單片機(jī)實(shí)驗(yàn)講義

1、PROTEUS 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)(單片機(jī)E 型)簡介及使用說明1.系統(tǒng)簡介【硬件特點(diǎn)】PROTEUS 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（單片機(jī)E 型）是廣州風(fēng)標(biāo)電子公司陸續(xù)推出的PROTEUS 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)第三版。主要有以下幾個特點(diǎn)：1連接線采用燈籠頭，插拔容易，電氣接觸性能優(yōu)秀，導(dǎo)線粗，使得接線容易而且穩(wěn)定。2外設(shè)控制資源更加豐富，可在本實(shí)驗(yàn)箱上練習(xí)超過30 個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。3整個電路的布局優(yōu)化后，使電路設(shè)計更加合理。4具有強(qiáng)大的USB ISP 下載功能，解決了部分電腦沒有并口的問題。5真正做到了兼容多種單片機(jī)，包括MCS8051，AVR，PIC 系列單片機(jī)，而擴(kuò)展模塊更是增加了整個系統(tǒng)的靈活性和實(shí)用性?！居布渲谩縋

2、B-EDU-000： 可任意選配MCS-51 單片機(jī)（AT89S52）/ AVR 單片機(jī)（ATMEGA16L）/ PIC單片機(jī)（PIC16F877A）3 種處理器模塊PB-EDU-001： 16*16LED 點(diǎn)陣屏模塊，PS/2 接口，USB 接口，蜂鳴器PB-EDU-002： 8 位共陽數(shù)碼管，8 位撥碼開關(guān)，BCD 譯碼器PB-EDU-003： LCD1602 顯示模塊PB-EDU-004： 可調(diào)方波，單脈沖發(fā)生器，+5V，+12V，-5V 三路電源PB-EDU-005： 232 串口，485 通訊接口，CAN 總線收發(fā)器，繼電器，EEPROM 芯片(24C02)，時鐘芯片(1302)，溫

3、度傳感器(DS18B20)PB-EDU-006： 8255 并行IO 擴(kuò)展模塊，38 譯碼器，串轉(zhuǎn)并和并轉(zhuǎn)串接口芯片PB-EDU-007： 可以擴(kuò)展超聲波模塊或者CPLD 模塊PB-EDU-008： LCD12864 顯示模塊PB-EDU-009： 直流電機(jī)帶測速和步進(jìn)電機(jī)模塊PB-EDU-010： 并行AD(ADC0809),并行DA(DAC0832),串行AD(TLC549),并行DA(TLC5616)PB-EDU-011： 獨(dú)立LED 和獨(dú)立按鍵PB-EDU-012： 4*4 矩陣鍵盤1.2 USB 下載方式說明本教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)使用廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)公司自主研發(fā)的 ISP 下載軟件，下載軟件

4、版權(quán)歸廣州市風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司所有。一、運(yùn)行 WWISPSetup.exe，安裝ISP 下載軟件。二、將 USB 下載器連接PC 及目標(biāo)板（USB 接口端連接到PC 的USB 接口，ISP 端連接到MCU 模塊ISP 插槽）。在連接USB 下載器之前，MCU 模塊應(yīng)先接通電源。三、連接 USB 到PC 后，將提示“發(fā)現(xiàn)新硬件USBasp”，如下圖所示：四、系統(tǒng)會自動彈出找到新的硬件向?qū)?，如下圖所示：五、選擇“從列表或指定位置安裝（高級）（S）”選項(xiàng)，并點(diǎn)擊“下一步”。六、選擇“在這些位置上搜索最佳驅(qū)動程序”和“在搜索中包括這個位置”，并瀏覽到WWISP的安裝目錄下，默認(rèn)的目錄是C:Progr

