单片机实验指导书.docx

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单片机实验指导书

单片机原理及应用

实验指导书

实验一Keil集成开发环境的使用

一、实验目的

1、熟悉Keil软件集成开发环境及使用方法，并能够编写编译实验项目；

2、掌握编写51程序及程序的运行；

3、学习控制单片机I/O口驱动发光二极管流水显示的方法。

二、实验内容

如图1-1所示，利用STC89C54RD+单片机的P1口外接8个发光二极管，实现双向流动流水灯效果。

图1-1原理图

图1-2插线图

三、实验步骤

1、Keil软件的使用。

2、硬件资源连接。

用排线按图1-2在实验箱上将相应端子接好。

用USB数据线将计算机USB口和GL9型开发板相连。

注意保持GL9型开发板电源开关断开（开关SW1置于左侧）。

3、编译下载

a.启动uVision4新建一个51单片机的工程，输入参考代码并编译下载。

b.点击STC_ISP_V480.exe启动下载界面，如图1-3。

c.启动界面后如图1-4所示。

选择单片机型号，此处根据实际情况我们应选择STC89C54RD+，如图1-5。

d.打开程序文件。

此处我们打开编译生成的HEX文件即可，如图1-6。

e.设置串口参数。

其中串口标号按系统分配的端口序号进行选择，其它内容按照默认即可。

f.设置其它参数。

此处按照默认即可。

如图1-7。

图1-3

图1-4

图1-5

图1-6

图1-7

图1-8

g.下载。

点击Download下载键即可下载，点击前要保证GL9型开发板已经正确地通过USB数据线连接于USB接口上，并且将开关SW1置于左侧。

如图1-8。

h.点击点击Download下载键后，信息窗口提示“仍在连接中，请给MCU上电...”，如图1-9。

此时需要给GL9开发板上的单片机重新上一次电，电源开关SW1推向右方，指示灯V9点亮，如图1-10。

重新上电后下载程序开始，会有相应文字提示及进度提示，如图1-11。

下载完成，有相应提示，如图1-12.

图1-9

图1-10

图1-11

图1-12

下载完成后，单片机会立即开始运行程序。

3、观察实验结果。

四、参考程序

#include//调用51单片机的头文件

//---------------------------------------

//定义一个数据表格

unsignedcharcodeTAB[16]=

{//定义表格一定要使用code，这样会做到程序存储区中

0x01,//表格第1步数据0b00000001

0x02,//表格第2步数据0b00000010

0x04,//表格第3步数据0b00000100

0x08,//表格第4步数据0b00001000

0x10,//表格第5步数据0b00010000

0x20,//表格第6步数据0b00100000

0x40,//表格第7步数据0b01000000

0x80,//表格第8步数据0b10000000

0xC0,//表格第9步数据0b11000000

0xE0,//表格第10步数据0b11100000

0xF0,//表格第11步数据0b11110000

0xF8,//表格第12步数据0b11111000

0xFC,//表格第13步数据0b11111100

0xFE,//表格第14步数据0b11111110

0xFF,//表格第15步数据0b11111111

0x00,//表格第16步数据0b00000000

};

//---------------------------------------

//名称:

主函数

//---------------------------------------

voidmain（void）//主函数,单片机开机后从这个函数开始运行

{

unsignedinta=0;//定义一个int型变量，做延时用

unsignedcharb=15;//定义一个char型变量，显示内容用

while

（1）//死循环,单片机初始化后,将一直运行这个死循环

{

for（a=0;a<20000;a++）;//延时若干时间，具体时长暂不理会

if（++b>15）b=0;//b做加1操作，并限制在0-15以内

P0=TAB[b];//将TAB[b]的值送入PO口输出

}

}五、实验报告

1、实验报报告必须用专用的实验报告纸手写，字迹工整；

2、程序语句要有详细注释和说明；

3、写出本次实验的心得体会及总结。

实验二数码管显示

一、实验目的

1、熟悉KEIL软件使用方法；

2、熟悉七段数码管的笔段与字符显示关系；

3、熟悉51单片机I/O口与七段数码的笔段连接关系；

4、了解数码管的静态与动态显示原理。

二、实验原理

1、七段数码管

图2-1

2、七段数码管显示驱动与I/O口的连接关系

假设P0口连接七段共阴数码管的笔段A~H，对应连接关系及显示字符如下表所示：

P0.7

P0.6

P0.5

P0.4

P0.3

P0.2

P0.1

P0.0

数字段码

显示字符

H

G

F

E

D

C

B

A

0

0

1

1

1

1

1

1

0x3F

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0x06

1

0

1

0

1

1

0

1

1

0x5B

2

0

1

0

0

1

1

1

1

0x4F

3

0

1

1

0

0

1

1

0

0x66

4

0

1

1

0

1

1

0

1

0x6D

5

0

1

1

1

1

1

0

1

0x7D

6

0

0

0

0

0

1

1

1

0x07

7

0

1

1

1

1

1

1

1

0x7F

8

0

1

1

0

1

1

1

1

0x6F

9

0

1

1

1

0

1

1

1

0x77

A

0

1

1

1

1

1

0

0

0x7C

b

0

0

1

1

1

0

0

1

0x39

C

0

1

0

1

1

1

1

0

0x5E

d

0

1

1

1

1

0

0

1

0x079

E

0

1

1

1

0

0

0

1

0x71

F

若要在共阴数码管上显示“1”，则直接对P0赋值0x06，即赋值语句为P0=0x06;

3、七段LED数码管动态显示原理

当显示位数较多时，静态显示所需I/O口太多，这时常采用动态显示。

为节省I/O口，通常将所有数码管的显示笔段线的相应段关联在一起，由一个8位I/O口控制，而各位显示位的公共端分别由相应的I/O线控制。

动态显示就是通过笔段引脚向数码管输出所要显示字符的段码。

每一时刻，只有1位数码管的位选线有效，其他各位位选线都是无效的。

逐位地每隔一定时间轮流点亮各位数码管（扫描方式），由于LED数码管的余辉和人眼的“视觉暂留”作用，只要控制好每位显示的时间和间隔，则可以造成“多位同时亮”的假象，达到同时显示的效果。

一般LED数码管的显示时间间隔（扫描间隔）大约在1~10ms之间即可。

三、实验内容

1、1位数码管显示变化的数字0-9。

图2-2原理图

图2-3插线图

2、4位数码管动态显示变化数字0-9999。

图2-4原理图

图2-5插线图

四、实验步骤

1、硬件资源连接；

2、编译下载；

3、观察实验结果。

五、参考程序

1、1位数码管显示变化的数字0-9。

#include//调用51单片机的头文件

//---------------------------------------

//定义一个数据表格

unsignedcharcodeTAB[10]=

{//定义表格一定要使用code，这样会做到程序存储区中

0x3F,//表格第1步数据0b00111111

0x06,//表格第2步数据0b00000110

0x5B,//表格第3步数据0b01011011

0x4F,//表格第4步数据0b01001111

0x66,//表格第5步数据0b01100110

0x6D,//表格第6步数据0b01101101

0x7D,//表格第7步数据0b01111101

0x07,//表格第8步数据0b00000111

0x7F,//表格第9步数据0b01111111

0x6F,//表格第10步数据0b01101111

};

//---------------------------------------

//名称:

主函数

//---------------------------------------

voidmain（void）//主函数,单片机开机后从这个函数开始运行

{

unsignedinta=0;//定义一个int型变量，做延时用

unsignedcharb=15;//定义一个char型变量，显示内容用

while

（1）//死循环,单片机初始化后,将一直运行这个死循环

{

for（a=0;a<40000;a++）;//延时若干时间，具体时长暂不理会

if（++b>9）b=0;//b做加1操作，并限制在0-9以内

P2=TAB[b];//将TAB[b]的值送入P2口输出

}

}

2、4位数码管动态显示变化数字。

#include//调用51单片机的头文件

//---------------------------------------

//数码管字形表，供显示时查询

unsignedcharcodeLED[10]=

{//定义表格一定要使用code，这样会做到程序存储区中

0x3F,//"0"的字形表，0B00111111

0x06,//"1"的字形表，0B00000110

0x5B,//"2"的字形表，0B01011011

0x4F,//"3"的字形表，0B01001111

0x66,//"4"的字形表，0B01100110

0x6D,//"5"的字形表，0B01101101

0x7D,//"6"的字形表，0B01111101

0x07,//"7"的字形表，0B00000111

0x7F,//"8"的字形表，0B01111111

0x6F,//"9"的字形表，0B01101111

};

