电子技术实验（四）指导书。
单片机原理与接口实验）
物理科学与工程技术学院。
电子技术教研室。
目录。实验一 at89s52最小系统的制作2
实验二单片机i/o口实验3
实验三定时器/计数器、中断实验9
实验四字符液晶显示实验11
附录：at89s52 **线说明15
实验一 at89s52最小系统的制作。
一、实验目的：
1、制作单片机at89s52最小系统板，学会如何调试最小系统板。
2、学会制作最小系统板的**线，并和计算机连接起来进行调试。
二、实验设备：
at89s52、电阻、电容、电路板、发光二极管、数码管、按键、晶振、芯片插座、万用表、示波器等。
三、实验内容：
1、画出pcb板，制作出最小系统的电路板。
2、焊接元器件，并进行调试。
3、进行联机调试。
四、实验说明：
实验原理图围绕着单片机at89s52为主的一个系统，配以一些外围接口和相关元器件设备。图1 是**线的原理图，图 2 是at89s52最小系统板的原理图。
单片机最小系统设计完成后，依据硬件的设计制作和组装及软件设计完成后，便进入系统的调试阶段。硬件调试首先排除下面常见的硬件故障：
逻辑错误：硬件的逻辑错误是由于设计错误或加工过程中的工艺性错误或造成的，包括错线、开路、短路、相位错等。
元器件失效：一是器件本身已损坏或性能不符合要求；二是由于组装错误造成元器件失效，如：电解电容、二极管的极性错误，集成块安装方向错误等。
可靠性差：引起可靠性差的原因很多，如接插件接触不良会造成系统时好时坏，经不起振动。
电源故障：电压值不符合设计要求，电源引线和插座不对、功率不足、负载能力差等。
调试方法：脱机调试：在接上电源之前，先用万用表等工具，根据硬件电气原理图和装配图仔细检查线路的正确性，并核对元器件的型号、规格和安装是否符合要求。
应特别注意电源的走线，防止电源线之间的短路和极性错误。
联机调试：通过脱机调试可排除一些明显的硬件故障。有些故障还是要通过联机调试才能发现和排除。
五、实验步骤：
1、根据原理图画出电路图和pcb图。
2、制作出pcb板。
3、插放元器件，焊接。
4、检查硬件。
5、调试。图1 **线原理图。
实验二单片机i/o口实验。
一、实验目的：
1． 掌握单片机的工作原理。
2． 验证单片机振荡电路。
3． 验证单片机的复位电路。
4． 练习单片机i/o口的基本操作。
二、实验设备。
at89s52最小系统板、pc机、示波器、稳压电源、万用表。
三、实验内容。
1、检测at89s52最小系统板的工作状态。
2、练习基本的i/o口操作。
3、完成led数码管显示。
图 1 at89s52引脚图。
四、电路构成及原理：
1、单片机内部时钟电路（振荡电路）
单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚xtal1和xtal2分别是此放大器的输入和输出端。在xtal1和xtal2两端跨接晶体或陶瓷谐振器就构成了稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路。
当外接晶振时，和值通常选择30pf，在设计印刷电路板时，晶体或陶瓷谐振器和电容应尽可能安装在单片机芯片附近，以减少寄生电容，保证振荡器稳定和可靠工作。和对频率有微调作用，振荡频率范围是1.2mhz~12mhz。
图2 单片机的振荡电路。
2、复位电路。
复位是使cpu和系统中其它部件都处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。
单片机的复位有上电复位和按钮手动复位两种。
a)上电复位b)按钮脉冲复位c)按钮电平复位。
图3 复位电路。
上电复位是利用电容充电来实现的，即上电复位瞬间端rst/vpd的电位与vcc相同，随着充电电流的减少，rst/vpd的电位逐渐下降，图3(a)中8.2k电阻是施密特触发器输入端的一个下拉电阻，时间常数为。只要vcc的上升时间不超过1ms，振荡器建立时间不超过10ms，这个时间常数足以保证完成复位操作。
上电复位所需的最短时间是振荡周期建立时间加上2个机器周期时间。
按钮复位电路有脉冲和电平复位两种可行方案，图3(b)、(c)所示。第一种方案是由外部提供一个复位脉冲，此复位脉冲应保持宽于2个机器周期。复位按钮过后，由内部下拉电阻保证复位端变为低电平。
第二种方案是，按下复位按钮时，电源对外接电容充电，使复位端为高电平，复位按钮松开后，电容通过内部下拉电阻放电，逐渐使复位端恢复低电平。
3、i/o的基本操作。
连接最小系统板上的8个发光二极管和i/o口，通过控制i/o口的电位来实现8个发光二极管依次从左到右，再从右到左，依次循环不断。
图4 8位led
4、数码管显示。
单片机i/o的最典型应用是通过i/o口与7段led数码管构成显示电路。7段led数码管，则在一定形状的绝缘材料上，利用单只led组合排列成“8”字型的数码管，分别引出它们的电极，点亮相应的点划来显示出0-9的数字。
led数码管根据led的接法不同分为共阴和共阳两类，了解led的这些特性，对编程是很重要的，因为不同类型的数码管，除了它们的硬件电路有差异外，编程方法也是不同的。下图是共阴和共阳极数码管的内部电路，它们的发光原理是一样的，只是它们的电源极性不同而已。
将多只led的阴极连在一起即为共阴式，而将多只led的阳极连在一起即为共阳式。以共阴式为例，如把阴极接地，在相应段的阳极接上正电源，该段即会发光。当然，led的电流通常较小，一般均需在回路中接上限流电阻。
假如我们将"b"和"c"段接上正电源，其它端接地或悬空，那么"b"和"c"段发光，此时，数码管显示将显示数字“1”。而将"a"、"b"、"d"、"e"和"g"段都接上正电源，其它引脚悬空，此时数码管将显示“2”。其它字符的显示原理类同。
图 5 4位数码管。
图 6 数码管。
图7 原理图。
所有发光二极管的阴极连在一起接地，当某个发光二极管的阳极加入高电平时，对应的二极管点亮，因此要显示某字型就应使此字型的相应段的二极管点亮，实际上就是送一个用不同电平组合代表的数据字来控制led数码管的显示，此数据称为字符的段码。在编写程序前，首先建立一个字型段码表tab，在表中依次存入所能显示的字型段码。
上图为实验电路图，我们使用at89s52单片机，电容、和晶振组成时钟振荡电路，这部分基本无需调试，只要元件可靠即会正常起振。和为单片机的复位电路，89s52的并行口p1.0—p1.
