1、.單片機原理及應用實驗指導書 測控系2016年4月目 錄1 單片機實驗板31.1 資源介紹31.2原理圖31.3 PCB絲印圖32 KEIL軟件的使用33 STC-ISP下載軟件的使用方法3實驗一 熟悉KEIL軟件的使用3實驗二 Keil C51程序設(shè)計上機練習3實驗三 單片機中斷實驗3實驗四 中斷及定時器計數(shù)器實驗3實驗五 數(shù)碼管顯示器實驗3實驗六 串口通信實驗3實驗七 AD轉(zhuǎn)換器實驗3實驗八 DA轉(zhuǎn)換器實驗31 單片機實驗板1.1 資源介紹1）采用STC8952RC（與標準51指令、腳位完全兼容），支持在線串行ISP下載。2）供電方式：USB供電及下載3）USB轉(zhuǎn)串口RS232 (PL23

2、03芯片)4）4個LED發(fā)光管，1個電源指示燈5）四位數(shù)碼管6）4個獨立式鍵盤（包含外部中斷按鍵），1個復位或下載按鍵7）DS1302 一片8）AT24C02一片9）熱敏電阻1支10) 加熱電阻 1個11）12864液晶顯示接口12）PCF8573一片13）AD電位器一個14) 蜂鳴器一個15）DS18B20溫度傳感器（選配件）16）IrDA紅外接收頭（遙控器為選配件）產(chǎn)品圖片：資源分配圖如下：AD電位器ADDA指示燈12864液晶接口PCF8573加熱指示燈MCU：STC89C52DS18B20接口熱敏電阻發(fā)熱電阻所有IO引出蜂鳴器紅外接收USB電源24C02DS1302PL2303下載芯片

3、5VGND復位下載鍵電源指示燈四個獨立按鍵1.2原理圖1.3 PCB絲印圖2 KEIL軟件的使用KEIL是51單片機開發(fā)的最常見的開發(fā)軟件。成功安裝好KEIL軟件后，即可看到電腦桌面上Keil軟件圖標,如下圖。1.雙擊圖標，打開軟件，出現(xiàn)如下界面。在打開的窗口中，選擇“Project”菜單：2.點擊“New Project”出現(xiàn)一個創(chuàng)建工程對話框，選擇工程所建路徑，并輸入工程的文件名（建議用英文），點擊“保存”：3.之后出現(xiàn)芯片選擇界面，如下圖：4.這里，選取常用51芯片即可，選擇“Philips”下的“8Xc51RC+”芯片：5.點擊“確定”，在出現(xiàn)如下對話框時，選擇“否”：6.至此，已成功

4、建立工程。界面如下圖所示：7.點擊“Project”菜單下面的“options for TargetTarget 1”選項，出現(xiàn)如下選項框：8選擇“output”頁面，選中“create Hex File”，并可在“Name of Executable:”輸入框中，重新輸入生成HEX文件的文件名，然后點“確定”，以在程序編譯時，實時生成需下載到單片機中的HEX文件。9.點擊“File” 菜單下面的“New”選項，再點擊“File”菜單下面的“Save”選項，保存文件。輸入文件名（C文件擴展名為“.c”，匯編文件擴展名為“.asm”），如下圖：取名為main.c：10.在新建的文件里，進行程序編

5、制，如圖：11.程序編制完成后，保存文件。將源程序文件加載到工程中。加載方法為：右擊“Source Group”,在出現(xiàn)的選項列表中，選擇“Add Files to Group source Group 1”,如下圖所示：12.在出現(xiàn)的對話框中，選擇剛編輯的源文件（main.c）,點擊“Add”,如圖：13.添加成功后，點擊“Project”菜單下面的“Rebuild all target files”選項。當編譯通過之后HEX文件才能生成，如下圖。如果程序有錯誤，編譯結(jié)果框中會有提示錯誤。雙擊對應的錯誤列表，可定位到源程序的位置，以便快速尋找錯誤。 3 STC-ISP下載軟件的使用方法該軟件

