1、单片机实验指导书郑州轻工业学院第一章 DICE-5208K开发型单片机综合实验仪概述一、系统简介DICE-5208K型单片机实验系统由DICE-5208K开发型单片机综合实验箱、DICE-3000型仿真器、扩展卡和DICE-51仿真开发系统软件等组成。是MCS-51单片机原理与接口、单片机控制技术、C8051Fxxx高速SOC单片机原理及应用、EDA、VHDL硬件描述语言、CPLD/FPGA应用基础等课程教学的配套实验设备。新增加了几乎所有最实用、新颖的接口电路（如1 WIRE /I2C/SPI总线等）和通讯类接口实验（如USB2.0通讯/TCP/IP网络通讯/CAN总线/红外线收发等）。可进
2、行MCS-51、C8051F嵌入式单片机、CPLD/FPGA等课程的开放式实验教学。二、主要特点1.该实验系统配置DICE-3000型高性能MCS-51硬件仿真器，64K数据空间，64K程序空间全部开放，不占用CPU资源，采用双CPU模式，仿真CPU和用户CPU独立运行，上位仿真软件支持汇编、C语言、PL/M语言。可运行于WIN98/2000/NT/XP操作系统平台。2.实验系统带有ISP在线下载电路,学生在完成实验后可脱离仿真机和PC机独立运行学生自行设计的单片机系统。（可在线编程AT89S51/52/53系列单片机）。3.该实验系统可扩展C8051F020嵌入式实验开发模块, 并配有DIC
3、E-EC5型USB高速通讯仿真器，通过4脚的JTAG接口可以进行非侵入式、全速的在线系统调试、仿真；集成开发环境支持Silicon Labs IDE和KEIL C软件。4.该实验系统可扩展CPLD/FPGA模块,并配有相应的并口下载电路,轻松变成一台EDA实验开发平台。5.该实验系统可扩展“数控式电子演示装置”,该装置是本公司的专利产品,结合上位演示软件和USB接口,可为该实验系统扩展多达十五个生动、形象、复杂的实验,其中大部分是闭环实验,实验践性非常强。6.实验电路单元尽可能独立开放,如开放式键盘, 开放式显示器,开放式串口等,为适应多种方式实验提供可能。三、系统地址分配1.I/0地址分配地
4、 址扩展名称用 途8000H 8FFFH自定义实验用口地址9000H 9FFFH自定义实验用口地址0A000H0AFFFH自定义实验用口地址0B000H 0BFFFH自定义实验用口地址0C000H 0CFFFH自定义实验用口地址0D000H 0DFFFH自定义实验用口地址0E000H 0EFFFH自定义实验用口地址0F000H 0FEFFH自定义实验用口地址0FF20H8155控制口写方式字0FF21H8155PA口字位口0FF22H8155PB口字形口0FF23H8155PC口键入口0FF28H8255PA口扩展用0FF29H8255PB口扩展用0FF2AH8255PC口扩展用0FF2BH8
5、255控制口写方式字2.存储器地址分配地 址器 件用 途0000H 0FFFFHAT89S52/27C512用户程序空间0000H 7FFFH62256用户数据空间第二章 开发环境简介一、硬件安装1.DICE-5208K（MCS-51单片机）硬件安装说明 （F1区）首先用串行通讯电缆连接DICE-3000型仿真器串行口和PC机串行口，然后用34芯扁平线连接DICE-3000型仿真器和5208K开发型单片机综合实验仪的JF_1仿真接口。将5208K开发型单片机综合实验仪上的KB1开关设置在“一般模式”，KB2开关用两个短路块插在1和2（MCS-51）位置。从而完成实验系统与PC机的联机。 *注：
6、实验系统上的CZ11串行口（F5区）为用户实验串行口。 2.系统开关设置 （F1区） （1）SW1（EA端）：程序空间选择开关，SW1IP,选择CPU内部（一般不设置此模式，如果将目标程序通过烧写器写入单片机内部FALSH ROM中，要运行写入的程序时需设置到该模式,一般用于工程人员的目标系统开发），SW1UP（出厂模式），选择CPU外部,此时可脱机运行EPROM中固化的程序,也可用仿真器进行联机实验。(用短路块选择) （2）SW3、SW4、SW5：为键盘/显示选择开关，开关置ON（出厂模式），键盘/显示控制选择系统配置的8155接口芯片，反之由用户选择自定义的I/O接口芯片控制，在本机实验中