7直接与led数码管的“a-f”引脚相连，中间接上限流电阻-。值得一提的是，89s52并行口的输出驱动电流并非很大，为使led有足够的亮度，led数码管应选用高亮度的器件。
五、实验步骤：
1．给单片机提供+5v电源。
2．测量单片机的第脚的电压值。
3．验证复位电路。
4．将发光二极管与单片机的i/o口相连接。
5．编写程序并进行编译。
6．将程序烧写进单片机。
7．观察并记录实验结果。
六、思考题。
1、如何实现8位发光二极管按以下方式点亮：第1位亮、然后第2位亮、….第8位亮、8位同时亮，依次循环不断。
2、为了使led有足够的亮度，应该有什么的措施？
实验三定时器/计数器、中断实验。
一、 实验目的：
1． 掌握at89s52单片机内的定时器/计数器的工作方式。
2． 掌握单片机中断方式。
二、 实验设备：
at89s52单片机实验板、pc机、示波器。
三、 实验内容：
编写程序，实现如下要求：
1． 定时器工作方式0，1ms定时，输出2ms方波。
2． 定时器工作方式1，1ms定时，输出2ms方波。
3． 外部中断方式0，驱动蜂鸣器发声。
四、 实验原理：
1．定时。at89s52单片机内有3个16-bit定时器/计数器t0、t1和t2，它们的工作方式、定时时间、量程、启动方式等均可以通过程序来设置和改变。定时器由两特殊功能寄存器tcon和 tmod及t0、t1组成，其中tmod为模式控制寄存器，主要用来设置定时器/计数器的操作模式；tcon为控制寄存器，主要用来控制定时器的启动与停止。
2．控制寄存器—tcon
tcon的作用是用于控制定时器的启、停及定时器的溢出标志和外部中断触发方式等。各位定义如下：
tfi（tf0和tf1）计数器溢出标志。
当定时器/计数器溢出时，该位置1。使用查询方式，此位作状态位供查询，但在查询后应用软件方式及时清零；使用中断方式时，此位作中断标志，在转向中断服务程序时由硬件自动清零。
tri(tr0和tr1)定时器运行控制位。
tr0=0 停止定时器/计数器工作；
tr1=1 启动定时器/计数器工作；
由软件使其置1或清零。
ie(ie0和ie1)外中断请求标志位。
当cpu采样到int0(或int1)出现中断请求时，本位由硬件置1；中断响应后，由硬件自动清0。
it(it)和it1)外中断请求方式控制位。
it=0脉冲方式(后沿原跳有效)
it=1电平方式(低电平有效)
由软件使其置1或清零。
3．工作方式控制寄存器—tmod
tmod是一个专用寄存器，用于控制两个定时器/计数器的工作方式。tmod寄存器不能位寻址，因此只能用字节传送指令设置其内容，寄存器各位的内容表示如下：
其中：gate：门控位，用来控制定时器启动操作方式。
gate=0以运行控制位tr0(t1)来启动定时器。
gate=1以外中断请求信号int0(或int1)来启动定时器。
c/t：功能选择位。
c/t=0定时工作方式，计数脉冲由内部提供，计数周期等于机器周期。
c/t=1计数工作方式，计数脉冲为引脚t0或t1引入的外部脉冲信号。
m1m2：工作方式选择位。
m1m2=00方式0 13位计数器，tli只用低5位。
m1m2=01方式1 16位计数器。
m1m2=10方式2 8位自动重装计数器，thi的值在计数中不变，tli溢出时，thi中的值自动装入tli中。
m1m2=11方式3 t0分成两个独立的8位计数器，t1停止计数。
4．计数器初始化。
确定工作方式、操作模式、启动控制方式—写入tmod寄存器。
设置定时或计数器的初值—可直接将初值写入th0、tl0或th1、tl1中。
2019单片机实验教案
1.熟悉keil c51软件的使用。2.熟悉proteus软件的使用。本实验介绍51实验板的组成，keil c51 proteus软件使用及at89c51芯片程序烧录的过程。通过该实验学生可以了解单片机编程 调试方法。1.根据说明安装好软件及联调软件，实现keil与proteus的联调。2.按照书中...
单片机实验指导书
一 实验系统简介。1 实验采用本校研发的实验系统 2 实验板上单片机采用的是atmel公司的at89s52单片机，并配置有多种实验模块，可以通过连线将各模块有机结合，进行综合实验。3 at89s52的特点是可以 编程，不需要频繁插拔，通过usb接口与pc机相连。4 程序编译采用keil c 编译系统...
单片机实验指导书 2019
单片机原理与应用 实验指导书。温州大学物理与电子信息工程学院。2012年9月。目录。实验一指令和汇编语言 3 实验二集成开发环境的使用 6 实验三 i o和中断实验 11 实验四定时器计数器实验 15 实验五可编程计数器阵列实验 18 实验六 iic总线实验 22 实验七模数转换实验 28 实验八温...