《单片机系统设计技术》实验指导书适用专业: 电气、自动化、信息等编写单位: 电气信息学院编写人: 曹 林审核人:审批人:批准时间:年月日目 录实验1 IO控制LED流水灯实验 (3)实验2 IO控制数码管动态扫描实验 (5)实验3 外部中断实验 (8)实验4 定时器应用控制实验 (10)实验5 UART实验 (12)实验6 键盘扫描输入编程 (14)实验7 UART与PC对话实验 (17)实验8 ADC数据采集实验 (19)实验1 IO控制LED流水灯实验1．实验目的1）、熟悉KEIL编程环境和调试环境。
2）、掌握单片机汇编语言和指令的用法。
3）、理解简单的IO控制程序，延迟子程序，并对其修改，使其功能改变。
2．实验设备硬件： PC 机，单片机教学实验开发平台；软件： KEIL集成开发环境、STC ISP程序下载软件。
3．实验内容使用P0口控制8个LED 进行流水灯显示。
4．实验预习要求和实验准备要求预习教科书关于单片机硬件架构内容、IO口的内容，特殊寄存器内容。
预习汇编程序编写、MCS-51指令表。
带上教科书、U盘、具备二进制和十六进制转换的科学计算器。
5．实验原理和步骤1）实验原理（1）实验原理图图1 P0口连接的8盏LED灯从图1中可以看出：如果需要把LED点亮有两个条件，其一是需要用短接帽把J1的2脚和3脚短接，在PCB上就是将电路板左上角LED和VCC短接起来；其二是P0.X口给出低电平，让电流从VCC开始流经限流电阻、LED后进入单片机的P0.X口，最后到单片机内部的地线上。
因此，简单地说就是在短接帽接好的前提下，向P0.X口写0则LED将点亮，写1则LED将熄灭。
图中网络标识PORT0_0、PORT0_1……PORT0_7和单片机P0.0、P0.1……P0.7连接，可观察原理图上单片机P0口的网络标识也是PORT0_0、PORT0_1……PORT0_7。
2）实验步骤（1）启动KEIL集成开发环境，按照《KEIL使用方法》中描述步骤进行工程建立、汇编源程序文件添加。
（2）参考提供的源程序，仔细检查编写好的汇编语言源程序，参考《KEIL使用方法》完成编译和调试工作。
（3）参考《STC单片机程序下载方法》下载编译完毕的HEX文件6．实验参考程序见文件夹 “test\ 01 LED流水灯”内Uv2工程文件和相关汇编文件7．思考和日积月累（1） 描述一种新的流水灯花样，记录下花样特点，并编写出实现这种流水灯花样的程序。
（2） ORG 0000H在程序中起到了什么作用？（3） MOV P0,#0FH对应的机器码是多少？（4） P0、P1、P2、P3口分别对应的特殊寄存器字节地址是多少？位地址是多少？（5） 如何计算循环延迟程序的准确延迟时间？如何对延迟程序进行仿真？写出6MHz 下1秒的延迟子程序。
（6）在互联网上搜索INTEL HEX文件的格式信息，结合KEIL编译提示信息中CODE=XXX 的信息，思考为什么XXX表示的大小和HEX文件大小不一样。
8.实验报告书写要求（1）统一采用黑色墨水填写实验报告。
（2）采用理工类实验报告，每个同学一份报告。
（3）填写实验过程中完成的源程序并做好相关代码的注释。
（4）完成本指导书第7点“思考和日积月累”的内容要求。
实验2 IO控制数码管动态扫描实验1．实验目的1）、熟悉KEIL编程环境和调试环境。
2）、掌握单片机汇编语言和指令的用法。
3）、理解简单的IO控制程序，延迟子程序，LED数码管动态扫描程序，并对其修改，使其功能改变。
2．实验设备硬件： PC 机，单片机教学实验开发平台；软件： KEIL集成开发环境、STC ISP程序下载软件。
3．实验内容使用P0口和P2口控制4个LED 数码管进行流水灯显示。
4．实验预习要求和实验准备要求预习教科书关于单片机硬件架构内容、IO口的内容，特殊寄存器内容。
预习汇编程序编写、MCS-51指令表。
带上教科书、U盘、具备二进制和十六进制转换的科学计算器。
5．实验原理和步骤1）实验原理（1）实验原理图图1 P0口和P2口连接的4个LED数码管图2 5461BS内部接线原理图从图1中可以看出：如果需要把LED数码管点亮有三个条件，其一是需要用短接帽把J5的1脚和2脚短接，在PCB上就是将电路板左上角DIG和VCC短接起来；其二是数码管采用共阳方式连接，P0口给出低电平，让PNP三极管9015导通，同时P2口给出低电平让电流通过9015后，流入数码管内部的LED灯，然后从负端流出进入单片机。
因此，简单地说就是在短接帽接好的前提下，向P0低4位口写0，且P2口输出0，则数码管内部对应LED将被点亮。
2）实验步骤（1）启动KEIL集成开发环境，按照《KEIL使用方法》中描述步骤进行工程建立、汇编源程序文件添加。
（2）参考提供的源程序，仔细检查编写好的汇编语言源程序，参考《KEIL使用方法》完成编译和调试工作。
（3）参考《STC单片机程序下载方法》下载编译完毕的HEX文件6．实验参考程序见文件夹 “test\ 02 LED数码管”内Uv2工程文件和相关汇编文件7．思考和日积月累（1）修改循环延迟程序，观察LED数码管扫描的变化过程。
（2）如果让LED数码管显示其他字符，写出这些你觉得可以显示的字符，并且写出它们的7段码编码信息。
（3）在互联网上搜索人眼视觉暂留时间。
