實驗 指導(dǎo)書 山東英才學(xué)院 計算機電子信息工程學(xué)院 目錄 第一部分 系統(tǒng)介紹 . 1 一、整機介紹 . 1 二、系統(tǒng)特點 . 1 三、 8051 單元概述 . 2 第二部分 8051 調(diào)試軟件的使用 . 5 一、主窗口簡介 . 5 二、編輯程序 . 6 三、編譯調(diào)試 . 6 第三部分 基本試驗 . 7 實驗一 P1 口實驗 . 7 實驗（一） P1 口實驗一 . 7 實驗（二） P1 口實驗二 . 10 實驗二 簡單 I/O 口擴展實驗 . 13 實驗（一）簡單 I/O 口擴展實驗一 . 13 實驗（二）簡單 I/O 口擴展實驗二 . 16 實驗三 中斷 實驗 . 18 實驗四 定時器實驗 . 22 實驗五 8255A 可編程并行接口實驗 . 25 實驗（一） 8255A 可編程并行接口實驗一 . 25 實驗（二） 8255A 可編程并行接口實驗二 . 27 實驗六 數(shù)碼顯示實驗 . 33 實驗七 D/A 轉(zhuǎn)換實驗 . 39 實驗八 A/D 轉(zhuǎn)換實驗 . 44 實驗九 存儲器擴展實驗 . 48 實驗十 LCD 顯示實驗 . 50 山東英才學(xué)院 第 1 頁 共 55 頁 第一部分 系統(tǒng)介紹 一、整機介紹 1、 EL 型微機教學(xué)實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu) EL-MUT-III 型微機教學(xué)實驗系統(tǒng)由電源、系統(tǒng)板、 CPU 板、可擴展的實驗?zāi)０濉⑽C串口通訊線、 JTAG 通訊線及通用連接線組成。系統(tǒng)板的結(jié)構(gòu)簡圖見下圖。 二、系統(tǒng)特點 EL-MUT-III 型微機 /單片機教學(xué)實驗系統(tǒng)是北京精儀達盛科技有限公司根據(jù)廣大學(xué)者和許多高等院校實驗需求，結(jié)合電子發(fā)展情況而研制的具有開發(fā)、應(yīng)用、實驗相結(jié)合的高科技實驗設(shè)備。旨在盡快提高我國電子科技 發(fā)展水平，提高實驗者的動手能力、分析解決問題能力。系統(tǒng)具有以下特點： 1、 CPU 可選用 80C31、 8086、 80C196 中任一種 CPU,系統(tǒng)功能齊全，涵蓋了微機 /單片機教學(xué)實驗課程的大部分內(nèi)容。 2、 系統(tǒng)采用開放式模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，通過兩組相對獨立的總線最多可同時擴展 2 塊應(yīng)用實驗板，用戶可根據(jù)需要購置相應(yīng)實驗板，降低了成本，提高了靈活性，便于升級換代。 3、 配有兩塊可編程器件： EPM7128 被系統(tǒng)占用。另一塊 EPM7032 供用戶實驗用。兩塊器件皆可通過 JTAG 接口在線編程。使用十分方便。 4、 靈活的電源接口：配有 PC 機電源插 座，可由 PC 提供電源。另外還配有外接開關(guān)電源，提供所需的 +5V， 12V，其輸入為 220V 的交流電。 5、 系統(tǒng)的聯(lián)機運行模式：配有系統(tǒng)調(diào)試軟件，系統(tǒng)調(diào)試軟件分 DOS 版和 WINDOWS 版兩山東英才學(xué)院 第 2 頁 共 55 頁 種，均為中文多窗口界面。調(diào)試程序時可以同時打開寄存器窗口、內(nèi)存窗口、變量窗口、反匯編窗口、波形顯示窗口等等，極大地方便了用戶的程序調(diào)試。該軟件集源程序編輯、編譯、鏈接、調(diào)試與一體，每項功能均為中文下拉菜單，簡明易學(xué)。經(jīng)常使用的功能均備有熱鍵，這樣可以提高程序的調(diào)試效率。 8051 調(diào)試軟件不僅支持匯編語言，而且還支持 C 語言編輯調(diào)試。 6、 系統(tǒng)的單機運行模式：系統(tǒng)在沒有與計算機連接的情況下，自動運行在單機模式，在此模式下，用戶可通過鍵盤輸入運行程序（機器碼），和操作指令，同時將輸入信息及操作的結(jié)果在 LED 數(shù)碼管上顯示出來。 7、 系統(tǒng)功能齊全，可擴展性強。本實驗系統(tǒng)不僅完全能滿足教學(xué)大綱規(guī)定的基本接口芯片實驗，其靈活性和可擴展性（數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線為用戶開放）亦能輕松滿足其課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計使用等。 