单片机实验1

输入/输出（I/O）是计算机系统经常用到的功能，也是MCS51 单片机最基本的外设功能。80C51片上有32 个I/O 引脚，能够满足许多实际应用系统对输入、输出端口的要求。有些应用系统需要用到较多I/O 端口，单片机片上I/O 引脚不够用时，可以扩展I/O 端口，以满足实际应用系统的需要。

实验 1 开发环境使用及常用指令功能

一、实验目的

1、掌握集成开发环境的使用； 2、初步了解实验装置的使用方法； 3、熟悉常用指令的功能； 4、熟悉程序调试的方法；

5、学习自己编写、调试计算程序。

二、实验任务与要求

1、将MCS51 核心板插在实验箱上，连接实验箱电源，连接计算机与核心板之间的USB 线，将核心板上的跳线器S3 短接到USB 一侧，打开实验箱电源开关。

2、安装、运行Keil uVision4 软件（以上操作如果有的步骤已经完成，不需重复）。 3、Keil 软件设置为硬件仿真的方式，按照第2 章介绍的内容，顺次熟悉2.2~2.5 节Keil 软件的操作和功能。

4、自行编写一段计算程序，实现双字节二进制数除以单字节二进制数，将所编程序录入、编译加载并调试。

5、采用设置断点及单步运行等方法，观察有关寄存器、变量的值，理解程序及指令的功能。根据程序执行过程中，寄存器、变量值的变化，分析、排查程序问题，并在实验报告中记录分析过程。

6、用排线将单片机P2 口与通用板上LED 指示灯连接，单步执行下列指令：

SETB P2.0 CLR P2.0 CPL P2.1 CPL P2.1 MOV A，#55H MOV P2，A XRL A，#0FFH MOV P2，A RLC A MOV P2，A

观察指令执行后，指示灯的亮、熄现象，理解指令的功能。在实验报告中记录实验现象和分析。

任务4：

假设被除数存在30H,31H中，30H为高位，除数存在32H中,商存于33H和34H中，33H为高位。

ORG 1000H

MOV A, 32H JNZ BEGDIV JZ ERR

BEGDIV: MOV B, #8 MOV A, 30H MOV R4, 32H MOV R2, 30H MOV R3, 31H SUBB A, R4 JNC LOOP1

LOOP 2: MOV R2, A MOV A, R3 RLC A MOV R3, A MOV A, R2 RLC A MOV R2, A MOV F0, C CLR C

SUBB A, R4 JB F0, LOOP3

JC LOOP4 ;若够减 LOOP 3: MOV R2, A INC 34H

LOOP4: DJNZ B, LOOP2 CLR F0 DONE: RET

LOOP1：SUBB A, R4 JC LOOP2 INC 33H SJMP LOOP1 ERR: …………

基本原理：与基本除法方法类似，不同点在于使用二进制的除法，由于二进制进位为当前数的两倍，除法采用移位计算，先从高位开始减，当被除数高位大于除数时，从高位开始减法，当高位减到不够时，留下余数转到LOOP2进行移位运算。移位算法是将所有被除数向左移一位，溢出的位存于F0中，当F0大于1时，说明程序够减，34H中的商加1，当F0小于1时，若够减商加1，不够减继续移位，移完8次之后得出商。33H为高位。

任务5：

指示灯现象：

SETB P2.0 11010101；将P2的0位置1，其他灯由之前的单片机数据得出。 CLR P2.0 01010101；将P2的0位置清零，1号灯灭。 CPL P2.1 00010101；将P2的1位取反，2号灯灭。 CPL P2.1 01010101；将P2的1位取反，2号灯亮。 MOV A,55H 01010101；将55H赋给A。

