单片机实验箱的使用.docx
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单片机实验箱的使用.docx
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单片机实验箱的使用
前言
本实验教材是根据教育部《关于加强高等学校本科教育工作提高教学质量的若干意见》文件精神和《高等学校国家级实验教学示范中心建设标准》,并考虑到精品课建设要求编写的一套适应21世纪教学改革要求的实验教材。
由于单片机具有高可靠性、超小型、低价格、容易产品化等特点,在仪器仪表智能化、实时工业控制、实时数据采集、智能终端、通信设备、导航系统、家用电器等控制应用领域,具有十分广泛的用途。
由于目前在国内单片机应用中,MCS-51系列单片机仍然是一种主流单片机,所以本实验指导书为学习MCS-51单片机的学生和广大的工程技术人员,配合《单片机原理及应用》课程的教学,结合一种单片机仿真开发型实验系统编写了这本实验指导书。
《单片机原理及应用》是一门实践性很强的课程,提高教学质量的一个重要环节是上机实习和训练,无论是学习汇编语言程序设计,还是学习接口电路和外设与计算机的连接,或者软硬兼施地研制单片机应用系统,不通过加强动手是不能获得预期效果的。
本实验指导书提供10个实验的指导性材料,有些实验还有一些有一定难度的选做项目,可以根据课时的安排和教学要求进行取舍。
为了达到某些实验的目的,书中提供的参考程序与实际应用中的程序会有些差别,所以不一定是最优的。
本实验指导书由朱斌老师编写,并由王玉平老师、谭勇老师等协助上机验证程序的正确性,2006级的部分同学也协助做了一些工作,特此致谢。
由于编者水平有限,加上编者学识有限,书中如有不妥之处,敬请读者批评指正。
编者
2007.3编写
1.1系统的性能指标1
1.2系统性能指标2
1.3系统提供的主要实验项目3
1.4系统的连接4
1.5键盘显示简介5
1.6系统资源的使用6
2.1系统硬件安装
2.2系统软件的安装
2.3系统启动
3.1主界面
3.2文件编辑部分
3.3调试部分
3.4窗口部分
3.5工具栏
第一章DVCC单片机实验系统简介
1.1概述
本系统由仿真技术及实验电路有机结合组成,既支持MCS-51单片机的全部原理性实验和单片机接口电路实验,又能仿真开发MCS-51单片机的应用系统。
系统自带32个键盘和6个7段数码管、8031CPU、管理监控32K和RS-232通信接口,既可以通过PC上位机在Wins9X/NT窗口软件的支持下进行实验或仿真开发,又可以自成一体独立运行。
此外,系统还具有以下特点:
1、仿真实验全新组合工作方式,模拟实际工作环境。
2、提供独立运行、联上位机二种工作方式。
3、具有电路保护功能,使用安全、可靠。
4、系统提供能将实验原理、目的、位置图等内容于一体的Windows综合调试软件,便于多媒体教学。
5、系统提供机电一体化控制实验接口,可做机电一体化实验。
6、系统将地址总线、数据总线、控制总线等全部引出,便于课程设计与毕业设计。
1.2系统性能指标
1、实验系统主机含51CPU,128KEPROM存放系统管理程序(另配有两片静态RAM62256构成64K用户程序RAM),自带4×8键盘,进口键座,6只高亮LED七段数码显示器。
配10位开关量输入,12位开关量显示。
配有机电控制接口驱动电路及执行单元(步进电机、继电器等)。
提供标准RS232异步通信接口。
