单片机实验报告由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“实验报告单片机”。
实验名称：单片机C语言程序结构和设计(实验2、3)姓名_ __
学号_ 实验班号_ 机器号__
一、实验目的：
1.掌握单片机C语言程序结构； 2.掌握单片机C语言程序调试方法；
3.掌握MSP430FG2553基本I/O控制方法； 4.巩固编写和调试单片机C语言程序方法； 5.了解简单接口电路的控制方法；
6.了解MSP430汇编格式的寻址方式和指令系统
二、实验基本任务
1、练习调试程序
内容：用跳线将实验板上的8个发光二极管与单片机连接。编写的程序L2_debug.C如下，功能是控制与单片机相连接的8个发光二极管在全亮与全灭这两种状态下循环变换。该程序没有语法上的错误，但运行后不能实现上述现象，请上机调试其中的问题，指出程序的问题，并修改程序。
答： 将单片机P2端口的8个引脚与L1~L8相连。电路如下：
原有程序为：
通过上机调试，发现原程序有以下错误：
① 由于是P2端口上引脚与LED相接，所以应该设置P2而不是P1 ② 应将P2端口调为基本I/O端口，仅通过DIR寄存器是不行的 ③ 源程序没有对P2OUT进行初始化，无法达到全亮全灭的效果
④ 没有循环结构，无法达到全亮全灭的循环效果，可用for(;;)或while(1)结构 ⑤ delay（）函数延时过短，人眼几乎无法感受亮灭的变化 正确的程序应为： #include “io430.h” void delay();int main(void){
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;//关闭看门狗
P2SEL=0;
//将P2端口设为基本I/O端口
P2SEL2=0;
P2DIR=0Xff;
//设置端口2为输出方向
P2OUT=0;
//初始化P2端口引脚，For(;;){
P2OUT=~P2OUT;
delay();} } void delay(){
unsigned int j;
for(j=0;j
//延时 } 2．
控制发光二极管的显示变化
在任务 1 的连线基础上，编程控制 8 个发光二极管按下面的 2 种规律循环变换，即规 律 1→规律 2→规律 1→规律 2→……，如此循环反复。
1)规律 1：8 个 LED 灯顺时针一个一个单独点亮，即 L1 L2……L7 L8 亮，每次只有一个灯亮，其他灯灭；
2)规律 2：8 个LED灯两两点亮，顺序为 L1 和 L8，L2和 L7，L3 和 L6，L4 和 L5，每次只有两个灯亮，其他灯灭； 答：程序如下： #include “io430.h” void delay();void rule1();void rule2();int main(void){
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;//关闭看门狗
P2SEL=0;
//将P2端口设为基本I/O端口
P2SEL2=0;
P2DIR=0Xff;
//设置端口2为输出方向
P2OUT=0;
//初始化P2端口引脚，for(;;){
rule1();
rule2();
} } void rule1()
//规律1 {
unsigned char LED_0=0x01,LED_temp;
LED_temp=LED_0;
for(unsigned int i=0;i
{
P2OUT=~LED_temp;
delay();
LED_temp=LED_temp
} } void rule2()
//规律2 {
unsigned char LED_data[]={0x81,0x42,0x24,0x18};
for(unsigned int i=0;i
{
P2OUT=~LED_data[i];
delay();
} } void delay(){
unsigned int j;
for(j=0;j
//延时 }
思考：
如果选择用单片机的 P1 端口控制 8 个发光二极管，如何在实验板上设计连线、并编程实现任务 2 的功能？
答：
设计连线：将P1端口的8个引脚与L1~L8对应相连。
程序设计：将原先程序中所有关于P2端口的操作都换为P1端口即可 3.用按键控制发光二极管的显示变化
在任务 2 基础上，增加 2 个按键与单片机的引脚相连，编程实现由按键控制发光二级管 的显示变化：当按下实验板上的 K1 键时，8 个发光二极管按任务 2 中的规律 1 变化； 当按下实验板上的 K2 键时，8 个发光二极管按任务 2 中的规律 2 变化。
答：在实验1的连线基础上，将P1.0、P1.1分别于K1、K2相连。如下图
程序如下：
#include “io430.h” void delay();void rule1();void rule2();int main(void){
