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1、单片机口输入输出实验第1页，共23页，编辑于2022年，星期五单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验、实验目的、实验目的通过实验了解通过实验了解P1P1口作为输入输出方式使用时，口作为输入输出方式使用时，CPUCPU对对P1P1口操作方式。口操作方式。单片机端口是集数据输入缓冲、数据输出驱动及锁单片机端口是集数据输入缓冲、数据输出驱动及锁存等多项功能一体存等多项功能一体I/OI/O的电路，特别是把握它准双向、多功的电路，特别是把握它准双向、多功能的特点。能的特点。单片机单片机4 4个并行端口是个并行端口是P0P0、P1P1、P2P2、P3P3。本实。本实验只讨论标准验只讨论标准I/O
2、I/O口。口。第2页，共23页，编辑于2022年，星期五、实验要求、实验要求（1)1)、2)2)为必做，为必做，3)3)为选做）为选做）1 1）在）在P1.5P1.5端口上接一个发光二极管端口上接一个发光二极管LEDLED，编写程序，使，编写程序，使LEDLED不停地不停地一亮一灭，一亮一灭的时间间隔为一亮一灭，一亮一灭的时间间隔为0.2s0.2s（其输出端为低电平时（其输出端为低电平时发光二极管点亮）发光二极管点亮）。2 2）P1.0-P1.3P1.0-P1.3作输入口接拨动开关作输入口接拨动开关K K-K4-K4；P1.4-P1.P1.4-P1.作输出口，作输出口，接发光二极管接发光二极管
3、LED1-LEDLED1-LED，读取开关状态，将此状态在，读取开关状态，将此状态在LED1-LEDLED1-LED上显示出来。上显示出来。单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 第3页，共23页，编辑于2022年，星期五、硬件设计、硬件设计图图 P1P1口某一口某一I/OI/O口线反转输出电路口线反转输出电路 单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 C2C289C5189C51C1C1第4页，共23页，编辑于2022年，星期五nFB：CPL P1.0；P1.1取反n ACALL DELAY2MS n SJMP FBnDELAY2MS:MOV R7,#10;2MS延时子程序
4、n DL1:MOV R6,#48n DL2:NOPn NOP n DJNZ R6,DL2n DJNZ R7,DL1n RET第5页，共23页，编辑于2022年，星期五第6页，共23页，编辑于2022年，星期五1）无条件传送方式）无条件传送方式 ORG 0000HLPP:ORL P2,#0F0H MOV A,P1 SWAP A MOV P1,A MOV R1,#0FFHLP:MOV R2,#0FFH DJNZ R2,$DJNZ R1,LP SJMP LPP第7页，共23页，编辑于2022年，星期五、实验要求、实验要求（1)1)、2)2)为必做，为必做，3)3)为选做）为选做）)P1)P1口作输出
5、口，接口作输出口，接8 8只发光二极管只发光二极管LED1-LED8LED1-LED8（其输出端为低电（其输出端为低电平时发光二极管点亮），编写程序。平时发光二极管点亮），编写程序。状态状态1 1：控制系统控制系统通电或复位后，通电或复位后，8 8个个LEDLED发光二极管依次从左到右开始逐个点亮；发光二极管依次从左到右开始逐个点亮；状态状态2 2：8 8个个LEDLED发光二极管全亮后，从右向左发光二极管全亮后，从右向左LEDLED发光二极管再逐发光二极管再逐个熄灭；个熄灭；状态状态3 3：8 8个个LEDLED发光二极管全灭后，从左右两边开始同时点亮发光二极管全灭后，从左右两边开始同时点亮
6、LEDLED发光二发光二极管，全亮后，极管，全亮后，8 8个个LEDLED发光二极管再明暗一起闪烁发光二极管再明暗一起闪烁2 2次次？单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 第8页，共23页，编辑于2022年，星期五、硬件设计、硬件设计图图 P1P1口输出电路口输出电路 单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 89C5189C51C1C1C2C2第9页，共23页，编辑于2022年，星期五2 2）程序流程如图）程序流程如图4 4所示。所示。图图4 4P1P1口输出程序流程图口输出程序流程图 单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 第10页，共23页，编辑于2022年
