單片機(jī)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)

單片機(jī)認(rèn)識實(shí)驗(yàn)

一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>要進(jìn)行單片機(jī)實(shí)驗(yàn)，必須要具備基本的硬件和軟件。編程人員必須掌握硬件的電路結(jié)
構(gòu)和原理才能編寫出能在該電路上正確運(yùn)行的程序。開發(fā)軟件是進(jìn)行程序編寫和調(diào)試的基
本工具，通過它才能正確調(diào)試程序。本實(shí)驗(yàn)采用“旋風(fēng)”智能小車作為實(shí)際控制對象，其
電路板是實(shí)驗(yàn)硬件電路；開發(fā)軟件采用uv2 單片機(jī)集成開發(fā)軟件。本實(shí)驗(yàn)主要是熟悉單片
機(jī)實(shí)驗(yàn)的軟、硬件的使用方法，其使用方法在以后的每個(gè)實(shí)驗(yàn)中都將用到。通過實(shí)驗(yàn)，要
求同學(xué)們掌握以下知識要點(diǎn)：
1．掌握小車控制電路板的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識單片機(jī)等關(guān)鍵元件，掌握電路板與電機(jī)、喇叭、
電池的連接關(guān)系。
2．掌握電路板與計(jì)算機(jī)的連接方法。
3．uv2 集成開發(fā)環(huán)境的使用方法及程序調(diào)試方法。
4．掌握利用P89V51RD2 單片機(jī)的仿真模塊進(jìn)行程序調(diào)試的方法。
二、實(shí)驗(yàn)預(yù)備知識
1．認(rèn)真閱讀指導(dǎo)書第一、二章的內(nèi)容。
2．實(shí)驗(yàn)操作中應(yīng)注意以下問題：
① 電路連接應(yīng)在斷電情況下進(jìn)行。
② 在程序調(diào)試過程中，出現(xiàn)以下情況會導(dǎo)致調(diào)試程序無向應(yīng)（現(xiàn)象類似于計(jì)算機(jī)死
機(jī)）：
A．關(guān)閉小車電源。
B．通信線意外斷開。
C．在重新聯(lián)機(jī)時(shí)，點(diǎn)擊“Try again”按鈕后關(guān)閉小車電源。
D．其它導(dǎo)致計(jì)算機(jī)與單片機(jī)通信中斷的情況。
出現(xiàn)以上情況后，只能強(qiáng)行關(guān)閉調(diào)試軟件，然后重新運(yùn)行調(diào)試軟件。但是當(dāng)前的項(xiàng)目
文件不能打開，只有新建項(xiàng)目文件并重新加入源程序文件，然后才能正常操作。源程序文
件并沒有被損壞，加入項(xiàng)目后仍可以正常打開和使用。
③ 在程序調(diào)試過程中如果出現(xiàn)要求重新連接的對話框，則按下列順序操作：
關(guān)閉小車電源 打開小車電源 點(diǎn)擊“Try again”按鈕。
如果不按此順序操作，就會出現(xiàn)程序響應(yīng)得情況。
④ 程序運(yùn)行中，如果有起動(dòng)小車電機(jī)的指令，則必須把小車架空，防止小車沖出實(shí)
驗(yàn)桌。
⑤ 在已有同一個(gè)項(xiàng)目中可以加入不同的源程序文件進(jìn)行調(diào)試。當(dāng)需要調(diào)試另外一個(gè)
源程序文件時(shí)，可以將以前的源程序文件移除，然后編寫新的源程序文件并加入項(xiàng)目，然
后就可以進(jìn)行匯編、調(diào)試等操作。這種情況下，相關(guān)設(shè)置不變，可以不重新設(shè)置，如果重
新建立項(xiàng)目文件，就必須進(jìn)行相關(guān)設(shè)置（設(shè)置內(nèi)容見第一章）。

