單片機認識實驗

一、實驗目的
要進行單片機實驗，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
構和原理才能編寫出能在該電路上正確運行的程序。開發軟件是進行程序編寫和調試的基
本工具，通過它才能正確調試程序。本實驗采用“旋風”智能小車作為實際控制對象，其
電路板是實驗硬件電路；開發軟件采用uv2 單片機集成開發軟件。本實驗主要是熟悉單片
機實驗的軟、硬件的使用方法，其使用方法在以后的每個實驗中都將用到。通過實驗，要
求同學們掌握以下知識要點：
1．掌握小車控制電路板的結構，認識單片機等關鍵元件，掌握電路板與電機、喇叭、
電池的連接關系。
2．掌握電路板與計算機的連接方法。
3．uv2 集成開發環境的使用方法及程序調試方法。
4．掌握利用P89V51RD2 單片機的仿真模塊進行程序調試的方法。
二、實驗預備知識
1．認真閱讀指導書第一、二章的內容。
2．實驗操作中應注意以下問題：
① 電路連接應在斷電情況下進行。
② 在程序調試過程中，出現以下情況會導致調試程序無向應（現象類似于計算機死
機）：
A．關閉小車電源。
B．通信線意外斷開。
C．在重新聯機時，點擊“Try again”按鈕后關閉小車電源。
D．其它導致計算機與單片機通信中斷的情況。
出現以上情況后，只能強行關閉調試軟件，然后重新運行調試軟件。但是當前的項目
文件不能打開，只有新建項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，加入項目后仍可以正常打開和使用。
③ 在程序調試過程中如果出現要求重新連接的對話框，則按下列順序操作：
關閉小車電源 打開小車電源 點擊“Try again”按鈕。
如果不按此順序操作，就會出現程序響應得情況。
④ 程序運行中，如果有起動小車電機的指令，則必須把小車架空，防止小車沖出實
驗桌。
⑤ 在已有同一個項目中可以加入不同的源程序文件進行調試。當需要調試另外一個
源程序文件時，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目，然
后就可以進行匯編、調試等操作。這種情況下，相關設置不變，可以不重新設置，如果重
新建立項目文件，就必須進行相關設置（設置內容見第一章）。

⑥ 在調試程序中，如果需要再次運行程序，可以執行CPU 復位或系統復位。CPU 復
位通過執行“Peripherals”菜單下的“Reset CPU”命令實現；系統復位的方法是停止調
試后再重新進入調試狀態。
CPU 復位可以使程序指針回到起點，但單片機中的一些寄存器和數據存儲器的內容不
會恢復到初始狀態。
系統復位與CPU 復位相比，單片機的所有寄存器、存儲器等均回到初始狀態。
在初學階段，建議同學們使用系統復位。
三、實驗內容
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 形插座端接計算機的RS232 串行接口（以后簡稱串口）。計算機一般有兩個串口
COM1 和COM2，可任接其中一個，只要在通信設置時設置成所接的串口即可。通信線連
接好后才能打開電源，電源開關在小車的尾部。
3．建立項目和開發環境設置
① 建立項目文件并保存，保存時擴展名為“uv2”。建立項目文件時要執行選擇單片
機型號等操作。
② 新建源程序文件，用匯編語言編寫源文件并保存。保存源程序文件時一定要添加
擴展名，匯編語言程序的擴展名是“ASM”。
③ 添加源文件。
④ 進行仿真設置，設置界面如圖1-4 和圖1-5。
⑤ 匯編源程序文件。匯編過程中如果有錯誤，必須進行修改，然后再匯編，直到沒
有錯誤提示為止。
4．調試程序

分別調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
單步執行程序一并記錄每條指令執行后的相關寄存器的內容。
在程序種的第4 行和第10 行設置斷點，連續運行當程序在斷點處停止時觀察此時各
寄存器內容與單步運行到此行時是否一樣。
取消斷點，連續執行程序，觀察現象，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
單步運行程序二，記錄每條指令執行后小車所產生的現象，結合硬件電路分析為什么
會出現這種現象。
在程序二中的第5 行和第9 行設置斷點用斷點運行，觀察記錄程序運行時的現象，并
對比于單步運行時是否相同。如果步同，分析其原因。
連續運行程序二，觀察記錄現象，與前兩種運行方式時的現象比較，如果不同分析其
原因。
四、思考題
1．電路中U8B~U8E 四個非門的作用是什么？
2．單片機的時鐘周期和機器周期各是多少？
3．為什么在執行程序一時在小車上觀察不到任何現象，而在運行程序二時小車會出
現一些動作？
4．結合硬件電路分析在執行程序二時產生各種現象的原因。