课程名称：51单片机实验
一、课程的性质、地位和意义
本实验课是《单片机原理及应用》课程的重要组成部分。单片机的学习不仅要求掌握好理论基础，还要求能够熟练的进行电路的设计布线及基于单片机的完整的软硬件设计。本课程选用的上海星研STAR51-PCIS单片机实验系统和软件。
二、课程的教学目的和要求
本实验课的教学目的和要求是加强理解MCS－51系统的硬件结构，熟练掌握并口串口、中断系统及定时器/计数器的功能和使用方法，可以进行基于51系列芯片的扩展功能的设计，能够开发出简单但完整的应用系统。
三、实验方式与注意事项
实验方式是室内计算机和实验仪器相结合，实验中注意安装与连线。
四、实验项目及学时分配（共18学时）
实验一：彩灯移动实验（2学时）
[实验属性] 理论和操作相结合
[实验目的]
1.熟悉MCS51的开发环境
2.掌握并口作输出口的使用方法
3.掌握实验仪器的使用
[内容提要]
1.正确连接实验箱和计算机，并使实验箱受计算机的控制
2.以P1口作输出口，设计循环点亮八个发光二极管的程序
3.对P1口和发光二极管进行按位连线
4.调试程序，观察实验结果，熟练调试命令，使发光二极管的亮灭受程序的控制
[主要仪器]
1.计算机、EL－MUT－III单片机教学实验箱
2.MCS51单机版软件
实验二：开关控制彩灯闪烁实验（2学时）
[实验属性] 理论和操作相结合
[实验目的]
1.理解时序的概念，会根据晶振频率设计大约时间的延时
2.理解单片机复位后并口的状态
3.掌握并口作输入口的使用方法及同时作输入口输出口的使用方法
[内容提要]
1.正确连接实验箱和计算机，并使实验箱受计算机的控制
2.连接P1.0与开关K1，P1.1与开关K2；P1.2、P1.3与发光二极管L1和L2，P1.4、P1.5与发光二极管L7和L8
3.设计程序，使L1和L2的变化一致，L4和L5的变化一致，并且分别受开关K1，K2的控制
4.调试程序，观察实验结果
[主要仪器]
1.计算机、EL－MUT－III单片机教学实验箱
2.MCS51单机版软件
实验三：有急救车的交通灯控制实验（2学时）
[实验属性] 理论和操作相结合
[实验目的]
1.掌握在单片机系统中扩展简单I/O接口的方法
2.理解模拟交通灯控制的实现方法
3.掌握外部中断技术的基本使用方法
4.掌握中断处理程序的编程方法
[内容提要]
1.正确连接实验箱和计算机，并使实验箱受计算机的控制
2.连接74LS273的输出00～07到发光二极管L1～L8，74LS273的片选CS273接片选信号CS2，单脉冲输出端P－接CPU板上的INT0
3.先设计无急救车的简单交通灯控制实验，交通灯的亮灭规律：初始态两个路口的红灯全亮，之后，东西路口的绿灯亮，南北路口的红灯亮，东西方向通车，延时一段时间后，东西路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，东西路口红灯亮，而同时南北路口的绿灯亮，南北方向通车，延时一段时间后，南北路口绿灯灭，黄灯开始闪烁。闪烁若干次后，再切换到东西路口方向，重复这样的过程。
4.在“3”的基础上增加允许急救车优先通过的要求。当有急救车到达时，两个方向上的红灯亮，以便让急救车通过，假定急救车通过路口的时间为10秒。急救车通过后，交通灯恢复中断前的状态。以单脉冲为中断申请，表示有急救车通过。
[主要仪器]
1.计算机、EL－MUT－III单片机教学实验箱
2.MCS51单机版软件
实验四：循环彩灯实验（2学时）
[实验属性] 理论和操作相结合
[实验目的]
1.学习8051内部计数器的使用和编程方法
2.进一步掌握中断处理程序的编写方法
3.掌握用定时器/计数器准确定时的方法
[内容提要]
1.正确连接实验箱和计算机，并使实验箱受计算机的控制
2.P1.0～P1.7分别接发光二极管L1～L8
3.编写程序，要求内部定时器1按方式1工作，每0.1秒T1溢出中断一次（本实验箱晶振为6MHz），彩灯的移动规律为：1）L1、L2、…L8依次点亮；2）L1、L2、…L8依次熄灭；3）L1、L2、…L8全亮、全灭。各时间间隔0.5秒。让发光二极管按此规律显示下去。
[主要仪器]
1.计算机、EL－MUT－III单片机教学实验箱
2.MCS51单机版软件
实验五：双机通讯实验（2学时）
[实验属性] 理论和操作相结合
[实验目的]
1.掌握串行口的工作方式及编程方法
2.掌握单片机通讯程序的编写
3.了解串行通讯的硬件环境，数据格式及数据交换的协议
[内容提要]
1.将键盘的KA10～KA12接8279的KA0～KA2；RL10～RL17接8255A的RL0～RL7；甲机的CPU板上的TXD接乙机的RXD，甲机的RXD接乙机的TXD，甲机的GND接乙机的GND
2.编写程序：甲机负责发送，乙机负责接收，从甲机的键盘上键入数字键0～F，在两个实验箱的数码管上显示出来。如果键入的不是数字按键，则显示“Error”错误提示。4.