6、將已生成的HEX文件下載到單片機中。具體步驟如下：1.雙擊STC-ISP圖標： 2.然后在“單片機型號”列表中選擇單片機型號（應選擇單片機板中的CPU型號），如下圖：3.點擊“打開程序文件”按鈕，找到所要下載的HEX文件，并選中，選擇“打開”，如下圖:4.選擇串口的對應端口號，（根據(jù)自己的硬件連接端口）(如COM1)。 提示：使用電源線即可下載。但下載之前需安裝USB轉(zhuǎn)串口驅(qū)動程序。 將板子與電腦連接后，請查看“設(shè)備管理器”中的COM識別端口號。5.然后選“MaxBuad”中的波特率，也可以選默認值。6.點擊“下載/編程”按鈕，然后按下板子上的紅色下載鍵，進行文件下載。 7.稍等幾秒，即可下載

7、完成,如圖： 實驗一 熟悉KEIL軟件的使用一、實驗目的1. 認識單片機實驗系統(tǒng)的構(gòu)成及使用。2. 學習KEIL軟件和STC-ISP下載軟件的使用方法。3. 單片機I/O口的使用方法；二、實驗內(nèi)容1. P13口做輸出口，接發(fā)光二極管，編寫程序，使其閃爍。2. P13、P35P37口接四只發(fā)光二極管LED1-LED4, P20口接開關(guān)K1，編寫程序，用開關(guān)控制發(fā)光二極管上的亮滅。三、實驗步驟1.設(shè)計實驗電路，畫出電路原理圖2.按照 KEIL軟件的使用步驟，建立工程。3.編寫程序，保存文件，將源程序文件加載到工程中，當編譯通過之后生成HEX文件。4. 用STC-ISP下載軟件下載HEX文件到單片機

8、系統(tǒng)。5.運行、調(diào)試程序，觀察實驗結(jié)果。四、實驗參考電路及參考程序1.參考電路2.參考程序?qū)嶒?：#include reg52.hsbit P13=P13;/定義LED指示燈的IO口void main() int i;/計時變量 while(1) for(i=0;i30000;i+);/延時 P13=!P13;/指示燈IO口反轉(zhuǎn) 實驗2：#include reg52.hsbit P13=P13;/定義LED指示燈的IO口sbit P20=P20;/定義key的IO口void main() int i;/計時變量 while(1) for(i=0;i30000;i+);/延時 if( P20=0

9、) P13=0;/ 按鍵,LED亮 else P13=1;/LED亮 五思考題1. P35- P37口做輸出口，接發(fā)光二極管，編寫并調(diào)試程序，使其閃爍。2. P35- P37口做輸出口，接發(fā)光二極管，編寫并調(diào)試跑馬燈程序。實驗二 Keil C51程序設(shè)計上機練習一、實驗目的1. 學習KEIL軟件的程序調(diào)試方法。2. 學會KEIL C程序設(shè)計及調(diào)試，重點學會預處理命令、數(shù)據(jù)類型的定義。二、實驗內(nèi)容1.單片機P2口的P20和P21各接一個開關(guān)K1、K2，P13、P35、P36和P37各接一只發(fā)光二極管。由K1和K2的不同狀態(tài)來確定發(fā)光二極管的點亮。K2K1亮的二極管00L101L210L311L4

10、2.設(shè)計一個二進制加1計數(shù)器，按一次鍵，加1，并用3個LED顯示計數(shù)結(jié)果，加至8時清零重新計數(shù)。三、實驗步驟1.設(shè)計實驗電路，畫出電路原理圖2.按照 KEIL軟件的使用步驟，建立工程。3.編寫程序，保存文件，將源程序文件加載到工程中，當編譯通過之后生成HEX文件。4. 用STC-ISP下載軟件下載HEX文件到單片機系統(tǒng)。5.運行、調(diào)試程序，觀察實驗結(jié)果。四、實驗參考電路及參考程序1.實驗1#includesbit k1 = P20;sbit k2= P21;sbit P13 = P13;void main()while(1)if(k1 = 0&k2 = 0) P3 = 0x7f; if(k1

11、= 1&k2 = 0)P3 = 0xbf;if(k1 = 0&k2 = 1)P3 = 0xdf;if(k1 = 1&k2 = 1)P13 = 0;2.實驗2#includesbitkey = P32;unsigned char a ;unsigned char count = 0;void delay(int i)while(i)i-; void main()while(1) P32=1;if( key=0 )delay(10);if( key=0)count+;while(!key);if( count=8)count = 0;a = count; a = a;a = a=3)Bit =0;