5、am FilesWindway TechnologiesWWISP，具體的設(shè)置如下圖所示：七、點(diǎn)擊“下一步”，安裝驅(qū)動。八、安裝完成。九、在硬件管理器里面將看到安裝好的硬件十、WWISP 安裝完成后，桌面出現(xiàn)快捷方式，點(diǎn)擊進(jìn)入后系統(tǒng)會自動識別器件型號，也可以手動選擇對應(yīng)的單片機(jī)類型。十一、點(diǎn)擊“打開文件（Flash）”按鈕找到HEX 文件，然后點(diǎn)擊“寫Flash”按鈕，程序?qū)浀組CU 當(dāng)中。對于其它的功能，也可以進(jìn)行操作。如：先選取“擦除芯片”、“編程Flash”，然后點(diǎn)擊“自動編程”，剛系統(tǒng)會自動依次進(jìn)行“擦除芯片”、“編程Flash”的操作。實(shí)驗(yàn)一 Proteus、Keil C聯(lián)調(diào)一、

6、實(shí)驗(yàn)要求能夠使用Proteus ISIS軟件繪制單片機(jī)原理圖；能夠使用Keil Vision3軟件編寫、編譯、調(diào)試C51程序； 能夠使用Proteus、Keil C連接仿真調(diào)試。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、學(xué)會使用Proteus軟件； 2、學(xué)會使用Keil Vision3軟件； 3、學(xué)會Proteus、Keil C的聯(lián)調(diào)。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備裝有Proteus軟件和Keil Vision3軟件的計算機(jī)四、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容本實(shí)驗(yàn)涉及到三個知識點(diǎn)：使用Proteus ISIS軟件繪制單片機(jī)原理圖；使用Keil Vision3軟件編寫、編譯、調(diào)試C51程序； 使用Proteus、Keil C連接仿真調(diào)試 。 1使用Proteu

7、s ISIS軟件繪制單片機(jī)原理圖。 打開Proteus ISIS軟件界面，繪制“彩色流水燈”原理圖，以.DSN格式保存文件。步驟：（1）軟件打開 雙擊桌面上的 ISIS 7 Professional 圖標(biāo)或者單擊屏幕左下方的“開始” “程序” “Proteus 7 Professional” “ISIS 7 Professional” ,隨后進(jìn)入Proteus ISIS集成環(huán)境。（2）建立和保存設(shè)計文件n 建立設(shè)計文件 在Proteus ISIS編輯環(huán)境中，選擇FileNewDesign,彈出如下界面 ，選擇一個模版。一般選擇默認(rèn)模版“DEFAULT”。n 保存文件 選擇 FileSaveDe

8、sign，彈出如下對話框，注意文件保存類型為“.DSN”。（3）繪制原理圖在Proteus中對單片機(jī)及外圍電路的仿真，相對于實(shí)際硬件物體結(jié)構(gòu)，只要畫出它的原理圖即可。從元件庫中選取原件單擊元器件列表區(qū)上的P按鈕，出現(xiàn)如下界面：在選取元件不知道如何輸入關(guān)鍵字怎么辦？解決方法：只要將元件中文名在Google中翻譯成英文再輸入即可。如：“按鈕”， Google中翻譯成“button”,在選取元件界面的關(guān)鍵字一欄中輸入button即可。放置元件在元件列表中，單擊要放置的元件，再在編輯區(qū)中藍(lán)色框內(nèi)適當(dāng)位置雙擊左鍵，就放置了一個元件。點(diǎn)擊工具欄中 按鈕，選擇終端元件（電源、地、輸入、輸出等）放入編輯區(qū)。連

9、線編輯元件在編輯區(qū)選中需要編輯的元件，點(diǎn)擊右鍵，出現(xiàn)下拉菜單，單擊“編輯屬性”。2使用Keil Vision3軟件編寫、編譯、調(diào)試C51程序（1）建立新項(xiàng)目打開Vision3軟件界面，點(diǎn)擊“Project New Project”創(chuàng)建一個新項(xiàng)目，以.uv2格式保存，選擇AT89S51單片機(jī)，將啟動代碼“Startup Code”加入到項(xiàng)目中；保存新項(xiàng)目 選擇單片機(jī)添加啟動代碼（2）創(chuàng)建C51語言程序文件并保存點(diǎn)擊“File New ”創(chuàng)建C51程序文件，輸入“彩色流水燈”的相關(guān)源程序，程序輸入完成后，以”.c”格式保存；程序輸入將創(chuàng)建好的程序文件添加到項(xiàng)目中去，并設(shè)置當(dāng)前的目標(biāo)選項(xiàng)，然后進(jìn)行編

