微机原理与接口实验 指导老师:管凯敏 助教: 周强 (710369)

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微机原理与接口实验 指导老师:管凯敏 助教: 周强 18758260369(710369) guankaimin@zju.edu.cn 助教: 周强 13073696312 1377644361@qq.com 上课教师:王宣银13957119368 唐建忠15268103751 林勇刚 13067947236 李伟 2015.09.15 王宣银

实验安排 实验时间:2015秋冬学期、星期二 7、8节 实验地点:教11一446 实验安排:每3-5人一组领实验仪器,注意保管 实验要求:实验前需完成试验报告中的电路原理图和软件编写,自备笔记本,搭建试验电路和程序烧写,并进行软件运行调试

试验x——x x x x x x x x x x x x x (试验名称) 报告格式 试验x——x x x x x x x x x x x x x (试验名称) 姓名: 班级 : 学号: 实验内容 实验电路原理图 实验程序 实验结论 实验记录 5.1 实验时间 5.2 实验情况 实验老师签名 年 月 日

一、实验仪器介绍

单片机实验箱 LCD1602接口电路和LCD12864接口电路; LM-2256LL1 16X16单色点阵、8位共阳动态连接数码管、2位共阳静态连接数码管、8位共阳发光二极管; MAX232串口通信电路、74LS245缓冲单元、164串口转并口电路、165并口转串口电路; 74LS138 3-8译码器电路、74LS573锁存器电路、74LS47BCD译码器电路;

单片机实验箱 62256数据存储单元、2764程序存储单元、24C02EEPROM电路; ADC0809并行ADC、DAC0832并行DAC、TLC549串行ADC、TLC5616串行DAC; 4X4矩阵式键盘、8个查询式按键、8位数据开关; 1个PS/2接口、1个5V蜂鸣器、1个LM386音频电路、1个继电器; 红外接收、温度采集、模拟温度采集电路、单次脉冲触发电路; 555定时器、时钟电路、看门狗电路; 电源±5V、±12V输出

单片机最小系统 单片机最小系统包括单片机正常运行至少需要的硬件电路,及RS232串行通信电路,若单片机为STC公司芯片则可通过串口下载。 芯片的40个引脚全部由二号金属接线柱引出,而P1、P3分别由2个8P无耳插座引出,P0、P2分别由2对8P无耳插座引出。

单片机STC89C52 8k字节Flash 512字节RAM, 32 位I/O 口线 看门狗定时器 内置4KB EEPROM MAX810复位电路 3个16 位定时器/计数器 4个外部中断 一个7向量4级中断结构 (兼容传统51的5向量2级中断结构) 全双工串行口

试验接线 1、串口线。 用于试验程序从电脑下载单片机

试验接线 2、8P扁平带

实验接线 3、2号导线

实验接线

实验箱及拓展盒使用说明 1、如何插单片机芯片?如下图3个步骤:

线相连。 实验箱及拓展盒使用说明 2、如何连接PC机下载程序?如下图用串口线将计算机串口与单片机最小系统的串口线相连。

实验箱及拓展盒使用说明 3、如何连接8P扁平带?

实验箱及拓展盒使用说明 4、试验模块的选通 跳线

二、单片机编程实验软件介绍

KEIL uVision软件的使用 Keil uVision软件是众多单片机应用开发的优秀软件之一,它集编辑,编译,仿真于一体,支持汇编,PLM 语言和 C 语言的程序设计,界面友好,易学易用。

KEIL uVision 1.建立一个新工程  单击Project菜单,在弹出的下拉菜单中选中New Project选项

KEIL uVision 2、这时会弹出一个对话框,要求你选择单片机的型号 Atmel 89C51来说明,如下图所示,选择89C51之后,右边栏是对这个单片机的基本的说明,然后点击确定。

KEIL uVision 3、新建文件 单击“File”菜单,再在下拉菜单中单击“New”选项

KEIL uVision 4、编写程序,光标在编辑窗口里闪烁,这时可以键入用户的应用程序

KEIL uVision 5、存储文件,单击菜单上的“File”,在下拉菜单中选中“Save As”选项单击,屏幕如下图所示,在“文件名”栏右侧的编辑框中,键入欲使用的文件名,同时,必须键入正确的扩展名。注意,如果用C语言编写程序,则扩展名为(.c);如果用汇编语言编写程序,则扩展名必须为(.asm)。

