《单片机原理与应用》实验指导书--周立功的试验箱

《单片机原理与应用》实验指导书

目录

第1 章 实验仪功能简介...........................................................................................4

1.1 电路外观........................................................................................................................……..4 1.2 功能特点........................................................................................................................……..4 1.3 实验项目........................................................................................................................……..6 1.4 主要功能块....................................................................................................................……..7 1.5 TKSMonitor51 仿真器说明...........................................................................................…….8

1.5.1 DP-51PROC 下载工作方式 （load）........................................................................…………..8 1.5.2 DP-51PROC 运行工作方式 （run） .........................................................................…………….9

第2 章 DP-51PROC 快速入门............................................................................10

2.1 Keil C51 简介................................................................................................................……10 2.2 Keil C51 的安装............................................................................................................……11

2.2.1 系统要求...................................................................................................................... ……………12 2.2.2 软件的安装...................................................................................................................……………12

2.3 μVision2 集成开发环境................................................................................................……15

2.3.1 μVision2 集成工具....................................................................................................…………….15 2.3.2 菜单栏命令、工具栏和快捷方式................................................................................…………….16

2.4 Keil C51 的使用...........................................................................................................…….24

2.4.1 创建第一个Keil C51 应用程序...............................................................................……………..24 2.4.2 程序文件的编译、链接................................................................................................…………….32

2.5 调试仿真功能的使用...................................................................................................…….36

2.5.1 如何进入调试状态.........….........................................................................................…………….36 2.5.2 调试状态的存贮器模型..............................................................................................…………….38 2.5.3 调试前的准备工作......................................................................................................…………….39 2.5.4 实战.............................................................................................................................……………..42

2.6 脱机运行之Flash 运行...............................................................................................……..48

2.6.1 如何进入运行状态......................................................................................................…………….49 2.6.2 运行状态的存贮器模型.............................................................................................……………..49 2.6.3 运行程序实例...............................................................................................................……………49

2.7 脱机运行之ISP 单片机运行.......................................................................................…….51

2.7.1 如何进入ISP 下载状态..............................................................................................…………....52

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2.7.2 运行状态的存贮器模型..............................................................................................…………….52 2.7.3 ZLGISP 软件简介.......................................................................................................……………52 2.7.4 ZLGISP 软件的安装方法.............................................................................................…………..52 2.7.5 ZLGISP 软件的使用方法.............................................................................................…………..54

2.8 各功能模块的功能介绍..............................................................................................……..58

2.8.1 A1 区ISP 下载电路...................................................................................................……………58 2.8.2 A2 区MCU 总线接口及IO 口连接区.........................................................................…………..59 2.8.3 A3 区138 译码电路...................................................................................................……………60 2.8.4 A4 区并转串实验电路...................................................................................................…………..60 2.8.5 A5 区串转并实验电路....................................................................................................………….61 2.8.6 A6 和A7 区 PARK 扩展.............................................................................................…………..61 2.8.7 B1 区语音实验区...........................................................................................................…………..62 2.8.8 B2 区非接触式IC 卡实验区...............................................................................................……...62 2.8.9 B3 区LCD 实验区............................................................................................................……......63 2.8.10 B4 区数字温度采集实验区..............................................................................................……....64 2.8.11 B5 区蜂鸣器实验区.......................................................................................................…….......65 2.8.12 B6 区PWM 电压转换实验区.......................................................................................…….......65 2.8.13 B7 区电压基准源.............................................................................................................…….....66 2.8.14 B8 区串行模数转换实验区.........................................................................................…….........66 2.8.15 B9 区串行数模转换实验区.........................................................................................…….........67 2.8.16 B10 区直流电机实验区..............................................................................................……..........67 2.8.17 C1 区电压接口区.........................................................................................................…….........68 2.8.18 C2 区逻辑笔..................................................................................................................……........68 2.8.19 C3 区LED 点阵实验模块.............................................................................................…….......69 2.8.20 C4 区运算放大器电路实验区.......................................................................................…….......69 2.8.21 C5 电阻接口区................................................................................................................……......70 2.8.22 C6 区555 电路实验区..................................................................................................……......70 2.8.23 C7 区继电器及其驱动电路............................................................................................…….....70 2.8.24 C8 区步进电机实验区....................................................................................................…….....71 2.8.25 D1 区独立控制的LED、拨动开关、键盘实验区.........................................................…….....72 2.8.26 D2 区电位器实验区...........................................................................................................……...73 2.8.27 D3 区红外收发实验区...................................................................................................…….......73 2.8.28 D4 区RS-485 实验区....................................................................................................…….....73 2.8.29 D5 区I2C 实验区............................................................................................................……......74 2.8.30 D6 区接触式IC 卡实验区..............................................................................................…….....75

第3 章 DP-51PROC 单片机实验........................................................................76

实验一 Keil C51 集成开发环境的使用练习..........................................................……..........76

