實(shí)驗(yàn)1MCS-51單片機(jī)及其開發(fā)系統(tǒng)(仿真器)的認(rèn)識(shí)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康亩?shí)驗(yàn)設(shè)備與器材三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、過程及要求

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

(1)

了解MCS-51單片機(jī)開發(fā)常用工具。

(2)

了解仿真器的種類、功能，掌握仿真器、目標(biāo)板與PC機(jī)之間的連接方法。

(3)

了解MCS-51開發(fā)軟件(匯編器或編譯器)的功能、運(yùn)行環(huán)境。掌握仿真軟件的安裝、設(shè)置(選擇仿真器、仿真頭、仿真芯片、仿真方式)及其基本操作。

(4)掌握仿真軟件的安裝、設(shè)置(選擇仿真器、仿真頭、仿真芯片、仿真方式)及其基本操作。

(5)

掌握源程序的編輯、匯編(編譯)、執(zhí)行(單步執(zhí)行、跟蹤執(zhí)行、斷點(diǎn)設(shè)置與取消、連接執(zhí)行)等基本操作。

(6)

理解匯編語言指令與機(jī)器語言指令之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

(7)

理解ORG、DATA、EQU、BIT等偽指令的功能以及標(biāo)號(hào)(包括$)的含義。

(8)

掌握在特定仿真開發(fā)系統(tǒng)下瀏覽、修改特殊功能寄存器、內(nèi)部RAM、外部RAM單元的方法。

(9)

理解MCS-51單片機(jī)在復(fù)位期間及復(fù)位后有關(guān)引腳的狀態(tài)、特殊功能寄存器的初值。

(10)理解復(fù)位操作對(duì)內(nèi)部RAM、外部RAM存儲(chǔ)單元的影響。

二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與器材仿真器及其附件(電源、仿真頭、聯(lián)機(jī)通信電纜)、圖1所示的實(shí)驗(yàn)電路板、邏輯筆、數(shù)字萬用表各一套。

三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、過程及要求

1．PC機(jī)—仿真器—目標(biāo)板(用戶板)的連接認(rèn)真閱讀仿真器使用說明，了解仿真器、仿真頭上插座與插頭的用途及外形，跳線含義及設(shè)置，完成“PC機(jī)—仿真器—目標(biāo)板(用戶板)”的連接。不論何種型號(hào)的仿真器，一般均提供下列插座(或接口)：

1)聯(lián)機(jī)通信口目前多數(shù)仿真器不帶鍵盤、LED數(shù)碼顯示器，需與PC機(jī)配套使用。單片機(jī)仿真開發(fā)設(shè)備一般以串行方式與PC機(jī)通信，通過聯(lián)機(jī)通信電纜將仿真器聯(lián)機(jī)通信口與PC機(jī)串行口(COM1或COM2)相連。

2)仿真插座通過仿真電纜將仿真器與仿真頭連在一起(有些仿真器、仿真頭插座沒有防反插設(shè)計(jì)，連接時(shí)務(wù)必注意插座、插頭方向)。作為特例，圖1-1給出了E6000、E2000、E51系列仿真器與POP8X5X仿真頭之間的連接方式，即仿真電纜一端與仿真器相連，另一端與仿真頭相連。仿真頭直接插入用戶板上的CPU插座內(nèi)。

圖1-1仿真器與仿真頭的連接

3)

電源插座通過仿真器上的電源插座給仿真器提供電源，與仿真器電源(作為仿真器附件之一)相連。由于目標(biāo)板上功耗不確定，因此仿真器(頭)一般不給用戶板提供電源，使用時(shí)必須給用戶板外接工作電源(一般為+5V，具體數(shù)值與目標(biāo)板上元器件工作電壓有關(guān)，但外接電源電壓不得超過5×(1+5%)V，否則可能會(huì)損壞單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中74系列邏輯電路芯片)。