三、 8051單元概述 1）、微處理器： i80c31，它的 P1 口、 P3 口皆對用戶開放，供用戶使用。 2）、時鐘頻率： 6.0MHz 3）、存儲 器：程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器統(tǒng)一編址，最多可達 64k，板載 ROM(監(jiān)控程序27C256)12k； RAM1(程序存儲器 6264)8k 供用戶下載實驗程序，可擴展達 32k； RAM2(數(shù)據(jù)存儲器 6264)8k 供用戶程序使用，可擴展達 32k。 (RAM 程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器不可同時擴至32k，具體與廠家聯(lián)系 )。（見圖 1-1：存儲器組織圖）。在程序存儲器中， 0000H-2FFFH為監(jiān)控程序存儲器區(qū)，用戶不可用， 4000H-5FFFH 為用戶實驗程序存儲區(qū)，供用戶下載實驗程序。數(shù)據(jù)存儲器的范圍為： 6000H-7FFFH，供用戶實驗程序使用。 注意：因用戶實驗程序區(qū)位于 4000H-5FFFH，用戶在編寫實驗程序時要注意，程序的起始地址應(yīng)為 4000H，所用的中斷入口地址均應(yīng)在原地址的基礎(chǔ)上，加上 4000H。例如：外部中斷 0 的原中斷入口為 0003H，用戶實驗程序的外部中斷 0 的中斷程序入口為 4003H，其他類推，見表 1-1。 4）、可提供的對 8051 的基本實驗 為了提高微機教學(xué)實驗質(zhì)量，提高實驗效率，減輕主講教師和實驗教師的勞動強度，在該系統(tǒng)的實驗板上，除微處理器外、程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器外，還增加了 8255 并行接口、 8250 串行控制器、 8279 鍵盤、顯示控制器、 8253 可編程定時器、 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換、單脈沖、各種頻率的脈沖發(fā)生器、輸入、輸出電路等模塊，各部分電路既相互獨立、又可靈活組合，能滿足各類學(xué)校，不同層次微機實驗與培訓(xùn)要求?？商峁┑膶嶒炄缦拢?（ 1）、 8051P1 口輸入、輸出實驗 （ 2）、簡單的擴展輸入、輸出實驗 （ 3）、 8051 定時器 /計數(shù)器實驗（ 4）、 8051 外中斷實驗 （ 5）、 8279 鍵盤掃描、 LED 顯示實驗 （ 6）、 8255 并行口輸入、輸出實驗 （ 7）、交通燈控制實驗 （ 8）、 8259 中 斷實驗 （ 10）、 A/D 轉(zhuǎn)換實驗 (11)、 D/A 轉(zhuǎn)換實驗 （ 12）、存儲器擴展實驗 用戶 I/O 區(qū) FFFFH 山東英才學(xué)院 第 3 頁 共 55 頁 系統(tǒng) I/O 區(qū) CFEFH 用戶 I/O 區(qū) CFBFH RAM2 用戶實驗程序區(qū) 供用戶下載實驗 程序 FFFH RAM1 用戶實驗程序 數(shù)據(jù)區(qū) 4FFFH ROM 系統(tǒng)監(jiān)控程序區(qū) 2FFFH 0000H 圖 1：存儲器系統(tǒng)組織圖 中斷名稱 8051 原中斷程序入口 用戶實驗程序響應(yīng)程序入口 外中斷 0 0003H 4003H 定時器 0 中斷 000BH 400BH 外中斷 1 0013H 4013H 定時器 1 中斷 001BH 401BH 串行口中斷 0023H 4023H 表 1-1：用戶中斷程序入口表 5） 、 資源分配 本系統(tǒng)采用可編程邏輯器件（ CPLD） EPM7128 做地址的編譯碼工作，可通過芯片的 JTAG接口與 PC 機相連，對芯 片進行編程。此單元也分兩部分：一部分為系統(tǒng) CPLD，完成系統(tǒng)器件，如監(jiān)控程序存儲器、用戶程序存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、系統(tǒng)顯示控制器、系統(tǒng)串行通訊控制器等的地址譯碼功能，同時也由部分地址單元經(jīng)譯碼后輸出（插孔 CS0-CS5）給用戶使用，他們的地址固定，用戶不可改變。具體的對應(yīng)關(guān)系見表 1-2。另一部分為用戶 CPLD，它完全對用戶開放，用戶可在一定的地址范圍內(nèi)，進行編譯碼，輸出為插孔 LCS0-LCS7，用戶可用的地址范圍見表 1 2，注意，用戶的地址不能與系統(tǒng)相沖突，否則將導(dǎo)致錯誤。 