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实验二 基于Keil C51 集成开发环境的仿真与调试.............................……...........................78 实验三 单片机I/O 口控制实验...................................................................……......................80 实验四 电子琴实验...........................................................................................…….................83 实验五 定时器输出PWM 实验........................................................................……................86 实验六 RS232 串口通信实验....................................................….............................…..….....89 实验七 数字温度传感器实验................................................................…......................….…..92 实验八 步进电机控制实验.........................................……...........................................….…....99 实验九 ISD1420 语音模块实验.......................................................…….....................……...102 实验十 并行模数转换实验...............................................................…….......................….…104 实验十一 并行数模转换实验...........................................................….............……...............107 实验十二 研究D/A转换器实现正弦和DTMF信号的方法……………………………………109

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第1 章 实验仪功能简介

本章介绍DP-51PROC 单片机综合仿真实验仪的硬件信息，让您对它的功能有一个大概的了解，对后面的系统电路实验具有必不可少的帮助。

1.1 电路外观

DP-51PROC 单片机综合仿真实验仪的电路布局如图1.1 所示。

图1.1 DP-51PROC 单片机综合仿真实验仪

由图1.1 可以看出，它分为很多个功能块，各个功能块之间是相对独立的，每个功能块都有一个编号分别是竖数A~D，横数1~10。我们可以从编号，快速的找到功能块所在的位置。如C3 功能块，就是第3 行的第3 个功能块，这样用户就可以比较方便的找到对应的位置。

1.2 功能特点

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DP-51PROC 单片机综合仿真实验仪集成有强大的硬件资源，并且为用户提供了多种选择，使用用户可以进行各种相关的实验。

1. 自带5V、12V、－12V 电源，其中5V 电源可提供1A 电流，12V 可提供500mA， －12V 可提供500mA，含瞬时短路保护和过流保护；

2. 基于KEIL MONITER 51 的仿真调试功能（使用TKSMonitor51 仿真器）； 3. TKSMonitor51 仿真器内部带有32KB 的FLASH 用于用户的程序下载； 4. 能够实现PHILIPS 单片机的 64KB FLASH 的ISP 下载编程功能； 5. 灵活简单的138 译码和573 锁存电路，方便用户随意设置；

6. 集成1 路完全功能的CAN-bus 现场总线接口（可供用户选配）； 7. 集成1 路USB1.1 接口；

8. 集成1 路USB2.0 接口（可供用户选配）；

9. 集成1 路TCP/IP 以太网接口（可供用户选配）； 10. 支持CPLD 实验，可选择使用XILINX 公司的XC95108 系列的CPLD 或者ALTERA

公司的EPM7128S 系列的CPLD（可供用户任意选择，需要或不需要）；

11. 带有128*64 的点阵液晶模块及接口，和一个16*2 字符型液晶模块的接口（可供

用户任意选择）；

12. 16×16LED 点阵模块； 13. 步进电机、直流电机实验；

14. TLC549 串行AD、TLC5620 串行DA 实验； 15. 555 实验电路；

16. 由键盘显示芯片ZLG7290 控制的8 个8 段数码管和16 个按键； 17. 8 个拨码开关、8 个LED、8 个独立的按键； 18. 接触式IC 卡实验；

19. 非接触式IC 卡读卡模块实验（可供用户选配）；

20. LM324 四运放，可以搭建各种运放电路，做运放实验； 21. 继电器驱动及控制电路，可做各种继电器控制实验； 22. I2C 接口的EEPROM 和RTC 实时时钟电路； 23. RS232 和RS485 接口电路； 24. 交流蜂鸣器驱动控制电路； 25. PWM 脉宽调制输出接口； 26. 电位器电压调节电路；

27. 提供仿真器电源输出供给电压；

28. 74LS164 串转并、74LS165 并转串实验； 29. 红外收发数据实验；

30. 18B20 单总线数字式温度传感器实验； 31. ISD1420 语音模块实验；

32. 含有一个逻辑笔，可用于检查TTL 电平的高低； 33. 包含有一个8 路输出的时钟源。

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用。

? DK51 开发套件

DK51 开发套件是PK51 的精简版，它不包括RTX51 Tiny 实时操作系统。开发套件 可针对80C51 及其所有派生系列进行配置使用。 ? CA51 编译器套件

如果开发者只需要一个C 编译器而不需要调试系统，则CA51 编译器套件就是最好的 选择。CA51 编译器套件只包含μVision2 IDE 集成开发环境，CA51 不提供μVision2 调试器的功能。这个套件包括了要建立嵌入式应用的所有工具软件，可针对80C51 及其所有派生系列进行配置使用。 ? A51 汇编器套件

A51 汇编器套件包括一个汇编器和创建嵌入式应用所需要的所有工具。它可针对 80C51 及其所有派生系列进行配置使用。 ? RTX51 实时操作系统(FR51)

RTX51 实时操作系统是80C51 系列微控制器的一个实时内核。RTX51 Full 提供 RTX51 Tiny 的所有功能和一些扩展功能，并且包括CAN 通讯协议接口子程序。