7、，星期五）参考程序）参考程序(单片机单片机P1P1端口接端口接8 8只只LEDLED，每次点亮一只，向左移动点亮，重复循环。，每次点亮一只，向左移动点亮，重复循环。)ORG 0000HORG 0000H START:MOV R0,#8 START:MOV R0,#8 ；设左移；设左移8 8次次 MOV A,#11111110B MOV A,#11111110B；存入开始点亮灯位置；存入开始点亮灯位置 LOOP:MOV P1,A LOOP:MOV P1,A ；传送到；传送到P1P1并输出并输出 ACALL DELAY ACALL DELAY ；调延时子程序；调延时子程序 RL A RL A ；左
8、移一位；左移一位 DJNZ R0,LOOP DJNZ R0,LOOP ；判断移动次数；判断移动次数 JMP START JMP START ；重新设定显示值；重新设定显示值 DELAY:MOV R5,#50 DELAY:MOV R5,#50 ；延时子程序；延时子程序 DLY1:MOV R6,#100 DLY1:MOV R6,#100 DLY2:MOV R7,#100 DLY2:MOV R7,#100 DJNZ R7,$DJNZ R7,$DJNZ R6,DLY2 DJNZ R6,DLY2 DJNZ R5,DLY1 DJNZ R5,DLY1 RET RET ；子程序返回；子程序返回 END END
9、 ；程序结束；程序结束单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 第11页，共23页，编辑于2022年，星期五单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验、实验设备与仪器、实验设备与仪器 单片机应用与仿真开发实验台，单片机应用与仿真开发实验台，PCPC机，机，E6000/LE6000/L仿真器仿真器+POD-51+POD-51仿真头、仿真头、WaveWave软硬件仿软硬件仿真软件。真软件。第12页，共23页，编辑于2022年，星期五单片机应用与仿真开发实验台单片机应用与仿真开发实验台图图 单片机应用与仿真开发实验台单片机应用与仿真开发实验台第13页，共23页，编辑于2022年，星期五
10、 此实验就是一个基于单片机最小系统的系统设计实此实验就是一个基于单片机最小系统的系统设计实验验,是单片机应用系统中一个比较简单而直观的控制系统。它是单片机应用系统中一个比较简单而直观的控制系统。它包括了单片机控制系统硬件线路及控制软件的设计，是一包括了单片机控制系统硬件线路及控制软件的设计，是一个完整的小型控制系统。对该系统外围控制线路进行适当个完整的小型控制系统。对该系统外围控制线路进行适当的修改，可直接用于设计的修改，可直接用于设计街街景彩灯景彩灯(应用应用)。单片机单片机4 4个并行端口个并行端口P0P0、P1P1、P2P2、P3P3有着不同的结有着不同的结构特点和功用。构特点和功用。单
11、片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 第14页，共23页，编辑于2022年，星期五LEDLED循环轮流点亮设计电路如图所示。将循环轮流点亮设计电路如图所示。将5151单片机第单片机第4040脚脚VccVcc接电源接电源+5V+5V，第，第2020脚脚VssVss接地接地,为单片机工作提供能源。为单片机工作提供能源。将第将第1919脚脚XTAL1XTAL1与与1818脚脚XTAL2XTAL2分别接外部晶体两个引脚，由分别接外部晶体两个引脚，由石英晶体组成振荡器，保证单片机内部各部分有序地工作。对外部石英晶体组成振荡器，保证单片机内部各部分有序地工作。对外部C1C1、C2C2的取值虽然没
