單片機(jī)EL型微機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)

實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)書 山東英才學(xué)院 計(jì)算機(jī)電子信息工程學(xué)院 目錄 第一部分 系統(tǒng)介紹 . 1 一、整機(jī)介紹 . 1 二、系統(tǒng)特點(diǎn) . 1 三、 8051 單元概述 . 2 第二部分 8051 調(diào)試軟件的使用 . 5 一、主窗口簡介 . 5 二、編輯程序 . 6 三、編譯調(diào)試 . 6 第三部分 基本試驗(yàn) . 7 實(shí)驗(yàn)一 P1 口實(shí)驗(yàn) . 7 實(shí)驗(yàn)（一） P1 口實(shí)驗(yàn)一 . 7 實(shí)驗(yàn)（二） P1 口實(shí)驗(yàn)二 . 10 實(shí)驗(yàn)二 簡單 I/O 口擴(kuò)展實(shí)驗(yàn) . 13 實(shí)驗(yàn)（一）簡單 I/O 口擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)一 . 13 實(shí)驗(yàn)（二）簡單 I/O 口擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)二 . 16 實(shí)驗(yàn)三 中斷 實(shí)驗(yàn) . 18 實(shí)驗(yàn)四 定時(shí)器實(shí)驗(yàn) . 22 實(shí)驗(yàn)五 8255A 可編程并行接口實(shí)驗(yàn) . 25 實(shí)驗(yàn)（一） 8255A 可編程并行接口實(shí)驗(yàn)一 . 25 實(shí)驗(yàn)（二） 8255A 可編程并行接口實(shí)驗(yàn)二 . 27 實(shí)驗(yàn)六 數(shù)碼顯示實(shí)驗(yàn) . 33 實(shí)驗(yàn)七 D/A 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) . 39 實(shí)驗(yàn)八 A/D 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) . 44 實(shí)驗(yàn)九 存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn) . 48 實(shí)驗(yàn)十 LCD 顯示實(shí)驗(yàn) . 50 山東英才學(xué)院 第 1 頁 共 55 頁 第一部分 系統(tǒng)介紹 一、整機(jī)介紹 1、 EL 型微機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)結(jié)構(gòu) EL-MUT-III 型微機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)由電源、系統(tǒng)板、 CPU 板、可擴(kuò)展的實(shí)驗(yàn)?zāi)０?、微機(jī)串口通訊線、 JTAG 通訊線及通用連接線組成。系統(tǒng)板的結(jié)構(gòu)簡圖見下圖。 二、系統(tǒng)特點(diǎn) EL-MUT-III 型微機(jī) /單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是北京精儀達(dá)盛科技有限公司根據(jù)廣大學(xué)者和許多高等院校實(shí)驗(yàn)需求，結(jié)合電子發(fā)展情況而研制的具有開發(fā)、應(yīng)用、實(shí)驗(yàn)相結(jié)合的高科技實(shí)驗(yàn)設(shè)備。旨在盡快提高我國電子科技 發(fā)展水平，提高實(shí)驗(yàn)者的動(dòng)手能力、分析解決問題能力。系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： 1、 CPU 可選用 80C31、 8086、 80C196 中任一種 CPU,系統(tǒng)功能齊全，涵蓋了微機(jī) /單片機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的大部分內(nèi)容。 2、 系統(tǒng)采用開放式模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過兩組相對獨(dú)立的總線最多可同時(shí)擴(kuò)展 2 塊應(yīng)用實(shí)驗(yàn)板，用戶可根據(jù)需要購置相應(yīng)實(shí)驗(yàn)板，降低了成本，提高了靈活性，便于升級換代。 3、 配有兩塊可編程器件： EPM7128 被系統(tǒng)占用。另一塊 EPM7032 供用戶實(shí)驗(yàn)用。兩塊器件皆可通過 JTAG 接口在線編程。使用十分方便。 4、 靈活的電源接口：配有 PC 機(jī)電源插 座，可由 PC 提供電源。另外還配有外接開關(guān)電源，提供所需的 +5V， 12V，其輸入為 220V 的交流電。 5、 系統(tǒng)的聯(lián)機(jī)運(yùn)行模式：配有系統(tǒng)調(diào)試軟件，系統(tǒng)調(diào)試軟件分 DOS 版和 WINDOWS 版兩山東英才學(xué)院 第 2 頁 共 55 頁 種，均為中文多窗口界面。調(diào)試程序時(shí)可以同時(shí)打開寄存器窗口、內(nèi)存窗口、變量窗口、反匯編窗口、波形顯示窗口等等，極大地方便了用戶的程序調(diào)試。該軟件集源程序編輯、編譯、鏈接、調(diào)試與一體，每項(xiàng)功能均為中文下拉菜單，簡明易學(xué)。經(jīng)常使用的功能均備有熱鍵，這樣可以提高程序的調(diào)試效率。 