1、單片機入門學習及實驗設計指導教程revised by 夏2011.09.20目 錄實驗一 單片機認識及簡單開關量輸入/輸出實驗3實驗二 定時/計數器實驗7實驗三 數碼管顯示實驗10實驗四 鍵盤及顯示實驗14實驗五 d/a及a/d轉換實驗18實驗六 電子鐘設計22實驗七 波形發生器設計23實驗一源程序清單24test1-1-1.asm24test1-1-2.asm24test1-1-3.asm24test1-2-1.asm24test1-2-2.asm25test1-3.asm25實驗二源程序清單26test2-1-1.asm26test2-1-2.asm26test2-2.asm27test2

2、-3.asm28實驗三源程序清單29test3-1-1-1.asm29test3-1-1-2.asm30test3-1-2.asm32test3-2-1-1.asm33test3-2-1-2.asm34test3-2-2.asm36實驗四源程序清單37test4-1.asm37test4-2.asm39test4-3.asm41實驗五源程序清單45test5-1-1.asm45test5-1-2.asm45test5-2-1.asm46test5-2-2.asm46實驗六參考50實驗七參考54實驗一 單片機認識及簡單開關量輸入/輸出實驗一、實驗目的1、熟悉單片機實驗裝置；2、熟悉單片機的運行環

3、境；3、熟悉單片機應用系統的建立過程與方法；4、掌握單片機對開關量的處理方法。二、實驗儀器設備1、dpj實驗臺1臺；2、pc機1臺；3、程序燒寫器1臺。11mhzv10f8.2k20pfv20pfv+5vxtal1xtal2at89c51vccearstgnd圖1-1 單個指示燈的閃爍控制實驗電路+5v510p1.0led00三、實驗內容與要求1、指示燈的控制 單個指示燈的閃爍控制用p1.0作為輸出，控制led0以0.5s的時間間隔閃爍。 指示燈的循環移動控制用p1口作為輸出，控制8個發光二極管中的相鄰兩個發光，實現從左向右的循環移動，移動速度0.5s。10f8.2k11mhzv20pfv20

4、pfv+5vxtal1xtal2at89c51vccearstgnd圖1-2 指示燈的循環移動控制實驗電路+5v8510p1.7p1.0led10led20led30led40led50led60led70 多個指示燈的開關控制用p2口檢測八個開關的狀態，p1口控制8個發光二極管。要求任意時刻任意開關合上時，對應的發光二極管點亮；否則熄滅。10f8.2k11mhzv20pfv20pfv+5vxtal1xtal2at89c51vccearstgnd圖1-3 多個指示燈的開關控制實驗電路+5v8510p1.7p1.0led00led10led20led30led40led50led60led70+

5、5vk6k7k4k5k2k3k0k1p2.7p2.082002、蜂鳴器的控制 蜂鳴器的鳴叫與靜音控制用p1.0作為輸出，控制蜂鳴器以0.5s的時間間隔鳴叫。10f8.2k11mhzv20pfv20pfv+5vxtal1xtal2at89c51vccearstgnd圖1-4 蜂鳴器的鳴叫與靜音控制實驗電路p1.0vin5.1k+5vfmq 蜂鳴器的開關控制用p2口檢測八個開關的狀態，p1.7控制蜂鳴器。要求任意時刻合上任意開關時，蜂鳴器鳴叫一次。vin5.1k+5vfmq10f8.2k11mhzv20pfv20pfv+5vxtal1xtal2at89c51vccearstgnd圖1-5 蜂鳴器的

6、開關控制實驗電路p1.7+5vk6k7k4k5k2k3k0k1p2.7p2.082003、聲光報警用p2口檢測八個開關的狀態，p1.3控制蜂鳴器，用p1.6控制led0。要求任意時刻合上任意開關，蜂鳴器和指示燈分別周期性的鳴叫和閃爍；無開關合上，禁聲無光。vin5.1k+5vfmq10f8.2k11mhzv20pfv20pfv+5vxtal1xtal2at89c51vccearstgnd圖1-6 聲光報警實驗電路p1.3+5vk6k7k4k5k2k3k0k1p2.7p2.08200+5v510led00p1.6四、實驗步驟1、按實驗內容的5個子項順序分別實驗；2、設計子項實驗電路并在實驗臺上搭

