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单片机原理与接口技术实验指导书(2018修订).pdf
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单片机原理与接口技术实验指导书(2018 修订)
《单片机原理与接口技术实验》
实验指导书 适用专业:
电信工程 通信工程 信息工程 自动化 信息与通信工程学院 前
言 一、课程性质 本课程是电子信息工程、通信工程、信息工程和自
动化专业必修的专业实验课程。
通过本课程的教学,使学生深刻体会到单片机原理与接口技术的
应用,掌握汇编和 C51 语言的语法和技巧,熟悉电子系统的设计和调
试过程,使其具备研究和开发以单片机为核心的电子系统的能力。
二、项目设置 本课程总学时为 16,开设的具体实验项目如下:
l 实验 1 跑马灯控制(2 学时,必修)
l 实验 2 模拟交通灯控制系统设计(2 学时,选修)
l 实验 3 串行口通信实验(3 学时,必修)
l 实验 4 动态显示与矩阵式键盘实验(3 学时,必修)
l 实验 5 I2C 的 DA/ADC 转换实验(3 学时,选修)
三、本书特点 本指导书的特点是引入工程项目机制来管理实验
项目,着重培养学生的方案设计、算法分析和现场调试能力,为将来
成为卓越工程师打下坚实的基础。
目 录 目 录 1 第一章 开发平台使用入门 1 1.1 keil C51 使用
入门 1 1.1.1 Keil C51 简介 1 1.1.2 uVision4 操作步骤 1 1.2 Proteus
使用入门 10 1.2.1 Proteus 简介 10 1.2.2 Proteus 设计与仿真开发过
程 10 1.3 PZ-ISP 使用介绍 18 1.3.1 USB 驱动程序安装 18 1.3.2 PZ-
ISP 烧录软件使用 19 第二章 HNIST-2 型单片机实验装置原理 24
2.1 HNIST-2 型单片机实验装置原理图 24 2.2 单片机主机及外围电
路 24 2.2.1 LED 与简单按键电路 25 2.2.2 动态显示与矩阵式键盘电
路 26 2.2.3 AD 与 DA 电路 28 2.2.4 E2PROM 电路 29 第三章 实验
项目 31 实验报告要求 31 实验报告封面 31 实验一 跑马灯实验
33 实验二 交通灯实验 36 实验三 串行口通信实验 40 实验四 动
态显示与矩阵式键盘实验 42 实验五 I2C 的 DA/ADC 转换实验 45
第一章 开发平台使用入门 1.1 keil C51 使用入门 1.1.1 Keil C51 简介
Keil C51 是德国 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容单片机开发工
具。
它集编辑、编译、仿真与调试于一体,支持 C 语言与汇编语言开
发。Keil C51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,
生成的目标代码效率非常高。
C51 工具包目前的集成开发环境 uVision 将项目管理,源代码编
辑和程序调试等组合在一个功能强大的环境中。目前,集成开发环境
使用较多的版本为 uVision4,因此,下面主要介绍 uVision4 的基本应
用。
1.1.2 uVision4 操作步骤 1、启动 uVision4。
当正确安装 keil 软件后,会在桌面上自动建立一个名为 “keil
uVision4”的快捷图标,双击该图标启动软件,第一次进入 uVision4 的
启动界面,如图 1.1 所示。
图 1.1 uVision4 启动界面 2、建立工程。
单击 Project 菜单,在下拉菜单中选中 New Project 选项。
图 1.2 建立工程菜单 3、命名工程,进行保存。
选择你要保存的路径,输入工程文件的名字,如保存到 exam1 文
件夹里,工程名命名为 exam1,如下图 1.4 所示,然后点击保存。(注:
因为一个工程中会包含多个文件,将工程放在文件夹中方便管理,一
般给新建的工程建立一个文件夹,文件夹名和工程名一致,如图 1.3
所示)
图 1.3 给新建的工程建立一个文件夹 图 1.4 保存新建的工程 4、
选择器件。
这时会弹出一个对话框,如图 1.5 所示,要求你选择单片机的型
号,你可以根据所选用的单片机来选择,keil C51 几乎支持所有的 51