12、有严格的要求，但电容的大小会影响到振荡的取值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响到振荡器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性。器频率的高低、振荡器的稳定性、起振的快速性。C1C1、C2C2通常取通常取值值C1=C2=30PFC1=C2=30PF左右。左右。80518051的晶振最高振荡频率为的晶振最高振荡频率为12M12M，AT89C51AT89C51的外部晶振最高频率可到的外部晶振最高频率可到24M24M。单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 第15页，共23页，编辑于2022年，星期五 单片机可靠的复位是保证单片机正常运行的关键因素。因单片机可靠的复位是保证单片机正常运行
13、的关键因素。因此，在设计复位电路时，通常要使此，在设计复位电路时，通常要使RSTRST引脚保持引脚保持10ms10ms以上的高电平。以上的高电平。当当RSTRST从高电平变为低电平之后，单片机就从从高电平变为低电平之后，单片机就从0000H0000H地址开始执地址开始执行程序。本电路是上电自动复位行程序。本电路是上电自动复位。将将8 8个个LEDLED接在单片机接在单片机P1P1端口的端口的P1.0-P1.7P1.0-P1.7引脚上，注意引脚上，注意LEDLED有长短有长短两个引脚，分别表示正负极，其中较短的负极接单片机，较长的为正极两个引脚，分别表示正负极，其中较短的负极接单片机，较长的为正
14、极,通过限流电阻通过限流电阻R R与与VccVcc相连。相连。本实验只需将本实验只需将8 8个个LEDLED与与P1P1口相连。口相连。单片机的单片机的P0P0、P1P1、P2P2、P3P3端端口都可以用来控制口都可以用来控制LEDLED。(反过去再看设备反过去再看设备)单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 第16页，共23页，编辑于2022年，星期五、程序设计、程序设计1 1）工作原理）工作原理 P1P1口定义为带有上拉电阻口定义为带有上拉电阻8 8位准双向位准双向I/OI/O口，功能单一，每一位口，功能单一，每一位可独立定义为输入输出，可独立定义为输入输出，CPUCPU对对P1
15、P1口操作可以是字节操作，也可以口操作可以是字节操作，也可以是位操作。是位操作。P1P1作为输出口使用时，它的内部电路已经提供了一个推拉电作为输出口使用时，它的内部电路已经提供了一个推拉电流负载，外接了一个上拉电阻，外电路无需再接上拉电阻，与一般的双流负载，外接了一个上拉电阻，外电路无需再接上拉电阻，与一般的双向口使用方法相同；作为输入口使用时，应先向其锁存器写入向口使用方法相同；作为输入口使用时，应先向其锁存器写入“1 1”，使，使输出驱动电路的输出驱动电路的FETFET截止。若不先对它置截止。若不先对它置“1 1”，读入的数据是不准确的。，读入的数据是不准确的。单片机单片机P1P1口输入输
16、出实验口输入输出实验 第17页，共23页，编辑于2022年，星期五单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 图图P1P1端口的一位结构端口的一位结构 第18页，共23页，编辑于2022年，星期五、程序设计、程序设计P1P1口输出控制程序的设计主要包括控制输出程序设计与延时程序设计。口输出控制程序的设计主要包括控制输出程序设计与延时程序设计。（1 1）输出控制：当）输出控制：当P1.5P1.5端口输出低电平，即端口输出低电平，即P1.5=0P1.5=0，这时，这时LEDLED亮，反之，亮，反之，LEDLED灭，可灭，可以使用以使用P1.5=0P1.5=0指令使指令使P1.5P1.5端口输
17、出低电平，同样利用指令使端口输出低电平，同样利用指令使P1.5P1.5端口输出高电端口输出高电平。平。（2 2）延时程序：单片机指令的执行时间是很短的，数量大多是微秒级，因此，）延时程序：单片机指令的执行时间是很短的，数量大多是微秒级，因此，我们要求的闪烁时间间隔为我们要求的闪烁时间间隔为0.2s0.2s，相对于微秒来说，相差太大，因此在执行某一指令，相对于微秒来说，相差太大，因此在执行某一指令时，插入延时程，来解决这一问题。时，插入延时程，来解决这一问题。开关状态检测过程：开关状态检测过程：0 0 单片机单片机对开关状态的检测相对于单片机来说，是从单片机的端口输入信号，而输入的信号只有高对开
