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1、单片机原理与应用实训大纲适用专业：机电一体化技术专业课程性质：必修课总 学 时： 72 总 学 分： 4一实训的性质、目的与任务1、实训性质单片机原理及应用技术实验是一门专业必修课实验，是机电一体化专业的学生接收科学实验能力培养的开端，要求学生通过本课程的实验，了解“从事实际操作的主要过程及基本编程、调试方法”，从而得到“从事实际操作的基本训练”。2、实训目的培养与提高学生进行科学实验的能力：理论与实践相结合、自学能力、实验调试与动手实践能力、思维判断能力、表达书写能力、简单设计能力。3、实训的任务通过对实验现象的观测，使学生进一步掌握单片机原理及应用技术实验的基本编程、调试方法和基本实验技能
2、，加深单片机原理及应用技术理论知识的理解和掌握。二主要实训内容与学时分配序号实验项目名称学时实验要求实验类型每组人数1掌握Keil uVision2单片机仿真开发系统的使用2必修验证32P1口输入、输出实验2必修设计33继电器控制实验，音频控制实验2必修设计348255输入、输出实验2必修设计356LED动态扫描显示实验2必修设计36计数器实验2必修设计37外部中断实验2必修设计38A/D、D/A转换与串行口显示实验2必修设计39电子时钟实验2必修设计310电子琴实验2选修设计311温度传感器模拟实验2选修设计312课程设计14必修设计3三、实训要求实验一 P1口输入、输出实验（一）、实验目的
3、1、学习P1口的使用方法2、学习延时子程序的编写和使用（二）、实验要求1、用P1口做输出口，接八位逻辑电平显示，程序功能使发光二极管从右到左轮流循环点亮。2、用P1.0、P1.1作输入接两个拨断开关，P1.2、P1.3作输出接两个发光二极管。程序读取开关状态，并在发光二极管上显示出来。实验二 继电器控制实验（一）、实验目的1、学习I/O端口的使用方法2、掌握继电器的控制的基本方法3、了解用弱电控制强电的方法（二）实验要求用P1.0作为控制输出口，接继电器电路，使继电器重复吸合与断开。实验三 音频控制实验（一）、实验目的1学习输入/输出端口控制方法2了解音频发声原理（二）、实验说明本实验是利用8
4、0C51端口输出脉冲方波,方波经放大滤波后，驱动扬声器发声，声音的频率高低由延时长短控制。（三）、实验要求：P1.0输出音频信号接音频驱动电路，使扬声器周期性的发声。实验四 8255输入、输出实验（一）、实验目的1、了解8255芯片结构及接口方式2、掌握8255输入、输出的编程方法（二）、实验要求本实验分两种情况来进行：1、 PA口作为输出口。2、 PA口作为输出口，PB口作为输入口。（1）、PA口作为输出口，接8位发光二极管，程序功能使发光二极管单只从右到左轮流循环点亮。（2）、 PB口作为输入口，读入开关信号；PA口作为输出口，送八位逻辑电平显示模块显示。 实验五 6LED动态扫描显示实验
5、（一）、实验目的1、掌握数字、字符转换成显示段码的软件译码方法2、动态显示的原理和相关程序的编写（二）、实验说明动态显示，也称扫描显示。显示器由6个共阴极LED数码管构成。单片机的P0口输出显示段码，经由一片74LS245驱动输出给LED管，由PB口输出位码，经由74LS06输出给LED管。（三）、实验要求单片机P0输出段码，P1口输出位控码，输出6个字符。实验六 计数器实验（一）、实验目的1.学习80C51内部定时/计数器使用方法2.学习计数器各种工作方式的用法（二）、实验内容及步骤1、使用单片机最小应用系统模块，用扁平数据线连接P0口与八位逻辑电平显示模块，T0端口接单次脉冲电路的输出端。
