單片機技術實驗教案(2014.9.17)

1、 課 程 教 案課程名稱： 單片機技術實驗 任課教師： 肖冬瑞 所屬院部： 電氣與信息工程學院教學班級： 電氣1205 教學時間：20142015學年第2學期湖 南 工 學 院湖 南 工 學 院課程基本信息課程名稱單片機技術實驗課程代碼G0190334總計： 16 學時講課： 學時實驗： 16 學時上機： 學時課程設計： 周學 分1類別必修課（） 選修課（ ） 理論課（ ） 實驗課（ ）任課教師肖冬瑞職稱助教授課對象專業(yè)班級：電氣1205 共 1 個班課程簡介（不超過1000字）單片機技術實驗是本科電氣信息類專業(yè)學生必修的一門專業(yè)基礎課程，該課程具有較強的理論性和實踐性。通過實驗課程使學生在實

2、驗方法和實驗技能上得到訓練，進而培養(yǎng)他們理論聯(lián)系實際的能力，提高他們實際動手操作的能力，同時也可加強他們對理論課程內(nèi)容的理解。本課程的任務是讓學生學習和掌握單片機的工作原理，掌握Keil軟件、Proteus軟件的使用方法，并結(jié)合具體的實驗項目來完成系統(tǒng)硬件和軟件的設計。本實驗主要有軟件和硬件兩部分組成，通過一系列實驗加深和鞏固學生對所學理論知識的理解和認識，擴展知識面，學會一些實用的技術和實驗技能?；窘滩暮椭饕獏⒖假Y料基本教材：單片機技術實驗講義，自編參考資料：1 李廣弟.單片機基礎M.北京：北航出版社，2007 2 李全利.單片機原理及應用（C51編程）M.北京：高等教育出版社，20122

3、4P湖南工學院教案用紙實驗一 數(shù)據(jù)傳送實驗一、本次實驗主要內(nèi)容 1、Keil軟件的使用方法和調(diào)試。2、存儲器之間數(shù)據(jù)傳送的方法和循環(huán)程序設計。3、MCS-51系列單片機堆棧的使用。二、實驗目的與要求1、掌握單片機的匯編指令系統(tǒng)及匯編語言程序設計方法。 2、掌握單片機的存儲器體系結(jié)構(gòu)。 3、熟悉Keil軟件的功能和使用方法。 4、掌握單片機應用程序的調(diào)試方法。三、實驗重點難點MOV、MOVX指令的用法特點。四、實驗方法和手段講授、演示、操作、仿真、提問。五、作業(yè)與習題布置寫出實驗報告。實驗一 數(shù)據(jù)傳送實驗一、實驗內(nèi)容或原理 1、實現(xiàn)單片機內(nèi)部RAM之間，外部RAM之間以及內(nèi)部RAM與外部RAM之

4、間的數(shù)據(jù)傳送。 2、利用Keil軟件編輯、匯編、調(diào)試、運行實驗程序并記錄實驗數(shù)據(jù)。 二、設計要求 1、編寫程序?qū)?0H0FH 16個數(shù)據(jù)分別送到單片機內(nèi)部RAM 30H3FH單元中。 2、編寫程序?qū)⑵瑑?nèi)RAM 30H3FH的內(nèi)容傳送至片內(nèi)RAM 404FH單元中。 3、編寫程序?qū)⑵瑑?nèi)RAM 40H4FH單元中的內(nèi)容傳送到外部RAM 4800H480FH單元中。 4、編寫程序?qū)⑵?800H480FH單元內(nèi)容送到外部RAM 5800H580FH單元中。 5、編寫程序?qū)⑵釸AM 5800H580FH單元內(nèi)容傳送回片內(nèi)RAM 50H5FH單元中。三、實驗報告要求 1、實驗目的和要求。 2、設計要求

5、。 3、實驗程序流程框圖和程序清單。 4、實驗總結(jié)。 5、思考題。四、思考題 1、說明MCS-51系列單片機對片內(nèi)RAM和片外RAM存貯器各有哪些尋址方式？ 2、說明指令MOV A，20H和MOV C，20H中的20H含義有什么不同？傳送指令中的助記符 MOV，MOVX，MOVC各適用于訪問哪個存儲器空間？教學后記：實驗二 單片機并行I/O口的應用實驗一、本次實驗主要內(nèi)容1、利用單片機并行I/O口控制流水燈。 2、利用單片機并行I/O口控制蜂鳴器。3、Proteus軟件的使用方法。二、實驗目的與要求1、熟悉Proteus軟件和Keil軟件的使用方法。 2、熟悉單片機應用電路的設計方法。 3、掌