KEIL uVision 回到编辑界面后,单击“Target 1”前面的“+”号,然后在“Source Group 1”上单击右键,弹出如下菜单 然后单击“Add File to Group ‘Source Group 1’” 屏幕如图所示

KEIL uVision 选中Test.c,然后单击“Add ”屏幕如下图所示

KEIL uVision 6、编译:单击“Project”菜单,再在下拉菜单中单击“Built Target”选项(或者使用快捷键F7),编译成功后,再单击“Debug ”菜单,在下拉菜单中单击“Start/Stop Debug Session”(或者使用快捷键Ctrl+F5),屏幕如下所示

KEIL uVision 7、调试程序:在上图中,单击“Debug”菜单,在下拉菜单中单击“Go”选项,(或者使用快捷键F5),然后再单击“Debug”菜单,在下拉菜单中单击“Stop Running”选项(或者使用快捷键Esc);再单击“View”菜单,再在下拉菜单中单击“Serial Windows #1”选项,就可以看到程序运行后的结果其结果如下图所示

KEIL uVision 8、单击“Project”菜单,再在下拉菜单中单击“ ”在下图中,单击“Output”中单击“Create HEX File”选项,使程序编译后产生HEX代码,供下载器软件使用。把程序下载到AT89S51单片机中。

三、单片机程序烧写

安装烧写软件 1、首先把单片机资料文件夹下的 文件夹复制到计算机硬盘。 2、打开 文件夹,再其目录下找到

烧写步骤 1.选择单片机型号。 2.选择要烧写的程序。 3、选择COM口,COM口的设置从计算机的“设备管理器”中查看,然后在STC-ISP下载软件中设置为当前一样的COM口号。

点击下载 4.点击下载。

烧写成功 5.当显示为如下图时,再给单片机实验台上电,就烧写完全了。

烧写完毕

问题解决 STC ISP 软件打不开,提示控件未注册 打开 STC ISP V4.88 ,不出意外的话,无论是win7 还是 win8 ,都会提示提示缺少控件,一般情况下缺少控件一般为以下四个文件: mscomm32.ocx mscomctl.ocx msstdfmt.dll comdlg32.ocx 那么该如何解决?

问题解决 只要把STC ISP 目录下的 mscomm32.ocx mscomctl.ocx msstdfmt.dll comdlg32.ocx这四个文件分别复制到 C:\Windows\SysWOW64  (64位才有这个文件夹,32位的不清楚)和  C:\Windows\System32 这两个文件夹里面,然后,把以下代码复制到记事本,另存为 install.bat,接着右击刚刚保存好的 install.bat 文件,选择以管理员身份运行。

问题解决 复制代码 regsvr32 %systemroot%\syswow64\mscomctl.ocx regsvr32 %systemroot%\syswow64\mscomctl.ocx regsvr32 %systemroot%\syswow64\mscomm32.ocx regsvr32 %systemroot%\syswow64\comdlg32.ocx regsvr32 mscomctl.ocx regsvr32 msstdfmt.dll regsvr32 mscomm32.ocx regsvr32 comdlg32.ocx

四、实验内容简介

实验内容 序号 实验名称 1 I/O口的输入输出实验 2 外中断实验 3 动态扫描显示实验 4 矩阵式键盘实验 5 单片机与PC机的RS232串行通信实验 6 串行数转换并行数实验 7 并行数转换串行数实验 8 数据存储器扩展实验 9 ADC0809模数转换实验 10 DAC0832数模转换实验 11 SPI串行DA实验(TLC5615) 12 IIC 总线24C02读写实验