山東英才學(xué)院 第 4 頁 共 55 頁 地 址范圍 輸出孔 /映射器件 性質(zhì)（系統(tǒng) /用戶） 0000H-2FFFH 監(jiān)控程序存儲器 系統(tǒng) * 3000H-3FFFH 數(shù)據(jù)存儲器 系統(tǒng) * 4000H-7FFFH 用戶程序存儲器 系統(tǒng) * 8000H-CFDFH LCS0-LCS7 用戶 CFE0H PC 機串行通訊芯片 8250 系統(tǒng) * CFE8H 顯示、鍵盤芯片 8279 系統(tǒng) CFA0H-CFA7H CS0 系統(tǒng) CFA8H-CFAFH CS1 系統(tǒng) CFB0H-CFB7H CS2 系統(tǒng) CFB8H-CFBFH CS3 系統(tǒng) CFC0H-CFC7H CS4 系統(tǒng) CFC8H-CFCFH CS5 系統(tǒng) CFD0H-FFFFH LCS0-LCS7 用戶 注：系統(tǒng)地址中，除帶“ *”用戶既不可用，也不可改外，其他系統(tǒng)地址用戶可用但不可改。 表 1 2： CPLD 地址分配表 山東英才學(xué)院 第 5 頁 共 55 頁 第二部分 8051 調(diào)試軟件的使用 一、主窗口簡介 主窗口共有以下幾個區(qū)域組成：最上部為此集成開發(fā)環(huán)境的程序名稱及打開的文件名稱（當(dāng)沒有文件打開時，則無文件名稱顯示），一般為藍底白字。它的下部為主菜單，主菜單的項目與工作狀態(tài)有關(guān)：當(dāng)沒有文件打開或運行時，只有三項 ：文件、查看、幫助。 而當(dāng)有文件打開時，則共有九項：文件、編輯、查看、編譯、調(diào)試、控制對象、選項、窗口、幫助（主菜單的功能見功能詳解）。在主菜單的下部為工具欄，自左至右為：新建 C文件（ ）、新建匯編文件（ ）、打開（文件）（ ）、文件保存（存盤）（ ）、剪切（ ）、復(fù)制（ ）、粘貼（ ）、 C 程序編譯命令 (Ctrl+F7)（ ）、 C 程序連接命令 (Shift+F7)（ ）、C 程序編譯連接命令 (F3)（ ）、匯編命令 (F3)（ ）、開始調(diào)試 (F5)（ ）、停止調(diào)試Shift+F5（ ）、程序復(fù)位 Ctrl+F2（ ）、設(shè)置 /清除斷點 Ctrl+F8（ ）、跟蹤調(diào)試F7（ ）、單步執(zhí)行 F8( )、執(zhí)行到光標(biāo)行 F4（ ）、運行 F9( )、反匯編窗口Alt+5（ ）、寄存器窗口 Alt+2（ ）、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器窗口 Alt+3（ ）、外部數(shù)據(jù)存儲器窗口 Alt+4、幫助（ ）這些工具并不是同時有效。 山東英才學(xué)院 第 6 頁 共 55 頁 在主界面的中央的大面積區(qū)域為文件的編輯區(qū)，可打開匯編文件、 C 文件及其他形式的文本文件。在主界面的下部為狀態(tài)欄，最左邊為命令 /提示欄，顯示當(dāng)前正在執(zhí)行的命令或工作狀態(tài)，當(dāng)光標(biāo)指向一個按鈕時，此欄也顯示此按鈕的功能。第二欄為光標(biāo)在編輯區(qū)域中所處的行、列位置，右邊的兩欄分別顯示當(dāng)前鍵盤字母鍵的大 /小寫狀態(tài)及小鍵盤的狀態(tài)（數(shù)字 /命令） 二、編輯程序 主窗口下。在“文件”中選擇“新建” 菜單，可進行 C 語言編輯或匯編語言編輯。也可以選擇“打開”，打開現(xiàn)有的實驗程序（選擇后綴 .ASM 或 .C,可分別打開匯編語言程序和 C語言實驗程序）。 三、編譯調(diào)試 程序編輯完成后 ,即可進行編譯調(diào)試。主菜單中有“編譯”欄，可對當(dāng)前文件進行編譯。“調(diào)試”欄可進行系統(tǒng)復(fù)位及其他調(diào)試手段?！斑x項”欄“通訊串口選項”可進行通訊口設(shè)置?！安榭础睓诳纱蜷_內(nèi)存、外存、寄存器等窗口，通過修改存儲器地址可查看不同地址區(qū)的內(nèi)容，也可以對其進行修改。 山東英才學(xué)院 第 7 頁 共 55 頁 第三部分 基本試驗 實驗一 P1口實驗 實驗（一） P1 口實驗一 一、 實驗?zāi)康模?1 學(xué)習(xí) P1 口的使用方法。 2 學(xué)習(xí)延時子程序的編寫和使用。 二、 實驗設(shè)備： EL-MUT-III 型單片機實驗箱、 8051CPU 模塊 三、 實驗內(nèi)容： 1 P1 口做輸出口，接八只發(fā)光二極管，編寫程序，使發(fā)光二極管循環(huán)點亮。 2 P1 口做輸入口，接八個按紐開關(guān)，以實驗箱上 74LS273 做輸出口，編寫程序讀取開關(guān)狀態(tài)，在發(fā)光二極管上顯示出來。 