单片机认识实验

单片机认识实验

一、实验目的
要进行单片机实验，必须要具备基本的硬件和软件。编程人员必须掌握硬件的电路结
构和原理才能编写出能在该电路上正确运行的程序。开发软件是进行程序编写和调试的基
本工具，通过它才能正确调试程序。本实验采用“旋风”智能小车作为实际控制对象，其
电路板是实验硬件电路；开发软件采用uv2 单片机集成开发软件。本实验主要是熟悉单片
机实验的软、硬件的使用方法，其使用方法在以后的每个实验中都将用到。通过实验，要
求同学们掌握以下知识要点：
1．掌握小车控制电路板的结构，认识单片机等关键元件，掌握电路板与电机、喇叭、
电池的连接关系。
2．掌握电路板与计算机的连接方法。
3．uv2 集成开发环境的使用方法及程序调试方法。
4．掌握利用P89V51RD2 单片机的仿真模块进行程序调试的方法。
二、实验预备知识
1．认真阅读指导书第一、二章的内容。
2．实验操作中应注意以下问题：
① 电路连接应在断电情况下进行。
② 在程序调试过程中，出现以下情况会导致调试程序无向应（现象类似于计算机死
机）：
A．关闭小车电源。
B．通信线意外断开。
C．在重新联机时，点击“Try again”按钮后关闭小车电源。
D．其它导致计算机与单片机通信中断的情况。
出现以上情况后，只能强行关闭调试软件，然后重新运行调试软件。但是当前的项目
文件不能打开，只有新建项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
件并没有被损坏，加入项目后仍可以正常打开和使用。
③ 在程序调试过程中如果出现要求重新连接的对话框，则按下列顺序操作：
关闭小车电源 打开小车电源 点击“Try again”按钮。
如果不按此顺序操作，就会出现程序响应得情况。
④ 程序运行中，如果有起动小车电机的指令，则必须把小车架空，防止小车冲出实
验桌。
⑤ 在已有同一个项目中可以加入不同的源程序文件进行调试。当需要调试另外一个
源程序文件时，可以将以前的源程序文件移除，然后编写新的源程序文件并加入项目，然
后就可以进行汇编、调试等操作。这种情况下，相关设置不变，可以不重新设置，如果重
新建立项目文件，就必须进行相关设置（设置内容见第一章）。

⑥ 在调试程序中，如果需要再次运行程序，可以执行CPU 复位或系统复位。CPU 复
位通过执行“Peripherals”菜单下的“Reset CPU”命令实现；系统复位的方法是停止调
试后再重新进入调试状态。
CPU 复位可以使程序指针回到起点，但单片机中的一些寄存器和数据存储器的内容不
会恢复到初始状态。
系统复位与CPU 复位相比，单片机的所有寄存器、存储器等均回到初始状态。
在初学阶段，建议同学们使用系统复位。
三、实验内容
1．熟悉硬件电路
记录电路板上的各集成电路的型号，并说明其功能，并记录于下表：
表3-1 集成芯片型号
序号 集成电路型号功能说明
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
2．连接串行通信线
在小车电源断开的情况下，把串行通信线圆柱体插头端插入小车电路板的RS232 插孔
中，其D 形插座端接计算机的RS232 串行接口（以后简称串口）。计算机一般有两个串口
COM1 和COM2，可任接其中一个，只要在通信设置时设置成所接的串口即可。通信线连
接好后才能打开电源，电源开关在小车的尾部。
3．建立项目和开发环境设置
① 建立项目文件并保存，保存时扩展名为“uv2”。建立项目文件时要执行选择单片
机型号等操作。
② 新建源程序文件，用汇编语言编写源文件并保存。保存源程序文件时一定要添加
扩展名，汇编语言程序的扩展名是“ASM”。
③ 添加源文件。
④ 进行仿真设置，设置界面如图1-4 和图1-5。
⑤ 汇编源程序文件。汇编过程中如果有错误，必须进行修改，然后再汇编，直到没
有错误提示为止。
4．调试程序

分别调试以下两段程序并按要求记录
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
单步执行程序一并记录每条指令执行后的相关寄存器的内容。
在程序种的第4 行和第10 行设置断点，连续运行当程序在断点处停止时观察此时各
寄存器内容与单步运行到此行时是否一样。
取消断点，连续执行程序，观察现象，并说明原因。
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 ；延时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
单步运行程序二，记录每条指令执行后小车所产生的现象，结合硬件电路分析为什么
会出现这种现象。
在程序二中的第5 行和第9 行设置断点用断点运行，观察记录程序运行时的现象，并
对比于单步运行时是否相同。如果步同，分析其原因。
连续运行程序二，观察记录现象，与前两种运行方式时的现象比较，如果不同分析其
原因。
四、思考题
1．电路中U8B~U8E 四个非门的作用是什么？
2．单片机的时钟周期和机器周期各是多少？
3．为什么在执行程序一时在小车上观察不到任何现象，而在运行程序二时小车会出
现一些动作？
4．结合硬件电路分析在执行程序二时产生各种现象的原因。