12、switch(Bit)case 0: P3 = 0xef; break;case 1: P3 = 0xdf; break;case 2: P3 = 0xbf; break; P32=1;五、思考題1. 采用外部中斷的方式實現(xiàn)一個二進制減1計數(shù)器，按一次鍵，減1，并用3個LED顯示計數(shù)結(jié)果，減至0時，重新從7開始計數(shù)。2. 采用外部中斷的方式實現(xiàn)用1個按鍵控制LED的顯示，要求顯示3種以上的不同模式。實驗四 中斷及定時器計數(shù)器實驗一、實驗目的1.掌握單片機的中斷系統(tǒng)、定時器的工作原理。2.學會單片機中斷系統(tǒng)、定時器的應用。二、實驗內(nèi)容1.采用單片機定時器實現(xiàn)1個LED的亮滅，周期為1s。2. 采

13、用單片機定時器實現(xiàn)4個LED的輪流亮滅，每個LED點亮時間為1s。三、實驗步驟1.設(shè)計實驗電路，畫出電路原理圖2.按照 KEIL軟件的使用步驟，建立工程。3.編寫程序，保存文件，將源程序文件加載到工程中，當編譯通過之后生成HEX文件。4.用STC-ISP下載軟件下載HEX文件到單片機系統(tǒng)。5.運行、調(diào)試程序，觀察實驗結(jié)果。四、實驗參考電路和參考程序1.實驗1#include#define THC0 0xee#define TLC0 0x00sbit led0=P13;void main() TMOD=0x01; TH0=THC0; TL0=TLC0; TR0=1; ET0=1; EA=1; w

14、hile(1); void timer0_ISR(void) interrupt 1 static unsigned char count=0; TL0=TLC0; TH0=THC0; count+; if(count=200) count=0; led0=!led0; 2.實驗2#include#define THC0 0xee#define TLC0 0x00sbit led0=P13;sbit led1=P35;sbit led2=P36;sbit led3=P37;void main() TMOD=0x01; TL0=TLC0; TH0=THC0; TR0=1; ET0=1; EA=1

15、; while(1); void timer0_ISR(void) interrupt 1 static unsigned char count=0,Bit=0; TL0=THC0; TH0=TLC0; count+; if(count=200) count=0; Bit+; if(Bit=4) Bit=0; P3=P3|0xf0; P1=P1|0x0f; switch(Bit) case 0:led0=0;break; case 1:led1=0;break; case 2:led2=0;break; case 3:led3=0;break; 五、思考題1.設(shè)計1個秒計數(shù)器，每秒計1次數(shù)，在

16、LED上顯示出來，計至16清零后重新計數(shù)。2.在上題基礎(chǔ)上用按鍵控制秒計數(shù)器的啟停，按一次鍵開始計數(shù)，按2次停止計數(shù)，按3次又開始計數(shù)。實驗五 數(shù)碼管顯示器實驗一、實驗目的1.掌握單片機的按鍵、數(shù)碼管顯示器的工作原理。2.學會單片機獨立式按鍵、數(shù)碼管顯示器的應用。二、實驗內(nèi)容1.在一個數(shù)碼管上顯示字符“1”。 2.在4個數(shù)碼管上顯示字符“1”、“2”、“3”、“4”。3.設(shè)計一個2位10進制計數(shù)器，每秒加1，在LED上顯示。三、實驗步驟1.設(shè)計實驗電路，畫出電路原理圖2.按照 KEIL軟件的使用步驟，建立工程。3.編寫程序，保存文件，將源程序文件加載到工程中，當編譯通過之后生成HEX文件。4.

17、用STC-ISP下載軟件下載HEX文件到單片機系統(tǒng)。5.運行、調(diào)試程序，觀察實驗結(jié)果。四、實驗參考電路和參考程序1.參考電路2參考程序#include reg52.h#define THCO 0xee#define TLCO 0x0unsigned char code Duan=0x3F, 0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F;/共陰極數(shù)碼管，0-9段碼表unsigned char Data_Buffer4=1,2,3,4;/四個數(shù)碼管顯示數(shù)值，數(shù)組變量定義sbit P24=P24;/四個數(shù)碼管的位碼口定義sbit P25=P25;sbit