四、 實驗原理： P1 口為準(zhǔn)雙向口， P1 口的每一位都能獨立地定義為輸入位或輸出位。作為輸入位時，必須向鎖存器相應(yīng)位寫入“ 1”，該位才能作為輸入。 8031 中所有口鎖存器在復(fù)位時均置為“ 1”，如果后來在口鎖存器寫過“ 0”，在需要時應(yīng)寫入一個“ 1”，使它成為一個輸入。 可以用第二個實驗做一下實驗。先按要求編好程序并調(diào)試成功后，可將 P1 口鎖存器中置“ 0”，此時將 P1 做輸入口，會有什么結(jié)果。 再來看一下延時程序的實現(xiàn)?，F(xiàn)常用的有兩種方法，一是用定時器中斷來實現(xiàn)，一是用指令循環(huán)來實現(xiàn)。在系統(tǒng)時間允許的情況下可以采用后一種方法。 本實驗系統(tǒng)晶振為 6.144MHZ，則一個機器周期為 12 6.144us 即 1 0.512us。現(xiàn)要寫一個延時 0.1s 的程序，可大致寫出如下： MOV R7， #X （ 1） DEL1： MOV R6， #200 （ 2） DEL2： DJNZ R6， DEL2 （ 3） DJNZ R7， DEL1 （ 4） 上面 MOV、 DJNZ 指令均需兩個機器周期，所以每執(zhí)行一條指令需要 1 0.256us，現(xiàn)求出 X 值： 1 0.256+X（ 1 0.256+200 1 0.256+1 0.256） =0.1 10 指令（ 1） 指令（ 2） 指令（ 3） 指令（ 4） 所需時間 所需時間 所需時間 所需時間 X=(0.1 10-1 0.256)/（ 1 0.256+200 1 0.256+1 0.256） =127D=7FH 經(jīng)計算得 X=127。代入上式可知實際延時時間約為 0.100215s，已經(jīng)很精確了。 五、 實驗原理圖： 山東英才學(xué)院 第 8 頁 共 55 頁 P1 口輸出實驗 P1 口輸入實驗 六、實驗步驟： 執(zhí)行程序 1(T1_1.ASM)時： P1.0 P1.7 接發(fā)光二極管 L1 L8。 執(zhí)行程序 2(T1_1.ASM)時： P1.0 P1.7 接平推開關(guān) K1 K8； 74LS273的 O0 O7 接發(fā)光二極管 L1 L8； 74LS273 的片選端 CS273接 CS0（由程序所選擇的入口地址而定，與 CSOCS7 相應(yīng)的片選地址請查看第一部分系統(tǒng)資源，以后不贅述）。 七、程序框圖： 程 序 初 始 化 ， 設(shè) 置P 1 口 寄 存 器 的 初 值為 F E H延 時 0 . 1 秒 ， 使 顯示 穩(wěn) 定將 P 1 口 寄 存 器 的 數(shù)值 逐 位 左 移 1 位循環(huán)點亮發(fā)光二極管 程 序 初 始 化 ， 設(shè) 置P 1 口 為 輸 入 口將 P 1 口 數(shù) 值 讀 入 累加 器 A將 累 加 器 A 的 數(shù) 值 送到 2 7 3 顯 示通過發(fā)光二極管將 P1 口的狀態(tài)顯示 山東英才學(xué)院 第 9 頁 共 55 頁 八、參 考程序： 1、循環(huán)點亮發(fā)光二極管 NAME T1_1 ；P1 口輸實驗 CSEG AT 0000H LJMP START CSEG AT 4100H START: MOV A,#0FEH LOOP: RL A ； 左移一位，點亮下一個發(fā)光二極管 MOV P1,A LCALL DELAY ；延時 0.1 秒 JMP LOOP DELAY: MOV R1,#127 ； 延時 0.1 秒 DEL1: MOV R2,#200 DEL2: DJNZ R2,DEL2 DJNZ R1,DEL1 RET END 2、通過發(fā)光二極管將 P1 口的狀態(tài)顯示 NAME T1_2 ；P1 口輸入實驗 OUT_PORT EQU 0CFA0H CSEG AT 0000H LJMP START CSEG AT 4100H START: MOV P1,#0FFH ；復(fù)位 P1 口為輸入狀態(tài) MOV A,P1 ；讀 P1 口的狀態(tài)值入累加器 A MOV DPTR,#OUT_PORT ；將輸出口地址賦給地址指針 DPTR MOVX DPTR,A ；將累加器 A 的值賦給 DPTR 指向的地址 JMP START ；繼續(xù)循環(huán)監(jiān)測端口 P1 的狀態(tài) END 山東英才學(xué)院 第 10 頁 共 55 頁 實驗（二） P1 口實驗二 一、實驗?zāi)康模?1 學(xué)習(xí) P1 口既做 輸入又做為輸出的使用方法。 