8051 調(diào)試軟件不僅支持匯編語言，而且還支持 C 語言編輯調(diào)試。 6、 系統(tǒng)的單機(jī)運(yùn)行模式：系統(tǒng)在沒有與計(jì)算機(jī)連接的情況下，自動(dòng)運(yùn)行在單機(jī)模式，在此模式下，用戶可通過鍵盤輸入運(yùn)行程序（機(jī)器碼），和操作指令，同時(shí)將輸入信息及操作的結(jié)果在 LED 數(shù)碼管上顯示出來。 7、 系統(tǒng)功能齊全，可擴(kuò)展性強(qiáng)。本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)不僅完全能滿足教學(xué)大綱規(guī)定的基本接口芯片實(shí)驗(yàn)，其靈活性和可擴(kuò)展性（數(shù)據(jù)總線、地址總線、控制總線為用戶開放）亦能輕松滿足其課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)使用等。 三、 8051單元概述 1）、微處理器： i80c31，它的 P1 口、 P3 口皆對用戶開放，供用戶使用。 2）、時(shí)鐘頻率： 6.0MHz 3）、存儲(chǔ) 器：程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)一編址，最多可達(dá) 64k，板載 ROM(監(jiān)控程序27C256)12k； RAM1(程序存儲(chǔ)器 6264)8k 供用戶下載實(shí)驗(yàn)程序，可擴(kuò)展達(dá) 32k； RAM2(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 6264)8k 供用戶程序使用，可擴(kuò)展達(dá) 32k。 (RAM 程序存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器不可同時(shí)擴(kuò)至32k，具體與廠家聯(lián)系 )。（見圖 1-1：存儲(chǔ)器組織圖）。在程序存儲(chǔ)器中， 0000H-2FFFH為監(jiān)控程序存儲(chǔ)器區(qū)，用戶不可用， 4000H-5FFFH 為用戶實(shí)驗(yàn)程序存儲(chǔ)區(qū)，供用戶下載實(shí)驗(yàn)程序。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的范圍為： 6000H-7FFFH，供用戶實(shí)驗(yàn)程序使用。 注意：因用戶實(shí)驗(yàn)程序區(qū)位于 4000H-5FFFH，用戶在編寫實(shí)驗(yàn)程序時(shí)要注意，程序的起始地址應(yīng)為 4000H，所用的中斷入口地址均應(yīng)在原地址的基礎(chǔ)上，加上 4000H。例如：外部中斷 0 的原中斷入口為 0003H，用戶實(shí)驗(yàn)程序的外部中斷 0 的中斷程序入口為 4003H，其他類推，見表 1-1。 4）、可提供的對 8051 的基本實(shí)驗(yàn) 為了提高微機(jī)教學(xué)實(shí)驗(yàn)質(zhì)量，提高實(shí)驗(yàn)效率，減輕主講教師和實(shí)驗(yàn)教師的勞動(dòng)強(qiáng)度，在該系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)板上，除微處理器外、程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器外，還增加了 8255 并行接口、 8250 串行控制器、 8279 鍵盤、顯示控制器、 8253 可編程定時(shí)器、 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換、單脈沖、各種頻率的脈沖發(fā)生器、輸入、輸出電路等模塊，各部分電路既相互獨(dú)立、又可靈活組合，能滿足各類學(xué)校，不同層次微機(jī)實(shí)驗(yàn)與培訓(xùn)要求?？商峁┑膶?shí)驗(yàn)如下： （ 1）、 8051P1 口輸入、輸出實(shí)驗(yàn) （ 2）、簡單的擴(kuò)展輸入、輸出實(shí)驗(yàn) （ 3）、 8051 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器實(shí)驗(yàn)（ 4）、 8051 外中斷實(shí)驗(yàn) （ 5）、 8279 鍵盤掃描、 LED 顯示實(shí)驗(yàn) （ 6）、 8255 并行口輸入、輸出實(shí)驗(yàn) （ 7）、交通燈控制實(shí)驗(yàn) （ 8）、 8259 中 斷實(shí)驗(yàn) （ 10）、 A/D 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) (11)、 D/A 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn) （ 12）、存儲(chǔ)器擴(kuò)展實(shí)驗(yàn) 用戶 I/O 區(qū) FFFFH 山東英才學(xué)院 第 3 頁 共 55 頁 系統(tǒng) I/O 區(qū) CFEFH 用戶 I/O 區(qū) CFBFH RAM2 用戶實(shí)驗(yàn)程序區(qū) 供用戶下載實(shí)驗(yàn) 程序 FFFH RAM1 用戶實(shí)驗(yàn)程序 數(shù)據(jù)區(qū) 4FFFH ROM 系統(tǒng)監(jiān)控程序區(qū) 2FFFH 0000H 圖 1：存儲(chǔ)器系統(tǒng)組織圖 中斷名稱 8051 原中斷程序入口 用戶實(shí)驗(yàn)程序響應(yīng)程序入口 外中斷 0 0003H 4003H 定時(shí)器 0 中斷 000BH 400BH 外中斷 1 0013H 4013H 定時(shí)器 1 中斷 001BH 401BH 串行口中斷 0023H 4023H 表 1-1：用戶中斷程序入口表 5） 、 資源分配 本系統(tǒng)采用可編程邏輯器件（ CPLD） EPM7128 做地址的編譯碼工作，可通過芯片的 JTAG接口與 PC 機(jī)相連，對芯 片進(jìn)行編程。