18、P26=P26;sbit P27=P27;void main() TMOD=0x11;/定時器0初始化 TH0=THCO; TL0=TLCO; TR0=1; ET0=1; EA=1; while(1) ;void timer0() interrupt 1 static unsigned char Bit=0;/靜態(tài)變量，退出程序后，值保留 TH0=THCO; TL0=TLCO; Bit+; if(Bit=4)Bit=0; P2|=0xf0;/先關(guān)位碼 P0=DuanData_BufferBit;/開段碼 switch(Bit)/送位碼 case 0: P24=0;break; case 1:

19、P25=0;break; case 2: P26=0;break; case 3: P27=0;break; 五、思考題用按鍵作顯示模式選擇鍵，實現(xiàn)上述實驗中3個顯示畫面的切換，即上電顯示“1”，按1次鍵顯示“1234”，再2次鍵顯示2位秒計數(shù)器，按3次鍵又顯示“1”。實驗六 串口通信實驗一.實驗目的 利用單片機的TXD、RXD口，使用戶學會單片機的串行口的使用。二.實驗設(shè)備及器件PC機 一臺單片機實驗板一臺三.實驗內(nèi)容 編寫一段程序，使數(shù)碼管顯示從上位機接收到的對應數(shù)值（0-9）,并將此值發(fā)送給上位機。（注：此實驗只能用STC芯片，將HEX文件下載進去才能觀看運行結(jié)果）四.實驗步驟1按照 K

20、EIL軟件的使用步驟，建立工程。2.編寫程序，保存文件，將源程序文件加載到工程中，當編譯通過之后生成HEX文件。3.用STC-ISP下載軟件下載HEX文件到單片機系統(tǒng)。4.運行、調(diào)試程序，利用STC-ISP的串口助手窗口中發(fā)送數(shù)據(jù)給單片機，在單片機的數(shù)碼管上觀察接收到的數(shù)據(jù)；并在STC-ISP的串口助手窗口中觀察接收到的數(shù)據(jù)。本實驗中將使用串口助手進行調(diào)試，使用方法如下：（1）在STC-ISP軟件窗口中，點擊 “串口助手”，PC機上顯示下圖所示窗口，在發(fā)送緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū)均選擇HEX模式，正確選擇通訊的串口號和波特率，根據(jù)單片機與PC機連接的串口選擇串口號，波特率的選擇要與程序中設(shè)定的波特率

21、一致，本實驗中選擇的波特率為9600。圖2.7 PC機串口助手界面（2）在發(fā)送緩沖區(qū)輸入0-9的數(shù)據(jù)，然后點擊“發(fā)送數(shù)據(jù)”，觀察單片機實驗板上LED顯示的結(jié)果，并觀察STC-ISP軟件窗口中“接收緩沖區(qū)”中顯示的數(shù)據(jù)是否與LED顯示數(shù)據(jù)一致。五.參考例程#include reg52.h#define THCO 0xee#define TLCO 0x0unsigned char code Duan=0x3F, 0x06,0x5B,0x4F,0x66,0x6D,0x7D,0x07,0x7F,0x6F;/共陰極數(shù)碼管，0-9段碼表unsigned char Data_Buffer4=1,2,3,4;

22、/四個數(shù)碼管顯示數(shù)值，數(shù)組變量定義sbit P24=P24;/四個數(shù)碼管的位碼口定義sbit P25=P25;sbit P26=P26;sbit P27=P27;/sbit P34=P34;void main() TMOD=0x20;/方式控制字SCON=0x50;TH1=0xfd;/設(shè)置波特率為9600TL1=0xfd;TR1=1; /開定時器1ES=1;TH0=THCO; TL0=TLCO; TR0=1; ET0=1; EA=1; while(1);void timer0() interrupt 1 static unsigned char Bit=0;/靜態(tài)變量，退出程序后，值保留 TH

23、0=THCO; TL0=TLCO; Bit+; if(Bit=4)Bit=0; P2|=0xf0;/先關(guān)位碼 P0=DuanData_BufferBit;/開段碼 switch(Bit)/送位碼 case 0: P24=0;break; case 1: P25=0;break; case 2: P26=0;break; case 3: P27=0;break; void seri()interrupt 4 unsigned char temp; if(RI=1) temp=SBUF; RI=0; if(temp=0&temp=9)/接收到的數(shù)據(jù)為0-9時顯示到數(shù)碼管上 Data_Buffer0