2 學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)輸入、輸出程序的設(shè)計方法。 二、實驗設(shè)備： EL-MUT-III 型單片機實驗箱、 8051CPU 模塊 三、實驗原理： P1 口的使用方法這里不講了。有興趣者不妨將實驗例程中的“ SETB P1.0, SETB P1.1”中的“ SETB”改為“ CLR”看看會有什么結(jié)果。 另外，例程中給出了一種 N 路轉(zhuǎn)移的常用設(shè)計方法，該方法利用了 JMP A+DPTR 的計算功能，實現(xiàn)轉(zhuǎn)移。該方法的優(yōu)點是設(shè)計簡單，轉(zhuǎn)移表短，但轉(zhuǎn)移表大小加上各個程序長度必須小于 256 字節(jié)。 四、實驗原理圖： P1 口輸入、輸出實驗 五、實驗步驟： 平推開關(guān)的輸出 K1 接 P1.0； K2 接 P1.1； 發(fā)光二極管的輸入 L1 接 P1.2； L2 接 P1.3； L5 接 P1.4； L6接 P1.5。 運行實驗程序， K1 做為左轉(zhuǎn)彎開關(guān)， K2 做為右轉(zhuǎn)彎開關(guān)。 L5、 L6 做為右轉(zhuǎn)彎燈， L1、L2 做為左轉(zhuǎn)彎燈。 結(jié)果顯示： 1： K1 接高電平 K2 接低電平時，右轉(zhuǎn)彎燈（ L5、 L6）滅，左轉(zhuǎn)彎燈（ L1、 L2）以一定山東英才學(xué)院 第 11 頁 共 55 頁 頻率閃爍； 2： K2 接高電平 K1 接低電平時，左轉(zhuǎn)彎燈（ L1、 L2）滅，右轉(zhuǎn)彎燈（ L5、 L6）以一定頻率閃爍； 3： K1、 K2 同時接低電平時，發(fā)光二極管全滅； 4： K1、 K2 同時接高電平時，發(fā)光二極管全亮。 六、參考程序： NAME T2 ；P1 口輸入輸出實驗 CSEG AT 0000H LJMP START CSEG AT 4100H START: SETB P1.0 SETB P1.1 ；用于輸入時先置位口內(nèi)鎖存器 MOV A,P1 ANL A,#03H ；從 P1 口讀入開 關(guān)狀態(tài) ,取低兩位 MOV DPTR,#TAB ；轉(zhuǎn)移表首地址送 DPTR MOVC A,A+DPTR JMP A+DPTR TAB: DB PRG0-TAB DB PRG1-TAB DB PRG2-TAB DB PRG3-TAB PRG0: MOV P1,#0FFH ；向 P1 口輸出 #0FFH,發(fā)光二極管全滅 ；此時 K1=0,K2=0 JMP START PRG1: MOV P1,#0F3H ；只點亮 L5、 L6，表示左轉(zhuǎn)彎 ACALL DELAY ；此時 K1=1,K2=0 MOV P1,#0FFH ；再熄滅 0.5 秒 ACALL DELAY ；延時 0.5 秒 JMP START PRG2: MOV P1,#0CFH ；只點亮 L7、 L8，表示右轉(zhuǎn)彎 ACALL DELAY ；此時 K1=0,K2=1 MOV P1,#0FFH ；再熄滅 0.5 秒 ACALL DELAY JMP START PRG3: MOV P1,#00H ；發(fā)光二極管全亮 ,此時 K1=1,K2=1 JMP START ； DELAY: MOV R1,#5 ；延時 0.5 秒 DEL1: MOV R2,#200 DEL2: MOV R3,#126 DEL3: DJNZ R3,DEL3 DJNZ R2,DEL2 DJNZ R1,DEL1 RET 山東英才學(xué)院 第 12 頁 共 55 頁 ； END 七、程序框圖： 上 電 ， 程 序 初 始 化 ， 設(shè)置 P 1 口 為 輸 入 、 輸 出 雙線 口 （ P 1 . 0 、 P 1 . 1 為 輸入 口 ， P 1 . 2 、 P 1 . 3 、P 1 . 4 、 P 1 . 5 為 輸 出 口采 集 P 1 . 0 、 P 1 . 1 輸 入 口的 值 進 入 A 累 加 器 ，根 據(jù) 累 加 器 A 的 值 調(diào) 轉(zhuǎn) 到相 應(yīng) 的 子 程 序 入 口給 P 1 口 賦 值0 F F H ( 四 個 發(fā)光 二 極 管 全滅 ）依 次 給 P 1 口 賦值 0 F 3 H 和 0 F F H ,每 種 狀 態(tài) 延 時0 . 5 秒給 P 1 口 賦 值0 0 H ( 四 個 發(fā) 光二 極 管 全 亮 ）依 次 給 P 1 口 賦值 0 C F H 和0 F F H , 每 種 狀態(tài) 延 時 0 . 