配有各种单片机常用I/O接口芯片(A/D0809,D/A0832,并行I/O口8255,并行I/O口8155,串并转换74LS164,单片机并行口输入/输出扩展74LS273/774LS244,8253定时/计数器等)。
另配通用IC-14插座两只,通用IC-28插座一只,以备扩展实验用。
配备全部总线信号(经过隔离)引出插孔排,可外接各种新型应用电路扩展板。
系统提供±5V,±12V工作电源。
联机软件支持WINDOWS9X/2000/XP平台。
2.仿真、实验相结合。
3.实验模块化结构,互不影响,通过连线又可将各模块有机结合。
4.每项实验连线方便,既能满足学生动手能力愿望,又能充分发挥学生的创新能力,提高教学实验的质量和效率。
5.自带集成调试环境,Win9X/NT软件平台,含:
源程序库、芯片资料库、原理图库、元器件位置图库、实验说明、动态调试工具库。
6.提供源程序编辑、汇编、链接。
7.电路具有过压保护,确保系统安全、可靠工作。
8.整机采用热风整平工艺基板、波峰焊接,实验连接接口采用圆孔插座,整机可靠性好。
9.自带EPROM写入器,可对27128、2764EPROM进行写入。
10.自带键盘显示器,进口键座,专用彩色键帽,决无按键不可靠现象。
11.系统用串行口、用户用串行口相互独立,在通过RS232与上位机联机状态下,同样可以调试用户串行口程序。
12.系统带有示波器功能,通过RS232口,可将测得的信号显示在上位机的屏幕上。
该系统通过RS232口可连各种上位机,在Win9X/NT软件平台进行仿真开发和实验。
同时系统自带键盘显示器,无须任何外设也能独立工作,支持因陋就简建立单片机实验室。
系统提供实验程序库,均放在系统光盘上,可直接使用。
同时全部实验程序机器码已固化在EPROM中,作为用户程序。
在进入实验前,需将该EPROM中的程序(在固化区)传送到仿真RAM区,以便以单步、断点、连续等方式运行程序。
1.3系统提供的主要实验项目
项目编号
实验课程名称
项目名称
学时
实验类型
实验要求
适用专业
备注
1
单片机原理及应用
单片机开发系统的使用
2
基础
必修
电子信息科学与技术
测控技术与仪器
应用电子技术
2
MCS-51单片机I/O口实验
2
基础
必修
3
数据排序实验
2
基础
必修
4
字符串查找实验
2
基础
必修
5
交通灯控制实验
2
综合
必修
6
D/A转换实验
2
综合
必修
7
流水灯设计
4
设计
必修
8
小直流电机调速实验
2
综合
选修
3选1
9
继电器控制实验
2
10
工业顺序控制实验
2
11
正弦波发生器设计
10
设计
选修
10选1
12
超声波测距仪设计
10
13
多功能数字电子钟设计
10
14
电子万年历设计
10
15
数字万用表设计
10
16
GSM汽车防盗报警器设计
10
17
GPS公交车自动报站器设计
10
18
无线温度测量系统设计
10
19
指纹识别系统设计
10
20
自动温度控制系统设计
10
1.4系统的连接
l.电源线/通信线
先将有双股护套线的9芯插头插到仿真实验仪的CZ1上,另一9芯插头连到PC机的串口上(COM1、COM2任意),然后按照电源线上所标的电压值接入微机专用电源。
2.上电测试
将电源线/通信线连好后,应仔细检查连接的正确性,然后打开电源,仿真实验系统应显示闪动“P.”,否则按一下RESET键,如再不显示,应立即切断电源,检查后重新进行或与实验老师联系。
1.5系统键盘显示简介
系统自带32个标准键盘,16只功能键均为多功能健,显示部分有6个高亮LED组成,为用户现场调试带来方便。
DVCC系列仿真实验系统的键盘显示设置完全一样,兼容性好。
1.键盘布置详见图1-1
2.键盘功能