? 比较表：表2.1 列出了每个套件的功能，表的顶上一栏为工具套件名称，表的左边 一列为软件组成部分，使用这个对照表可以选择符合您需要的套件。 表2.1 比较表

DP-51PROC 单片机综合仿真实验仪在自身强大硬件功能基础之上集成了Keil C51 开 发调试软件，使用户能够较轻松、快捷的掌握硬件设计方法和软件编程技巧。为了使您在较短的时间内熟悉和掌握这些技术，随机提供了测试版Keil C51 V7.0 软件，其中包含了一些示范程序和一些受限制的工具。Keil C51 测试版工具软件在功能、创建应用程序和程序代码长度方面都有限制，对于大型应用程序或需要功能更全的Keil C51 软件，则需要购买正版的Keil C51 软件。

2.2 Keil C51 的安装

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2.2.1 系统要求

安装Keil C51 集成开发软件，必须满足最小的硬件和软件要求，才能确保编译器以及其他程序功能正常，必须具有：

(1) Pentium、Pentium－II 或兼容处理器的PC； (2) Windows95、Windows98、Windows NT4.0； (3) 至少16MB RAM； (4) 至少20MB 硬盘空间。 2.2.2 软件的安装

下面以Keil C51 V7.0 版为例，介绍如何安装Keil μVision2 集成开发环境。 (1) 把随机赠送的DEMO 光盘放入光驱中(假设E:盘)，进入E:\\Software\\Keil C V7.0\\Setup 目录下，这时会看到SETUP.EXE 的安装文件，双击该文件即可开始安装。

(2) 这时会出现如图2.1 所示的安装初始化画面，稍后弹出一个安装向导对话框如图 2.2 所示，询问用户是安装、修复更新或是卸载Keil C51 软件，用户可以根据需要进行选择，当然若是第一次安装该软件应选择第一项Install Support for Additional．．．安装该软件。

图2.1 安装初始化

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图2.2 安装向导画面

(3) 单击Next 命令按钮，这时会出现如图2.3 所示的安装询问对话框，提示用户是 安装完全版还是评估版。如果您购买了正版的Keil C 软件当然是选择Full Version 了， 否则您只能选择Eval Version 选项。

图2.3 安装询问画面

(4) 在此后弹出几个确认对话框中选择Next，这时会出现一个如图2.4 所示的安装 路径设置对话框，默认路径是C:\\KEIL，当然用户可以点击Browse 选择适合自己安装的目录，如D:\\Keil C51 V7.0。

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图2.4 安装路径设置对话框

(5) 在接下来的询问确认对话框中选择Next 命令按钮加以确认即可出现如图2.5 所示的安装进度指示画面。

图2.5 安装进度指示画面

(6) 接下来就是等待安装，安装完毕后单击Finish 加以确认，此时您可以在桌面上看到Keil μVision2 软件的快捷图标如图2.6 所示，双击它就可以进入Keil C51 集成开发环境。

图2.6 快捷图标

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2.3 μVision2 集成开发环境

2.3.1 μVision2 集成工具

μVision2 支持所有的Keil 80C51 的工具软件，包括C51 编译器、宏汇编器、链接器/定位器和目标文件至Hex 格式转换器，μVision2 可以自动完成编译、汇编、链接程序等操作。

(1) C51 编译器和A51 汇编器

由μVision2 IDE 创建的源文件，可以被 C51 编译器或A51 汇编器处理，生成可重定 位的object 文件。Keil C51 编译器遵照ANSI C 语言标准，支持C 语言的所有标准特性。另外，还增加了几个可以直接支持80C51 结构的特性。Keil A51 宏汇编器支持80C51 及其派生系列的所有指令集。

(2) LIB51 库管理器

LIB51 库管理器可以从由汇编器和编译器创建的目标文件建立目标库。这些库是按规 定格式排列的目标模块，可在以后被链接器所使用。当链接器处理一个库时，仅仅使用了库中程序使用了的目标模块而不是全部加以引用。

(3) BL51 链接器/定位器

BL51 链接器使用从库中提取出来的目标模块和由编译器、汇编器生成的目标模块， 创建一个绝对地址目标模块。绝对地址目标文件或模块包括不可重定位的代码和数据。所有的代码和数据都被固定在具体的存储器单元中。

(4) μVision2 软件调试器

μVision2 软件调试器能十分理想地进行快速、可靠的程序调试。调试器包括一个高速 模拟器，您可以使用它模拟整个80C51 系统，包括片上外围器件和外部硬件。当您从器件数据库选择器件时，这个器件的属性会被自动配置。

(5) μVision2 硬件调试器

μVision2 调试器向您提供了几种在实际目标硬件上测试程序的方法。安装MON51 目 标监控器到您的目标系统，并通过Monitor－51 接口下载您的程序；使用高级GDI 接口， 将μVision2 调试器同类似于DP-51PROC 单片机综合仿真实验仪或者TKS 系列仿真器的硬件系统相连接，通过μVision2 的人机交互环境指挥连接的硬件完成仿真操作。

(6) RTX51 实时操作系统

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本文来源：https://www.bwwdw.com/article/zii.html