此單元也分兩部分：一部分為系統(tǒng) CPLD，完成系統(tǒng)器件，如監(jiān)控程序存儲(chǔ)器、用戶程序存儲(chǔ)器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、系統(tǒng)顯示控制器、系統(tǒng)串行通訊控制器等的地址譯碼功能，同時(shí)也由部分地址單元經(jīng)譯碼后輸出（插孔 CS0-CS5）給用戶使用，他們的地址固定，用戶不可改變。具體的對應(yīng)關(guān)系見表 1-2。另一部分為用戶 CPLD，它完全對用戶開放，用戶可在一定的地址范圍內(nèi)，進(jìn)行編譯碼，輸出為插孔 LCS0-LCS7，用戶可用的地址范圍見表 1 2，注意，用戶的地址不能與系統(tǒng)相沖突，否則將導(dǎo)致錯(cuò)誤。 山東英才學(xué)院 第 4 頁 共 55 頁 地 址范圍 輸出孔 /映射器件 性質(zhì)（系統(tǒng) /用戶） 0000H-2FFFH 監(jiān)控程序存儲(chǔ)器 系統(tǒng) * 3000H-3FFFH 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 系統(tǒng) * 4000H-7FFFH 用戶程序存儲(chǔ)器 系統(tǒng) * 8000H-CFDFH LCS0-LCS7 用戶 CFE0H PC 機(jī)串行通訊芯片 8250 系統(tǒng) * CFE8H 顯示、鍵盤芯片 8279 系統(tǒng) CFA0H-CFA7H CS0 系統(tǒng) CFA8H-CFAFH CS1 系統(tǒng) CFB0H-CFB7H CS2 系統(tǒng) CFB8H-CFBFH CS3 系統(tǒng) CFC0H-CFC7H CS4 系統(tǒng) CFC8H-CFCFH CS5 系統(tǒng) CFD0H-FFFFH LCS0-LCS7 用戶 注：系統(tǒng)地址中，除帶“ *”用戶既不可用，也不可改外，其他系統(tǒng)地址用戶可用但不可改。 表 1 2： CPLD 地址分配表 山東英才學(xué)院 第 5 頁 共 55 頁 第二部分 8051 調(diào)試軟件的使用 一、主窗口簡介 主窗口共有以下幾個(gè)區(qū)域組成：最上部為此集成開發(fā)環(huán)境的程序名稱及打開的文件名稱（當(dāng)沒有文件打開時(shí)，則無文件名稱顯示），一般為藍(lán)底白字。它的下部為主菜單，主菜單的項(xiàng)目與工作狀態(tài)有關(guān)：當(dāng)沒有文件打開或運(yùn)行時(shí)，只有三項(xiàng) ：文件、查看、幫助。 而當(dāng)有文件打開時(shí)，則共有九項(xiàng)：文件、編輯、查看、編譯、調(diào)試、控制對象、選項(xiàng)、窗口、幫助（主菜單的功能見功能詳解）。在主菜單的下部為工具欄，自左至右為：新建 C文件（ ）、新建匯編文件（ ）、打開（文件）（ ）、文件保存（存盤）（ ）、剪切（ ）、復(fù)制（ ）、粘貼（ ）、 C 程序編譯命令 (Ctrl+F7)（ ）、 C 程序連接命令 (Shift+F7)（ ）、C 程序編譯連接命令 (F3)（ ）、匯編命令 (F3)（ ）、開始調(diào)試 (F5)（ ）、停止調(diào)試Shift+F5（ ）、程序復(fù)位 Ctrl+F2（ ）、設(shè)置 /清除斷點(diǎn) Ctrl+F8（ ）、跟蹤調(diào)試F7（ ）、單步執(zhí)行 F8( )、執(zhí)行到光標(biāo)行 F4（ ）、運(yùn)行 F9( )、反匯編窗口Alt+5（ ）、寄存器窗口 Alt+2（ ）、內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器窗口 Alt+3（ ）、外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器窗口 Alt+4、幫助（ ）這些工具并不是同時(shí)有效。 山東英才學(xué)院 第 6 頁 共 55 頁 在主界面的中央的大面積區(qū)域?yàn)槲募木庉媴^(qū)，可打開匯編文件、 C 文件及其他形式的文本文件。在主界面的下部為狀態(tài)欄，最左邊為命令 /提示欄，顯示當(dāng)前正在執(zhí)行的命令或工作狀態(tài)，當(dāng)光標(biāo)指向一個(gè)按鈕時(shí)，此欄也顯示此按鈕的功能。第二欄為光標(biāo)在編輯區(qū)域中所處的行、列位置，右邊的兩欄分別顯示當(dāng)前鍵盤字母鍵的大 /小寫狀態(tài)及小鍵盤的狀態(tài)（數(shù)字 /命令） 二、編輯程序 主窗口下。在“文件”中選擇“新建” 菜單，可進(jìn)行 C 語言編輯或匯編語言編輯。也可以選擇“打開”，打開現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)程序（選擇后綴 .ASM 或 .C,可分別打開匯編語言程序和 C語言實(shí)驗(yàn)程序）。 三、編譯調(diào)試 程序編輯完成后 ,即可進(jìn)行編譯調(diào)試。主菜單中有“編譯”欄，可對當(dāng)前文件進(jìn)行編譯。“調(diào)試”欄可進(jìn)行系統(tǒng)復(fù)位及其他調(diào)試手段?！斑x項(xiàng)”欄“通訊串口選項(xiàng)”可進(jìn)行通訊口設(shè)置。“查看”欄可打開內(nèi)存、外存、寄存器等窗口，通過修改存儲(chǔ)器地址可查看不同地址區(qū)的內(nèi)容，也可以對其進(jìn)行修改。 