1

福建农林大学计算机与信息学院

信息工程类

实验报告

课程名称： 姓 名：

系：

专 业： 年 级： 学 号： 指导教师： 职 称：

单片机技术 詹缓辉

电子信息工程系 电子信息工程 2011级 3116004094 易金聪 副教授

2013 年 10 月 28 日

实验项目列表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

实验项目名称 Keil C51 和Proteus 软件的使用 单片机I/O接口应用实验—流水灯 中断优先级实验 60秒倒计时时钟实验 4×4矩阵键盘按键识别实验 成绩 指导教师 易金聪 易金聪 易金聪 易金聪 易金聪 福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告

系： 电子信息工程 专业： 电子信息工程 年级： 2011级

姓名： 詹缓辉 学号： 3116004094 实验课程： 单片机技术

实验室号：_____田C513__ 实验时间： 10.26

指导教师签字： 易金聪 成绩：

实验一 Keil C51 和Proteus 软件的使用

1．实验目的和要求

1）熟悉Keil C51软件界面，以及编辑、编译、运行程序的步骤；

2）熟悉Proteus软件界面，掌握用Proteus画仿真图的方法。 3）掌握电子电路的设计与仿真调试的方法。

2．实验原理

1）Keil C51软件使用

在Keil C51集成开发环境下，建立一个工程并编辑以下源程序，熟悉Keil C51集成开发环境下各种菜单、命令的使用。

#include \

#define uchar unsigned char #define uint unsigned int sbit in=P3^0; sbit out=P1^0;

void main(void) { while(1) { in=1;

if(in= =0)out=0; else out=1; }

2）Protues软件使用

下图为利用单片机、1个开关和1个发光二极管，构成一个简单的开关检测系统的仿真电路图。单片机P3.0引脚接按钮开关，P1.0引脚接发光二极管的阴极。当开关闭合时，发光二极管亮；开关打开时，发光二极管灭；按钮开关与发光二极管没有任何电气上的联系。利用Protues仿真软件画出仿真电路图，并进行电气规则检查。

C2U130pF19XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD393837363534333221222324252627281011121314151617 }

X112MHz18XTAL2D1R24.7K930pFRSTR4220293031C310uFPSENALEEAKR310K10K12345678P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C51LED-GREENC1R1220 3）Proteus仿真

电路图绘制完毕后，加载“.hex”文件到电路图中的单片机内进行仿真，观察运行结果。注意系统时钟频率的设置 3．主要仪器设备（实验用的软硬件环境）

安装有Keil C51软件与Proteus仿真软件PC机1台 4．操作方法与实验步骤

1）Keil C51软件使用 （1）建立用户文件夹 （2）建立工程

（3）建立文件并编码。输入以下源程序，并保存在项目所在的目录中 （4）把文件加入工程中

（5）编译工程。编译时观察在界面下方的“Build”页中的到编译错误信息和使用的系统资源情况等。

（6）调试。利用常用调试命令，如复位、运行、暂停、单步、单步跳过、执行完当前子程序、运行到当前行、下一状态、打开跟踪、观察跟踪、反汇编窗口、观察窗口、代码作用范围分析、1#串行窗口、内存窗口、性能分析、工具按钮等命令进行调试，观察并分析调试结果。

（7）目标代码文件的生成。运行生成相应的.HEX文件。 2）proteus电路设计

（1）建立新文件 （2）设定绘图纸大小

（3）选取元器件并添加到对象选择窗口中 （4）放置、调整元器件位置 （5）放置电源、地（终端）

（6）电路图布线调 （7）电气检测 （8）电路图存盘。

3）Keil C与Proteus连接仿真调试

在Keil C中编译输出*.HEX文件，右键选中工作区中单片机芯片，左键单击打开属性对话框，在弹出的选择文件对话框中选择相应的*.HEX文件。通过运行控制按钮控制程序的执行，观察K1闭合和打开时的程序运行过程。