MOV P2,A 01010101；将55H置于P2中，

XRL A,#0FFH；01010101；将A与55H异或，A为01010101 MOV P2，A 10101010；将A赋到P2中

RLC A 10101010；将A取反，A为10101010 MOV P2，A 01010101；将A赋到P2中

实验 2 “跑马灯”实验

一、实验目的

1、了解发光二极管的使用方法；

2、熟悉串行、并行输出扩展接口的方法； 3、学习常用指令用法和简单程序编写技巧。

二、实验说明

LED（Light Emitting Diode）是发光二极管的英文缩写。单个LED 在各种仪器、仪表中常用作各种指示灯，根据外形直径的大小，常用的有Φ3、Φ5（mm）等型号，每一种直径下，还有普通亮度、高亮度、超高亮度等种类。普通亮度发光二极管工作电流一般为十几个毫安，高亮和超亮发光二极管在同样工作电流下，亮度更高。由于单片机的I/O 口引脚输出高电平和低电平的驱动能力是不同的，输出低电平的驱动能力要大于高电平，因此最好使低电平输出有效。利用单片机的 P1 口低4 位，通过一片74HC595 控制8 位发光二管，方法是在实验箱通用板上将P1 口的低4 位与74HC595 的输入信号相连，将74HC595 的输出分别与发光二极管相连，由此构成的实验电路原理如图3.1.1 所示。

3.1.1 发光二极管串行控制电路

在图 3.1.1 中，74HC595 的SI（串行数据输入端）、SCLK（串行移位时钟输入端）、RCLK（输出寄存器锁存时钟端）、/OE（输出引脚使能端）分别与单片机的P1.0、P1.1、P1.2、P1.3 引脚相连。74HC595 输出低电平时点亮发光二极管。图3.1.1 中595 的输出使能引脚（/OE）已直接连接到“地”，使输出总是使能。

利用图 3.1.1 电路实现“跑马灯” 参考程序如下：

；串行控制“跑马灯”显示程序

LIGHT EQU 62H ；定义指示灯数据存放地址单元

ORG 0000H AJMP START ORG 0030H

START： MOV SP，#30H ；初始化堆栈指针 CLR P1.0 CLR P1.1 CLR P1.2

CLR P1.3 ；初始化有关I/O 口 ；P1.3 始终为0，输出使能恒有效

MOV LIGHT，#01H ；初始化指示灯数据 NOP

MAIN： LCALL FLY_LED ；调用指示灯循环点亮子程序 LCALL DELAY ；延时子程序同参考例程一 AJMP MAIN ；循环执行主程序

；****************************************************** ；通过 595 循环点亮指示灯子程序

；***************************************************** FLYLED： MOV A，LIGHT CLR C

RLC A ；累加器A 中最高位移到C CPL C ；因低电平点亮，故取反

MOV P1.0，C ；LIGHT 中数据最高位送到SER 输入端 SETB P1.1 NOP

CLR P1.1 ；产生一个输入锁存脉冲 SETB P1.2 NOP

CLR P1.2 ；产生一个寄存器锁存脉冲

CJNE A，#0，FLYCON ；A 中不为0 则继续 MOV A，#01H ；A 中为0，循环完一轮 ；重新赋初值

FLYCON： MOV LIGHT ，A RET

；延时子程序

DELAY： MOV R7，#20 ；将R7 赋值20

DELAY1： MOV R6，#0 ；将R6 赋值0，相当于赋值256

DELAY2： DJNZ R6，$ ；R6 中的值减1 不为0 则循环执行当前行 DJNZ R7，DELAY1 ；R7 中的值减1 不为0 则循环

RET

三、实验任务和要求

1、理解图3.1.1的电路原理和参考程序；

2、按图3.1.1连接电路，调试参考程序，单步执行部分指令，观察有关寄存器中值的变化，理解指令的功能和执行效果。

3、自行修改参考程序，改变发光二极管的显示花样？（两个灯同时移位）

答：改变程序中第12行MOV LIGHT,#01H，将其改变为MOV LIGHT,#03H。则有两个相邻的灯移位。