实验一、I/O口实验 实验目的 通过实验学会使用51系列单片机I/O口的基本输入输出功能。 实验内容 P0口分别接8路开关,P1口分别接8个发光二级管。拨动数据开关向P0口送数据,单片机从P0口输入的状态数据后,再从P1口将该数据输出至发光二极管显示。 实验步骤 1、硬件连接: 单片机的P0口用8P扁平带与数据开关的K1-K8相连。单片机的P1口用8P扁平带与发光二极管的L1-L8相连。 2、实验现象: 拨动数据开关为1时,对应的发光二极管亮;为0时,对应的发光二极管灭。 注:在单片机最小系统面板上有SW2为EA与VCC短接块,一般STC单片机EA不接高电平也默认是片内程序存储器。在这里建议用短接冒接高电平,使STC单片机工作更稳定。 单片机 数据开关 发光二极管 P0口 K1-K8 P1口 L1-L8

实验一、I/O口实验 实验要求: 1、完成单片机系统的电路原理设计 2、完成试验程序编写

实验二、外中断实验 实验目的 通过实验掌握单片机外中断的原理及编程方法。 实验内容 数码管循环显示0~F,当INT0端口即P3.2口有低电平时,数码管立即回到0重新循环显示。 实验步骤 1、硬件连接: 2、实验现象: 数码管从0到F循环显示,按下键2后,暂停。放开键2后,从0重新开始循环显示。 单片机 动态显示 查询式键盘 P0口 a-h P2口 L1-L8 P3口 S0-S7

实验二、外中断实验 实验要求: 1、完成电路原理设计 2、完成试验程序编写

实验三、动态扫描显示实验 实验目的 通过实验掌握动态扫描显示的原理和编程方法。 实验内容 在多位LED显示时,为了简化硬件电路,通常将所有的段码线相应的段并联在一起,由一个8位IO口控制形成段码的多路复用,而各位的共阳极或共阴极分别由相应的IO线控制,形成分时选通。 实验步骤 1、硬件连接: 2、实验现象:数码管显示01234567 实验要求: 1、完成电路原理设计 2、完成试验程序编写 单片机 动态显示 P0口 a-h P2口 L1-L8

实验三、动态扫描显示实验

实验四、矩阵式键盘实验 实验目的 1、通过实验了解4×4键盘的识别原理和编程方法。 2、学习软件防抖的编程方法。 实验内容 矩阵式键盘也称行列式键盘,用于按键数目较多的场合,它由行线和列线组成,按键位于行列的交叉点上。每个按键都有它的行值和列值,行值和列值的组合就是识别这个按键的编码。 键盘处理程序的任务是:确定有无键按下,判断哪一个键按下,键的功能是什么,还要消除按键在闭合或断开时的抖动。两个并行口中,一个输出扫描码,使按键逐行动态置高电平,另一个并行口输入按键状态,由行扫描值和回馈信号共同形成键编码而识别按键,通过软件查表查出该键的功能。 实验步骤 1、硬件连接: 单片机最小系统的P0、P2口接动态显示的a-h、L1-L2。 单片机最小系统的P3接矩阵式键盘H0-L3(H0-H3表示行,L0-L3表示列)。 2.实验现象: 按下矩阵式键盘,数码管显示将对应显示一个键值。

实验四、矩阵式键盘实验 实验要求: 1、完成电路原理设计 2、完成试验程序编写

实验五、单片机与PC机的RS232串行通信实验 实验目的 了解RS232串行通信的原理,学习RS232串行通信程序的设计和操作; 学习使用上位机软件“串行调试助手”。 实验内容 MAX232将单片机发出的TTL电平信号转化为RS232电平信号。 收发信号从9芯插座通过RS232电缆传送到PC机。 实验步骤 1、硬件图: 2、硬件连接: 单片机最小系统的P0、P2口接动态显示的a-h、L1-L8。 单片机最小系统的P3.0与P3.1与串口通信的RXD、TXD连接。

实验五、单片机与PC机的RS232串行通信实验 动态显示 串口通信 P0口 a-h P2口 L1-L8 P3.0 RXD P3.1 TXD 3、实验现象: 利用STC_ISP_V486.exe软件的串口助手在“单字符串发送区”分别输入0、1….f,然后点击“发送字符 /数据”在数码管上会显示相应的字符。 4、设置: 十六进制发送 COM:COM1(根据PC机而定) 波特率:9600 校验位:N 数据位:8 停止位:1 实验要求: 1、完成电路原理设计 2、完成试验程序编写