7、，除8279实验外，键盘/显示为出厂模式。 （3）KB1开关：KB1开关有两种工作模式，平时都工作在“一般模式”，当我们用到单片机ISP在线编程功能时，将KB1开关打在“编程模式”。（ISP在线可编程AT89S系列单片机）。 （4）KB2 开关（用短路块实现）：为 “MCS-51系统”与“C8051F系统”读写信号切换开关。当使用“MCS-51系统”时，将两个短路插在1和2位置，使用“C8051F系统”时，将两个短路块插在2和3位置。 （5）仿真器所接实验系统的JF_1 (IDC34)口为系统通讯口，用于程序的仿真、连接、装载 。而实验系统的CZ11口为用户实验通讯口，用于实验系统与PC机之间
8、的串行口通讯实验。 二、DICE-51仿真器软件安装步骤1.DICE-51仿真器软件安装步骤（1）将所配光盘放入光驱，双击我的电脑，然后双击光盘驱动器图标；（2）双击 DICE-5208K开发型单片机综合实验仪文件夹；（3）双击MCS-51系统资料文件夹；（3）双击DICE-51仿真开发系统.exe；（4）按界面上的提示（下一步）进行操作直到安装结束。2. 选择通讯端口双击桌面上的“DICE-51仿真开发系统”图标启动程序运行，根据弹出的对话框选择与仿真器实际连接的串行通讯端口即可。3.仿真模式的选择在调试程序前您必须设置仿真模式，其中包括仿真CPU、RAM与ROM的选择等。具体操作是打开“设
9、置/仿真模式”对话框，当完成仿真模式的设置后单击“确认”。联机实验时的设置如下：CPU：选8031/8032 RAM：选用户RAM ROM：选系统ROM 脱机实验时，从矩阵键盘模块输入相应实验序号（如实验一，输入“01”），再按F0/EX即可运行该实验程序。三、菜单及其命令简介1. 文件菜单新文件（N） Ctrl+N：建立一个新的源文件。打开文件（O） Ctrl+O：弹出对话框，选取列表中的文件或在输入框输入文件名，单击“打开”，文件编辑窗口即显示该文件内容。关闭（C）：关闭当前的活动窗口。存储（S）：将当前编辑窗口中的文件存到磁盘上。另存为（A）：将当前编辑窗口中的文件换成另一个文件名再存盘
10、。输出列表文件：将当前ROM地址空间的代码保存为.LST列表文件。保存程序区：弹出文件列表对话框，输入要保存的文件名并单击“保存”。保存数据区：弹出文件列表对话框，输入要保存的文件名并单击“保存”。退出（E） Alt+X：执行该命令可退出DICE-51仿真系统。2.编辑菜单取消操作（U） Ctrl+Z：使用该命令能恢复文件编辑中最后一次所做的修改。剪切（T） Ctrl+X：清除编辑窗口中选定的文件，并放置在剪贴板上。只有在选定文本后，这一命令才有效。放置在剪帖板上的文件始终保留在那里，直到新内容替换掉它们。 复制（C） Ctrl+C：使用该命令可将选定的文本复制到剪贴板上。只有在选定文本后，这
11、一命令才有效。复制到剪贴板上的文本将替换掉先前的内容 。 粘贴（P） Ctrl+V：使用该命令可以将剪贴板内容插入到当前编辑窗口的光标位置。如果在编辑窗口中已选定内容。使用该命令可用剪贴板上的内容替换掉选定的内容。如果剪贴板上无内容，这一命令将是无效的。 查找（S） Ctrl+F：使用该命令可以在当前编辑窗口中查找文本字符串。该命令包含两参数，您可选择使用：Whole Word 整字匹配、Match Case 区分大小写。查找下一个 Ctrl+L：使用该命令可以继续查找在“查找”命令中指定的文本。 跳到行 Ctrl+G：使用该命令可以跳转到编辑窗口中指定的行。字体（F）：对编辑窗口中的文本进行
12、字体、字号、颜色等设置。刷新（R）：重新显示当前编辑窗口。3. 编译菜单文件编译、连接：对当前编辑窗口源文件或当前工程组进行编译、连接，生成目标代码。文件编译、连接、装载 Ctrl+F9：对当前编辑窗口源文件或当前工程组进行编译、连接，并将生成的目标代码装入ROM。 装载（L） F3：将磁盘上存在的目标代码直接装入ROM。 浏览模块（B） Ctrl+F3：该命令可在调试窗口中浏览源文件内容，通常适用于浏览工程组中的源文件。编译选项（J）：使用该命令您可设置源文件编译的各选项。4.调试菜单连续运行（G） F9：执行该命令便开始连续运行用户程序，当遇到断点或按下Esc暂停键时停止。运行到指定地址（