核的单片机,这里以使用较多的 Atmel 公司的*****来说明,如图 1.6
所示,先选择 Atmel 并双击展开,然后选择*****,点击“OK”。
图 1.5 器件选择对话框 图 1.6 选择 MCU 型号 5、完成上一步
骤后,出现提示是否加载标准8051 Startup 文件,单击“是(Y)”,如
下图 1.7 所示。
图 1.7 是否加载 8051 *****文件 6、源程序编辑。
在下图 1.8 中,单击“File”菜单,再在下拉菜单中单击“New”选项,
或直接单击快捷按钮。
图 1.8 新建源程序 新建文件后界面如下图 1.9 所示。
编辑窗口 图 1.9 源程序编辑界面 此时光标在编辑窗口里闪烁,
这时可以键入用户的应用程序了,建议首先保存该空白的文件,单击
菜单上的“File”,在下拉菜单中单击“Save As”选项,或单击保存快捷按
钮,如下图 1.10 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)。此处我们保
存为“exam1.asm”,然后,单击“保存”按钮。
图 1.10 源程序保存 7、添加源程序到工程。
在编辑界面,单击 Target 1 前“+”号,在 Source Group 1上单击
右键,如图 1.11 所示。
图 1.11 添加源程序到工程 然后单击“Add File to Group ‘Source
Group 1’” 弹出对话框如下图 1.12 所示。
图 1.12 添加源文件窗口 添加文件对话框默认文件类型为 C
source file ,是以 C 为扩展名的文件,由于这次我们编写的是汇编程
序,是以 asm 为扩展名,所以我们要在文件类型的下拉列表中找到
并选中 Asm Source file,如图 1.13 所示。
图 1.13 选择源文件的类型 选择好源文件类型后,会出现如图
1.14 所示窗口,双击 exam1.asm,将文件加入项目。(注意,文件加
载后,该对话框并不会消失,往往会误以为加载失败而再次双击加载,
这时会出现图 1.15 所示对话框,提示文件已在列表中)
图 1.14 添加汇编语言源文件 图 1.15 提示文件已在工程中 返
回到主界面后,我们注意到“Source Group 1” 文件夹中多了一个子项
“exam1.asm”。子项的多少与添加到工程中的源程序的多少相同。如
图 1.16 所示。
图 1.16 添加源程序后的主界面 8、程序编辑。
输入程序后的主界面如图 1.17 所示。
输入程序 图 1.17 输入程序后的主界面 9、设置目标文件属性。
单击 Project 菜单,如图 1.18 所示。
图 1.18 打开设置对话框 在下拉菜单中单击“Options for Target
‘Target 1’”,弹出如图 1.19 所示对话框,单击 Output 标签,勾选 Create
HEX File 选项,使程序编译后产生 HEX 代码,如图 1.20 所示。
图 1.19 output 页面设置对话框 图 1.20 选中 Create HEX File 选
项 10、编译工程。
点击“Project”菜单,在下拉菜单中单击“Built Target”选项(或者使
用快捷键 F7,或直接单击图标或图标),如源程序中有语法错误,会
有错误提示给出,应重新修改源程序,直至通过编译。
1.2 Proteus 使用入门 1.2.1 Proteus 简介 Proteus 软件是英国
Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具软件。它不仅具有其它
EDA 工具软件的仿真功能,还能仿真单片机及外围器件。
这里我们主要介绍 51 单片机系统的 Proteus 设计与仿真应用。
1.2.2 Proteus 设计与仿真开发过程 51 单片机系统的 Proteus 设
计与仿真的开发过程如下:
1、电路设计。
在 ISIS 平台上进行单片机系统电路设计、选择元器件、接插件、
连接电路和电气检测等。
2、程序设计。
在 µVision_4 平台上进行单片机系统程序设计、编辑、汇编编译、
代码级调试,最后生成目标代码文件(*.hex)。
3、仿真调试。
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春哥111
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