山東英才學(xué)院 第 7 頁 共 55 頁 第三部分 基本試驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)一 P1口實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)（一） P1 口實(shí)驗(yàn)一 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1 學(xué)習(xí) P1 口的使用方法。 2 學(xué)習(xí)延時(shí)子程序的編寫和使用。 二、 實(shí)驗(yàn)設(shè)備： EL-MUT-III 型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱、 8051CPU 模塊 三、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 1 P1 口做輸出口，接八只發(fā)光二極管，編寫程序，使發(fā)光二極管循環(huán)點(diǎn)亮。 2 P1 口做輸入口，接八個(gè)按紐開關(guān)，以實(shí)驗(yàn)箱上 74LS273 做輸出口，編寫程序讀取開關(guān)狀態(tài)，在發(fā)光二極管上顯示出來。 四、 實(shí)驗(yàn)原理： P1 口為準(zhǔn)雙向口， P1 口的每一位都能獨(dú)立地定義為輸入位或輸出位。作為輸入位時(shí)，必須向鎖存器相應(yīng)位寫入“ 1”，該位才能作為輸入。 8031 中所有口鎖存器在復(fù)位時(shí)均置為“ 1”，如果后來在口鎖存器寫過“ 0”，在需要時(shí)應(yīng)寫入一個(gè)“ 1”，使它成為一個(gè)輸入。 可以用第二個(gè)實(shí)驗(yàn)做一下實(shí)驗(yàn)。先按要求編好程序并調(diào)試成功后，可將 P1 口鎖存器中置“ 0”，此時(shí)將 P1 做輸入口，會(huì)有什么結(jié)果。 再來看一下延時(shí)程序的實(shí)現(xiàn)?，F(xiàn)常用的有兩種方法，一是用定時(shí)器中斷來實(shí)現(xiàn)，一是用指令循環(huán)來實(shí)現(xiàn)。在系統(tǒng)時(shí)間允許的情況下可以采用后一種方法。 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)晶振為 6.144MHZ，則一個(gè)機(jī)器周期為 12 6.144us 即 1 0.512us。現(xiàn)要寫一個(gè)延時(shí) 0.1s 的程序，可大致寫出如下： MOV R7， #X （ 1） DEL1： MOV R6， #200 （ 2） DEL2： DJNZ R6， DEL2 （ 3） DJNZ R7， DEL1 （ 4） 上面 MOV、 DJNZ 指令均需兩個(gè)機(jī)器周期，所以每執(zhí)行一條指令需要 1 0.256us，現(xiàn)求出 X 值： 1 0.256+X（ 1 0.256+200 1 0.256+1 0.256） =0.1 10 指令（ 1） 指令（ 2） 指令（ 3） 指令（ 4） 所需時(shí)間 所需時(shí)間 所需時(shí)間 所需時(shí)間 X=(0.1 10-1 0.256)/（ 1 0.256+200 1 0.256+1 0.256） =127D=7FH 經(jīng)計(jì)算得 X=127。代入上式可知實(shí)際延時(shí)時(shí)間約為 0.100215s，已經(jīng)很精確了。 五、 實(shí)驗(yàn)原理圖： 山東英才學(xué)院 第 8 頁 共 55 頁 P1 口輸出實(shí)驗(yàn) P1 口輸入實(shí)驗(yàn) 六、實(shí)驗(yàn)步驟： 執(zhí)行程序 1(T1_1.ASM)時(shí)： P1.0 P1.7 接發(fā)光二極管 L1 L8。 執(zhí)行程序 2(T1_1.ASM)時(shí)： P1.0 P1.7 接平推開關(guān) K1 K8； 74LS273的 O0 O7 接發(fā)光二極管 L1 L8； 74LS273 的片選端 CS273接 CS0（由程序所選擇的入口地址而定，與 CSOCS7 相應(yīng)的片選地址請查看第一部分系統(tǒng)資源，以后不贅述）。 七、程序框圖： 程 序 初 始 化 ， 設(shè) 置P 1 口 寄 存 器 的 初 值為 F E H延 時(shí) 0 . 1 秒 ， 使 顯示 穩(wěn) 定將 P 1 口 寄 存 器 的 數(shù)值 逐 位 左 移 1 位循環(huán)點(diǎn)亮發(fā)光二極管 程 序 初 始 化 ， 設(shè) 置P 1 口 為 輸 入 口將 P 1 口 數(shù) 值 讀 入 累加 器 A將 累 加 器 A 的 數(shù) 值 送到 2 7 3 顯 示通過發(fā)光二極管將 P1 口的狀態(tài)顯示 山東英才學(xué)院 第 9 頁 共 55 頁 八、參 考程序： 1、循環(huán)點(diǎn)亮發(fā)光二極管 NAME T1_1 ；P1 口輸實(shí)驗(yàn) CSEG AT 0000H LJMP START CSEG AT 4100H START: MOV A,#0FEH LOOP: RL A ； 左移一位，點(diǎn)亮下一個(gè)發(fā)光二極管 MOV P1,A LCALL DELAY ；延時(shí) 0.1 秒 JMP LOOP DELAY: MOV R1,#127 ； 延時(shí) 0.1 秒 DEL1: MOV R2,#200 DEL2: DJNZ R2,DEL2 DJNZ R1,DEL1 RET END 2、通過發(fā)光二極管將 P1 口的狀態(tài)顯示 NAME T1_2 ；P1 口輸入實(shí)驗(yàn) OUT_PORT EQU 0CFA0H CSEG AT 0000H LJMP START CSEG AT 4100H START: MOV P1,#0FFH ；復(fù)位 P1 口為輸入狀態(tài) MOV A,P1 ；讀 P1 口的狀態(tài)值入累加器 A MOV DPTR,#OUT_PORT ；將輸出口地址賦給地址指針 DPTR MOVX DPTR,A ；將累加器 A 的值賦給 DPTR 指向的地址 JMP START ；繼續(xù)循環(huán)監(jiān)測端口 P1 的狀態(tài) END 山東英才學(xué)院 第 10 頁 共 55 頁 實(shí)驗(yàn)（二） P1 口實(shí)驗(yàn)二 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1 學(xué)習(xí) P1 口既做 輸入又做為輸出的使用方法。 