13、A）：以连续方式运行程序，运行到指定的地址停下。如果在源文件方式下调试，可以选择符号地址。运行到光标处（C） F4：以连续方式运行程序，运行到光标所在行停下。如果光标移在非执行语句行，将不响应此命令。单步运行（S） F7：逐步运行用户程序，遇到调用子程序，则跟踪进入子程序运行。宏单步运行（O） F8：逐步运行用户程序，遇到调用子程序，一步执行完整个过程而不进入子程序运行。自动单步：以连续单步方式运行用户程序。自动宏单步：以连续宏单步方式运行用户程序。增加变量 Ctrl+F5：将程序中想要观察的变量增加到变量窗口，在程序运行时您要随时观察变量的内容。设置或清除断点 Ctrl+F8：当光标移到调试
14、窗口可执行语句行时，可以用该命令设置断点，重复该命令也可清除断点。技巧：将鼠标移到调试窗口的可执行语句行左侧，单击鼠标即可设置断点。重复此操作也可清除断点。浏览断点：执行此命令即弹出对话框，您可通过对话框查看断点个数、断点所在的模块、断点地址、断点在源文件中的行号，您也可用此命令增加或清除断点。清除所有断点：该命令可清除各个调试模块中所有设置的断点。复位（R） Ctrl+F2：该命令可对（目标系统）CPU复位，同时将PC指针回复到装载文件的初始值（如0000）。重新开始运行（PC=0000）：将当前PC置初始值（如0000）后再以连续方式运行。暂停（O） Esc：该命令可停止当前程序的运行（适
15、用于连续运行、自动单步/自动宏单步运行方式），返回待令状态。夭折处理（H）：强制停下当前正在运行的程序。一般来讲，“暂停”命令即可停止，如果正在运行和程序无法用“暂停”命令停止，可使用此命令。设置PC：将当前PC指针指向您输入的地址。如果在源文件方式下调试，可以选择符号地址。PC=当前地址：将PC指针指向当前光标所在的可执行语句行。用行断点进行调试：用行断点进行调试。5.工程菜单新建（N）：打开文件列表框，创建新工程文件。打开（O）：弹出文件列表框，打开已存在的工程文件。编辑（E）：打开对话框，增加或删除工程中的文件。关闭（C）：关闭当前使用的工程文件。文件列表：打开工程文件列表对话框，可指定
16、编辑工程中的源文件。6.设置菜单仿真模式（M）：打开对话框，可对仿真CPU、RAM、ROM读写控制等选项进行设置。通讯端口选择（P）：选择与仿真器实际连接的通讯端口。重新连接（C）：通讯失败、检查硬件连接或重新选择通讯端口后，该命令可重新进行通讯测试。7.视图菜单调试（D）：打开程序调试窗口。如果未装载程序，可看到随机代码。寄存器（R）：打开寄存器窗口。您可对该窗口进行增加、删除操作。存储空间1、存储空间2：IDE允许同时打开两窗口，可在该窗口切换查看程序存储器、数据存储器、CPU内部存储器、特殊寄存器等内容。变量（V）：打开变量窗口，可随时观察变量的变化。编译连接信息：打开编译连接信息窗口，
17、可查看源文件编译是否有错。8.窗口菜单层叠（C）：以重叠方式排列已打开的窗口，但保持每窗口的标题栏都可见。平铺（H）：把已打开的窗口水平排列，使已打开的窗口都可见。平铺（V）：把已打开的窗口垂直排列，使已打开的窗口都可见。前一窗口 F5：切换到前一窗口。后一窗口 F6：切换到后一窗口。关闭所有窗口（A）：关闭所有已打开的窗口。选择“窗口”菜单下已打开窗口的名称及编号可以激活该窗口。9.帮助菜单系统使用指南：可以打开DICE-51仿真器使用手册。实验指导实验一 彩灯控制实验一、实验目的（1）掌握MCS-51型单片机输入/输出端口的使用方法；（2）学习汇编语言的编程方法及调试技巧。二、实验内容根据
18、K1（P3.0）、K2（P3.1）的状态，编程使P1口驱动的8位发光二极管按要求点亮。要求：（1）当K1（P3.0）=0、K2（P3.1）=0时，点亮方式为：L1（亮）、L2L8（灭）延时1秒L2（亮）、L1、L3L8（灭）延时1秒L8（亮）、L1L7（灭）延时1秒，不断循环；（2）当K1（P3.0）=1、K2（P3.1）=0时，点亮方式为：L1、L2（亮）、L3L8（灭）延时1秒L3、L4（亮）、L1、L2、L5L8（灭）延时1秒L7、L8（亮）、L1L6（灭）延时1秒，不断循环；（3）当K1（P3.0）=0、K2（P3.1）=1时，点亮方式为：L1（亮）、L2L8（灭）延时1秒L1、L2（