7、建；3、設計相應程序，然后匯編，最后下載到單片機 4、接通電源，實施操作，仔細觀察實驗現象并認真做好記錄。五、實驗說明1、必須先預習以便熟悉實驗內容；2、按照子項順序進行實驗；3、搭建線路和插拔元器件時，必須在斷電狀態下進行；4、實驗線路必須仔細檢查無誤，由老師確認后方可通電進行實驗。六、思考題1、本次實驗，用到了延時子程序，它起什么作用？如何改變延時時間？2、如何實現指示燈從右向左的循環移動控制？3、聲光報警有什么意義？如何實現？4、并行口作為一般i/o口使用時起什么作用？七、實驗報告要求1、畫出實驗原理圖；2、畫出程序流程圖；3、寫出源程序；4、說明和分析實驗過程中的現象；5、描述實驗過程

8、中出現的問題，并分析原因以及采取的解決措施；6、作答思考題。實驗二 定時/計數器實驗一、實驗目的1、熟悉單片機的實驗電路構成；2、掌握定時/計數器的應用。二、實驗儀器設備1、dpj實驗臺1臺；2、pc機1臺；3、程序燒寫器1臺；4、信號發生器1臺。三、實驗內容與要求10f8.2k11mhzv20pfv20pfv+5vxtal1xtal2at89c51vccearstgnd圖2-1 單個指示燈的閃爍控制實驗電路+5v510p1.0led001、定時控制 單個指示燈的閃爍控制用p1.0作為輸出，控制led0以0.5s的時間間隔閃爍。要求用定時/計數器定時。 指示燈的循環移動控制+5vled00le

9、d10led2010f8.2k11mhzv20pfv20pfv+5vxtal1xtal2at89c51vccearstgnd圖2-2 指示燈的循環移動控制實驗電路8510p1.7p1.0led30led40led50led60led70用p1口作為輸出，控制8個發光二極管中的1個發光，實現從左向右的循環移動，移動速度0.5s。要求用定時/計數器定時。2、脈寬測量實時測量信號發生器產生的周期為1us140ms的方波的正脈寬，并對測量結果用led6led0七個發光二極管定性指示（tw10msled0亮，10mstw20msled1led0亮，20mstw30msled2led0亮，30mstw40

10、msled3led0亮、40mstw50msled4led0亮、50mstw60msled5led0亮、50mstw60msled5led0亮、60mstw70msled6led0亮）。10f8.2k11mhzv20pfv20pfv+5vxtal1xtal2at89c51vccearstgnd圖2-3 脈沖寬度測量實驗電路+5v8510p1.6p1.0led20led30led40led50led60led00led10信 號發生器int03、計數控制通過定時計數器0對單脈沖源的脈沖計數，每輪計數20次，每20次滿使蜂鳴器鳴叫1秒，并用led7led0發光二極管以二進制形式實時顯示計數結果。1

11、0f8.2k11mhzv20pfv20pfv+5vxtal1xtal2at89c51vccearstgnd圖2-4 計數控制實驗電路+5v8510p1.7p1.0led00led10led20led30led40led50led60led70t0單脈沖源p2.0vin5.1k+5v四、實驗步驟1、按實驗內容的4個子項順序分別實驗；2、設計子項實驗電路并在實驗臺上搭建；3、設計相應程序，然后匯編，最后下載到單片機4、接通電源，實施操作，仔細觀察實驗現象并認真做好記錄。五、實驗說明1、必須先預習以便熟悉實驗內容；2、按照子項順序進行實驗；3、搭建線路和插拔元器件時，必須在斷電狀態下進行；4、實驗線

12、路必須仔細檢查無誤，由老師確認后方可通電進行實驗。六、思考題1、比較軟件延時和定時器定時的異同。2、什么情況下選擇定時計數器定時？什么情況下選擇定時計數器計數？如何確定它們的工作方式？3、當定時時間超過了定時計數器的范圍時，該怎樣處理？計數情況下又當如何？4、利用一個定時計數器測量脈沖的寬度，最多可以測多寬？七、實驗報告要求1、畫出實驗原理圖；2、畫出程序流程圖；3、寫出源程序；4、說明和分析實驗過程中的現象；5、描述實驗過程中出現的問題，并分析原因以及采取的解決措施；6、作答思考題。實驗三 數碼管顯示實驗一、實驗目的1、熟悉本單片機的實驗電路構成；2、掌握利用單片機的串行口擴展靜態顯示系統；