18、关状态的检测相对于单片机来说，是从单片机的端口输入信号，而输入的信号只有高电平和低电平两种，要能正确输入信号，先使电平和低电平两种，要能正确输入信号，先使P1P1端口端口P1.0-P1.3P1.0-P1.3置置1 1。可轮流检测每个。可轮流检测每个开关状态，根据每个开关的状态让相应的二极管指示，也可以一次性检测四开关状态，根据每个开关的状态让相应的二极管指示，也可以一次性检测四路开关状态，然后让其指示。路开关状态，然后让其指示。单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 第19页，共23页，编辑于2022年，星期五、实验步骤、实验步骤 实际操作注意之处实际操作注意之处1 1）安装好仿真器
19、，用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真头插到模块）安装好仿真器，用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真头插到模块的单片机插座中，打开实验台电源，打开仿真器电源的单片机插座中，打开实验台电源，打开仿真器电源,打开电脑。打开电脑。2 2）启动计算机，打开伟福仿真软件，进入仿真环境。首进行仿真器）启动计算机，打开伟福仿真软件，进入仿真环境。首进行仿真器的设置，选择仿真器型号、仿真头型号、的设置，选择仿真器型号、仿真头型号、CPUCPU类型。选择通信端口，点类型。选择通信端口，点击测试串行口，通信成功便可退出设置，进行仿真。击测试串行口，通信成功便可退出设置，进行仿真。3 3）在编辑窗口输入
20、源程序，保存，文件名为）在编辑窗口输入源程序，保存，文件名为T1.ASMT1.ASM。对。对T1.ASMT1.ASM源程序进源程序进行编译，编译无误后，执行程序，观察行编译，编译无误后，执行程序，观察LEDLED变化，分析此现象。变化，分析此现象。）编写内容）编写内容2 2的的T2.ASMT2.ASM源程序源程序,按以上步骤调试该程序按以上步骤调试该程序,观察实验现象并分观察实验现象并分析。析。5 5）实验连线：）实验连线：P1.5P1.5接接LEDLED；单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 第20页，共23页，编辑于2022年，星期五 设置好仿真器类型、仿真头类型以及设置好仿真
21、器类型、仿真头类型以及CPUCPU类型，并注意是否类型，并注意是否“使使用伟福软件模拟器用伟福软件模拟器”，若使用硬件仿真，请去掉，若使用硬件仿真，请去掉“使用伟福使用伟福软件模拟器软件模拟器”前的选择。接着测试通讯口。前的选择。接着测试通讯口。图图5 5仿真软件状态设置通讯口测试仿真软件状态设置通讯口测试 第21页，共23页，编辑于2022年，星期五 可在此窗口下进行包括新建、打开、保存，将源文件编译成目标文件等可在此窗口下进行包括新建、打开、保存，将源文件编译成目标文件等文件操作。执行程序，观察实验台文件操作。执行程序，观察实验台LEDLED的变化。的变化。图图6 6源程序编写编译调试源程
22、序编写编译调试第22页，共23页，编辑于2022年，星期五、实验报告要求、实验报告要求1)1)实验报告要求有实验目的、要求、设备或仪器、硬件软件设计、步骤、现象分实验报告要求有实验目的、要求、设备或仪器、硬件软件设计、步骤、现象分析、析、应用分析。应用分析。现象分析、现象分析、应用分析应用分析填在填在报告本的报告本的原始数据栏。原始数据栏。2)2)画出实验要求画出实验要求2)2)硬件设计电路图、程序设计流程图、程序设计清单。硬件设计电路图、程序设计流程图、程序设计清单。3)3)写出实验要求写出实验要求3)3)的程序设计清单？的程序设计清单？4)4)写出实验过程中所遇到的问题与解决的办法。写出实
23、验过程中所遇到的问题与解决的办法。8 8、思考题、思考题1)1)说明单片机各个引脚的功能及作用，比较说明单片机各个引脚的功能及作用，比较P0,P3P0,P3端口的异同？端口的异同？2)2)时钟周期、机器周期的关系是什么？在单片机外部晶振为时钟周期、机器周期的关系是什么？在单片机外部晶振为12M12M时，下面的延时子程序时，下面的延时子程序延时了多少时间？当晶振为延时了多少时间？当晶振为6M6M时呢？时呢？DELAYDELAY：MOV R5MOV R5，#08H#08HDL1DL1：MOV R6MOV R6，#00H#00HDL2DL2：MOV R7,#80HMOV R7,#80HDJNZ R7DJNZ R7，$DJNZ R6,DL2DJNZ R6,DL2DJNZ R5,DL1DJNZ R5,DL1RETRET单片机单片机P1P1口输入输出实验口输入输出实验 第23页，共23页，编辑于2022年，星期五