6、握單片機并行I/O口的直接應用方法。 4、掌握單片機應用程序的設計和調(diào)試方法。三、實驗重點難點位操作與字節(jié)操作的用法特點。四、實驗方法和手段講授、演示、操作、仿真、提問。五、作業(yè)與習題布置寫出實驗報告。實驗二 單片機并行I/O口的應用實驗一、實驗內(nèi)容或原理 1、利用單片機并行I/O口控制流水燈。2、利用單片機并行I/O口控制蜂鳴器。 二、設計要求 1、用Proteus軟件畫出電路原理圖。要求在P1.0至P1.7口線上分別接LED0至LED7八個發(fā)光二極管，在P3.0口線上接一蜂鳴器。2、編寫程序：要求LED0至LED7以秒速率循環(huán)右移。3、編寫程序：要求LED0至LED7以秒速率循環(huán)左移。4、

7、編寫程序：要求在燈移動的同時，蜂鳴器逐位報警。三、實驗報告要求1、實驗目的和要求。 2、設計要求。 3、電路原理圖。 4、實驗程序流程框圖和程序清單。 5、實驗結(jié)果（波形圖）。 6、實驗總結(jié)。 7、思考題。四、思考題 1、編程實現(xiàn)LED0至LED7以十六進制計數(shù)規(guī)律亮燈？ 教學后記：實驗三 定時器/計數(shù)器應用實驗一一、本次實驗主要內(nèi)容1、定時器/計數(shù)器定時功能的使用方法。2、掌握定時器/計數(shù)器的中斷、查詢使用方法。二、實驗目的與要求1、掌握定時器/計數(shù)器定時功能的使用方法。 2、掌握定時器/計數(shù)器的中斷、查詢使用方法。 3、掌握Proteus軟件與Keil軟件的使用方法。 4、掌握單片機系統(tǒng)的

8、硬件和軟件設計方法。三、實驗重點難點中斷法與查詢法的用法特點。四、實驗方法和手段講授、演示、操作、仿真、提問。五、作業(yè)與習題布置寫出實驗報告。實驗三 定時器/計數(shù)器應用實驗一一、實驗內(nèi)容或原理 1、利用單片機的定時器/計數(shù)器以查詢方式在單片機口線上產(chǎn)生連續(xù)周期性矩形波。 2、利用單片機的定時器/計數(shù)器以中斷方式在單片機口線上產(chǎn)生連續(xù)周期性矩形波。二、設計要求 1、用Proteus軟件畫出電路原理圖，單片機的定時器/計數(shù)器以查詢方式工作，在P1.0口線上產(chǎn)生周期為200S的連續(xù)方波，在P 1.0口線上接示波器觀察波形。 2、用Proteus軟件畫出電路原理圖，單片機的定時器/計數(shù)器以中斷方式工作

9、，在P1.1口線上產(chǎn)生周期為240S的連續(xù)方波，在P 1.1口線上接示波器觀察波形。三、實驗報告要求1、實驗目的和要求。 2、設計要求。 3、電路原理圖。 4、實驗程序流程框圖和程序清單。 5、實驗結(jié)果（波形圖）。 6、實驗總結(jié)。 7、思考題。四、思考題 1、在P1.0口線上產(chǎn)生周期為500微秒，占空比為2：5的連續(xù)矩形波。教學后記：實驗四 定時器/計數(shù)器應用實驗二一、本次實驗主要內(nèi)容1、定時器/計數(shù)器計數(shù)功能的使用方法。2、利用定時器/計數(shù)器計數(shù)外部連續(xù)周期矩形波并在單片機口線上產(chǎn)生某一頻率的連續(xù)周期性矩形波。二、實驗目的與要求1、掌握定時器/計數(shù)器計數(shù)功能的使用方法。 2、掌握定時器/計數(shù)