2 學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)輸入、輸出程序的設(shè)計(jì)方法。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備： EL-MUT-III 型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱、 8051CPU 模塊 三、實(shí)驗(yàn)原理： P1 口的使用方法這里不講了。有興趣者不妨將實(shí)驗(yàn)例程中的“ SETB P1.0, SETB P1.1”中的“ SETB”改為“ CLR”看看會(huì)有什么結(jié)果。 另外，例程中給出了一種 N 路轉(zhuǎn)移的常用設(shè)計(jì)方法，該方法利用了 JMP A+DPTR 的計(jì)算功能，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移。該方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)簡單，轉(zhuǎn)移表短，但轉(zhuǎn)移表大小加上各個(gè)程序長度必須小于 256 字節(jié)。 四、實(shí)驗(yàn)原理圖： P1 口輸入、輸出實(shí)驗(yàn) 五、實(shí)驗(yàn)步驟： 平推開關(guān)的輸出 K1 接 P1.0； K2 接 P1.1； 發(fā)光二極管的輸入 L1 接 P1.2； L2 接 P1.3； L5 接 P1.4； L6接 P1.5。 運(yùn)行實(shí)驗(yàn)程序， K1 做為左轉(zhuǎn)彎開關(guān)， K2 做為右轉(zhuǎn)彎開關(guān)。 L5、 L6 做為右轉(zhuǎn)彎燈， L1、L2 做為左轉(zhuǎn)彎燈。 結(jié)果顯示： 1： K1 接高電平 K2 接低電平時(shí)，右轉(zhuǎn)彎燈（ L5、 L6）滅，左轉(zhuǎn)彎燈（ L1、 L2）以一定山東英才學(xué)院 第 11 頁 共 55 頁 頻率閃爍； 2： K2 接高電平 K1 接低電平時(shí)，左轉(zhuǎn)彎燈（ L1、 L2）滅，右轉(zhuǎn)彎燈（ L5、 L6）以一定頻率閃爍； 3： K1、 K2 同時(shí)接低電平時(shí)，發(fā)光二極管全滅； 4： K1、 K2 同時(shí)接高電平時(shí)，發(fā)光二極管全亮。 六、參考程序： NAME T2 ；P1 口輸入輸出實(shí)驗(yàn) CSEG AT 0000H LJMP START CSEG AT 4100H START: SETB P1.0 SETB P1.1 ；用于輸入時(shí)先置位口內(nèi)鎖存器 MOV A,P1 ANL A,#03H ；從 P1 口讀入開 關(guān)狀態(tài) ,取低兩位 MOV DPTR,#TAB ；轉(zhuǎn)移表首地址送 DPTR MOVC A,A+DPTR JMP A+DPTR TAB: DB PRG0-TAB DB PRG1-TAB DB PRG2-TAB DB PRG3-TAB PRG0: MOV P1,#0FFH ；向 P1 口輸出 #0FFH,發(fā)光二極管全滅 ；此時(shí) K1=0,K2=0 JMP START PRG1: MOV P1,#0F3H ；只點(diǎn)亮 L5、 L6，表示左轉(zhuǎn)彎 ACALL DELAY ；此時(shí) K1=1,K2=0 MOV P1,#0FFH ；再熄滅 0.5 秒 ACALL DELAY ；延時(shí) 0.5 秒 JMP START PRG2: MOV P1,#0CFH ；只點(diǎn)亮 L7、 L8，表示右轉(zhuǎn)彎 ACALL DELAY ；此時(shí) K1=0,K2=1 MOV P1,#0FFH ；再熄滅 0.5 秒 ACALL DELAY JMP START PRG3: MOV P1,#00H ；發(fā)光二極管全亮 ,此時(shí) K1=1,K2=1 JMP START ； DELAY: MOV R1,#5 ；延時(shí) 0.5 秒 DEL1: MOV R2,#200 DEL2: MOV R3,#126 DEL3: DJNZ R3,DEL3 DJNZ R2,DEL2 DJNZ R1,DEL1 RET 山東英才學(xué)院 第 12 頁 共 55 頁 ； END 七、程序框圖： 上 電 ， 程 序 初 始 化 ， 設(shè)置 P 1 口 為 輸 入 、 輸 出 雙線 口 （ P 1 . 0 、 P 1 . 1 為 輸入 口 ， P 1 . 2 、 P 1 . 3 、P 1 . 4 、 P 1 . 5 為 輸 出 口采 集 P 1 . 0 、 P 1 . 1 輸 入 口的 值 進(jìn) 入 A 累 加 器 ，根 據(jù) 累 加 器 A 的 值 調(diào) 轉(zhuǎn) 到相 應(yīng) 的 子 程 序 入 口給 P 1 口 賦 值0 F F H ( 四 個(gè) 發(fā)光 二 極 管 全滅 ）依 次 給 P 1 口 賦值 0 F 3 H 和 0 F F H ,每 種 狀 態(tài) 延 時(shí)0 . 