《单片机原理与接口技术实验》教学大纲

Experiment of principle and interface technology of single chip microcomputer

课程代码：BK090004 学时：32学分：1

适用专业：物联网等专业 课程性质：必修

撰稿人：王玉存 审定人：柳平增

1. 实验课的性质与任务

   本课程是电子工程系、控制工程系、通信工程系相关专业的重要专业必修课，主要介绍MCS-51系列单片机的工作原理及其在电子产品中的应用。通过本课程的学习，使学生了解掌握单片机内部资源的应用及常用外围接口电路的设计，单片机在各种产品中的应用，具有一定的产品开发设备维护能力。

   二、实验目的与要求

掌握增强MCS-51系列单片机内部结构，在单片机开发板仿真汇编语言程序、熟悉MCS-51指令系统，掌握MCS-51的中断控制、A/D与D/A转换等技术。训练学生自己设计装调和编程单片机控制电路，了解其装调的工艺过程。会设计实验内容和步骤；会分析实验结果。

三、实验项目设置情况

四、各实验项目教学内容

实验一I /O口输出实验—LED流水灯实验(2学时)

（一）实验目的要求

1)掌握单片机最小系统的构成；

2)掌握I/O口的使用及驱动能力的概念；

3)熟悉移位指令和软件延时程序。

（二）实验材料和仪器设备

计算机、单片机教学实验箱

（三）实验内容

1)利用51单片机及8个发光二级管等器件，构成一个流水灯单片机系统。

2)用Keil C51软件创建程序

3)对程序进行编译与链接，建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；

4)实验板验证

实验二时钟显示实验(2学时)

（一）实验目的要求

1)掌握单片机Pl口的功能；

2)学会利用P1口作为输入和输出口；

3)掌握定时器的使用

（二）实验材料和仪器设备

计算机、单片机教学实验箱

（三）实验内容

1)编写一段程序，用Pl 口和P3口作为控制端口，实现时钟的显示。

2)用Keil C51软件创建程序

3)对程序进行编译与链接，建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；

4)实验板验证

实验三多个中断同时存在实验(4学时)

（一）实验目的要求

1)了解MCS-51中断系统

2)了解中断嵌套及中断优先级的概念和编程方法。

（二）实验材料和仪器设备

计算机、单片机教学实验箱

（三）实验内容

1)利用P3.2接一个外部中断输入， 同时使用到单片机定时器中断，通过P1口连接8个发光二级管显示中断的作用。

2)用Keil C51软件程序

3)对程序进行编译与链接，建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；

4)实验板验证

实验四8051与PC之间串行通信实验(4学时)

（一）实验目的要求

1)掌握8051单片机串行口软件编程和硬件使用方法；

2)了解Proteus虚拟终端的使用；

3)了解PC超级终端（串口调试助手）和RS232的使用。

（二）实验材料和仪器设备

计算机、单片机教学实验箱

（三）实验内容

1)51单片机的串行口经MAX232（实际使用MAX202，二者功能一样）电平转换后，与PC串口相连，实现51和PC的通信。

2)用Keil C51软件创建程序

3)对程序进行编译与链接，建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；

4)实验板验证

实验五矩阵键盘扫描实验(4学时)

（一）实验目的要求

1)理解矩阵键盘扫描的原理；

2)掌握矩阵键盘与51单片机接口的编程方法。

（二）实验材料和仪器设备

计算机、单片机教学实验箱

（三）实验内容

1)利用4X4 16位键盘和一个7段LED构成简单的输入显示系统，实现键盘输入和LED数码管显示实验。

2)用Keil C51软件创建程序

3)对程序进行编译与链接，建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；

4)实验板验证

实验六8255 I/O扩展实验(4学时)

（一）实验目的要求

1)了解8255芯片结构及编程方法；

2)了解8255输入/输出实验方法。

（二）实验材料和仪器设备

计算机、单片机教学实验箱

（三）实验内容

1）利用8255可编程并行口芯片，实现输入/输出

2）用Keil C51软件创建程序

3）对程序进行编译与链接，建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；

4）实验板验证

实验七A/D转换实验(2学时)

（一）实验目的要求

1)了解A/D转换与单片机的接口方法；

2)了解ADC0809转换性能及编程方法；

3)通过实验了解单片机如何进行数据采集。

（二）实验材料和仪器设备

计算机、单片机教学实验箱

（三）实验内容

1）利用ADC0808/(0809)做A/D转换器，由实验板上的电位器提供模拟量输入，编制程序将模拟量转换成二进制数字量，用P1口输出到发光二极管显示，或通过八段码数码管将数值显示出来。

2）用Keil C51软件创建程序

3）对程序进行编译与链接，建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；

4）实验板验证

实验八D/A转换实验(2学时)

（一）实验目的要求

了解D/A转换的基本原理及DAC0832的性能和编程方法。

（二）实验材料和仪器设备

计算机、单片机教学实验箱

（三）实验内容

1)利用DAC0832 D/A转换电路，输出0－-2.5V的电压，并使用电压表查看电压的变化。

2)练习用ADC0809对模拟电压进行A/D转换、DAC0832做多波形输出实验，用示波器查看波形。

3)用Keil C51软件创建程序

4)对程序进行编译与链接，建立实验程序并编译，加载hex文件，仿真；

5)实验板验证

实验九 单片机汇编程序设计试验（4学时)

（一）实验目的要求

1）学会查指令的机器码，掌握常用特殊功能寄存器的地址，熟悉常用指令和常用算法，编写并验证汇编程序。

（二）实验材料和仪器设备

计算机、单片机教学实验箱

（三）实验内容

1）熟悉键盘监控命令：S、T、R、G、D、等命令

2）编写并调试运行汇编程序

3）实验调试程序的技术如单步运行、设置断点等

实验十 单片机系统综合试验（4学时)

（一）实验目的要求

①提高软硬件设计能力；

②提高单片机的综合应用能力。

（二）实验材料和仪器设备

计算机、单片机教学实验箱

（三）实验内容

内容不限，自行设计。

1. 实验报告要求

   1认真完成实验报告， 应在理解的基础上简单扼要的书写实验原理，不提倡大段抄书。应结合具体的实验现象和问题进行讨论，不提倡纯理论的讨论，更不要从其它参考资料中大量抄录。实验报告内容应包括: 学生姓名、学号、实验组号及组内编号；实验题目；目的要求； 实验原理, 实验内容：应包括主要实验步骤、测量及调节方法、观察到的现象、变化的规律以及相应的解释等； 数据处理及结果（结论）：按实验要求处理数据，并写出结论； 讨论：对实验中存在的问题、进一步的想法等进行讨论。

   六、课程考核方式及成绩评定

   （一）考核方式

   平时成绩：ð课堂提问+学习态度+预习报告+实验报告

   （二）课程成绩评定办法学生在完成每一个单元的实验后，必须经过实验指导老师的验收登记予以认可。实验课全部结束后，每人提交一份实验报告（要求独立完成，坚决杜绝抄袭），实验成绩根据学生完成实验的情况、平时表现、遵守实验实规章制度的情况、实验报告完成的情况、有无违章操作而损坏实验设备的记录等，按优、良、中、及格、不及格五级制予以综合评定。成绩构成：考勤20%+ 平时80%。

七、实验应配套的主要仪器设备及台（套）数（以一个实验教学班为标准）

单片机原理实验仪30套, PC机30台

附：教学参考资料

1. 周立功等编著. 单片机实验与实践. 北京：北京航空航天大学出版社，2004.8

2. 朱定华、戴汝平. 单片微机原理与应用. 北京：清华大学出版社 ,2003