10、器的中斷、查詢使用方法。 3、掌握Proteus軟件與Keil軟件的使用方法。 4、掌握單片機系統(tǒng)的硬件和軟件設計方法。三、實驗重點難點定時功能與計數(shù)功能的用法特點。四、實驗方法和手段講授、演示、操作、仿真、提問。五、作業(yè)與習題布置寫出實驗報告。 實驗四 定時器/計數(shù)器應用實驗二一、實驗內(nèi)容或原理 1、利用單片機的定時器/計數(shù)器以查詢方式計數(shù)外部連續(xù)周期性矩形波并在單片機口線上產(chǎn)生某一頻率的連續(xù)周期性矩形波 。 2、利用單片機的定時器/計數(shù)器以中斷方式計數(shù)外部連續(xù)周期性矩形波并在單片機口線上產(chǎn)生某一頻率的連續(xù)周期性矩形波 。二、設計要求 1、用Proteus軟件畫出電路原理圖，單片機的定時器/

11、計數(shù)器以查詢方式工作，設定計數(shù)功能，對外部連續(xù)周期性脈沖信號進行計數(shù)，每計滿100個脈沖，則取反P1.0口線狀態(tài)，在P 1.0口線上接示波器觀察波形。 2、用Proteus軟件畫出電路原理圖，單片機的定時器/計數(shù)器以中斷方式工作，設定計數(shù)功能，對外部連續(xù)周期性脈沖信號進行計數(shù)，每計滿200個脈沖，則取反P1.0口線狀態(tài)，在P 1.0口線上接示波器觀察波形。三、實驗報告要求1、實驗目的和要求。2、設計要求。3、電路原理圖。4、實驗程序流程框圖和程序清單。5、實驗結(jié)果（波形圖）。6、實驗總結(jié)。7、思考題。四、思考題1、利用定時器0，在P1.0口線上產(chǎn)生周期為200微秒的連續(xù)方波，利用定時器1，對

12、P1.0口線上波形進行計數(shù)，滿50個，則取反P1.1口線狀態(tài)，在P 1.1口線上接示波器觀察波形。教學后記：實驗五 外部中斷應用實驗一、本次實驗主要內(nèi)容 1、中斷系統(tǒng)外部中斷源的使用方法 2、延時程序的編程及使用方法二、實驗目的與要求1、掌握中斷系統(tǒng)外部中斷源的使用方法。 2、掌握延時程序的編程及使用方法。 3、掌握Proteus軟件與Keil軟件的使用方法。 4、掌握單片機系統(tǒng)的硬件和軟件設計方法。三、實驗重點難點低電平有效與下降沿有效的特點。四、實驗方法和手段講授、演示、操作、仿真、提問。五、作業(yè)與習題布置寫出實驗報告。 實驗五 外部中斷應用實驗一、實驗內(nèi)容或原理1、在單片機口線上產(chǎn)生某一

13、頻率的連續(xù)周期性矩形波。 2、以按鍵K0作為外部中斷源0開啟波形。 3、以按鍵K1作為外部中斷源1關閉波形。二、設計要求 1、用Proteus軟件畫出電路原理圖，在單片機的P1.0口線上接按鍵K0 ，作為外部中斷源0使用，用于開啟波形，在單片機的 P1.1口線上接按鍵K1，作為外部中斷源1使用，用于關閉波形。 2、在單片機的P1.2口線上產(chǎn)生周期50mS的連續(xù)方波，在P1.2口線上接示波器觀察波形。三、實驗報告要求1、實驗目的和要求。 2、設計要求。 3、電路原理圖。 4、實驗程序流程框圖和程序清單。 5、實驗結(jié)果（波形圖）。 6、實驗總結(jié)。 7、思考題。四、思考題 1、在P1.2口線上產(chǎn)生周

14、期為100mS，占空比為2：5的連續(xù)矩形波，要求只采用按鍵K0來控制其開啟和關閉。 教學后記：實驗六 可編程并行接口芯片8255的應用實驗一、本次實驗主要內(nèi)容1、單片機與可編程并行接口芯片8255的接口設計方法。 2. 可編程并行接口芯片8255初始化程序的設計方法。 二、實驗目的與要求1、掌握單片機與可編程并行接口芯片8255的接口設計方法。 2、掌握Proteus軟件與Keil軟件的使用方法。3、熟悉可編程并行接口芯片8255初始化程序的設計方法。三、實驗重點難點8255芯片的特點。四、實驗方法和手段講授、演示、操作、仿真、提問。五、作業(yè)與習題布置寫出實驗報告。 實驗六 可編程并行接口芯片