5．实验内容及实验数据记录 每当按下K时，LED灯就会发光。 6．实验数据处理与分析

每当按下K时，in(p3.0)I/O口就会变为低电平，该信号使得CPU给out(p3.0)I/O口发送低电平，使得LED灯发亮。 7．质疑、建议、问题讨论

1、建议增加延迟函数，因为轻触按键按下的时间短，LED亮的时间就会

很短，或者直接换成自锁开关。

2、建议增加一个判断按键抖动的函数，防止非实验因素。

福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告

系： 电子信息工程 专业： 电子信息工程 年级： 2011级

姓名： 詹缓辉 学号： 3116004094 实验课程： 单片机技术

实验室号：______田C513_ 实验时间： 10.26

指导教师签字： 易金聪 成绩：

实验二 单片机I/O接口应用实验—流水灯

1．实验目的和要求

1）进一步掌握单片机仿真软件的使用方法。

2）掌握单片机最小系统的构成。

3）掌握单片机I/O口的使用方法，如何控制I/O口来驱动LED发光二极管。 4）熟悉C51程序编程和调试方法。 2．实验原理

利用AT89C51单片机控制8个发光二极管按照要求实现以下各个功能： （1）点亮板子上的第一个灯D0。

（2）点亮D0、D2、D4、D6灯，与D1、D3、D5、D7灯交替闪烁。 （3）按顺序循环移动点亮。 3．主要仪器设备（实验用的软硬件环境）

安装有Keil C51软件与Proteus仿真软件PC机1台 4．操作方法与实验步骤

1）利用Proteus软件设计以下电路图。

C130pFX1U1XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P3.0/RXDP3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RD39383736353433322122232425262728101112131415161719CRYSTALC21830pFXTAL2R5D0LED-YELLOW9RSTC31uF10kD1LED-YELLOWVCCR610k293031PSENALEEAD2LED-YELLOWD3LED-YELLOWR7R8R9470RR10470RR11470RR12470RR13470RR14470R470R470R12345678P1.0/T2P1.1/T2EXP1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7AT89C52D4LED-YELLOWD5LED-YELLOWD6LED-YELLOWD7LED-YELLOW 2）源程序设计

分析设计要求，根据任务要求，绘制源程序流程图，然后使用Keil C进行源程序文件的设计与调试，观察并分析程序调试结果。

3）Proteus仿真

加载目标代码至单片机中，利用Proteus硬件仿真功能，进行流水灯的仿真运行，观察运行结果

代码 （1）

#include void main()

{P1=0xfd;（1111 1101）

} （2）

#include

#define uint unsigned int #define uchar unsigned char void delay( ); void main( ) { while(1) }

void delay() { uint x,y;

for(x=100;x>0;x--)

for(y=600;y>0;y--) { P1=0xaa;（1010 1010） }

delay();

P1=0x55;（0101 0101） delay();

; } （3）

#include

#include//此处使用的头文件包含了移位函数_crol_ void delay( ) { unsigned char i,j; for(i=0;i<255;i++) for(j=0;j<255;j++); }

void main()

{ P1=0xfe;（1111 1110） while(1) {

P1=_crol_(P1,1);

delay();

} }

5．实验内容及实验数据记录

第一个实验使得D1保持常亮；第二个实验的现象为：奇数位数码管D1，D3，D5，D7与偶数位的数码管D0，D2，D4，D6交替发亮。第三个实验现象为：从D0开始向高位跑马灯式的亮。 6．实验数据处理与分析

（1） #include void main() {P1=0xfe }

（2）

#include

#define uint unsigned int #define uchar unsigned char void delay( );void main( ) { while(1) }

void delay()//延时程序 { uint x,y; } （3）

#include

#include//此处使用的头文件包含了移位函数_crol_ void delay( ){ unsigned char i,j; for(i=0;i<255;i++) for(j=0;j<255;j++);

}//由于延时函数写在main函数之前，所以不必向上面的程序对延时进行声

for(x=100;x>0;x--)

for(y=600;y>0;y--); { P1=0xaa;

P1=0x55; delay();

} delay();

明

void main()

{ P1=0xfe;//P1=11111110,低电平二极管发光 while(1) { } }

7．质疑、建议、问题讨论

延时参数的选定是个比较麻烦的事，要不断的实时调试才能找到一个好的延时参数。

P1=_crol_(P1,1); delay();//调用延时程序

福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告

系： 电子信息工程 专业： 电子信息工程 年级： 2011级

姓名： 詹缓辉 学号： 3116004094 实验课程： 单片机技术

实验室号：___田C513____ 实验时间： 10.26

指导教师签字： 易金聪 成绩：

实验三 中断优先级实验

1．实验目的和要求

1）掌握单片机系统中断嵌套及中断优先级的原理和使用方法。 2）掌握中断处理程序的编写方法 2．实验原理

（1）在单片机的P1口上接有8只LED，单片机主程序控制P1口发光二极管进行同亮同灭的闪烁显示，按钮K0接至P3.2/INT0*引脚，按钮K1接至P3.3/INT1*引脚。

（2）当只单击K0按钮时，一个黑灯（8个发光二极管只有一个熄灭，其余为亮）由下向上流水显示一次，然后P1口的发光二极管进行同亮同灭的闪烁显示；当只单击K1按钮时，一个亮灯（8个发光二极管只有一个为亮，其余为暗）由下向上流水显示一次，然后然后P1口的发光二极管进行同亮同灭的闪烁显示；如果先单击K0按钮再单击K1按钮，一个黑灯由下向上流水显示一次后，才能再一个亮灯由下向上流水显示一次，然后再回到8个灯同亮同灭的闪烁显示状态；如果先单击K1按钮后，一个亮灯由下向上流水显示，在亮灯显示没有到达D0

