单片微型计算机实验与实践教程

单片机技术实验与实践是掌握单片机接口与程序设计技术至关重要的一个环节。本书旨在通过一系列实验设计，展示单片机硬件的原理、接口扩展技术和单片机汇编语言程序设计的方法，并通过动手达到掌握这一技术的目的。 全书分5章，第1章介绍Keil μVision软件的使用；第2章介绍MCS-51单片机实验系统的组成及原理；第3章介绍单片机软件程序设计的实验；第4章介绍单片机硬件、接口技术和综合应用的实验；第5章介绍进行单片机应用系统开发的过程、软件工具及基本方法，同时附上一组开展课程设计的参考题目。全书内容的安排着重考虑对学生基本能力、基本方法的学习与训练，通过循序渐进的方法，使读者逐步掌握单片机汇编语言程序设计、I/O接口应用、外部接口扩展方法及简单应用系统的设计，终达到具备开发、设计以单片机技术为核心的电子应用系统的能力。 本书可作为高等学校电子信息工程、通信工程、电子科学与技术、自动化、仪器仪表、机械电子工程等本科专业单片机技术课程的实验教学用书，也可作为本科学生开放性实验、专业课程设计、毕业设计及单片机技术相关的系统开发的参考用书。

陈黎娟，南昌航空大学信息工程学院电工电子实验中心高级实验师，长期讲授本科专业基础课程”微机原理及应用”、”单片机技术”和专业课程”微机应用系统设计”等。指导”全国大学生电子设计竞赛”和”智能汽车竟赛”，获国家二等奖二项，多次获省一等奖、二等奖等。

目 录第1章 Keil C仿真开发系统的介绍 11.1 Keil C仿真开发系统软件概述 11.2 硬件安装 11.3 Keil C仿真开发系统软件使用 21.3.1 Keil C51软件的安装 21.3.2 Keil C51软件的使用 2第2章 实验系统装置的介绍 122.1 实验系统组成及布局 122.2 CPU仿真模块及接口 122.3 实验模块电路原理 142.3.1 基本实验模块单元电路 142.3.2 信号源模块电路 232.3.3 外部扩展实验模块电路 24第3章 MCS-51汇编语言程序设计实验 293.1 汇编语言程序设计概要 293.1.1 MCS-51单片机指令系统 293.1.2 A51汇编语言中的伪操作指令 373.1.3 MCS-51汇编语言程序的基本结构 413.2 程序设计与调试示例 433.2.1 拆字程序实验示例 433.2.2 清零程序实验示例 453.2.3 LED跑马灯实验示例 463.2.4 数码显示器流水显示实验示例 483.3 MCS-51汇编语言程序设计实验 523.3.1 多字节带符号数加法实验 523.3.2 无符号十进制数加法实验 533.3.3 无符号十进制数减法实验 533.3.4 双字节压缩BCD码乘法实验 543.3.5 单字节压缩BCD码除法实验 553.3.6 多字节无符号数乘法实验 553.3.7 双字节无符号数除法实验 563.3.8 带符号双字节数乘法实验 573.3.9 带符号双字节数除法实验 583.3.10 双字节数取补实验 593.3.11 双字节BCD码数求补实验 593.3.12 统计相同数的个数实验 603.3.13 数据的奇偶校验实验 613.3.14 数据传送实验 613.3.15 数据查表实验 623.3.16 整数二进制转十进制实验 633.3.17 整数十进制转二进制实验 643.3.18 ASCⅡ码到十六进制数转换实验 653.3.19 十六进制数到ASCⅡ码转换实验 653.3.20 数据排序实验 663.3.21 数据中值平均滤波实验 67第4章 单片机硬件与接口实验 684.1 MCS-51单片机硬件实验 684.1.1 P1口输出实验 684.1.2 P口输入实验 694.1.3 INT0/INT1外部中断实验 714.1.4 T0/T1定时器实验 744.1.5 T0/T1计数器实验 764.1.6 串口移位寄存器方式实验 784.1.7 单片机串口双机通信实验 814.1.8 单片机与PC系统机通信实验 834.2 MCS-51单片机接口实验 854.2.1 I/O口扩展实验 854.2.2 8255端口输出实验 874.2.3 8255端口输入实验 894.2.4 8255数码显示控制实验 914.2.5 模数转换实验 934.2.6 数模转换实验 954.2.7 可编程计数/定时器8253实验 964.2.8 8279 键盘、显示接口实验 994.2.9 HD7279 键盘、显示接口实验 1054.2.10 单片机实时时钟实验 1094.2.11 基于DS18B20的温度测量实验 1114.3 单片机技术综合、应用实验 1174.3.1 继电器控制实验 1174.3.2 工业顺序控制实验 1184.3.3 步进电机控制实验 1204.3.4 交通信号灯控制实验 1244.3.5 I2C总线存储器读/写实验 1264.3.6 LED点阵显示控制实验 1294.3.7 LCD液晶显示控制实验 1314.3.8 应变受力的测量实验 1344.3.9 AD590温度测量实验 1364.3.10 直流电机转速控制实验 1384.3.11 智能化人机接口实验 1414.3.12 频率测量实验 1454.3.13 温度采集与控制实验 1474.3.14 日历时钟DS12887的应用实验 1544.3.15 语音的录、放控制实验 158第5章 单片机应用系统设计实践 1625.1 单片机应用系统设计 1625.1.1 系统设计过程 1625.1.2 C51程序设计要点 1655.1.3 仿真软件Proteus简介 1785.2 应用系统设计实例——射频卡读取控制 1865.2.1 EM4100卡的主要特点 1865.2.2 读卡控制系统总体设计 1875.2.3 读卡控制电路设计 1885.2.4 读卡控制软件设计 1915.3 设计与制作参考题目 194附录A ASCⅡ码表 204附录B 键盘、显示相关参考子程序 205附录C 实验元器件参数表 209附录D 实验常用芯片引脚图 211参考文献 216