13、3、掌握利用單片機的并行口擴展動態顯示系統。二、實驗儀器設備1、dpj實驗臺1臺；2、pc機1臺；3、程序燒寫器1臺。三、實驗內容與要求1、靜態顯示器的顯示(1)定位顯示2位led數碼管顯示器從0開始至99顯示，每0.5s顯示值加一，循環往復。rxdclrtxd10f8.2k11mhzv20pfv20pfv+5vxtal1xtal2at89c51vccearstgndtxdrxd圖3-1 2位led數碼管靜態顯示實驗電路74ls164ab vcc mr cp 74ls164gndq0 q7+5vdp g a com74ls164ab vcc mr cp 74ls164gndq0 q7+5vdp

14、 g a com6位led數碼管顯示器從0開始至100000顯示，每0.5s顯示值加一。要求只顯示有效數字位，即不夠六位的前面不顯示0，個位總在最右邊。(2) 飛字顯示6位led數碼管顯示器間隔1s左移顯示123456，循環往復。u5-1,2u4-13u3-1,2u2-13圖3-2 6位led數碼管靜態顯示實驗電路rxdrxdclrtxdtxd74ls164ab vcc mr cp 74ls164gndq0 q7+5vdp g a com74ls164ab vcc mr cp 74ls164gndq0 q7+5vdp g acom74ls164ab vcc mr cp 74ls164gndq0

15、 q7+5vdp g a com74ls164ab vcc mr cp 74ls164gndq0 q7+5vdp g acom74ls164ab vcc mr cp 74ls164gndq0 q7+5vdp g a com74ls164ab vcc mr cp 74ls164gndq0 q7+5v 2、動態顯示器的顯示(1) 定位顯示1y 2y74ls061a 2a+5vabcdp1.7p1.6p1.5p1.4p1.3p1.2p1.1p1.02008fe5.1k89012p2.1p2.0dpgfedcba圖3-3 2位led數碼管動態顯示實驗電路dp g acom comdp g acom c

16、om 2位led數碼管顯示器從0開始至99顯示，每0.5s顯示值加一，循環往復。 6位led數碼管顯示器從0開始至100000顯示，每0.5s顯示值加一。要求只顯示有效數字位，即不夠六位的前面不顯示0，個位總在最右邊。(2)飛字顯示6位led數碼管顯示器間隔1s左移顯示123456，循環往復。9012dp g acom2008fedcba+5v5.1k8p2.5p2.4p2.3p2.2p2.1p2.0dpgfedcba圖3-4 6位led數碼管動態顯示實驗電路dp g acomdp g a com1y 2y 3y 4y 5y 6y74ls061a 2a 3a 4a 5a 6a p1.7p1.6

17、p1.5p1.4p1.3p1.2p1.1p1.0dp g acomdp g acomdp g acom四、實驗步驟1、按實驗內容的6個子項順序分別實驗；2、設計子項實驗電路并在實驗臺上搭建；3、設計相應程序，然后匯編，最后下載到單片機4、接通電源，實施操作，仔細觀察實驗現象并認真做好記錄。五、實驗說明1、必須先預習以便熟悉實驗內容；2、按照子項順序進行實驗；3、搭建線路和插拔元器件時，必須在斷電狀態下進行；4、實驗線路必須仔細檢查無誤，由老師確認后方可通電進行實驗。六、思考題1、何謂定位顯示？何謂飛字顯示？2、比較靜態顯示和動態顯示的異同。3、什么情況下led顯示程序要用到造表查表技術？4、如

18、何將二進制數轉換成十進制bcd碼數？七、實驗報告要求1、畫出實驗原理圖；2、畫出程序流程圖；3、寫出源程序；4、說明和分析實驗過程中的現象；5、描述實驗過程中出現的問題，并分析原因以及采取的解決措施；6、作答思考題。實驗四 鍵盤及顯示實驗一、實驗目的1、熟悉單片機的實驗電路構成；2、掌握單片機鍵盤操作的掃描及處理方面的應用。二、實驗儀器設備1、dpj實驗臺1臺；2、pc機1臺；3、程序燒寫器1臺。三、實驗內容與要求通過28鍵盤輸入數據和操作指令，并通過led顯示器實現輸入數據的顯示。1、要求在確定鍵號后，按下k1、k2至k16分別顯示0、1至f。kl0rxdtxdk16k15k12k13k14