显示时，此时再单击K0按钮，则一个黑灯由下向上流水显示，表明执行了外中断0的高优先级中断。一个黑灯向上流水显示完毕时，再执行一个亮灯到D0显示完毕的外中断0中断程序，从而说明高优先级的外部中断0能够把低优先级的外中断1的中断服务程序打断。

3．主要仪器设备（实验用的软硬件环境）

安装有Keil C51软件与Proteus仿真软件PC机1台

4．操作方法与实验步骤

1）利用Proteus软件设计以下电路图。 2）源程序设计

分析设计要去，根据任务要求，绘制源程序流程图，然后使用Keil C51进行源程序文件的设计与调试，观察并分析程序调试结果。

3）Proteus仿真

加载目标代码至单片机中，利用Proteus硬件仿真功能，进行仿真运行，观察当K0、K1分别按下再松开时的LED显示情况；观察先单击K1按钮后，在亮灯显示没有到达D0显示时，此时再单击K0按钮时的LED显示情况。

5．实验内容及实验数据记录 参考源程序代码如下：

#include //近似10ms的延时函数

//注意，理论上使用\类型的循环结构，多数情况下汇编效率要略高于\。

//但由于有时候会软件冲突，Proteus仿真时，使用\类型将会仿真出错。

//因此这里使用\。但在硬件试验下建议使用\。

void delay_10ms(unsigned char delay_ms_num) { unsigned int i,j,k;

for(i=0;i<=delay_ms_num;i++) for(j=0;j<=100;j++) }

//中断初始化函数 void tx_init() { EA=1;

PX0=1;（IP=0x01;）//中断优先级设置，打开INIT0口。 EX0=1;（IE=0x81;）//中断允许设置。 IT0=1;（SCON=0x01;）//中断请求标志设置。 EX1=1; IT1=1; }

void main() { tx_init(); P1=0x00; while(1)

{ delay_10ms(100);

P1=~P1;

for(k=0;k>=100;k++);

} }

void tx0_func( ) interrupt 0

{ unsigned char i;

//C51语言中调用循环移位不便，且有时候会与Proteus有冲突，故采用查表实现循环移位。

unsigned char code

table0[]={0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01};

for(i=0;i<7;i++) { P1=table0[i];

delay_10ms(255); delay_10ms(255);

}

P1=0xff;//完成中断后灯全部熄灭 }

void tx1_func()interrupt 2 { unsigned char i; unsigned char code

table2[]={0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe};

for(i=0;i<=7;i++) { P1=table2[i];

delay_10ms(255); delay_10ms(255);

}

P1=0x00;//完成中断后灯全部点亮 }

6．实验数据处理与分析

实验现象为：开始两个按键都不按下时，LED灯为交替闪烁，当按下只单击K0按钮时，一个黑灯（8个发光二极管只有一个熄灭，其余为亮）由下向上流水显示一次，然后P1口的发光二极管进行同亮同灭的闪烁显示；当只单击K1按钮时，一个亮灯（8个发光二极管只有一个为亮，其余为暗）由下向上流水显示一次，然后然后P1口的发光二极管进行同亮同灭的闪烁显示；如果先单击K0按钮再单击K1按钮，一个黑灯由下向上流水显示一次后，才能再一个亮灯由下向上流水显示一次，然后再回到8个灯同亮同灭的闪烁显示状态；如果先单击K1按钮后，一个亮灯由下向上流水显示，在亮灯显示没有到达D0显示时，此时再单击K0按钮，则一个黑灯由下向上流水显示 7．质疑、建议、问题讨论

建议增加按键抖动时的判断函数，防止系统误差；建议最好使用白色的LED，这样实验现象会比较明显。

福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告

系： 电子信息工程 专业： 电子信息工程 年级： 2011级

姓名： 詹缓辉 学号： 3116004094 实验课程： 单片机技术

实验室号：_____田C513__ 实验时间： 10.26

指导教师签字： 易金聪 成绩：

实验四 60秒倒计时时钟实验

1．实验目的和要求

1）掌握单片机定时器中断的使用。 2）了解定时器/计数器各工作模式的区别。 3）掌握定时器/计数器定时模式的使用及编程。 2．实验原理

利用单片机的定时器/计数器实现60秒倒计时实验，采用两只数码管从59开始静态显示倒计时的秒值，当显示为00时，再从59开始显示倒计时。 3．主要仪器设备（实验用的软硬件环境）