右边十六个功能键,在LED状态输入操作命令,其功能如下:
TV/MEM:
TV/程序存贮器检查
REG/OFST:
片内RAM、寄存器、特殊功能寄存器检查/偏移量计算
ODRW/INS:
外部数据存贮器、外部RAM、I/O检查/插入一字节
EPRGH/DEL:
EPROM高速写入/删除一字节
F1/LAST:
第一标志键/读上一字节
F2/NEXT:
第二标志键/读下一字节
STEP/NVBP:
单拍、单拍跟踪/*
EXEC/FVBP:
连续执行/断点运行
PCDBG/EPRGL:
与IBMPV/XT通讯调试/低速固化
EPMOV:
固化区内容移入目标RAM
EPCH/EPCOM:
EPROM查空/EPROM比较
PRT:
打印命令
COMP:
源程序与目标程序比较
MOVE:
程序块或数据块移动
DAR:
反汇编
MON:
退出当前操作,返回初态——显示闪动“P.”位
RESET:
系统复位按钮,它在硬件上与开发系统复位线连在一起,无论何时按RESET键,都使整个系统复位,返回初始状态——闪动“P.”。
在数字键的右上角或功能健的右上角,右下角所标的字符标记分别是进入TV状态时,用于输入汇编语言或CBASIC高级语言程序时所用到的符号和字母。
[SHIFT]为上档键(除TV状态不用)。
3.显示部分
DVCC系列仿真实验仪所配的显示器为6个高亮度LED,通常左边4个用于显示地址,右边两个用于数据。
1.6系统资源的使用
1.用户程序/数据空间为0000~FDFFH
2.系统上并行I/O口8255(用户可用)控制口FF2BH
A口FF28H
B口FF29H
C口FF2AH
3.系统上并行I/O口8155(用户可用)控制口FF20H
A口FF21H(字形口)
B口FF22H(字位口)
C口FF23H
4.实验用扩展地址范围FE00~FEFFH分为8个译码地址(用户用):
FE00~FE1FH,FE20~FE3FH,FE40~FE5FH,FE60~FE7FH
FE80~FE9FH,FEA0~FEBFH,FEC0~FEDFH,FEE0~FEFFH
第二章DVCC单片机实验系统安装与启动
DVCC系列单片机仿真实验系统由三大部分组成。
第一部分为电源,第二部分为单板式结构的箱式实验台,第三部分为主机。
其连接关系如下图2-1所示。
2.1系统硬件安装
本系统为单板式结构,固定在一豪华塑料机箱内。
安装前应仔细检查系统配置不见是否齐全,运输过程中有无损坏。
如果一切完好,即可着手安装。
1.电源
实验台所需主电源为+5V/1.5A,辅助电源为±12V/0.5A(只在用到D/A转换器时接入),电源可以内置在箱体中,可以外接(建议外接,这样相对安全可靠)。
*使用外接电源
将随机的两芯电源线插头插入系统J1插座,另一头红线接入外部电源的+5V插孔,黑线接入外部电源的地插孔,确认电源接线无误后,打开外接电源即可。
2.和主机联机硬件安装
将随机配备的九芯通信电缆一端接入实验系统的J2插座,另一端接入主机的串行口上(COM1/COM2任选)。
在51CPU系统时,开关SK2位1-2置ON,立式开关KBB1拨在51、88位置,卧式开关KBB拨在左边51、96位置。
此外,各开关位置如下:
开关SK1位1-5置ON,位6-10置OFF。
SK2置ON,SK3全部置于ON,SK4全部置于OFF,卧式开关KBB拨在左边51、96位置,DL1-DL4的1、2相连。
2.2系统软件的安装
详见第四章。
2.3系统启动
上电后,实验系统应显示闪动的“P.”,否则按RESET按钮,如再无显示,立即关掉电源,仔细检查后再试或及时与厂方联系。
待系统正常启动后,它有两种运行模式:
其一为独立运行模式;其二为串行模式。
1.独立运行模式
该模式下人机通过键盘显示相互交流信息,运行调试程序,详细操作见后续章节介绍的DVCC系列单片机仿真实验系统键盘监控命令简介。
2.串行运行模式
该模式下在Win9X/NT软件支持下,人机通过上位机的键盘显示相互交流信息,运行调试程序。
第三章实验系统软件使用说明
3.1主界面
启动DVCC实验系统软件后即进入DVCC实验系统的主界面,如图3-1所示。
图4-2DVCC实验系统主界面
从图中我们可以看到,DVCC实验系统软件的整个编辑环境完全是Windows风格,操作也很方便。
下面我们就简单介绍一下DVCC实验系统软件的主窗口,其各部分的名称及功能如下:
3.2文件编辑部分
文件菜单
新建创建一个新的文件。
打开打开一个已存在的文件文件。
关闭关闭一个打开的文件。
保存将一个已打开的文件用原文件名存盘。
另存为以指定的文件名存盘一个已打开的文件。
打印打印一个文件。
打印设置选择打印机及器配置。
历史文件在历史文件中可保留4个最近打开过的文件用于再次打开。
退出退出DVCC实验系统
编辑菜单
撤消使用该命令恢复文档中最后一次所做的修改。
重做使用该命令重复文档中最后一次所做的修改。
剪切删除选定的文字并放置在剪贴板上。
只有在选定文字后,这一命令才是有效的。
复制将选定的文字复制到剪贴板上,只有在选定文字后,这一命令才是有效的。
粘贴使用该命令可以在插入点位置插入剪贴板内容,或者用剪贴板上的内容替换选定内容(如果已经选定)。
全选选择当前文件的所有内容。
查找菜单
查找使用该命令可以在当前活动的文档中查找文字和字符。
查找下一个使用该命令可以继续查找并选定在“查找字串”框中指定的文本。
替换使用该命令可以将指定的字符串替换成另一串字符串
定位使用该命令来将插入点移动到文档中指定行位置。
选项菜单
编辑工具栏显示或关闭编辑工具栏
调试工具栏显示或关闭调试工具栏
实验指南工具栏显示或关闭实验指南工具栏
显示工具栏文字显示不显示工具栏文字
状态栏显示或关闭状态栏
编译选项对编译软件进行参数设置
连接选项对连接软件进行参数设置
系统设置系统设置
更改仿真模式切换仿真模式(参见系统设置)
编译菜单
编译文件编译当前文件
编译连接文件编译连接当前文件,生成目标文件
编译连接传送编译连接当前文件,并传送目标文件到下位实验系统中,并且开始调试
注意:
本系统使用IntelAsm51/Rl51生成的最终目标文件为绝对目标文件,后缀为ABS。
实验指南菜单
实验项目选择选择所要查询的实验项目
实验目的对应实验的目的
实验内容对应实验的内容
实验原理图对应实验的原理图
实验位置图对应实验的位置图
实验源程序对应实验的源程序
芯片查询实验用到的部分芯片查询
编辑窗口的快捷菜单
编辑窗口的快捷菜单使用鼠标右键来激活
关闭关闭当前窗口
剪切删除选定的文字并放置在剪贴板上。
只有在选定文字后,这一命令才是有效的。
复制将选定的文字复制到剪贴板上,只有在选定文字后,这一命令才是有效的。
粘贴使用该命令可以在插入点位置插入剪贴板内容,或者用剪贴板上的内容替换选
定内容(如果已经选定)。
全选选择当前文件的所有内容。
清除剪贴板清除剪贴板的内容
【注意】调试的部分功能只有在正确编译连接传送后才能使用。
3.3调试部分
动态调试菜单
联接DVCC系统同下位实验系统握手
设当前行为断点设当前行为断点(针对反汇编窗口/编辑窗口)
设当前地址为PC设光标所在的行地址为PC
执行到光标处执行到光标所在行
清除断点清除断点地址
单步执行(TaceInto)单步执行一条程序行,遇子程序调用则步入子程序。