19、k10k11k9k8k7k4k5k6k2k3k1kl1hgfedcbap1.0p1.1p2.7|p2.0a b vcc mr cp74ls164gnd q0 q7+5vclrdp g acom10f8.2k11mhzv20pfv20pfv+5vxtal1xtal2at89c51vccearstgndtxdrxd圖4-1 28鍵盤與1位led數碼管靜態顯示實驗電路+5v5.1k22、在鍵盤上定義“0”“9”十個數字鍵，輸入任意1個6位十進制數，通過6位led顯示器擠隊顯示。+5v2008p3.4p3.3p3.2p3.1p3.0 p1.7 p1.0dp p2.011mhzv20pfv20pfvxt

20、al2xtal1vccearstgnd8967534120kl1kl01edcbap3.7p3.610f8.2k+5v+5v5.1k25.1k89012p2.5 dp g acomdp g acom1y 6y 74ls061a 6a dp g acomdp g acomdp g acomdp g acomfedcbagfedcbaat89c51圖4-2 10鍵鍵盤與6位led數碼管動態顯示實驗電路3、在鍵盤上定義“0”“9”十個數字鍵和一個“報警”鍵。當任意時刻按下“報警”鍵后，6位led顯示器左移（速度0.5s）循環顯示“8”，提示輸入報警聲數；通過數字鍵輸入使報警響聲不超過10次（左邊數碼

21、管顯示次數）的數字后，即開始聲音間隔2s的聲報警；報警期間6位led顯示器左邊顯示報警總聲數，右邊剩余聲數；報警完畢顯示器變黑。p2.7 vin5.1k+5vfmq+5vp3.5p3.4p3.3p3.2p3.1p3.0 p1.7 p1.0 p2.011mhzv20pfv20pfvxtal2xtal1vccearstgnd9報警578634120kl1kl00fedcbap3.7p3.610f8.2k+5v5.1k29012p2.5 2008dp+5v5.1k8dp g acomdp g acom1y 6y74ls061a 6adp g acomdp g acomdp g acomdp g ac

22、omfedcbagfedcbaat89c51圖4-3 11鍵鍵盤與6位led數碼管動態顯示及聲報警實驗電路四、實驗步驟1、按實驗內容的3個子項順序分別實驗；2、設計子項實驗電路并在實驗臺上搭建；3、設計相應程序，然后匯編，最后下載到單片機4、接通電源，實施操作，仔細觀察實驗現象并認真做好記錄。五、實驗說明1、必須先預習以便熟悉實驗內容；2、按照子項順序進行實驗；3、搭建線路和插拔元器件時，必須在斷電狀態下進行；4、實驗線路必須仔細檢查無誤，由老師確認后方可通電進行實驗。六、思考題1、鍵盤處理程序包括哪些內容？2、如何識別鍵盤上的各鍵？鍵值有何意義？3、何為消抖，又和意義，如何實現？七、實驗報告

23、要求1、畫出實驗原理圖；2、畫出程序流程圖；3、寫出源程序；4、說明和分析實驗過程中的現象；5、描述實驗過程中出現的問題，并分析原因以及采取的解決措施；6、作答思考題。實驗五 d/a及a/d轉換實驗一、實驗目的1、熟悉d/a及a/d轉換電路的構成；2、掌握單片機進行d/a轉換的方法；3、掌握單片機進行a/d轉換及ram應用的方法。二、實驗儀器設備1、dpj實驗臺1臺；2、pc機1臺； 3、程序燒寫器1臺；4、示波器1臺。三、實驗內容與要求1、d/a轉換 從05v每隔10s輸出值增加1v輸出，反復循環。 產生一電壓幅值為2v，頻率為100hz的方波。/cs/xferdac0832vref2001