安装有Keil C51软件与Proteus仿真软件PC机1台 4．操作方法与实验步骤

1）利用Proteus软件设计以下电路图。其中，带公共端的共阳极七段绿色数码管为：7SEG-COM-AN-GRN，四输入译码器为：74LS47，电容、电解电容为：CAP、CAP-ELEC。电路采用两片74LS47 BCD-7段数码管译码器/驱动器，即用于将BCD码转化为数码管的显示数字。

2）源程序设计

分析设计要去，根据任务要求，绘制源程序流程图，然后使用Keil C进行源程序文件的设计与调试，观察并分析程序调试结果。

3）Proteus仿真

加载目标代码至单片机中，利用Proteus硬件仿真功能，进行仿真运行，观察七段数码管的显示。

4、参考源程序

#include

unsigned char second,timer; void t1_init( ) { TMOD=0x10; IE=0x88; TH1=0x3c; TL1=0xb0; TR1=1;

}

void main() { t1_init(); second=59; timer=0; while(1); }

void t1_func( ) interrupt 3 { TH1=0x3c; TL1=0xb0; if(timer<20) { timer=timer+1; }

else if(timer==20) { timer=0; if(second==0) { second=59; } else

{ second=second-1; }

}

P2=second/10; P3=second; }

5．实验内容及实验数据记录

利用单片机的定时器/计数器实现60秒倒计时实验，采用两只数码管从59开始静态显示倒计时的秒值，当显示为00时，再从59开始显示倒计时。

6．实验数据处理与分析

#include

unsigned char second,timer; void t1_init( ) { TMOD=0x10; IE=0x88; TH1=0x3c; TL1=0xb0;

TR1=1; }

void main() { t1_init(); second=59; timer=0; while(1); }

void t1_func( ) interrupt 3 { TH1=0x3c; TL1=0xb0; if(timer<20) { timer=timer+1; }

else if(timer==20) { timer=0; if(second==0) { second=59; } else

{ second=second-1;

} }

P2=second/10; P3=second; }

7．质疑、建议、问题讨论

引脚占用过多，建议采用LED二合一式的。

福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告 系： 电子信息工程 专业： 电子信息工程 年级： 2011级 姓名： 詹缓辉 学号： 3116004094 实验课程： 单片机技术 实验室号： 田c513 实验设备号： 实验时间： 10.26 指导教师签字： 易金聪 成绩：

实验五 4×4矩阵键盘按键识别实验

1．实验目的和要求

1）理解掌握矩阵键盘扫描的工作原理。 2）掌握矩阵键盘与单片机接口的编程方法。 2．实验原理

利用4×4矩阵键盘和一个LED数码管构成简单的输入显示系统，实现对键盘的扫描和LED数码管显示键盘按下键的键号。当某个键按下时，可将相应按键值（十进制）在两位数码管上显示出来。 3．主要仪器设备（实验用的软硬件环境）

安装有Keil C51软件与Proteus仿真软件PC机1台

4．操作方法与实验步骤

1）利用Proteus软件设计以下电路图。其中，带公共端的共阳极七段绿色数码管为：7SEG-COM-AN-GRN，四输入译码器为：74LS47，电容、电解电容为：

CAP、CAP-ELEC。电路采用两片74LS47 BCD-7段数码管译码器/驱动器，即用于将BCD码转化为数码管的显示数字。P2口和P3口的低四位通过74LS47与数码管相连；P1口的低四位与键盘的行线相连接，P1口的高四位与键盘的列线相连接。

2）源程序设计

分析设计要去，根据任务要求，绘制源程序流程图，然后使用Keil C进行源程序文件的设计与调试，观察并分析程序调试结果。

3）Proteus仿真

加载目标代码至单片机中，利用Proteus硬件仿真功能，进行仿真运行，分别按下各个键盘观察七段数码管的显示。

5．实验内容及实验数据记录

6．实验数据处理与分析

#include void delay_5ms() { unsigned char i,j; for(i=0;i<=25;i++) for(j=0;j<=200;j++); }

unsigned char key_scan()

{ unsigned char key_temp0,key_temp1; unsigned char key_num=0; P1=0x0f; key_temp0=P1; if(key_temp0!=0x0f) { delay_5ms();

key_temp0=P1; if(key_temp0!=0x0f) { P1=0xf0; key_temp1=P1; if(key_temp0==0x0e) {

switch(key_temp1)

{ case 0xe0: key_num=4;break; case 0xd0: key_num=3;break; case 0xb0: key_num=2;break; case 0x70: key_num=1;break; default: key_num=0;break; }

}

else if(key_temp0==0x0d) {

switch(key_temp1)

{ case 0xe0: key_num=8;break; case 0xd0: key_num=7;break; case 0xb0: key_num=6;break; case 0x70: key_num=5;break; default: key_num=0;break;

} }

7．质疑、建议、问题讨论

引脚联系过于复杂，建议使用二合一数码管。