实验六、串行数转换并行数实验 实验目的 掌握串行口方式0工作方式及编程方法。 掌握用P1口的I/O功能,输出串行数据。 实验内容 利用单片机的I/O端口串行输出,利用74LS164移位转换成并行数据,接在LED灯上显示。 串行口工作在方式0时,可通过外接移位寄存器实现串并行转换。在这种方式下,数据为8位,只能从RXD端输入输出,TXD端总是输出移位同步时钟信号,其波特率固定为Fosc/12。在CPU将数据写入SBUF寄存器后,立即启动发送。待8位数据输完后,硬件将状态寄存器的TI位置1,TI必须由软件清零。用串行口工作方式0输出数据/时钟,是自动移位输出,用P1端口串行输出数据时,要编程移位数据,输出数据/时钟。 实验步骤 1、硬件图: A 1 B 2 Q0 3 Q1 4 Q2 5 Q3 6 Q4 10 Q5 11 Q6 12 Q7 13 CLK 8 MR 9 U8 74ALS164 RXD TXD P10 LED1 LED2 LED3 LED4 LED5 LED6 LED7 LED8

实验六、串行数转换并行数实验 2、硬件连接: 164串并转换的Q0-Q7接发光二极管的显示的L1-L8 P3.0RXD与P3.1 TXD 与串口通信的A/B、CLK连接。 P1.0接164的CLR。 3、实验现象: 发光二极管流水灯的变化。 单片机 164串并转换 P3.1 CLK P3.0 A/B P1.0 CLR 发光二极管 Q0-Q7 实验要求: 1、完成电路原理设计 2、完成试验程序编写

实验七、并行数转换串行数实验 实验目的 掌握串行口方式0工作方式及编程方法。 掌握利用I/O扩展串行口通道的方法。 实验内容 将外接的并行数利用74LS165读入,并且移位转换成串行数,利用单片机P1口串行读入。 实验步骤 1、硬件图: 2、硬件连接: 165并串转换的OUT、CLK、SH分别接P3.0、P3.1、P1.0。 165并串转换Q0-Q7接数据开关的K1-K8。 P2口接发光二极管的L1-L8。

实验七、并行数转换串行数实验 3、实验现象: 拨动数据开关为1时相应的发光二极管亮。拨动数据开关为0时相应的发光二极管灭。 单片机 165并串转换 发光二极管 P3.0 OUT P3.1 CLK P1.0 SH 数据开关 Q0-Q7 P2口 L1-L8 3、实验现象: 拨动数据开关为1时相应的发光二极管亮。拨动数据开关为0时相应的发光二极管灭。 实验要求: 1、完成电路原理设计 2、完成试验程序编写

实验八、数据存储器扩展实验 实验目的 1、掌握80C51单片机扩展外RAM的方法 2、了解静态RAM使用方法 实验内容 MCS-51型单片机内有128B的RAM,只能存放少量数据,对一般小型系统和无需存放大量数据的系统已能满足要求。对于大型应用系统和需要存放大量数据的系统,则需要进行片外扩展RAM。MCS-51型单片机系统扩展主要特点: 1)由于Po分时传送地址/数据信息,在接口电路中,通常配置地址锁存器,有ALE信号锁存低8位地址Ao~A7,以分离地址和数据信息。 2)P2口传送高8位地址A8~A15。 3)单片机8XX51读写外部数据RAM和I/O口的操作使用MOVX指令,用 Ri 间址或用 DPTR 间址。 RD、WR为 数据存储器的读、写控制信号。是执行MOVX指令时变为有效。 MCS-51型单片机在片外扩展RAM的地址空间为0000H~FFFFH共64KB。读写外RAM时用MOVX指令,用RD选通RAM OE端,用WR选能RAM WE端。 扩展外RAM芯片一般采用静态RAM(SRAM),也可根据需要采用E2PROM芯片或其他RAM芯片。本实验使用SRAM 62256芯片进行片外RAM扩展。62256具有32KB空间,因此它需要15位地址(A0~A14),使用P0、P2.0~P2.6作为地址线,P2.7作为片选线。62256的全部地址空间为0000H~7FFFH。