24、0kcsxferwr1wr2dgndagndvoutrfbiout1iout2p0.0|p0.7agndd0|d7agndgndrstvcceaxtal2xtal1vcc 1le+5v10f8.2k11mhzv20pfv20pfv+5vat89c51wrp2.7vin- v- v+ lm741 outputvin+ offset offset-15v +15v 圖5-1 d/a轉換實驗電路2、a/d轉換 采用查詢方式轉換in0輸入的05vdc，轉換結果用2位led數碼管動態顯示器實時顯示。alein0c d e f +5v 1clk 1clr 2clr 1pr 2pr vcc74ls742cl

25、k 1q 1d1q 2d 2q 2q gndvcc vref(+) vref(-) gnd/int1 /wr /rd p2.7alextal2 p1.0p1.7 dpp3.1 p3.0 vcc ea rst gnd200811mhzv20pfv20pfvxtal110f8.2k+5v5.1k890125y 6y 74ls065a 6a dp g acomdp g acomb agfedcbaat89c51圖5-2 a/d轉換與2位led數碼管動態顯示器實驗電路vin+5vd7 d0clkstart ale oeeoca b cint0 wr rd p2.7+5v+5vp0.7 p0.0vcc

26、g 8d 1d oe 74ls373gnd1q2q3q 3y 1a 2b 1b 2a vcc74ls023a 3b 1y 2y gndadc0809 巡回檢測8路模擬電壓信號，將每路每連續8次的平均值存入ram中，并循環顯示每一路的路號和平均值(16進制)，每一路的顯示時間為2s。 1clk 1clr 2clr 1pr 2pr vcc74ls742clk 1q 1d1q 2d 2q 2q gndp0.7 p0.0ale/int1 /wr /rd p2.7alextal2 p1.0p1.7 p3.4 p3.2 p3.0 vcc ea rst gnd11mhzv20pfv20pfvxtal110f

27、8.2k+5vat89c51圖5-3 8路循回檢測與6位led數碼管動態顯示器實驗電路v7 v0+5vd7 d0clkstart ale oeeoca b cint1 wr rd p2.7+5v+5vp0.7 p0.0vcc g 8d 1d oe 74ls373gnd 1q2q3q 3y 1a 2b 1b 2a vcc74ls023a 3b 1y 2y gndadc0809in7 in0vcc vref(+) vref(-) gnd2008dp+5v5.1k8dp g acom1y 6y 74ls061a 6a dp g acomdp g acomdp g acomfedcba四、實驗步驟1、

28、按實驗內容的4個子項順序分別實驗；2、設計子項實驗電路并在實驗臺上搭建；3、設計相應程序，然后匯編，最后下載到單片機4、接通電源，實施操作，仔細觀察實驗現象并認真做好記錄。五、實驗說明1、必須先預習以便熟悉實驗內容；2、按照子項順序進行實驗；3、搭建線路和插拔元器件時，必須在斷電狀態下進行；4、實驗線路必須仔細檢查無誤，由老師確認后方可通電進行實驗。六、思考題1、如何確定a/d、d/a轉換器的端口地址？2、怎樣巡回檢測？3、a/d、d/a的分辨率有什么影響？七、實驗報告要求1、畫出實驗原理圖；2、畫出程序流程圖；3、寫出源程序；4、說明和分析實驗過程中的現象；5、描述實驗過程中出現的問題，并分

29、析原因以及采取的解決措施；6、作答思考題。實驗六 電子鐘設計一、實驗目的1、進一步掌握定時器的使用和編程方法；2、掌握七段數碼管顯示數字的原理。二、實驗儀器設備1、dpj實驗臺1臺；2、pc機1臺；3、程序燒寫器1臺。三、實驗內容與要求本實驗為設計性實驗，由學生自主設計并完成。要求利用dpj實驗臺提供的資源設計一個數字電子鐘，具體要求如下：1、利用定時器控制電子鐘走時。2、利用實驗臺的六位數碼管顯示時、分、秒。3、可人為校時。單片機6位led顯示器校時電路圖6-1 電子鐘實驗電路框圖四、實驗步驟1、根據要求設計硬件電路，編寫實現程序；2、在實驗臺上搭建實驗電路并認真檢查；3、裝載程序到單片機；