10、譯和仿真調(diào)試。 程序保存（4）將程序添加到項(xiàng)目中去將剛才創(chuàng)建的程序文件添加到項(xiàng)目中去。先用鼠標(biāo)左鍵單擊“項(xiàng)目窗口”中的“Target 1”中的“+”號，展開里面的內(nèi)容“Source Group 1”,然后將鼠標(biāo)指向“Source Group 1”并單擊右鍵，彈出一菜單，單擊菜單中的“Add Files to Group Source Group 1”選項(xiàng)，出現(xiàn)如下窗口： 選擇添加程序文件從彈出的窗口中選擇剛才保存的程序文件“CSLCD.c”添加到項(xiàng)目中。（5）設(shè)置目標(biāo)選項(xiàng)將鼠標(biāo)指向“Target 1”，并單擊右鍵，并單擊右鍵，再從彈出的右鍵菜單中單擊“Options for Target”選項(xiàng)

11、，并如下圖所示設(shè)置其各項(xiàng)。設(shè)置“Target”選項(xiàng)設(shè)置“Output”選項(xiàng)設(shè)置“Debug”選項(xiàng)（6）編譯程序文件將鼠標(biāo)指向“項(xiàng)目窗口”中的“Target 1”并單擊右鍵，再從彈出的右鍵菜單中單擊“Build target”，如果編譯沒有錯誤，將彈出如下提示信息：編譯連接正確時的提示信息3使用Proteus、Keil C連接仿真調(diào)試（1）設(shè)置Proteus的設(shè)置。在Proteus ISIS 打開設(shè)計原理圖，鼠標(biāo)左擊菜單“Debug”，選中“Use Remote Debug Monitor” 。（2） Proteus里加載可執(zhí)行文件。左鍵雙擊AT89S51原理圖，將彈出如下界面，單擊加載可執(zhí)行文

12、件。選擇加載可執(zhí)行文件聯(lián)調(diào)相關(guān)設(shè)置結(jié)束，單擊Proteus里的調(diào)試按鈕，即可看到仿真調(diào)試結(jié)果。五、實(shí)驗(yàn)步驟（1）使用Proteus ISIS軟件繪制單片機(jī)原理圖（2）使用Keil Vision3軟件編寫、編譯、調(diào)試C51程序（3）使用Proteus、Keil C連接仿真調(diào)試6、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和體會7、 思考題1、采用總線的畫法有什么好處？連到總線的各網(wǎng)絡(luò)怎么一一對應(yīng)？實(shí)驗(yàn)二 I/O口輸出實(shí)驗(yàn)-LED流水燈實(shí)驗(yàn)（選做）一、實(shí)驗(yàn)要求利用51單片機(jī)及8個發(fā)光二級管等器件，構(gòu)成一個流水燈單片機(jī)系統(tǒng)。發(fā)光二極管進(jìn)行流水燈操作，從上到下每隔0.2S依次點(diǎn)亮。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握單片機(jī)最小系統(tǒng)的構(gòu)成； 2、掌握

13、I/O口的使用及驅(qū)動能力的概念； 3、熟悉移位指令和軟件延時程序。三、實(shí)驗(yàn)儀器PROTEUS教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（單片機(jī)E型） 穩(wěn)壓電源 計算機(jī)四、實(shí)驗(yàn)電路及連線電路原理圖硬件連接表MCU模塊PB-EDU-011P20D1P21D2P22D3P23D4P24D5P25D6P26D7P27D8+5V+5VGNDGND五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理 1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 流水燈實(shí)際上就是一個帶有八個發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機(jī)。從原理圖中可以看出，如果要讓接在P1.0口的LED1亮起來，那么只要把P1.0口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤?相反， 如果要接在P1