实验八、数据存储器扩展实验 实验步骤 1、硬件图: 2、硬件连接: 单片机的P0口接锁存器573的D0—D7,573输出接62256的A0--A7,单片机的P0接到62256的D0—D7,单片机的ALE接到573的ALE,单片机的P2接到62256的A8-A12,单片机P1接到发光二极管,单片机的EA接到+5V,单片机的WR(P3.6)接到62256的WE,单片机的RD(P3.7)接到62256的OE,单片机的P2.7接到62256的CE。

实验八、数据存储器扩展实验 3、实验现象: 二极管流水灯显示,拔掉单片机与62256的数据连接线,将没有流水灯现象. 锁存器573 数据存储器62256 P0口 D0—D7 ALE P2口 A8-A12 WR(P3.6) WE RD(P3.7) OE P2.7 CE EA +5V P1口 发光二极管 Q0-Q7 A0--A7 3、实验现象: 二极管流水灯显示,拔掉单片机与62256的数据连接线,将没有流水灯现象. 实验要求: 1、完成电路原理设计 2、完成试验程序编写

实验九、模数转换实验 实验目的 1、掌握A/D转换与单片机的接口方法。了解A/D芯片ADC0809转换性能及编程。 2、通过实验了解单片机如何进行数据采集。加深理解逐次逼近法模数转换器的特征和工作原理,掌握ADC0809的接口方法以及A/D输入程序的设计和调试方法。 实验内容 利用实验板上的ADC0809做A/D转换器,实验板上的电位器提供模拟量输入,编制程序,将模拟量转换成二进制数字量,用数码管显示。 实验步骤 1、硬件图:

实验九、模数转换实验 2、硬件连接: 实验现象: 运行实验程序,调节模拟电压的电位器,观察数码管数值的变化。 实验要求: 1、完成电路原理设计 2、完成试验程序编写 ADC0809 单片机 OE P3.5 D0—D7 P1 EOC P3.6 START P3.4 CLK P3.3 VREF +5V 参考电压 IN0 VO1或VO2(模拟可调电压) 数码管 P0 a-h P2 L1-L8

实验十、DAC0832数模转换实验 实验目的 1、了解D/A转换与单片机的接口方法; 2、了解D/A转换芯片0832的性能及编程方; 3、了解单片机系统中扩展D/A转换芯片的基本方法; 实验内容 利用0832输出一个从0V开始逐渐升至5V再降至0V的可变电压。 实验步骤 1、硬件图: 2、硬件连接: DAC0832的CS、WR、VREF、D0—D7分别接P2.7、P3.6、+5V、P0。 DAC0832的OUT 接一个发光二极管。 3、实验现象: 用示波器观察OUT的输出为三角波。

实验十一、 SPI串行DA实验 实验目的 1、学会串行DA的时序编程方法 2、对DA产生模拟信号(正弦波、三角波)进一步的了解 实验内容 TLC5615是一个串行10位DAC芯片,性能比早期电流型的DAC要好。 TLC5615的引脚定义: DIN 串行二进制输入端 SCKL 串行时钟输入端 CS 片选 DOUT 用于级联的串行数据输出 实验步骤 1、硬件图: 见下页 2、硬件连接: 串行DA的DIN、SCL、CS接P1.2、P1.1、P1.0 AOUT 接一个发光二极管 3、实验现象: 用示波器观察OUT的输出为锯齿波。 实验要求: 1、完成电路原理设计 2、完成试验程序编写  

实验十一、 SPI串行DA实验

实验十二、 IIC 总线24C02读写实验 实验目的 通过本实验,初步掌握IIC总线的读写操作。 实验步骤 1、硬件图: 2、硬件连接: I2C串口总线的SDA、SCL分别接P1.5、P1.4。 P0口接发光二极管的L1-L7。 3、实验现象: 有流水灯,拔出SDA后,流水灯消失。再次插上SDA,流水灯从灭的地方开始流动。 实验要求: 1、完成电路原理设计 2、完成试验程序编写