5 秒A = 0 0A = 0 1 A = 1 0A = 1 1山東英才學(xué)院 第 13 頁 共 55 頁 實驗二 簡單 I/O口擴展實驗 實驗（一）簡單 I/O 口擴展實 驗一 交通燈控制實驗 一、實驗?zāi)康模?1 學(xué)習(xí)在單片機系統(tǒng)中擴展簡單 I/O 接口的方法。 2 學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)輸出程序的設(shè)計方法。 3 學(xué)習(xí)模擬交通燈控制的實現(xiàn)方法。 二、實驗設(shè)備： EL-MUT-III 型單片機實驗箱、 8051CPU 模塊 三、實驗內(nèi)容： 擴展實驗箱上的 74LS273 做為輸出口，控制八個發(fā)光二極管亮滅，模擬交通燈管理。 四、實驗原理： 要完成本實驗，首先必須了解交通路燈的亮滅規(guī)律。本實驗需要用到實驗箱上八個發(fā)光二極管中的六個，即紅、黃、綠各兩個。不妨將 L1(紅 )、 L2（綠）、 L3（黃）做為東西方向的指示燈，將 L5（紅）、 L6（綠）、 L7（黃）做為南北方向的指示燈。而交通燈的亮滅規(guī)律為：初始態(tài)是兩個路口的紅燈全亮，之后，東西路口的綠燈亮，南北路口的紅燈亮，東西方向通車，延時一段時間后，東西路口綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，東西路口紅燈亮，而同時南北路口的綠燈亮，南北方向開始通車，延時一段時間后，南北路口的綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，再切換到東西路口方向，重復(fù)上述過程。各發(fā)光二極管的陽極通過保護電阻接到 +5V 的電源上，陰極接到輸入端上，因此使其點亮應(yīng)使相應(yīng)輸入端為低電平。 五、實驗原理圖 六、實驗步驟： 74LS273 的輸出 O0 O7 接發(fā)光二極管 L1 L8， 74LS273 的片選 CS273 接片選信號 CSO，此時 74LS273 的片選地址為 CFA0H CFA7H 之間任選。 運行實驗程序，觀察 LED 顯示情況是否與實驗內(nèi)容相符。 山東英才學(xué)院 第 14 頁 共 55 頁 七、程序框圖： 八、參考程序： T3.ASM NAME T3 ；I/O 口擴展實驗一 PORT EQU 0CFA0H ；片選地址 CS0 CSEG AT 0000H LJMP START CSEG AT 4100H START: MOV A,#11H ；兩個紅燈亮，黃燈、綠燈滅 ACALL DISP ；調(diào)用 273 顯示單元（以下雷同） ACALL DE3S ；延時 3 秒 LLL: MOV A,#12H ；東西路口綠燈亮 ；南北路口紅燈亮 ACALL DISP ACALL DE10S ；延時 10 秒 MOV A,#10H ；東西路口綠燈滅 ；南北路口紅燈亮 ACALL DISP 山東英才學(xué)院 第 15 頁 共 55 頁 MOV R2,#05H ；R2 中的值為黃燈閃爍次數(shù) TTT: MOV A,#14H ；東西路口黃燈亮 ；南北路口紅燈亮 ACALL DISP ACALL DE02S ；延時 0.2 秒 MOV A,#10H ；東西路口黃燈滅 ；南北路口紅燈亮 ACALL DISP ACALL DE02S ；延時 0.2 秒 DJNZ R2,TTT ；返回 TTT，使東西路口黃燈閃爍五次 MOV A,#11H ；兩個紅燈亮，黃燈、綠燈滅 ACALL DISP ACALL DE02S ；延時 0.2 秒 MOV A,#21H ；東西路口紅燈亮 ；南北路口綠燈亮 ACALL DISP ACALL DE10S ；延時 10 秒 MOV A,#01H ；東西路口紅燈亮 ；南北路口綠燈滅 ACALL DISP MOV R2,#05H ；黃燈閃爍五次 GGG: MOV A,#41H ；東西路口紅燈亮 ；南北路口黃燈亮 ACALL DISP ACALL DE02S ；延時 0.2 秒 MOV A,#01H ；東西路 口紅燈亮 ；南北路口黃燈滅 ACALL DISP ACALL DE02S ；延時 0.2 秒 DJNZ R2,GGG ；返回 GGG，使南北路口 ；黃燈閃爍五次 MOV A,#03H ；兩個紅燈亮，黃燈、綠燈滅 ACALL DISP ACALL DE02S ；延時 0.2 秒 JMP LLL ；轉(zhuǎn) LLL 循環(huán) DE10S: MOV R5,#100 ；延時 10 秒 JMP DE1 DE3S: MOV R5,#30 ；延時 3 秒 JMP DE1 DE02S: MOV R5,#02 ；延時 0.2 秒 DE1: MOV R6,#200 DE2: MOV R7,#126 DE3: DJNZ R7,DE3 DJNZ R6,DE2 DJNZ R5,DE1 RET DISP: MOV DPTR,#PORT ；273 顯示單元 CPL A MOVX DPTR,A RET END 山東英才學(xué)院 第 16 頁 共 55 頁 實驗（二）簡單 I/O 口擴展實驗二 一、實驗?zāi)康模?1 學(xué)習(xí)在單片機系統(tǒng)中擴展簡單 I/O 口的方法。 