2．仿真軟件的安裝及操作仿真軟件也稱為匯編器。仿真器只有在仿真軟件的支持下才能完成源程序的編輯(目前多數(shù)仿真軟件均具有源程序編輯功能)、匯編(編譯)、運(yùn)行及調(diào)試。仿真軟件功能強(qiáng)弱直接關(guān)系到單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)效率。一套功能齊全、性能良好、符合用戶操作習(xí)慣的單片機(jī)開發(fā)系統(tǒng)，會(huì)使單片機(jī)開發(fā)項(xiàng)目由難變易、由繁變簡、由不可能變可能，收到事半功倍的效果。不同仿真開發(fā)軟件的功能、操作方式不盡相同，用戶只能依據(jù)開發(fā)商提供的《使用說明書》或《用戶指南》來安裝和使用仿真開發(fā)軟件。

3．匯編源程序編輯、運(yùn)行及調(diào)試輸入、編輯、匯編、運(yùn)行(連續(xù)、單步執(zhí)行)如下程序段：;變量定義區(qū)XVAR DATA 30HYVAR DATA 38HP10 BIT P1.0ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN: MOVSP，#9FH MOVA，#55H MOVXVAR，A MOVR0，#XVAR MOV@R0，#01H INCR0 MOV@R0，#02H MOVR1，#YVAR MOVA，@R0 MOV@R1，A PUSHACC ;在此處設(shè)置斷點(diǎn)

PUSHPSWMOVA，#0AAHSETBRS0CLRRS1MOVR0，#5AHMOVR1，#0A5HPOPPSWPOPACCINCR1DECR0MOVA，@R0MOV@R1，ACLRP10SETBP1.0CLRP10MOV90H，#00HMOV90H，#55HMOV90H，#0FFMOVP1，#00HMOVP1，#55HMOVP1，#0FFHSJMP$END

(1)找出每條指令的機(jī)器碼，并與教材第3章指令碼表對(duì)照，指出每一指令的功能、尋址方式、操作數(shù)書寫形式。

(2)在單步執(zhí)行過程中，每執(zhí)行一條指令后，觀察并記錄有關(guān)寄存器、內(nèi)部RAM單元內(nèi)容變化情況。設(shè)置斷點(diǎn)后，再連續(xù)執(zhí)行程序，記錄30H、31H、38H單元內(nèi)容；然后執(zhí)行復(fù)位操作，并與復(fù)位后的內(nèi)容進(jìn)行比較，看復(fù)位后內(nèi)部RAM單元內(nèi)容是否變化。

(3)修改ORG100H指令后的地址，重新匯編，觀察程序代碼在程序存儲(chǔ)器中存放位置是否變化。

4．復(fù)位期間及復(fù)位后有關(guān)的引腳電平狀態(tài)和寄存器初值

1)實(shí)驗(yàn)前跳線設(shè)置復(fù)位實(shí)驗(yàn)僅使用實(shí)驗(yàn)板上的U101、U102、U103、U106、復(fù)位電路和時(shí)鐘電路，與其他元器件無關(guān)。板上跳線除了JP203設(shè)為2-3引腳短路外，其他跳線如JP101～JP107、JP201、JP202、JP204、JP205等一律置為開路狀態(tài)。

2)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟按下復(fù)位按鈕不放，用邏輯筆或萬用表測量并記錄各I/O引腳的電平；復(fù)位后，再用邏輯筆或萬用表測量各I/O引腳的電平；觀察復(fù)位后各特殊功能寄存器的初值，并與教材第2章表2-5比較。修改特殊功能寄存器、內(nèi)部RAM及外部RAM單元內(nèi)容，然后執(zhí)行復(fù)位操作，觀察復(fù)位后相應(yīng)單元內(nèi)容有無變化，以了解復(fù)位操作對(duì)特殊功能寄存器、內(nèi)部RAM、外部RAM的影響。

注意：由于8XC5X芯片P1～P3口引腳輸出級(jí)采用準(zhǔn)雙向輸入/輸出結(jié)構(gòu)，上拉電阻大，對(duì)地短路電流很小，即I/O引腳具有“線與”功能，而P0漏極開路，也具有“線與”功能。因此，在測量I/O引腳電平的操作過程中，即使邏輯筆、萬用表的表筆將兩根