編寫一定時程序，利用8051定時器，實現(xiàn)10S的定時，要求采用程序查詢方式。時間到后，經(jīng)P1.0輸出高電平，驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光。程序清單：

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二、上題中，采用中斷方式結合程序查詢，實現(xiàn)一個長定時20S，20S后驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光，程序應該如何編寫。寫出程序清單，仿真運行。三、寫一計數(shù)程序，實現(xiàn)計數(shù)10個，要求采用中斷方式。計數(shù)到后經(jīng)P1.1輸出高電平，驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光。計數(shù)脈沖由按鍵產(chǎn)生。畫出連線圖，寫出程序，編程調(diào)試。

四、8051外部中斷INT0接收外部中斷信號，當有中斷請求時，響應中斷，在中斷服務程序中將P1.2置1，驅(qū)動發(fā)光二極管發(fā)光。外部中斷信號由按鍵模擬，采用邊沿觸發(fā)。畫出連線圖，連接電路，編程調(diào)試程序清單：

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實訓項目六：基本I/O擴展電路

實驗器材：仿真器主板綜合I/O版綜合邏輯板實訓內(nèi)容：

一、用74LS273和74LS244擴展并行I/O電路，連接好線路，編寫程

序，利用244輸入鍵盤狀態(tài)，經(jīng)273輸出，達到一個按鍵控制一個LED燈的效果。（電路參考教材P128）

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二、利用串行口擴展并行口，利用74LS164擴展并行口，驅(qū)動數(shù)碼管顯示連續(xù)變化的0-9數(shù)字。畫出電路圖，連接線路，編寫程序，仿真運行。電路圖參考教材P156，P189。程序清單：

實訓項目七：8255I/O擴展電路

實驗器材：仿真器主板綜合I/O版8255板實訓內(nèi)容

一、利用8255，擴展并行口，講PA口設為輸入口，PB口設為輸出口，

PA口采集開關的狀態(tài)，經(jīng)PB口輸出，驅(qū)動LED發(fā)光，每一個開關驅(qū)動一個對應的LED。畫出電路圖，連接線路，編寫程序，仿真運行。電路與程序清單：（電路圖參考教材P137）

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二、如果上題中，開關換成無自鎖按鍵，每一個按鍵控制一個LED發(fā)光，程序應該如何修改。

三、在上題中，講LED燈換成LED數(shù)碼管，連接線路，對應八個按鍵，

在LED數(shù)碼管上分別顯示1-8數(shù)字上。編寫程序，仿真運行。

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實訓項目八蜂鳴器驅(qū)動實驗

實訓器材：仿真器實驗主板綜合I/O板

實訓目的：掌握短鳴型蜂鳴器的與單片機系統(tǒng)的應用實訓內(nèi)容：蜂鳴器分為短鳴型和長鳴型兩種，長鳴型蜂鳴器使用起來比

較簡單，只要加上5V電壓便可實現(xiàn)蜂鳴，但是長鳴型蜂鳴器音調(diào)單一不可改變。短鳴型蜂鳴器如果單一的加上+5V，是不產(chǎn)生蜂鳴信號的，只有給蜂鳴器加上脈沖信號，并且脈沖信號的頻率和蜂鳴器的固有頻率相近時，蜂鳴器才發(fā)出明顯的聲音信號。在一定范圍內(nèi)改變蜂鳴器的控制脈沖頻率，可以改變蜂鳴器的音調(diào)。實驗電路如下

連接好電路以后，利用定時器編寫一方波發(fā)生器，在P1.X輸出，方波頻率可調(diào)。

參考程序：

org0000hsjmp0030h

START：MOVR7,#08H

T0INI：MOVTMOD，#01HMOVTH0，#00H，MOVTL0，#00HSETBTR0JNBTF0，$CLRTF0DJNZR7T0INI

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CPLP1.XSJMPSTART

編好程序以后，編譯運行，觀察實驗結果。蜂鳴器是否出現(xiàn)響聲。如果蜂鳴器聲音太小，或者沒有聲音�？梢哉{(diào)整R7的值，通過多次增加或者減小R7的值，尋找到使蜂鳴器聲音最大的R7值。注意每次改變程序后都要重新編譯。

聲調(diào)調(diào)整：改變TH0，TL0的初值，運行程序。蜂鳴器的音調(diào)是否有變化。TH0、TL0的變大的時候，聲調(diào)是變高還是變低。

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