//---------------------------------------

//4位数码管相关I/O设置

sbitU165A0=P1^0;//U165（74HC138）的A0脚接在P1.0口上

sbitU165A1=P1^1;//U165（74HC138）的A1脚接在P1.1口上

sbitU165A2=P1^2;//U165（74HC138）的A2脚接在P1.2口上

//---------------------------------------

//名称:

主函数

//---------------------------------------

voidmain（void）//主函数,单片机开机后从这个函数开始运行

{

unsignedcharc=0;//定义一个char型变量，做延时用

unsignedchard=0;//定义一个char型变量，控制显示位置

unsignedchare=0;//定义一个char型变量，做延时用

unsignedintf=0;//定义一个int型变量，显示内容用，显示内容0-9999

while

（1）//死循环,单片机初始化后,将一直运行这个死循环

{

for（c=0;c<250;c++）;//做一个0-250的循环，不执行其他操作，只为延时

if（++e>200）//做一个延时，时间到将显示内容加1

{

e=0;//清零，为下一次延时做准备

补充语句1;//显示内容加1，因为只有4位显示，超过9999后归零

}

P2=0;//关一次显示，以免显示出鬼影

if（++d>3）d=0;//先将d加1，然后判断是否大于3，大于3归零

if（d==0）//如果d=0,显示千位

{

P1=0x03;//U165A0=1,U165A1=1,U165A2=0选通数码管的千位进行显示

P2=LED[f/1000];//将要显示的f的千位提取出来查表后送显示

}

elseif（d==1）//如果d=1,显示百位

{

P1=0x02;//U165A0=0,U165A1=1,U165A2=0选通数码管的百位进行显示

P2=LED[（f%1000）/100];//将要显示的f的百位提取出来查表后送显示

}

elseif（d==2）//如果d=2,显示十位

{

P1=0x01;//U165A0=1,U165A1=0,U165A2=0选通数码管的十位进行显示

补充语句2;//将要显示的f的十位提取出来查表后送显示

}

else//如果d=3,显示个位

{

P1=0x00;//U165A0=0,U165A1=0,U165A2=0选通数码管的个位进行显示

P2=LED[f%10];//将要显示的f的个位提取出来查表后送显示

}

}

}

六、实验报告

1、实验报报告必须用专用的实验报告纸手写，字迹工整；

2、程序语句要有详细注释和说明；

3、写出本次实验的心得体会及总结。

实验三矩阵键盘

一、实验目的

1、熟悉KEIL软件使用方法；

2、熟悉反转法原理识别矩阵键盘的方法；

二、实验原理

图3-1原理图

图3-2插线图

三、实验内容

用“线反转法”读取4X4矩阵键盘，通过单片机把读取到的键盘值在字符液晶上显示。

四、实验步骤

1、硬件资源连接；

2、编译下载；

3、观察实验结果。

五、参考程序

#include//调用51单片机的头文件

//---------------------------------------

//4×4矩阵式按键相关I/O设置

sbitHAGN1=P1^0;//第1行接在P3.0口上

sbitHANG2=P1^1;//第2行接在P3.1口上

sbitHANB3=P1^2;//第3行接在P3.2口上

sbitHANG4=P1^3;//第4行接在P3.3口上

sbitLIE1=P1^4;//第1列接在P3.4口上

sbitLIE2=P1^5;//第2列接在P3.5口上

sbitLIE3=P1^6;//第3列接在P3.6口上

sbitLIE4=P1^7;//第4列接在P3.7口上

//---------------------------------------

//---------------------------------------

//1602液晶相关I/O设置

sbitE=P2^3;//1602液晶的E脚接在P2.3口上

sbitRW=P2^4;//1602液晶的RW脚接在P2.4口上

sbitRS=P2^5;//1602液晶的RS脚接在P2.5口上

//---------------------------------------

//---------------------------------------

//按键部分用寄存器设置

unsignedcharKEYbuf;//设置8位的寄存器用来暂存按键键值数据

//---------------------------------------

//---------------------------------------

//1602液晶寄存器设置

unsignedcharDISbuf;//设置8位的unsigendchar型寄存器用来暂存1602要显示的内容

//---------------------------------------

//---------------------------------------

//名称：

1602液晶用延时函数

//---------------------------------------

voidDelay1602（unsignedintt）

{

unsignedintk;//定义一个16位寄存器用来做延时用

for（k=0;k

}

//---------------------------------------

//名称：