19、亮）、L3L8（灭）延时1秒L1、L2、L3（亮）、L4L8（灭）延时1秒L1L8（亮）延时1秒，不断循环；（4）当K1（P3.0）=1、K2（P3.1）=1时，点亮方式为：L4、L5（亮）、L1L3、L6L8（灭）延时1秒L3、L6（亮）、L4、L5、L1L2、L7、L8（灭）延时1秒L1、L8（亮）、L3L7（灭）延时1秒，不断循环。三、实验接线图四、实验程序框图五、程序清单 文件名：DPJ01.ASM ORG 0000H LJMP P010 ORG 0030HP010: MOV P3,#0FFHP011: MOV P1,#0FFH LCALL DELY JB P3.0,P012 JB P
20、3.1,P013 LCALL PRG1 ; P3.1=0,P3.0=0 AJMP P011P012: JB P3.1,P014 LCALL PRG2 ; P3.1=0,P3.0=1 AJMP P011P013: LCALL PRG3 ; P3.1=1,P3.0=0 AJMP P011P014: LCALL PRG4 ; P3.1=1,P3.0=1 AJMP P011PRG1: MOV P1,#11111110B LCALL DELY MOV P1,#11111011B LCALL DELY MOV P1,#11101111B LCALL DELY MOV P1,#10111111B LCALL
21、 DELY MOV P1,#11111101B LCALL DELY MOV P1,#11110111B LCALL DELY MOV P1,#11011111B LCALL DELY MOV P1,#01111111B LCALL DELY RETPRG2: MOV P1,#11111100B LCALL DELY MOV P1,#11110011B LCALL DELY MOV P1,#11001111B LCALL DELY MOV P1,#00111111B LCALL DELY RETPRG3: MOV P1,#11111110B LCALL DELY MOV P1,#1111110
22、0B LCALL DELY MOV P1,#11111000B LCALL DELY MOV P1,#11110000B LCALL DELY MOV P1,#11100000B LCALL DELY MOV P1,#11000000B LCALL DELY MOV P1,#10000000B LCALL DELY MOV P1,#00000000B LCALL DELY RETPRG4: MOV P1,#11100111B LCALL DELY MOV P1,#11011011B LCALL DELY MOV P1,#10111101B LCALL DELY MOV P1,#01111110
23、B LCALL DELY RETDELY: MOV R7,#10DEL0: MOV R6,#200DEL1: MOV R5,#250DEL2: DJNZ R5,DEL2 ;2502us =500us DJNZ R6,DEL1 ;200500us=100ms DJNZ R7,DEL0 ;10100ms=1s RET END六、实验步骤（1）将P3.1、P3.0用导线连至拨动开关K2、K1，将P1.7P1.0用导线连至L8L1；（2）拨动K2、K1选择好LED灯的点亮方式；（3）观察LED灯的点亮情况是否与开关的状态一致。七、思考题如何修改程序，可实现更多不同的二极管点亮方式。实验二 定时/计数器