14、.0口的LED1熄滅，就要把P1.0口的電平變?yōu)楦唠娖?同理，接在P1.1P1.7口的其他7個LED的點(diǎn)亮和熄滅的方法同LED1。因此，要實(shí)現(xiàn)流水燈功能，我們只要將發(fā)光二極管LED1LED8依次點(diǎn)亮、熄滅，8只LED燈便會一亮一暗的做流水燈了。2、實(shí)驗(yàn)原理本實(shí)驗(yàn)涉及到三個知識點(diǎn)：單片機(jī)最小系統(tǒng)的構(gòu)成、單片機(jī)I/O口的使用以及軟件延時程序的編寫。 （1）單片機(jī)最小系統(tǒng)由單片機(jī)芯片、時鐘電路以及復(fù)位電路構(gòu)成。 （2）I/O口的使用：P1口是準(zhǔn)雙向口。它作為輸出口時與一般的雙向口使用方法相同，即當(dāng)P1口用為輸入口時，必須先對它置“1”。若不先對它置“1”，讀入的數(shù)據(jù)可能是不正確的。（3）延時子程序的

15、延時計算問題。3、 實(shí)驗(yàn)程序流程圖六、實(shí)驗(yàn)步驟（1）Proteus仿真（2）實(shí)驗(yàn)板驗(yàn)證七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和體會實(shí)驗(yàn)二 I/O口輸入、輸出實(shí)驗(yàn)-模擬開關(guān)燈一、實(shí)驗(yàn)要求利用單片機(jī)、按鍵和發(fā)光二極管構(gòu)成一個模擬開關(guān)燈的單片機(jī)系統(tǒng)。按下按鈕，燈亮，松開按鈕，燈滅。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解單片機(jī)I/O輸入輸出的使用； 2、掌握單片機(jī)I/O口位操作的編程；3、掌握分支程序的設(shè)計與分析方法。三、實(shí)驗(yàn)儀器PROTEUS教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（單片機(jī)E型）、 穩(wěn)壓電源、計算機(jī)四、實(shí)驗(yàn)電路及連線 電路原理圖硬件連接表五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理 1、開關(guān)狀態(tài)的檢測過程單片機(jī)對開關(guān)狀態(tài)的檢測相對于單片機(jī)來說，是從單片機(jī)的P3.0端口輸入信號，而

16、輸入的信號只有高電平和低電平兩種，當(dāng)按鈕松開，即輸入高電平，當(dāng)按鈕閉合，即輸入低電平。2、 輸出控制 如圖中所示，當(dāng)P1.0端口輸出高電平，即P1.01時，根據(jù)發(fā)光二極管的單向?qū)щ娦钥芍?，這時發(fā)光二極管D1熄滅；當(dāng)P1.0端口輸出低電平，即P1.00時，發(fā)光二極管D1亮。3、實(shí)驗(yàn)程序流程圖六、實(shí)驗(yàn)步驟（1）Proteus仿真（2）實(shí)驗(yàn)板驗(yàn)證七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和體會實(shí)驗(yàn)三 無譯碼的七段數(shù)碼管顯示實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)要求利用51單片機(jī)，一個7段數(shù)碼管，構(gòu)成一個單個LED顯示系統(tǒng)。數(shù)碼管循環(huán)顯示 09。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、了解數(shù)碼管顯示原理； 2、掌握讀表程序的編寫三、實(shí)驗(yàn)儀器PROTEUS教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（單片機(jī)E型）

17、、 穩(wěn)壓電源四、實(shí)驗(yàn)電路及連線 電路原理圖硬件連接表五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理（1）LED數(shù)碼顯示原理七段LED顯示器內(nèi)部由七個條形發(fā)光二極管和一個小圓點(diǎn)發(fā)光二極管組成，根據(jù)各管的極管的接線形式，可分成共陰極型和共陽極型。LED數(shù)碼管的ga七個發(fā)光二極管因加正電壓而發(fā)亮，因加零電壓而不以發(fā)亮，不同亮暗的組合就能形成不同的字形，這種組合稱之為字形碼，下面給出共陰極的字形碼見下表 共陰極的字形碼表“0” 3FH “8” 7FH “1” 06H “9” 6FH “2” 5BH “A” 77H “3” 4FH “b” 7CH “4” 66H “C” 39H “5” 6DH “d” 5EH “6” 7DH “E