2 學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)輸入，輸出程序的編制方法。 二、實驗設(shè)備： EL-MUT-III 型單片機實驗箱、 8051CPU 模塊 三、實驗原理： MCS-51 外部擴展空間很大，但數(shù)據(jù)總線口和控制信號線的負載能力是有限的。若需要擴展的芯片較多，則 MCS-51 總線口的負載過重 ， 74LS244 是一個擴展輸入口，同時也是一個單向驅(qū)動器，以減輕總線口的負擔(dān)。 程序中加了一段延時程序，以減少總線口讀寫的頻繁程度。延時時間約為 0.01 秒，不會影響顯示的穩(wěn)定。 四、實驗內(nèi)容： 利用 74LS244 做為輸入口，讀取開關(guān)狀態(tài)，并將此狀態(tài)通過發(fā)光二極管顯示出來。 五、實驗原理圖： 簡單 I/O 實驗 2 六、實驗步驟： 1 74LS244 的 IN0 IN7 接開關(guān)的 K1 K8，片選信號 CS244 接 CS1。 2 74LS273 的 O0 O7 接發(fā)光二極管的 L1 L8，片選信號 CS273 接 CS2。 3 編程、全速執(zhí)行。 4 撥動開關(guān) K1 K8，觀察發(fā)光二極管狀態(tài)的變化。 七、程序框圖： 山東英才學(xué)院 第 17 頁 共 55 頁 八、參考程序： NAME T4 ；I/O 口擴展實驗 CSEG AT 0000H LJMP START CSEG AT 4100H INPORT EQU 0CFA8H ；74LS244 端口地址 OUTPORT EQU 0CFB0H ；74LS273 端口地址 START: MOV DPTR,#INPORT LOOP: MOVX A,DPTR ；讀開關(guān)狀態(tài) MOV DPTR,#OUTPORT MOVX DPTR,A ；顯示開關(guān)狀態(tài) MOV R7,#10H ；延時 DEL0: MOV R6,#0FFH DEL1: DJNZ R6,DEL1 DJNZ R7,DEL0 JMP START END 山東英才學(xué)院 第 18 頁 共 55 頁 實驗三 中斷實驗 有急救車的交通燈控制實驗 一、 實驗?zāi)康模?1 學(xué)習(xí)外部中斷技術(shù)的基本使用方法。 2 學(xué)習(xí)中斷處理程序的編程方法。 二、實驗設(shè)備： EL-MUT-III 型單片機實驗箱、 8051CPU 模塊 三、實驗內(nèi)容： 在實驗三的內(nèi)容的基礎(chǔ)上增加允許急救車優(yōu)先通過的要求。當(dāng)有急救車到達時，兩個方向上的紅燈亮，以便讓急救車通過，假定急救車通過路口的時間為 10 秒，急救車通過后，交通燈恢復(fù)中斷前的狀態(tài)。本實驗以單脈沖為中斷申請，表示有急救車通過。 四、實驗原理： 交通燈的燃滅規(guī)律見實驗三。 本實驗中斷處理程序的應(yīng)用，最主要的地方是如何保護進入中斷前的狀態(tài)，使得中斷程序 執(zhí)行完畢后能回到交通燈中斷前的狀態(tài)。要保護的地方，除了累加器 ACC、標(biāo)志寄存器 PSW外，還要注意：一是主程序中的延時程序和中斷處理程序中的延時程序不能混用，本實驗給出的程序中，主程序延時用的是 R5、 R6、 R7，中斷延時用的是 R3、 R4 和新的 R5。第二，主程序中每執(zhí)行一步經(jīng) 74LS273 的端口輸出數(shù)據(jù)的操作時，應(yīng)先將所輸出的數(shù)據(jù)保存到一個單元中。因為進入中斷程序后也要執(zhí)行往 74LS273 端口輸出數(shù)據(jù)的操作，中斷返回時如果沒有恢復(fù)中斷前 74LS273 端口鎖存器的數(shù)據(jù)，則顯示往往出錯，回不到中斷前的狀態(tài)。 還要注意一點，主程序中往端口輸出數(shù)據(jù)操作要先保存再輸出 ，例如有如下操作： MOV A， #0F0H （ 0） MOVX R1， A （ 1） MOV SAVE， A （ 2） 程序如果正好執(zhí)行到（ 1）時發(fā)生中斷，則轉(zhuǎn)入中斷程序，假設(shè)中斷程序返回主程序前需要執(zhí)行一句 MOV A， SAVE 指令，由于主程序中沒有執(zhí)行（ 2），故 SAVE 中的內(nèi)容實際上是前一次放入的而不是（ 0）語句中給出的 0F0H，顯示出錯，將（ 1）、（ 2）兩句順序顛倒一下則沒有問題。