[主要仪器]
1.计算机、EL－MUT－III单片机教学实验箱
2.MCS51单机版软件
实验六：存储器扩展实验（2学时）
[实验属性] 理论和操作相结合
[实验目的]
1.掌握PC存储器扩展的方法
2.熟悉62256芯片的接口方法
[内容提要]
1.正确连接实验箱和计算机，并使实验箱受计算机的控制
2.编写程序：向外部存储器的7000H到8000H循环输入00～0FFH。设置断点，打开外部数据存储器观察窗口，设置外部存储器的窗口地址为7000H～7FFFH。全速运行程序，当程序运行到断点时，观察7000H～7FFFH的内容是否正确。
[主要仪器]
1.计算机、EL－MUT－III单片机教学实验箱
2.MCS51单机版软件
实验七：数码显示实验（2学时）
[实验属性] 理论和操作相结合
[实验目的]
1.进一步掌握定时器的使用和编程方法
2.了解七段数码显示数字的原理
3.掌握用一个段锁存器，一个位锁存器同时显示多位数字的技术
[内容提要]
1.正确连接实验箱和计算机，并使实验箱受计算机的控制
2.将P1口的P1.0～P1.5与数码管的输入LED6～LED1相连，74LS273的00～07与LEDA～LEDP相连，片选信号CS273与CS0相连，去掉短路子连接。
3.编写程序，利用定时器1定时中断，控制电子钟走时，使实验箱上的六各数码管显示分、秒，格式为：××分××秒
[主要仪器]
1.计算机、EL－MUT－III单片机教学实验箱
2.MCS51单机版软件
实验八：A/D转换实验（2学时）
[实验属性] 理论和操作相结合
[实验目的]
1.掌握A/D转换与单片机的接口方法
2.了解A/D芯片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
[内容提要]
1.正确连接实验箱和计算机，并使实验箱受计算机的控制
2.0809的片选信号CS0809接CS0；电位器的输出信号AN0接0809的ADIN0；EOC接CPU板的INT0
3.利用实验台上的ADC0809做A/D转换器，实验箱上的电位器提供模拟电压信号输入，编写程序，将模拟量转换成数字量，用数码管显示模拟量转换的结果4.
[主要仪器]
1.计算机、EL－MUT－III单片机教学实验箱
2.MCS51单机版软件
实验九：D/A转换实验（2学时）
[实验属性] 理论和操作相结合
[实验目的]
1.了解D/A转换的基本原理
2.了解D/A转换芯片0832的性能及编程方法
3.了解单片机系统中扩展D/A转换的基本方法
[内容提要]
1.正确连接实验箱和计算机，并使实验箱受计算机的控制
2.DAC0832的片选CS0832接CS0，输出端OUT接示波器探头，将短路端子DS的1、2短路
3.利用DAC0832，编写程序产生锯齿波、三角波、正弦波，三种波形轮流显示
[主要仪器]
1.计算机、EL－MUT－III单片机教学实验箱
2.MCS51单机版软件
五、教材及参考书目
1. 教材：
《单片机原理及应用》（第3版），张毅刚，哈尔滨：哈尔滨工业大学出版设
2. 参考书目：
1） 李朝青等. 《单片机原理及接口技术》. 北京：北京航空航天大学出版社，2000
2） 张俊谟等. 《单片机中级教程-原理与应用》. 北京：北京航空航天大学出版社，2002
3） 蔡明文等. 《单片机课程设计》. 武昌：华中科技大学出版社，2007