根据实际观察，你觉得让眼睛感觉不到LED 数码管闪烁，这个时间应该调节到多少比较合适？8.实验报告书写要求（1）统一采用黑色墨水填写实验报告。
（2）采用理工类实验报告，每个同学一份报告。
（3）填写实验过程中完成的源程序并做好相关代码的注释。
（4）完成本指导书第7点“思考和日积月累”的内容要求。
实验3 外部中断实验1．实验目的1）、熟悉KEIL编程环境和调试环境。
2）、掌握单片机汇编语言和指令的用法。
3）、理解中断服务程序编写，并对其修改，使其功能改变。
2．实验设备硬件： PC 机，单片机教学实验开发平台；软件： KEIL集成开发环境、STC ISP程序下载软件。
3．实验内容使用P3.2作为中断输入检测端口，当P3.2有效时，改变P2口输出显示。
4．实验预习要求和实验准备要求预习教科书关于单片机中断架构内容、中断特殊寄存器内容。
预习汇编程序编写、MCS-51指令表。
复习LED数码管动态扫描内容带上教科书、U盘、具备二进制和十六进制转换的科学计算器。
5．实验原理和步骤1）实验原理（1）实验原理图图1 P0口连接的4×4按键从图1中可以看出：如果把P0口低四位置为0，高四位置为1，即P0=#0F0H。
在这种情况下，只要任意一个按键按下，将把PORT3_2拉为低电平，PORT3_2接到P3.2口，作为中断输入口。
2）实验步骤（1）启动KEIL集成开发环境，按照《KEIL使用方法》中描述步骤进行工程建立、汇编源程序文件添加。
（2）参考提供的源程序，仔细检查编写好的汇编语言源程序，参考《KEIL使用方法》完成编译和调试工作。
根据程序的提示，做出自己的修改和现象记录。
（3）参考《STC单片机程序下载方法》下载编译完毕的HEX文件6．实验参考程序见文件夹 “test\ 03 外部中断”内Uv2工程文件和相关汇编文件7．思考和日积月累（1） 在实验程序中将IT0置1或清零后，迅速按下一个按键保持1-3秒再迅速释放分别看看是什么情况？为什么？（提示：参看提供的STC15F2K60S2.PDF中435页中断结构图，对比教课书上中断结构图）（2）中断程序是怎样一段程序和主程序之间是什么关联？中断程序和子程序有什么区别？（3）要进入中断服务程序运行需要哪些条件？（4）试试不用中断方式完成本实验功能，比较自己写的程序和采用中断的示例程序各有什么优缺点。
8.实验报告书写要求（1）统一采用黑色墨水填写实验报告。
（2）采用理工类实验报告，每个同学一份报告。
（3）填写实验过程中完成的源程序并做好相关代码的注释。
（4）完成本指导书第7点“思考和日积月累”的内容要求。
实验4 定时器应用控制实验1．实验目的1）、熟悉KEIL编程环境和调试环境。
2）、掌握单片机汇编语言和指令的用法。
3）、理解定时器不同方式下的定时时间控制，定时器中断子程序，并对其修改，使其功能改变。
2．实验设备硬件： PC 机，单片机教学实验开发平台；软件： KEIL集成开发环境、STC ISP程序下载软件。
3．实验内容使用T0、T1完成定时控制。
4．实验预习要求和实验准备要求预习教科书关于单片机定时器内容，特殊寄存器内容。
预习汇编程序编写、MCS-51指令表。
复习中断内容。
复习LED数码管控制。
带上教科书、U盘、具备二进制和十六进制转换的科学计算器。
5．实验原理和步骤1）实验原理本实验要使用到的硬件资源有：P0口、P2口控制LED数码管，定时器T0控制LED 数码管扫描，定时器T1控制定时计数。
2）实验步骤（1）启动KEIL集成开发环境，按照《KEIL使用方法》中描述步骤进行工程建立、汇编源程序文件添加。
（2）参考提供的源程序，仔细检查编写好的汇编语言源程序，参考《KEIL使用方法》完成编译和调试工作。
（3）参考《STC单片机程序下载方法》下载编译完毕的HEX文件6．实验参考程序见文件夹 “test\ 04 LED数码管定时中断”内Uv2工程文件和相关汇编文件7．思考和日积月累（1） 列出定时计数器计数初值和技术时间的计算公式。
（2）在本示例程序中，定时器T0的启用并让其溢出条件产生中断响应需要哪些条件？（3）将示例程序的每一行做出功能注释。
（4）绘制出示例程序的工作流程图。
中断和主程序分开绘制。
8.实验报告书写要求（1）统一采用黑色墨水填写实验报告。
（2）采用理工类实验报告，每个同学一份报告。
（3）填写实验过程中完成的源程序并做好相关代码的注释。
（4）完成本指导书第7点“思考和日积月累”的内容要求。
实验5 UART实验1．实验目的1）、熟悉KEIL编程环境和调试环境。
2）、掌握单片机汇编语言和指令的用法。
3）、理解UART控制知识，UART寄存器，UART波特率计算并对其修改，使其功能改变。
2．实验设备硬件： PC 机，单片机教学实验开发平台；软件： KEIL集成开发环境、STC ISP程序下载软件。
3．实验内容使用单片机的UART口向PC机发送字符串。
4．实验预习要求和实验准备要求预习教科书关于单片机硬件架构内容、IO口的内容，特殊寄存器内容。
预习汇编程序编写、MCS-51指令表。
带上教科书、U盘、具备二进制和十六进制转换的科学计算器。
5．实验原理和步骤1）实验原理（1）实验原理图图1 单片机串口与PC机USB接口连接图从图1中可以看出：单片机接收口RXD(PORT3_0)与CH340G的发送口TXD相连接，单片机TXD(PORT3_1)与CH340G的接收口RXD相连接。