连续单步(In)连续执行单步操作(TaceIn)
单步执行(TaceOut)单步执行一条程序行,遇子程序调用则跳过子程序。
连续单步(Out)连续执行单步操作(TaceOut)
结束连续单步结束连续单步
连续运行连续运行程序
装载目标文件传送目标文件(HEX/BIN/ABS51)到下位实验系统中
移动数据块进行移动数据块操作
填充数据进行填充数据块操作
比较数据进行比较数据块操作
查找数据进行查找数据块操作
数据存盘进行数据块存盘操作
窗口菜单
显示反汇编窗口
显示数据窗口
显示寄存器窗口
刷新所有窗口对所有的反汇编/寄存器/数据窗口进行刷新
重新排列重新排列所有窗口
3.4窗口部分
编辑窗口
快捷菜单
编辑窗口的快捷菜单
编辑操作:
文字输入
在文本中移动
选择文字
删除、复制和移动文本
查找与替换
光标的快速定位与书签☆
文字输入:
在插入状态下,字符在光标处写入,光标后的所有字符依次后移。
在覆写状态下,从光标处开始在已有的文件上改写。
按Insert键切换插入/改写方式。
在文本中移动:
1.按键移动
按键操作
─────────────
→右移一个字符
←左移一个字符
↑上移一行
↓下移一行
PgUp上移一页
PgDn下移一页
End右移至当前行末
Home移至当前行的开头,即第一列
Ctrl+Home移至文件头
Ctrl+End移至文件末尾
Ctrl+→左移一个字或一个单词
Ctrl+←右移一个字或一个单词
Ctrl+↑屏幕下滚一行
Ctrl+↓屏幕上滚一行
2.鼠标移动
a.用滚卷条将文档滚动到需要的位置;
b.单击要设置插入点的位置。
3.滚动屏幕与插入点位置
使用滚卷条使用键盘屏幕滚动
单击垂直滚卷条向下按钮Ctrl+↑上滚一行
单击垂直滚卷条方形按钮的上面PageUp上滚一屏
拖动垂直滚卷条方形按钮移动到文档中大致位置
单击垂直滚卷条向上按钮Ctrl+↓下滚一行
单击垂直滚卷条方形按钮的下面PageDn下滚一屏
单击水平滚卷条向左按钮在窗口的左边按→向左滚动
单击水平滚卷条向右按钮在窗口的右边按←向右滚动
选择文字:
1.使用鼠标选定文字
a.按住鼠标左键并将鼠标拖过要选定的文本。
b.把光标定在要选择文本的一端,按住Shift键,用鼠标单击文本的另一端。
2.使用键盘选定文字
在按住Shift键的同时,按本系统提供的光标移动组合键来标记文字块。
扩展选定范围到使用键盘
─────────
右边一个字符Shift+→
左边一个字符Shift+←
单词结尾Ctrl+Shift+→
单词开头Ctrl+Shift+←
行尾Shift+End
行首Shift+Home
向下一行Shift+↓
向上一行Shift+↑
向下一屏Shift+PageDn
向上一屏Shift+PageUp
文档结尾Ctrl+Shift+End
文档开头Ctrl+Shift+Home
3.选定所有文字Ctrl+A
4.取消选定的文字
使用鼠标在文档窗口中单击选定内容的外面。
使用键盘按任意箭头键、PgUp、PgDn或ESC键。
删除、复制和移动文本:
删除命令
Del删除光标处的字符
BackSpace删除光标前一个字符
Ctrl+Y删除光标所在行
删除选定的文本,首先选定要删除的文本,
1.按Del
2.从“编辑”菜单或鼠标右键菜单中选择“剪取”命令,或按Ctrl+X键,或按常用工具中的“剪切”按钮。
从而将删除的文字块保存在剪贴板中。
复制命令
拖放移动文字
1.选定要移动的文字;
2.指向选定的文字,按住鼠标左键并移动。
当拖放指针出现时,拖动虚线插入点到新位置。
拖放复制文字
1.选定要复制的文字;
2.按住Ctrl键,指向选定的文字,按住鼠标左键并移动。