5 秒給 P 1 口 賦 值0 0 H ( 四 個(gè) 發(fā) 光二 極 管 全 亮 ）依 次 給 P 1 口 賦值 0 C F H 和0 F F H , 每 種 狀態(tài) 延 時(shí) 0 . 5 秒A = 0 0A = 0 1 A = 1 0A = 1 1山東英才學(xué)院 第 13 頁 共 55 頁 實(shí)驗(yàn)二 簡單 I/O口擴(kuò)展實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)（一）簡單 I/O 口擴(kuò)展實(shí) 驗(yàn)一 交通燈控制實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1 學(xué)習(xí)在單片機(jī)系統(tǒng)中擴(kuò)展簡單 I/O 接口的方法。 2 學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)輸出程序的設(shè)計(jì)方法。 3 學(xué)習(xí)模擬交通燈控制的實(shí)現(xiàn)方法。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備： EL-MUT-III 型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱、 8051CPU 模塊 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)箱上的 74LS273 做為輸出口，控制八個(gè)發(fā)光二極管亮滅，模擬交通燈管理。 四、實(shí)驗(yàn)原理： 要完成本實(shí)驗(yàn)，首先必須了解交通路燈的亮滅規(guī)律。本實(shí)驗(yàn)需要用到實(shí)驗(yàn)箱上八個(gè)發(fā)光二極管中的六個(gè)，即紅、黃、綠各兩個(gè)。不妨將 L1(紅 )、 L2（綠）、 L3（黃）做為東西方向的指示燈，將 L5（紅）、 L6（綠）、 L7（黃）做為南北方向的指示燈。而交通燈的亮滅規(guī)律為：初始態(tài)是兩個(gè)路口的紅燈全亮，之后，東西路口的綠燈亮，南北路口的紅燈亮，東西方向通車，延時(shí)一段時(shí)間后，東西路口綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，東西路口紅燈亮，而同時(shí)南北路口的綠燈亮，南北方向開始通車，延時(shí)一段時(shí)間后，南北路口的綠燈滅，黃燈開始閃爍。閃爍若干次后，再切換到東西路口方向，重復(fù)上述過程。各發(fā)光二極管的陽極通過保護(hù)電阻接到 +5V 的電源上，陰極接到輸入端上，因此使其點(diǎn)亮應(yīng)使相應(yīng)輸入端為低電平。 五、實(shí)驗(yàn)原理圖 六、實(shí)驗(yàn)步驟： 74LS273 的輸出 O0 O7 接發(fā)光二極管 L1 L8， 74LS273 的片選 CS273 接片選信號 CSO，此時(shí) 74LS273 的片選地址為 CFA0H CFA7H 之間任選。 運(yùn)行實(shí)驗(yàn)程序，觀察 LED 顯示情況是否與實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相符。 山東英才學(xué)院 第 14 頁 共 55 頁 七、程序框圖： 八、參考程序： T3.ASM NAME T3 ；I/O 口擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)一 PORT EQU 0CFA0H ；片選地址 CS0 CSEG AT 0000H LJMP START CSEG AT 4100H START: MOV A,#11H ；兩個(gè)紅燈亮，黃燈、綠燈滅 ACALL DISP ；調(diào)用 273 顯示單元（以下雷同） ACALL DE3S ；延時(shí) 3 秒 LLL: MOV A,#12H ；東西路口綠燈亮 ；南北路口紅燈亮 ACALL DISP ACALL DE10S ；延時(shí) 10 秒 MOV A,#10H ；東西路口綠燈滅 ；南北路口紅燈亮 ACALL DISP 山東英才學(xué)院 第 15 頁 共 55 頁 MOV R2,#05H ；R2 中的值為黃燈閃爍次數(shù) TTT: MOV A,#14H ；東西路口黃燈亮 ；南北路口紅燈亮 ACALL DISP ACALL DE02S ；延時(shí) 0.2 秒 MOV A,#10H ；東西路口黃燈滅 ；南北路口紅燈亮 ACALL DISP ACALL DE02S ；延時(shí) 0.2 秒 DJNZ R2,TTT ；返回 TTT，使東西路口黃燈閃爍五次 MOV A,#11H ；兩個(gè)紅燈亮，黃燈、綠燈滅 ACALL DISP ACALL DE02S ；延時(shí) 0.2 秒 MOV A,#21H ；東西路口紅燈亮 ；南北路口綠燈亮 ACALL DISP ACALL DE10S ；延時(shí) 10 秒 MOV A,#01H ；東西路口紅燈亮 ；南北路口綠燈滅 ACALL DISP MOV R2,#05H ；黃燈閃爍五次 GGG: MOV A,#41H ；東西路口紅燈亮 ；南北路口黃燈亮 ACALL DISP ACALL DE02S ；延時(shí) 0.2 秒 MOV A,#01H ；東西路 口紅燈亮 ；南北路口黃燈滅 ACALL DISP ACALL DE02S ；延時(shí) 0.2 秒 DJNZ R2,GGG ；返回 GGG，使南北路口 ；黃燈閃爍五次 MOV A,#03H ；兩個(gè)紅燈亮，黃燈、綠燈滅 ACALL DISP ACALL DE02S ；延時(shí) 0.2 秒 JMP LLL ；轉(zhuǎn) LLL 循環(huán) DE10S: MOV R5,#100 ；延時(shí) 10 秒 JMP DE1 DE3S: MOV R5,#30 ；延時(shí) 3 秒 JMP DE1 DE02S: MOV R5,#02 ；延時(shí) 0.2 秒 DE1: MOV R6,#200 DE2: MOV R7,#126 DE3: DJNZ R7,DE3 DJNZ R6,DE2 DJNZ R5,DE1 RET DISP: MOV DPTR,#PORT ；273 顯示單元 CPL A MOVX DPTR,A RET END 山東英才學(xué)院 第 16 頁 共 55 頁 實(shí)驗(yàn)（二）簡單 I/O 口擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)二 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1 學(xué)習(xí)在單片機(jī)系統(tǒng)中擴(kuò)展簡單 I/O 口的方法。 