6、2、用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到模块的锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。3、打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加 计数器.ASM源程序，进行编译，直到编译无误。4、进行软件设置，选择硬件仿真，选择串行口，设置波特率为38400。5、打开模块电源和总电源，点击开始调试按钮，点击RUN按钮运行程序。连续按动单次脉冲的按键，8位发光二极管显示按键次数。实验七 外部中断实验（一）、实验目的1、掌握外部中断技术的基本使用方法2、掌握中断处理程序的编写方法（二）、实验说明1、外部中断的初始化设置共有三项内容：中断总允许即EA=1，外部中断允
7、许即EXi=1（i=0或1），中断方式设置。中断方式设置一般有两种方式：电平方式和脉冲方式，本实验选用后者，其前一次为高电平后一次为低电平时为有效中断请求。因此高电平状态和低电平状态至少维持一个周期，中断请求信号由引脚INT0(P3.2)和INT1(P3.1)引入，本实验由INT0(P3.2)引入。2、中断服务的关键：a、保护进入中断时的状态。堆栈有保护断点和保护现场的功能使用PUSH，在转中断服务程序之前把单片机中有关寄存单元的内容保护起来。b、必须在中断服务程序中设定是否允许中断重入，即设置EX0位。c、用POP指令恢复中断时的现场。3、中断控制原理：中断控制是提供给用户使用的中断控制手段
8、。实际上就是控制一些寄存器，51系列用于此目的的控制寄存器有四个：TCON 、IE 、SCON 及IP。4、中断响应的过程：首先中断采样然后中断查询最后中断响应。采样是中断处理的第一步，对于脉冲方式的中断请求，若在两个相邻周期采样先高电平后低电平则中断请求有效，IE0或IE1置“1”；否则继续为“0”。所谓查询就是由CPU测试TCON和SCON中各标志位的状态以确定有没有中断请求发生以及是那一个中断请求。中断响应就是对中断请求的接受，是在中断查询之后进行的，当查询到有效的中断请求后就进行响应一次中断。INT0端接单次脉冲发生器。P1.0接LED灯，以查看信号反转。（三）、实验内容及步骤1、使用
9、单片机最小应用系统1模块，P1.0接发光二极管，INTO接单次脉冲输出端。2、用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到模块的锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。3、打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加 中断.ASM源程序，进行编译，直到编译无误。4、进行软件设置，选择硬件仿真，选择串行口，设置波特率为38400。5、打开模块电源和总电源，点击开始调试按钮，点击RUN按钮运行程序。连续按动单次脉冲产生电路的按键，发光二极管每按一次状态取反，即隔一次点亮。实验八 A/D、D/A转换与串行口显示实验（一）实验要求：1、根据数码显示器极性和接口电路，
10、自编一组显示笔形码。2、设置单片机的串行口工作方式。3、利用单片机的串行口和并行输出串行移位寄存器74LS164，在数码显示器上循环显示0F数字及“”和“”字符。4、利用ADC0809做A/D转换器做A/D实验。5、利用DAC0832作D/A转换器做D/A实验。6、D/A转换结果送出到直流电机，控制其正、反转。实验九 电子时钟实验（一）、实验目的1、进一步掌握定时器的使用和编程方法2、进一步掌握中断处理程序的编程方法（二）、实验说明及要求利用CPU的定时器和实验台上提供的数码显示电路，设计一个电子时钟。格式如下：XX XX XX 由左向右分别为：时、分、秒实验使用的是单片机内部计数器的定时器功
11、能,有关设置主要针对定时器/计数器工作方式寄存器TMOD。具体为:工作方式选择位,设置为方式2；计数/定时方式选择位,设置为定时器工作方式。定时器每100uS中断一次，在中断服务程序中,对中断次数进行计数，100uS计数10000次就是1秒。然后再对秒计数得到分和小时值，并送入显示缓冲区。单片机P0口输出字段码，P1口输出位码。实验十 电子琴实验（一）、实验目的1、了解单片机系统发声原理2、进一步熟悉定时器编程方法3、熟悉键盘扫描电路工作原理及编程方法（二）、实验内容及步骤利用实验仪上提供的键盘，使数字键1、2、3、4、5、6、7作为电子琴按键，按下即发出相应的音调。用3.2 口发出音频脉冲,