前 言自20世纪70年代初世界上出现了款微处理器以来，微计算机技术得到了迅猛的发展。特别是单片微型计算机技术的应用，使得许多电子类、机电类产品的设计发生了革命性的变化。应用微型计算机技术开展相关产品的设计、研发，已成为电子类及相关专业本科学生的基本能力之一。鉴于MCS-51单片机具有功能丰富、结构简单、易学易用、成本低廉、种类繁多等优势，在国内各领域具有较广泛的应用市场。许多高校也以MCS-51系列单片机为内容开设单片机技术及相关的课程，通过学习和掌握MCS-51系列单片机技术，可以为学生开展课外科技创新活动、完成后续的相关课程设计、毕业设计环节及就业提供了良好的条件；另外，也为进一步学习DSP、ARM等嵌入式系统技术打下基础。由于单片机技术属应用技术类课程，其特点是实践性极强，除理论讲授外，必须通过亲自动手实践才能完全理解课程的内容，并真正掌握其应用的方法，因此，实验环节和实践动手对课程的教学效果起到至关重要的作用，这也是编写本书的出发点。为实现这一目标，本书从初学者角度出发，在内容的编排上，由浅入深、由易到难、循序渐进；从对市场上常用的Keil μVision 开发软件熟悉开始，到实验系统电路模块的认识，从掌握汇编语言A51程序设计实验入门，到单片机内部功能模块实验、硬件扩展接口实验，再到简单的综合性、设计性实验，后提供了进行系统设计的方法介绍及进行综合性训练的课程设计题目。这种安排既适合初学者一步步按顺序进行动手训练，扎实推进；也可为具有一定基础的读者选择合适的起点，做更进一步的学习与锻炼。在具体实验项目的设计上，既注重实验基本原理的介绍，又充分考虑实验内容与原理的充分结合，并使实验线路和程序尽量接近工程实际应用，充分激发学生进行实验的兴趣与积极性。通过各实验项目的学习与训练，既可加深理解理论课程学习的原理，同时又提高实际操作和应用单片机技术的能力，真正做到学以致用。全书共5章，第1章介绍Keil μVision 软件的使用；第2章以DJ-5286K为原型介绍进行单片机实验的实验系统组成、各实验模块的电路原理；第3章是单片机软件程序设计的实验，介绍在实际应用中常用的软件设计思路和需通过实验进行训练的程序模块；第4章介绍单片机硬件、接口技术和综合应用的实验，通过实验掌握单片机接口和应用技术的基本能力；第5章主要介绍进行单片机应用系统开发的过程、软件工具及基本方法，同时附上一组进行课程设计的参考题目。本书由南昌航空大学信息工程学院的陈黎娟、吴开志、万在红编著，由俞子荣教授主审，王琪教授副审；在编写过程中得到了邓洪峰、陶秋香、张先庭、叶蓁等老师及研究生徐明萌、杨辉同学的大力支持与帮助，以及南昌航空大学单片机与嵌入式系统实验中心同事们的关心；本书的出版得到了南昌航空大学教材建设基金的资助；同时电子工业出版社的王晓庆编辑在出版过程中也给予了大力的支持。在此一并表示感谢。由于编写时间仓促，作者水平又有限，书中错误及不妥之处在所难免，恳请广大读者和专家批评指正。编 者 2016年3月