30、4、接通電源，認真調試，仔細觀察實驗現象；5、反復修改程序，直到有滿意的效果。五、實驗報告要求1、畫出實驗原理圖；2、畫出程序流程圖；3、寫出源程序；4、說明和分析實驗過程中的現象；5、描述實驗過程中出現的問題，并分析原因以及采取的解決措施。實驗七 波形發生器設計一、實驗目的1、掌握單片機與d/a轉換器的接口及編程方法；2、進一步熟悉d/a轉換器的工作原理及性能。二、實驗儀器設備1、dpj實驗臺1臺；2、pc機1臺3、示波器1臺。三、實驗內容與要求本實驗為設計性實驗，由學生自主設計并完成。要求利用dpj實驗臺提供的資源設計一個頻率、幅值數字輸入可調的單一波形發生器，并且能實時顯示輸出波形的頻率

31、和幅值，輸出波形為下列任選： 正弦波 三角波 矩形波 梯形波 鋸齒波 尖脈沖單片機鍵盤d/a轉換h圖7-1 單一波形發生器實驗電路框圖6位led顯示器四、實驗步驟1、根據要求設計硬件電路，編寫實現程序；2、在實驗臺上搭建實驗電路并認真檢查；3、裝載程序到單片機；4、接通電源，認真調試，仔細觀察實驗現象；5、反復修改程序，直到有滿意的效果。五、實驗報告要求1、畫出實驗原理圖；2、畫出程序流程圖；3、寫出源程序；4、說明和分析實驗過程中的現象；5、描述實驗過程中出現的問題，并分析原因以及采取的解決措施。 實驗一源程序清單test1-1-1.asm org 0 loop:cpl p1.0 lcall

32、 delay500ms sjmp loop delay500ms:mov r5,#5 lop1:mov r6,#178 lop2:mov r7,#0 djnz r7,$ djnz r6,lop2 djnz r5,lop1 rettest1-1-2.asm org 0 mov a,#00111111b loop:mov p1,a lcall delay500ms rr a sjmp loop delay500ms:mov r5,#5 lop1:mov r6,#178 lop2:mov r7,#0 djnz r7,$ djnz r6,lop2 djnz r5,lop1 ret test1-1-3.

33、asm org 0 loop:mov a,p2 cpl a mov p1,a sjmp looptest1-2-1.asm org 0 loop:cpl p0.0 lcall delay500ms sjmp loop delay500ms:mov r5,#5 lop1:mov r6,#178 lop2:mov r7,#0 djnz r7,$ djnz r6,lop2 djnz r5,lop1 rettest1-2-2.asm org 0 loop:mov a,p2 jz loop setb p1.7 lcall delay500ms clr p1.7 sjmp loop delay500ms:

34、mov r5,#5 lop1:mov r6,#178 lop2:mov r7,#0 djnz r7,$ djnz r6,lop2 djnz r5,lop1 rettest1-3.asm org 0 loop:mov a,p2 jz loop again:cpl p1.3 cpl p1.6 lcall delay500ms mov a,p2 jnz again sjmp loop delay500ms:mov r5,#5 lop1:mov r6,#178 lop2:mov r7,#0 djnz r7,$ djnz r6,lop2 djnz r5,lop1 ret實驗二源程序清單test2-1-1

35、.asm org 0 ljmp main ;轉主程序 org 0bh ljmp tc0 ;轉定時計數器0中斷處理程序;*主程序* org 100h main: mov tmod ,#01h ;定時計數器0定時,方式1 mov th0,#4ch ;定時計數器0定時50ms mov tl0,#01h setb tr0 ;啟動定時計數器0 setb et0 ;開定時計數器0中斷 setb ea ;開總中斷 mov r2,#5 ;計數5次,實現0.25s定時 sjmp $ ;等待中斷;*定時計數器0中斷處理程序* tc0:djnz r2,next cpl p1.0 ;反復點亮led0 mov r2,#5 next:mov th0,#4ch ;重復定時50ms mov tl0,#01h retitest2-1-2.asm org 0 ljmp main ;轉主程序 org 0bh ljmp tc0 ;轉定時計數器0中斷處理程序;*主程序* org 100h main: mov tmod ,#01h ;定時計數器0定時,方式1 mov th0,#4ch ;定時50ms mov tl0,#01h se