2 學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)輸入，輸出程序的編制方法。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備： EL-MUT-III 型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱、 8051CPU 模塊 三、實(shí)驗(yàn)原理： MCS-51 外部擴(kuò)展空間很大，但數(shù)據(jù)總線口和控制信號線的負(fù)載能力是有限的。若需要擴(kuò)展的芯片較多，則 MCS-51 總線口的負(fù)載過重 ， 74LS244 是一個(gè)擴(kuò)展輸入口，同時(shí)也是一個(gè)單向驅(qū)動(dòng)器，以減輕總線口的負(fù)擔(dān)。 程序中加了一段延時(shí)程序，以減少總線口讀寫的頻繁程度。延時(shí)時(shí)間約為 0.01 秒，不會(huì)影響顯示的穩(wěn)定。 四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 利用 74LS244 做為輸入口，讀取開關(guān)狀態(tài)，并將此狀態(tài)通過發(fā)光二極管顯示出來。 五、實(shí)驗(yàn)原理圖： 簡單 I/O 實(shí)驗(yàn) 2 六、實(shí)驗(yàn)步驟： 1 74LS244 的 IN0 IN7 接開關(guān)的 K1 K8，片選信號 CS244 接 CS1。 2 74LS273 的 O0 O7 接發(fā)光二極管的 L1 L8，片選信號 CS273 接 CS2。 3 編程、全速執(zhí)行。 4 撥動(dòng)開關(guān) K1 K8，觀察發(fā)光二極管狀態(tài)的變化。 七、程序框圖： 山東英才學(xué)院 第 17 頁 共 55 頁 八、參考程序： NAME T4 ；I/O 口擴(kuò)展實(shí)驗(yàn) CSEG AT 0000H LJMP START CSEG AT 4100H INPORT EQU 0CFA8H ；74LS244 端口地址 OUTPORT EQU 0CFB0H ；74LS273 端口地址 START: MOV DPTR,#INPORT LOOP: MOVX A,DPTR ；讀開關(guān)狀態(tài) MOV DPTR,#OUTPORT MOVX DPTR,A ；顯示開關(guān)狀態(tài) MOV R7,#10H ；延時(shí) DEL0: MOV R6,#0FFH DEL1: DJNZ R6,DEL1 DJNZ R7,DEL0 JMP START END 山東英才學(xué)院 第 18 頁 共 55 頁 實(shí)驗(yàn)三 中斷實(shí)驗(yàn) 有急救車的交通燈控制實(shí)驗(yàn) 一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1 學(xué)習(xí)外部中斷技術(shù)的基本使用方法。 2 學(xué)習(xí)中斷處理程序的編程方法。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備： EL-MUT-III 型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱、 8051CPU 模塊 三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容： 在實(shí)驗(yàn)三的內(nèi)容的基礎(chǔ)上增加允許急救車優(yōu)先通過的要求。當(dāng)有急救車到達(dá)時(shí)，兩個(gè)方向上的紅燈亮，以便讓急救車通過，假定急救車通過路口的時(shí)間為 10 秒，急救車通過后，交通燈恢復(fù)中斷前的狀態(tài)。本實(shí)驗(yàn)以單脈沖為中斷申請，表示有急救車通過。 四、實(shí)驗(yàn)原理： 交通燈的燃滅規(guī)律見實(shí)驗(yàn)三。 本實(shí)驗(yàn)中斷處理程序的應(yīng)用，最主要的地方是如何保護(hù)進(jìn)入中斷前的狀態(tài)，使得中斷程序 執(zhí)行完畢后能回到交通燈中斷前的狀態(tài)。要保護(hù)的地方，除了累加器 ACC、標(biāo)志寄存器 PSW外，還要注意：一是主程序中的延時(shí)程序和中斷處理程序中的延時(shí)程序不能混用，本實(shí)驗(yàn)給出的程序中，主程序延時(shí)用的是 R5、 R6、 R7，中斷延時(shí)用的是 R3、 R4 和新的 R5。第二，主程序中每執(zhí)行一步經(jīng) 74LS273 的端口輸出數(shù)據(jù)的操作時(shí)，應(yīng)先將所輸出的數(shù)據(jù)保存到一個(gè)單元中。因?yàn)檫M(jìn)入中斷程序后也要執(zhí)行往 74LS273 端口輸出數(shù)據(jù)的操作，中斷返回時(shí)如果沒有恢復(fù)中斷前 74LS273 端口鎖存器的數(shù)據(jù)，則顯示往往出錯(cuò)，回不到中斷前的狀態(tài)。 