当拖放复制指针出现时,拖动虚线插入点到新位置。
文字移动时的拖放指针
文字复制时的拖放指针
使用剪贴板移动或复制
1.选定要复制或移动的内容;
2.选择下列某一操作:
●选定内容,单击“剪切”按钮,或按Ctrl+X键
●要复制所选的内容,单击“复制”按钮,或按Ctrl+C键
剪取或复制的文本放在剪贴板上;
3.将插入点设置到新的位置。
如果是在不同的文档间移动或复制内容,将活动文档切换到另一个文档中。
如果是在不同的应用程序间移动或复制内容,打开并切换到另一个应用程序中;
4.单击“粘贴”按钮或按Ctrl+V键。
撤销或重做所做的修改
快捷方式菜单方式
Ctrl+Z编辑|撤销
Shift+Ctrl+Z编辑|重做
【注释】本实验系统的编辑窗口限定只能进行20步的撤销/重做操作
查找与替换:
1.选择下列某一操作:
●从“编辑”菜单中选择“查找/替换”命令。
●按Ctrl+F/R键。
2.在"查找内容"中键入要查找的文本,在"替换为"框中键入替换成的字符串。
3.选择查找方式
向上从当前位置向文档末尾进行查找(仅在查找对话框中)
向下从当前位置向文档开头进行查找(仅在查找对话框中)
区分大小写只查找在“查找内容”框中指定的大小写字母组合的那些单词
全字匹配查找完整的词,而不是较长词的
光标的快速定位与书签:
设置书签
使用Shift+Ctrl+Number键盘命令定义书签Number在0~9之间,在设置成功后,在编辑窗口的左边会出现对应的书签标号。
跳转到书签
使用Ctrl+Number键盘命令跳转到书签Number在0~9之间,对于已经设定的书签可以方便的直接定位。
光标直接定位
在“查找”菜单中选择“定位”命令,或按Ctrl+G键
【注释】书签图形参见顶部,本实验系统的书签最多定义10个。
反汇编窗口
反汇编窗口是调试的基本组成部分,大部分的调试命令都是针对它而言的
F2设置当前行为断点
F3设置当前行为PC
F4运行到当前行
F6清除断点
F7TaceInto单步
Ctrl+F7连续执行TaceInto单步操作
F8TaceOut单步
Ctrl+F8连续执行TaceOut单步操作
F9运行
在反汇编窗口中还有个快捷菜单,使用回车/鼠标右键来激活
设置新反汇编地址输入一个新的反汇编地址
设置新PC输入一个新PC地址
设置新断点输入一个新断点地址
输入小汇编输入单行小汇编
文件存盘保存目标码为Hex/Bin文件
刷新窗口
数据窗口
数据窗口也是调试的基本部分,调试对内存变化的监视在数据窗口中有快捷菜单,使用回车/鼠标右键来激活。
寄存器窗口
3.5工具栏
编辑工具栏:
新建一个文件
打开一个文件
保存当前文件
剪切选定的文字到剪贴板(在选定文字后,按钮才有效)
复制选定的文字到剪贴板(在选定文字后,按钮才有效)
粘贴剪贴板文字到插入点,或者替换选定内容(如果已经选定)
调试工具栏:
联接系统
编译当前文件(当前激活窗口为编辑窗口)
编译连接传送当前文件(当前激活窗口为编辑窗口)
单步运行(子程序追踪)(已经成功联接系统)
单步运行(子程序不追踪)(已经成功联接系统)
连续运行程序到当前行(已经成功联接系统)
连续运行程序(已经成功联接系统)
设当前行为断点(已经成功联接系统)
实验指南工具栏:
实验指南目的
实验指南内容
实验指南原理
实验指南位置图
实验源程序
“串并转换实验”是实验项目选择
实验指南菜单
实验项目选择选择所要查询的实验项目
实验目的对应实验的目的
实
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- 单片机 实验 使用