發(fā)生中斷時兩方向的紅燈一起 亮 10 秒，然后返回中斷前的狀態(tài)。 五、實驗原理圖： (同實驗二（一） ) 六、實驗步驟： 74LS273 的輸出 O0 O7 接發(fā)光二極管 L1 L8， 74LS273 的片選 CS273接片選信號 CS2，此時 74LS273 的片選地址為 CFB0H CFB7H 之間任選。單脈沖輸出端 P-接 CPU 板上的 INT0。 山東英才學(xué)院 第 19 頁 共 55 頁 七、程序框圖： 主程序框圖 中斷程序框圖 八、參考程序： NAME T5 ；中斷控制實驗 OUTPORT EQU 0CFB0H ；端口地址 SAVE EQU 55H ；save 保存從端口 cfa0 輸出的數(shù)據(jù) CSEG AT 0000H LJMP START CSEG AT 4003H LJMP INT CSEG AT 4100H START: SETB IT0 SETB EX0 SETB EA 山東英才學(xué)院 第 20 頁 共 55 頁 MOV A,#11H ；置首顯 示碼 MOV SAVE,A ；保存 ACALL DISP ；顯示輸出 ACALL DE3S ；延時 3 秒 LLL: MOV A,#12H ；東西路口綠燈亮，南北路口紅燈亮 MOV SAVE,A ACALL DISP ACALL DE10S ；延時 10 秒 MOV A,#10H ；東西路口綠燈滅 MOV SAVE,A ACALL DISP MOV R2,#05H ；東西路口黃燈閃爍 5 次 TTT: MOV A,#14H MOV SAVE,A ACALL DISP ACALL DE02S MOV A,#10H MOV SAVE,A ACALL DISP ACALL DE02S DJNZ R2,TTT MOV A,#11H ；紅燈全亮 MOV SAVE,A ACALL DISP ACALL DE02S ；延時 0.2 秒 MOV A,#21H ；東西路口紅燈亮，南北路口綠燈亮 MOV SAVE,A ACALL DISP ACALL DE10S ；延時 10 秒 MOV A,#01H ；南北路口綠燈滅 MOV SAVE,A ACALL DISP MOV R2,#05H ；南北路口黃燈閃爍 5 次 GGG: MOV A,#41H MOV SAVE,A ACALL DISP ACALL DE02S MOV A,#01H MOV SAVE,A ACALL DISP ACALL DE02S DJNZ R2,GGG MOV A,#11H ；紅燈全亮 MOV SAVE,A 山東英才學(xué)院 第 21 頁 共 55 頁 ACALL DISP ACALL DE02S ；延時 0.2 秒 JMP LLL ；轉(zhuǎn) LLL 循環(huán) DE10S: MOV R5,#100 ；延時 10 秒 JMP DE1 DE3S: MOV R5,#30 ；延時 3 秒 JMP DE1 DE02S: MOV R5,#02 ；延時 0.2 秒 DE1: MOV R6,#200 DE2: MOV R7,#126 DE3: DJNZ R7,DE3 DJNZ R6,DE2 DJNZ R5,DE1 RET INT: CLR EA PUSH ACC ；中斷處理 PUSH PSW MOV A,R5 PUSH ACC MOV A,#11H ；紅燈全亮，綠、黃燈全滅 ACALL DISP DEL10S: MOV R3,#100 ；延時 10 秒 DEL1: MOV R2,#200 DEL2: MOV R5,#126 DEL3: DJNZ R5,DEL3 DJNZ R4,DEL2 DJNZ R3,DEL1 MOV A,SAVE ；取 SAVE 中保存數(shù)據(jù)輸出到 cfa0 端口 ACALL DISP POP ACC ；出棧 MOV R5,A POP PSW POP ACC SETB EA ；允許外部中斷 RETI DISP: MOV DPTR,#OUTPORT CPL A MOVX DPTR,A RET END 山東英才學(xué)院 第 22 頁 共 55 頁 實驗四 定時器實驗 循環(huán)彩燈實驗 一、實驗?zāi)康模?1 學(xué)習(xí) 8031 內(nèi)部計數(shù)器的使用和編程方法。 2 進一步掌握中斷處理程序的編寫方法。 二、實驗設(shè)備： EL-MUT-III 型單片機實驗箱、 8051CPU 模塊 三、實驗原理： 1 定時常數(shù)的確定 定時器 /計數(shù)器的輸入脈沖周期與機器周期一樣，