15、8255的應用實驗一、實驗內(nèi)容或原理1、在可編程并行接口芯片8255的PA口或PB口的某一口線上產(chǎn)生連續(xù)周期性矩形波。 2、在可編程并行接口芯片8255的PC口的PC0-PC3上接4個按鍵作輸入，PC4-PC7上接4個發(fā)光二極管作輸出，編程實現(xiàn)發(fā)光二極管正確指示按鍵的狀態(tài)。二、設計要求 1、用Proteus軟件畫出電路原理圖，在單片機的外部擴展片外三總線，并通過片外三總線與8255接口。 2、在8255PA口或PB口的某一口線上產(chǎn)生周期為500S的連續(xù)方波，接示波器觀察波形。 3、在8255PC口的PC0-PC3上接4個按鍵作輸入，PC4-PC7上接4個發(fā)光二極管作輸出，編程實現(xiàn)發(fā)光二極管正確

16、指示按鍵的狀態(tài)。 三、實驗報告要求1、實驗目的和要求。 2、設計要求。 3、電路原理圖。 4、實驗程序流程框圖和程序清單。 5、實驗結(jié)果（波形圖）。 6、實驗總結(jié)。 7、思考題。四、思考題1、在8255PC口上外接8個發(fā)光二極管，利用8255PC口的置位/復位控制字控制其按某種規(guī)律變化。 教學后記：實驗七 A/D轉(zhuǎn)換實驗一、本次實驗主要內(nèi)容利用ADC0809轉(zhuǎn)換器，輪流采集模擬量輸入電壓信號，并將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，通過數(shù)碼管顯示器顯示。二、實驗目的與要求1、掌握單片機與ADC0809的接口設計方法。 2、掌握Proteus軟件與Keil軟件的使用方法。三、實驗重點難點AD器件程序設計注意事項

17、。四、實驗方法和手段講授、演示、操作、仿真、提問。五、作業(yè)與習題布置寫出實驗報告。實驗七 A/D轉(zhuǎn)換實驗一、實驗內(nèi)容或原理1、設計一個簡單的單片機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，利用ADC0809轉(zhuǎn)換器，輪流采集模擬量輸入電壓信號，并將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，通過數(shù)碼管顯示器顯示。二、設計要求 1、用Proteus軟件畫出電路原理圖，在單片機的外部擴展片外三總線，并通過片外三總線與0809接口。 2、在0809的某一模擬量輸入通道上接外部模擬量。 3、在單片機的外部擴展數(shù)碼管顯示器。 4、分別采用延時和查詢的方法編寫A/D轉(zhuǎn)換程序。 5、啟動A/D轉(zhuǎn)換，將輸入模擬量的轉(zhuǎn)換結(jié)果在顯示器上顯示。 三、實驗報告要求1、實

18、驗目的和要求。 2、設計要求。 3、電路原理圖。 4、實驗程序流程框圖和程序清單。 5、實驗結(jié)果（波形圖）。 6、實驗總結(jié)。7、思考題。四、思考題 1、采用中斷的方法編寫A/D轉(zhuǎn)換程序，完成實驗要求。 教學后記：實驗八 D/A轉(zhuǎn)換實驗一、本次實驗主要內(nèi)容利用DAC0832輸出連續(xù)周期性方波、鋸齒波、三角波、正弦波信號。二、實驗目的與要求1、掌握單片機與DAC0832的接口設計方法。 2、掌握Proteus軟件與Keil軟件的使用方法。三、實驗重點難點DA器件程序設計注意事項。四、實驗方法和手段講授、演示、操作、仿真、提問。五、作業(yè)與習題布置寫出實驗報告。 實驗八 D/A轉(zhuǎn)換實驗一、實驗內(nèi)容或原理1、設計一個簡單的單片機應用系統(tǒng)，利用DAC0832輸出連續(xù)周期性方波、鋸齒