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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1 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 上课教师：王宣银 唐建忠 林勇刚 李伟 王宣银

2 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

3 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

4 一、实验仪器介绍

5 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； 74LS 译码器电路、74LS573锁存器电路、74LS47BCD译码器电路；

6 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

7 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。

8 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

9 试验接线 1、串口线。 用于试验程序从电脑下载单片机

10 试验接线 2、8P扁平带

11 实验接线 3、2号导线

12 实验接线

13 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：

14 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。

15 实验箱及拓展盒使用说明 3、如何连接8P扁平带？

16 实验箱及拓展盒使用说明 4、试验模块的选通 跳线

17 二、单片机编程实验软件介绍

18 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。

19 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

20 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。

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

22 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

23 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)。

24 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

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

26 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

27 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

28 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。

29 三、单片机程序烧写

30 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

31 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。

32 点击下载 4.点击下载。

33 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。

34 烧写完毕

35 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？

36 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。

37 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

38 四、实验内容简介

39 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

40 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

41 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

42 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

43 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

44 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 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

45 实验三、动态扫描显示实验

46 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。

47 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

48 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： 、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。

49 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

50 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

51 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

52 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： 、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。

53 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

54 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。

55 实验八、数据存储器扩展实验 实验步骤 1、硬件图： 、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。

56 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

57 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：

58 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

59 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： 、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。

60 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

61 实验十一、 SPI串行DA实验

62 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