12、驱动喇叭。1、单片机最小应用系统1的 P1口接查询式键盘，单片机INT0口接音频驱动电路。2、用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到模块的锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。3、打开Keil uVision2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加 电子琴.ASM源程序，进行编译，直到编译无误。4、进行软件设置，选择硬件仿真，选择串行口，设置波特率为38400。5、打开模块电源和总电源，点击开始调试按钮，点击RUN按钮运行程序。按查询式键盘的17键，扬声器发出高低不同的声音。实验十一 温度传感器模拟实验（一）、实验目的1、了解温度传感器电路的工作原理2、进一步熟悉A/D变换
13、电路的工作原理及程序编写3、进一步熟悉静态显示的方法（二）、实验内容及步骤1、单片机最小应用系统1的 P0口接A/D转换的D0D7口，单片机最小应用系统1的Q0Q7口接0809的A0A7口，单片机最小应用系统1的WR、RD、P2.0、ALE、INT1分别接A/D转换的WR、RD、P2.0、CLOCK、INT1，A/D转换的IN接继电器与温度控制部件的Tout，单片机最小应用系统1的T0、T1连接到串行静态显示实验模块的DIN、CLK，将A/D转换的电位器顺时针旋到底。2、用串行数据通信线连接计算机与仿真器，把仿真器插到模块的锁紧插座中，请注意仿真器的方向：缺口朝上。3、打开Keil uVisi
14、on2仿真软件，首先建立本实验的项目文件，接着添加 温度传感.ASM源程序，进行编译，直到编译无误。4、进行软件设置，选择硬件仿真，选择串行口，设置波特率为38400。5、打开模块电源和总电源，点击开始调试按钮，点击RUN按钮运行程序。5LED数显为“XX”，“XX”即为十进制温度值，当气温低于0，或者模拟信号输入端的电位器没有顺时针旋到底时，温度值前面出现“-”。短接继电器与温度控制部件的加热电源输入口与加热电源输出口，用导线将+5V控制电压接到继电器与温度控制部件的控制口，继电器吸合，红色发光二极管点亮，说明加热系统启动。观察温度上升的过程。注意不能加热太长时间，以免烧坏功率电阻。拔去控制
15、电压，停止加热，让其自然冷却。观察温度下降的过程。当温度降至室温时，调节输入端的电位器，衰减输入电压值，用以模拟低温情况，当逆时针旋到底时，数显显示“-50”自选实训项目：1电子琴系统设计 2、点阵显示设计3步进电机控制 4直流电机控制5LED数码静态显示系统设计四、实训考核1要求考勤，如3次不到取消其实验成绩。2实验结束前半小时进行实验验收，记录本次实验情况和成绩。3在实验期间，严格遵守实验室纪律，保持实验室整洁。4实验报告要求：每做一个实验，要求每个学生必须做好实验报告：（1）实验报告可以是电子文档，也可以是手写报告。（2）实验报告文字必须工整、电路规范。（3）实验报告要体现设计性（包括设
16、计任务、电路设计、电路工作原理分析、编程思路、程序流程图、注释的程序清单和实验结果分析）。5实验考核办法：（1）全部实验结束后，安排一次实验考试，限制时间，对做过的实验项目进行抽签考试。（2）用最后一次实验的时间，在检查时逐个以口试的方式进行测试、询问，对每个学生的编程调试能力进行评价，给出实验成绩。（3）每次实验都进行严格考核、检查实验情况，记录实验结果，给出实验成绩。五、教材与参考书单片微计算机原理及应用 张毅坤等 编著 西安电子科技大学出版社 2003年单片微型机原理、应用与实验（修订版）张友德等编 复旦大学出版社单片微机原理与应用 中国机械工业教育协会 组编 机械工业出版社单片微机原理及应用 张毅刚 主编 高等教育出版社 2004年版潇湘职业学院单片机原理与技术实训指导书 撰写： 黄广才 教研室审核：唐志英系主任审核：鲁铁山