24、=temp;Data_Buffer1=temp;Data_Buffer2=temp;Data_Buffer3=temp;/P34=!P34;TI=0;SBUF=temp;while(TI=0);TI=0; 7.思考題 利用單片機的串行口向PC機發(fā)送數(shù)據(jù)0x55,運行結(jié)果可以通過在PC的接收軟件上看見，驗證接收數(shù)據(jù)是否正確。實驗七 AD轉(zhuǎn)換器實驗一、實驗目的 學會用51單片機模擬I2C總線接口，實現(xiàn)與PCF8591 8位AD轉(zhuǎn)換器的接口，學會用單片機實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的方法。二、實驗設(shè)備及器件PC機 一臺51單片機實驗板一臺（含PCF8951芯片）萬用表、示波器三、實驗內(nèi)容 編寫一段程序，采集PCF8

25、591 AD通道的模擬信號值，將采集的電壓值用四位數(shù)碼管顯示出來。四、實驗電路原理圖AIN0-AIN3為4路模擬輸入信號，時鐘信號SCL接至單片機P36，數(shù)據(jù)線SDA接至P37。五、參考例程#include STC89C52RC.h#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define PCF8591 0x90 /PCF8591 地址#define THCO 0xf8 /11.0592MHZ晶振#define TLCO 0xcb /定時2ms時間常數(shù)值unsigned char Data_Buffer4=1,2,

26、3,4;uchar code Duan17=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71,0x76;sbit P24=P24;/四個數(shù)碼管的位碼口定義sbit P25=P25;sbit P26=P26;sbit P27=P27;bit flag=0;bit DACconversion(unsigned char sla,unsigned char c, unsigned char Val);bit ISendByte(unsigned char sla,unsigned char

27、c);unsigned char IRcvByte(unsigned char sla);/*/void main(void) /主程序 unsigned int v; unsigned char AD_CHANNEL=1; unsigned int D5=0,0,0,0,255; TMOD=0x11; /設(shè)置定時器0工作模式,16位計數(shù)模式 TH0=THCO; TL0=TLCO; TR0=1; /啟動定時器 ET0=1;/使能定時器中斷 EA=1;/開總中斷 while(1) if(flag=1) flag=0; ISendByte(PCF8591,0x41);v=IRcvByte(PCF8

28、591); Data_Buffer0=0; Data_Buffer1=v/100%10; Data_Buffer2=v/10%10;Data_Buffer3=v%10; void timer0() interrupt 1 /定時器中斷服務(wù)子程序 static unsigned int count=0;/軟計時變量定義 static unsigned char Bit=0;/靜態(tài)變量，退出程序后，值保留 TH0=THCO; TL0=TLCO; Bit+; if(Bit=4)Bit=0; P2|=0xf0;/先關(guān)位碼 P0=DuanData_BufferBit;/開段碼 if(Bit=0)P0|=

29、0x80; switch(Bit)/送位碼 case 0: P24=0;break; case 1: P25=0;break; case 2: P26=0;break; case 3: P27=0;break; count+; if(count=250)/半S時間到 count=0; flag=1; 六、思考題1.將PCF8591的4個模擬輸入通道的采樣值輪流在數(shù)碼管上顯示出來。實驗八DA轉(zhuǎn)換器實驗一、實驗目的 學會用51單片機模擬I2C總線接口，實現(xiàn)與PCF8591的8位AD轉(zhuǎn)換器的接口，學會用單片機實現(xiàn)波形發(fā)生器的方法。二、實驗設(shè)備及器件PC機 一臺51單片機實驗板一臺（含PCF8951芯

30、片）萬用表、示波器三、實驗內(nèi)容 編寫一段程序，用單片機控制PCF8591 DA轉(zhuǎn)換器輸出方波，用示波器觀察PCF8591輸出的方波。四、實驗電路原理圖時鐘信號SCL接至單片機P36，數(shù)據(jù)線SDA接至P37。五、參考例程#include STC12C5A60S2.h#include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define PCF8591 0x90 /PCF8591 地址#define THCO 0xf8 /11.0592MHZ晶振#define TLCO 0xcb /定時2ms時間常數(shù)值unsigned char Data_Buffer4=1,2,3,4;uchar code Duan17=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0