24、实验（脉冲计数）一、实验目的熟悉单片机内部定时/计数器的功能，掌握定时/计数器的初始化编程方法。二、实验内容将定时/计数器T0设为计数器方式，对外部输入（P3.4）的脉冲序列进行计数，并送显示器显示。计满数时，将P1.0置为低电平发出提示信号，延时后恢复P1.0为高电平。三、实验接线图将P3.4接C2区（单脉冲与时钟模块）的“”或“ ”端，P1.0接E5区（发光二极管输出模块）的L1端。单脉冲电路四、实验程序框图主程序及中断服务程序流程图五、程序清单 文件名：DPJ02.ASM ORG 0000H LJMP MAIN ORG 000BH LJMP TINT ;转中断服务程序 ORG 0100H
25、MAIN: MOV SP,#53H ;设置堆栈 MOV R0,#79H ;显示缓冲区清零 MOV R7,#06H MOV A,#00HDIPP: MOV R0,A INC R0 DJNZ R7,DIPP SETB P1.0 MOV TMOD,#06H ;置T0工作方式 MOV TH0,#0FBH MOV TL0,#0FBH ;计数初值送计数器 SETB ET0 ;允许T0中断 SETB EA ;CPU开中断 SETB TR0 ;启动T0XIAN: MOV A,TL0 SUBB A,#0FAH ANL A,#0FH MOV 79H,A LCALL DIS AJMP XIAN ;循环显示计数值 D
26、IS: PUSH DPH PUSH DPL SETB RS1 MOV P2,#0FFH MOV A,#43H ;8155的定时器停止计数，PA、PB输出，PC输入 MOV R1,#20H ;FF20H为8155控制口地址 MOVX R1,A MOV R1,#21H ;FF21H为8155PA口地址(字位口） MOV A,#0FFH ;关显示 MOVX R1,A MOV R0,#7EH ;显示缓冲区首地址送R0 MOV R2,#20H ;00100000B（位选码）从右向左显示 MOV R3,#00H MOV DPTR,#LS0LS2: MOV A,R0 ;取待显示的数据 MOVC A,A+DP
27、TR ;查表（段码） MOV R1,#22H ;8155PB口地址（字形口） MOVX R1,A ;输出段码 MOV A,R2 ;取位选码 DEC R1 ;指向8155PA口 CPL A ;位选码取反（外部有反向驱动器75451） MOVX R1,A ;输出位码 CPL A DEC R0 ;取下一位数据LS1: DJNZ R3,LS1 ;延时 CLR C RRC A ;修改位选码（准备显示下一位数据） MOV R2,A ;保存 JNZ LS2 ;六位显示完否？ INC R1 ;指向8155PB口 MOV A,#0FFH ;关显示 MOVX R1,A CLR RS1 POP DPL POP DP
28、H RETLS0: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H ;012345 DB 82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H ;6789Abc DB 0A1H,86H,8EH,0FFH,0CH,89H,7FH,0BFH ;dEF灭PH.-TINT: CLR P1.0 ;中断服务程序 LCALL DELYSETB P1.0 RETIDELY: MOV R7,#10 ;延时程序DEL0: MOV R6,#200DEL1: MOV R5,#250DEL2: DJNZ R5,DEL2 ;2502us =500us DJNZ R6,DEL1 ;200500us=10
29、0ms DJNZ R7,DEL0 ;10100ms=1s RET END六、实验步骤1.执行程序，按动单脉冲产生按钮（AN0），观察数码管上的计数值是在按钮按下时加“1”还是在按钮松开时计数数值加“1”。2.观察发光二极管L1在单脉冲产生按钮（AN0）按动多少次时发生变化。七、思考1.计数器是在外部输入脉冲的上升沿还是下降沿加“1” 计数的。2.外部输入的计数脉冲的频率最高不得超过单片机振荡频率的多少倍？实验三 可编程I/O接口芯片8255实验一、实验目的1.掌握单片机系统中扩展可编程I/O接口芯片8255的方法；2.掌握可编程I/O接口芯片8255的初始化编程方法。二、实验内容将8255 PA口设置为输入，接