18、” 79H “7” 07H “F” 71H （2) 段碼表格由于顯示的數(shù)字09的字形碼沒有規(guī)律可循，只能采用查表的方式來完成我們所需的要求了。這樣我們按著數(shù)字09的順序，把每個數(shù)字的筆段代碼按順序排好！建立的表格如下所示：TABLE DB 0c0h,0f9h,0a4h,0b0h,99h,92h,82h,0f8h,80h,90h（3）實(shí)驗(yàn)程序流程圖六、實(shí)驗(yàn)步驟（1）Proteus仿真（2）實(shí)驗(yàn)板驗(yàn)證七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和體會實(shí)驗(yàn)四 單個外部中斷實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)要求利用P3.2()接一個外部中斷輸入，通過P1口連接8個發(fā)光二級管顯示的狀態(tài)，來反應(yīng)中斷程序的作用。中斷未發(fā)生時，LED做閃爍狀態(tài)，當(dāng)有中斷產(chǎn)生，L

19、ED呈流水燈操作。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、理解中斷源、中斷標(biāo)志、中斷入口等概念； 2、掌握中斷程序的分析與設(shè)計方法三、實(shí)驗(yàn)儀器PROTEUS教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（單片機(jī)E型）、 穩(wěn)壓電源四、實(shí)驗(yàn)電路及連線 電路原理圖五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理 1、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容電路如上圖所示，在單片機(jī)系統(tǒng)的P1口接上8個LED，LED的陽極接+5V電源，陰極接P1口的引腳。在外部中斷0輸入引腳P3.2()引腳上接上拉電阻并接有一個按鈕開關(guān)K1。用K1按鈕來產(chǎn)生外部中斷0的輸入信號。程序要求要求將外部中斷0設(shè)置為負(fù)跳沿觸發(fā)。在程序剛啟動時，P1口上的8個LED做閃爍狀態(tài)。按一次按鈕開關(guān)K1，使引腳P3.2()接地，產(chǎn)生一個外部中斷0的中斷請

20、求，在中斷服務(wù)程序LED呈流水燈操作。2、 實(shí)驗(yàn)原理外部中斷的響應(yīng)過程： （1）中斷采樣：根據(jù)采樣結(jié)果設(shè)置TCON寄存器中斷響應(yīng)標(biāo)志位的狀態(tài)。 （2）中斷查詢：查詢TCON標(biāo)志位的狀態(tài)，確定是否響應(yīng)。（3）中斷響應(yīng)：保護(hù)斷點(diǎn)內(nèi)容，裝入中斷入口地址，執(zhí)行中斷服務(wù)程序，返回中斷點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)行原來程序。 3、實(shí)驗(yàn)程序流程圖六、實(shí)驗(yàn)步驟（1）Proteus仿真（2）實(shí)驗(yàn)板驗(yàn)證七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和體會實(shí)驗(yàn)五 定時器實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)要求用單片機(jī)的P10 口接1 個發(fā)光二極管，編寫程序，控制發(fā)光二極管閃爍，時間間隔1S，要求使用單片機(jī)內(nèi)部定時器計時。二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握單片機(jī)定時/計數(shù)器定時方式的使用；2、掌握定時程序

21、的編寫。三、實(shí)驗(yàn)儀器PROTEUS教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（單片機(jī)E型）、計算機(jī)、 穩(wěn)壓電源四、實(shí)驗(yàn)電路及連線 電路原理圖硬件連接表五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原理關(guān)于內(nèi)部計數(shù)器的編程，主要是設(shè)置定時常數(shù)和有關(guān)控制寄存器。內(nèi)部計數(shù)器在單片機(jī)中包括定時器和計數(shù)器兩個功能。本例使用的是定時器，定時1S。CPU 運(yùn)行定時中斷方式，實(shí)現(xiàn)每1S 輸出狀態(tài)發(fā)生一次反轉(zhuǎn)，即發(fā)光二極管1S 亮一次。內(nèi)部計數(shù)器用于定時器時，是對機(jī)器周期計數(shù)?？筛鶕?jù)單片機(jī)每個機(jī)器周期的長度、時鐘晶振頻率以及定時時間對定時常數(shù)進(jìn)行計算。實(shí)驗(yàn)程序流程圖六、實(shí)驗(yàn)步驟（1）Proteus仿真（2）實(shí)驗(yàn)板驗(yàn)證七、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和體會實(shí)驗(yàn)六 A/D 轉(zhuǎn)換實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)要求利用ADC0808