1602液晶忙检测函数

//---------------------------------------

voidLCD1602_busy（void）

{

P0_7=1;//将P0.7置1，为读状态做准备

RS=0;//RS=0、RW=1、E=1时，忙信号输出到DB7，由P0.7读入

RW=1;//RS=0、RW=1、E=1时，忙信号输出到DB7，由P0.7读入

E=1;//RS=0、RW=1、E=1时，忙信号输出到DB7，由P0.7读入

while（P0_7==1）;//由P0.7读入1，表示1602液晶忙，需要等待

E=0;//读完以后，恢复E的电平

}

//---------------------------------------

//名称：

1600写命令函数

//---------------------------------------

voidLCD1602_Write_com（unsignedcharcombuf）

{

RS=0;//选择指令寄存器

RW=0;//选择写状态

P0=combuf;//将命令字通过P0口送至DB

E=1;//E高电平将命令字写入1602液晶

E=0;//写完以后，恢复E的电平

}

//---------------------------------------

//名称：

1602写命令函数（带忙检测）

//---------------------------------------

voidLCD1602_Write_com_busy（unsignedcharcombuf）

{

LCD1602_busy（）;//调用忙检测函数

LCD1602_Write_com（combuf）;//调用忙检测函数

}

//---------------------------------------

//名称：

1602写数据函数（带忙检测）

//---------------------------------------

voidLCD1602_Write_data_busy（unsignedchardatabuf）

{

LCD1602_busy（）;//调用忙检测函数

RS=1;//选择数据寄存器

RW=0;//选择写状态

P0=databuf;//将命令字通过P0口送至DB

E=1;//E高电平将命令字写入1602液晶

E=0;//写完以后，恢复E的电平

}

//---------------------------------------

//名称：

1602液晶显示地址写函数

//---------------------------------------

voidLCD1602_Write_address（unsignedcharx,unsignedchary）

{

x&=0x0f;//列地址限制在0-15间

y&=0x01;//行地址限制在0-1间

if（y==0）//如果是第一行

LCD1602_Write_com_busy（x|0x80）;//将列地址写入

else//如果是第二行

LCD1602_Write_com_busy（（x+0x40）|0x80）;//将列地址写入

}

//---------------------------------------

//名称：

1602液晶初始化函数

//---------------------------------------

voidLCD1602_init（void）

{

Delay1602（1500）;//调用延时函数

LCD1602_Write_com（0x38）;//8位数据总线，两行显示模式，5*7点阵显示

Delay1602（500）;//调用延时函数

LCD1602_Write_com（0x38）;//8位数据总线，两行显示模式，5*7点阵显示

Delay1602（500）;//调用延时函数

LCD1602_Write_com（0x38）;//8位数据总线，两行显示模式，5*7点阵显示

LCD1602_Write_com_busy（0x38）;//8位数据总线，两行显示模式，5*7点阵显示

LCD1602_Write_com_busy（0x08）;//显示功能关，无光标

LCD1602_Write_com_busy（0x01）;//清屏

LCD1602_Write_com_busy（0x06）;//写入新的数据后，光标右移，显示屏不移动

LCD1602_Write_com_busy（0x0C）;//显示功能开，无光标

}

//---------------------------------------

//名称：

1602液晶指定地址显示函数

//---------------------------------------

voidLCD1602_Disp（unsignedcharx,unsignedchary,unsignedcharbuf）

{

LCD1602_Write_address（x,y）;//先将地址信息写入

LCD1602_Write_data_busy（buf）;//再写入要显示的数据

}

//---------------------------------------

//名称:

主函数

//---------------------------------------

voidmain（void）//主函数,单片机开机后从这个函数开始运行

{

LCD1602_init（）;//调用1602液晶初始化函数

KEYbuf=255;

while

（1）//死循环,单片机初始化后,将一直运行这个死循环

{

//***4×4矩阵按键扫描部分***

//按K1-P16键，KEYbuf赋值0-15

P1=0xFE;//将第一行置零，以扫描K1-K4是否被按下

补充1;