還要注意一點(diǎn)，主程序中往端口輸出數(shù)據(jù)操作要先保存再輸出 ，例如有如下操作： MOV A， #0F0H （ 0） MOVX R1， A （ 1） MOV SAVE， A （ 2） 程序如果正好執(zhí)行到（ 1）時(shí)發(fā)生中斷，則轉(zhuǎn)入中斷程序，假設(shè)中斷程序返回主程序前需要執(zhí)行一句 MOV A， SAVE 指令，由于主程序中沒有執(zhí)行（ 2），故 SAVE 中的內(nèi)容實(shí)際上是前一次放入的而不是（ 0）語句中給出的 0F0H，顯示出錯(cuò)，將（ 1）、（ 2）兩句順序顛倒一下則沒有問題。發(fā)生中斷時(shí)兩方向的紅燈一起 亮 10 秒，然后返回中斷前的狀態(tài)。 五、實(shí)驗(yàn)原理圖： (同實(shí)驗(yàn)二（一） ) 六、實(shí)驗(yàn)步驟： 74LS273 的輸出 O0 O7 接發(fā)光二極管 L1 L8， 74LS273 的片選 CS273接片選信號 CS2，此時(shí) 74LS273 的片選地址為 CFB0H CFB7H 之間任選。單脈沖輸出端 P-接 CPU 板上的 INT0。 山東英才學(xué)院 第 19 頁 共 55 頁 七、程序框圖： 主程序框圖 中斷程序框圖 八、參考程序： NAME T5 ；中斷控制實(shí)驗(yàn) OUTPORT EQU 0CFB0H ；端口地址 SAVE EQU 55H ；save 保存從端口 cfa0 輸出的數(shù)據(jù) CSEG AT 0000H LJMP START CSEG AT 4003H LJMP INT CSEG AT 4100H START: SETB IT0 SETB EX0 SETB EA 山東英才學(xué)院 第 20 頁 共 55 頁 MOV A,#11H ；置首顯 示碼 MOV SAVE,A ；保存 ACALL DISP ；顯示輸出 ACALL DE3S ；延時(shí) 3 秒 LLL: MOV A,#12H ；東西路口綠燈亮，南北路口紅燈亮 MOV SAVE,A ACALL DISP ACALL DE10S ；延時(shí) 10 秒 MOV A,#10H ；東西路口綠燈滅 MOV SAVE,A ACALL DISP MOV R2,#05H ；東西路口黃燈閃爍 5 次 TTT: MOV A,#14H MOV SAVE,A ACALL DISP ACALL DE02S MOV A,#10H MOV SAVE,A ACALL DISP ACALL DE02S DJNZ R2,TTT MOV A,#11H ；紅燈全亮 MOV SAVE,A ACALL DISP ACALL DE02S ；延時(shí) 0.2 秒 MOV A,#21H ；東西路口紅燈亮，南北路口綠燈亮 MOV SAVE,A ACALL DISP ACALL DE10S ；延時(shí) 10 秒 MOV A,#01H ；南北路口綠燈滅 MOV SAVE,A ACALL DISP MOV R2,#05H ；南北路口黃燈閃爍 5 次 GGG: MOV A,#41H MOV SAVE,A ACALL DISP ACALL DE02S MOV A,#01H MOV SAVE,A ACALL DISP ACALL DE02S DJNZ R2,GGG MOV A,#11H ；紅燈全亮 MOV SAVE,A 山東英才學(xué)院 第 21 頁 共 55 頁 ACALL DISP ACALL DE02S ；延時(shí) 0.2 秒 JMP LLL ；轉(zhuǎn) LLL 循環(huán) DE10S: MOV R5,#100 ；延時(shí) 10 秒 JMP DE1 DE3S: MOV R5,#30 ；延時(shí) 3 秒 JMP DE1 DE02S: MOV R5,#02 ；延時(shí) 0.2 秒 DE1: MOV R6,#200 DE2: MOV R7,#126 DE3: DJNZ R7,DE3 DJNZ R6,DE2 DJNZ R5,DE1 RET INT: CLR EA PUSH ACC ；中斷處理 PUSH PSW MOV A,R5 PUSH ACC MOV A,#11H ；紅燈全亮，綠、黃燈全滅 ACALL DISP DEL10S: MOV R3,#100 ；延時(shí) 10 秒 DEL1: MOV R2,#200 DEL2: MOV R5,#126 DEL3: DJNZ R5,DEL3 DJNZ R4,DEL2 DJNZ R3,DEL1 MOV A,SAVE ；取 SAVE 中保存數(shù)據(jù)輸出到 cfa0 端口 ACALL DISP POP ACC ；出棧 MOV R5,A POP PSW POP ACC SETB EA ；允許外部中斷 RETI DISP: MOV DPTR,#OUTPORT CPL A MOVX DPTR,A RET END 山東英才學(xué)院 第 22 頁 共 55 頁 實(shí)驗(yàn)四 定時(shí)器實(shí)驗(yàn) 循環(huán)彩燈實(shí)驗(yàn) 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?1 學(xué)習(xí) 8031 內(nèi)部計(jì)數(shù)器的使用和編程方法。 2 進(jìn)一步掌握中斷處理程序的編寫方法。 二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備： EL-MUT-III 型單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱、 8051CPU 模塊 三、實(shí)驗(yàn)原理： 1 定時(shí)常數(shù)的確定 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器的輸入脈沖周期與機(jī)器周期一樣，