⑥ 在調(diào)試程序中，如果需要再次運(yùn)行程序，可以執(zhí)行CPU 復(fù)位或系統(tǒng)復(fù)位。CPU 復(fù)
位通過執(zhí)行“Peripherals”菜單下的“Reset CPU”命令實(shí)現(xiàn)；系統(tǒng)復(fù)位的方法是停止調(diào)
試后再重新進(jìn)入調(diào)試狀態(tài)。
CPU 復(fù)位可以使程序指針回到起點(diǎn)，但單片機(jī)中的一些寄存器和數(shù)據(jù)存儲器的內(nèi)容不
會恢復(fù)到初始狀態(tài)。
系統(tǒng)復(fù)位與CPU 復(fù)位相比，單片機(jī)的所有寄存器、存儲器等均回到初始狀態(tài)。
在初學(xué)階段，建議同學(xué)們使用系統(tǒng)復(fù)位。
三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
1．熟悉硬件電路
記錄電路板上的各集成電路的型號，并說明其功能，并記錄于下表：
表3-1 集成芯片型號
序號 集成電路型號功能說明
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2．連接串行通信線
在小車電源斷開的情況下，把串行通信線圓柱體插頭端插入小車電路板的RS232 插孔
中，其D 形插座端接計(jì)算機(jī)的RS232 串行接口（以后簡稱串口）。計(jì)算機(jī)一般有兩個(gè)串口
COM1 和COM2，可任接其中一個(gè)，只要在通信設(shè)置時(shí)設(shè)置成所接的串口即可。通信線連
接好后才能打開電源，電源開關(guān)在小車的尾部。
3．建立項(xiàng)目和開發(fā)環(huán)境設(shè)置
① 建立項(xiàng)目文件并保存，保存時(shí)擴(kuò)展名為“uv2”。建立項(xiàng)目文件時(shí)要執(zhí)行選擇單片
機(jī)型號等操作。
② 新建源程序文件，用匯編語言編寫源文件并保存。保存源程序文件時(shí)一定要添加
擴(kuò)展名，匯編語言程序的擴(kuò)展名是“ASM”。
③ 添加源文件。
④ 進(jìn)行仿真設(shè)置，設(shè)置界面如圖1-4 和圖1-5。
⑤ 匯編源程序文件。匯編過程中如果有錯(cuò)誤，必須進(jìn)行修改，然后再匯編，直到?jīng)]
有錯(cuò)誤提示為止。
4．調(diào)試程序

分別調(diào)試以下兩段程序并按要求記錄
程序一：
ORG 0000H
MOV A ，#55H
MOV R0，#38H
INC R0
ADD A ，#08H
RLC A
MOV DPTR ，#0200H
MOVX @DPTR ，A
INC DPTR
MOVX A ，@DPTR
NOP
MOV B ，#05H
MUL AB
SJMP $
END
單步執(zhí)行程序一并記錄每條指令執(zhí)行后的相關(guān)寄存器的內(nèi)容。
在程序種的第4 行和第10 行設(shè)置斷點(diǎn)，連續(xù)運(yùn)行當(dāng)程序在斷點(diǎn)處停止時(shí)觀察此時(shí)各
寄存器內(nèi)容與單步運(yùn)行到此行時(shí)是否一樣。
取消斷點(diǎn)，連續(xù)執(zhí)行程序，觀察現(xiàn)象，并說明原因。
程序二：
ORG 0000H
MOV P1 ，#0F1H
LCALL DELAY
MOV P1 ，#0F2H
LCALL DELAY
MOV P1 ，#0F4H
LCALL DELAY
MOV P1，#0F8H
CLR P1.6
CLR P1.4
LCALL DELAY
SETB P1.6
SETB P1.4
CLR P3.5
LCALL DELAY
SETB P3.5
SJMP $

DELAY：MOV R1，#10 ；延時(shí)1S 的子程序
DEL2： MOV R2，#200
DEL1： MOV R3，#123
DEL0： DJNZ R3，DEL0
DJNZ R2，DEL1
DJNZ R1，DEL2
RET
END
單步運(yùn)行程序二，記錄每條指令執(zhí)行后小車所產(chǎn)生的現(xiàn)象，結(jié)合硬件電路分析為什么
會出現(xiàn)這種現(xiàn)象。
在程序二中的第5 行和第9 行設(shè)置斷點(diǎn)用斷點(diǎn)運(yùn)行，觀察記錄程序運(yùn)行時(shí)的現(xiàn)象，并
對比于單步運(yùn)行時(shí)是否相同。如果步同，分析其原因。
連續(xù)運(yùn)行程序二，觀察記錄現(xiàn)象，與前兩種運(yùn)行方式時(shí)的現(xiàn)象比較，如果不同分析其
原因。
四、思考題
1．電路中U8B~U8E 四個(gè)非門的作用是什么？
2．單片機(jī)的時(shí)鐘周期和機(jī)器周期各是多少？
3．為什么在執(zhí)行程序一時(shí)在小車上觀察不到任何現(xiàn)象，而在運(yùn)行程序二時(shí)小車會出
現(xiàn)一些動(dòng)作？
4．結(jié)合硬件電路分析在執(zhí)行程序二時(shí)產(chǎn)生各種現(xiàn)象的原因。