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;//关闭看门狗
P2SEL=0;
//将P2端口设为基本I/O端口
P2SEL2=0;
P2DIR=0xff;
//设置端口2为输出方向
P2OUT=0;//初始化P2端口引脚，P1SEL&=~(BIT0+BIT1);//设置P1为基本I/O
P1SEL2&=~(BIT0+BIT1);
P1DIR&=~(BIT0+BIT1);//设置P1.0和P1.1为输入状态
P1REN=0x03;//使P1.0和P1.1能上拉电阻
P1OUT=0x03;
int key=2;
for(;;)
{
if((P1IN&BIT0)==0)
key=0;
else if((P1IN&BIT1)==0)
key=1;
if(key==0)
rule1();
else if(key==1)
rule2();
} }
void rule1()
//规律1 {
unsigned char LED_0=0x01,LED_temp;
LED_temp=LED_0;
for(unsigned int i=0;i
{
P2OUT=~LED_temp;
delay();
LED_temp=LED_temp
} } void rule2()
//规律2 {
unsigned char LED_data[]={0x81,0x42,0x24,0x18};
for(unsigned int i=0;i
{
P2OUT=~LED_data[i];
delay();
} } void delay(){
unsigned int j;
for(j=0;j
//延时 } 4.并行方式控制数码管的显示
参看附录A，掌握 MSP430G2553 扩展板上 4 个数码管的工作原理，用单片机的 8 个 I/O 引脚并行控制数码管的控制端 Sh~Sa，设计相关连线。编程完成下面任务：
1）画出单片机与 4 个数码管连接的原理图，分析控制方法；
2）编程控制四个数码管从右到左、依次每个数码管分别循环显示 0~
9、A~F。
3）用 4 个数码管做一个电子表，高两位数码管显示分钟值，低两位数码管显示秒值。每计数到 5分钟时，控制蜂鸣器发出一报警声，然后又从 0 开始重新计时。
其中 1 秒时间可通过延时完成，如执行 for(i=0;i
思考：每个数码管显示的时间不能太长，也不能太短，为什么？
答：
1)原理图如下：
控制方法：
P2.0~P2.7与S a~S h相连，控制LED灯的亮灭，P1.0~P1.3控制选择哪一个数码管进行输出。
2)编程控制四个数码管从右到左、依次每个数码管分别循环显示 0~
9、A~F。程序如下： #include “io430.h” void delay();const char LEDtab[16]={~0x3F,~0x06,~0x5B,~0x4F,~0x66,~0x6D,~0x7D,~0x07,~0x7F,~0x6F,~0x77,~0x7C,~0x39,~0x5E,~0x79,~0x71};int main(void){ WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;//关闭看门狗 P1SEL=0;//设置P1为基本I/O P1SEL2=0;P1DIR=0xff;//设置P1为输出出口 P1OUT=0;P2SEL=0;//设置P2为基本I/O P2SEL2=0;P2DIR=0xff;//设置P2为输出出口 P2OUT=0xff;unsigned int i;for(;;){ P1OUT=BIT0;//第一个数码管开始输出 for(i=0;i
其中 1 秒时间可通过延时完成，如执行 for(i=0;i
答：在上述连线的基础上，将P1.7与BUZZ相连，程序如下
#include “io430.h” void delay();void second();const char LEDtab[10]={~0x3F,~0x06,~0x5B,~0x4F,~0x66,~0x6D,~0x7D,~0x07,~0x7F,~0x6F};unsigned char a,b,c,d;int main(void){ // 关闭看门狗
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;P1SEL=0;P1SEL2=0;P1DIR=0xff;P1OUT=0+BIT7;P2SEL=0;P2SEL2=0;P2DIR=0xff;P2OUT=0xff;//初始化 for(;;){ a=b=c=d=~0x3F;for(int k=0;k
答：时间过长，没有连续的效果；时间过短，不利于观察读数。5.汇编格式指令和寻址方式的学习(可在simulator下完成)
L2_2.c源程序见下，建立C项目，进入DEBUG状态，点击view/disaembly,在反汇编 窗口得到L2_2.c汇编格式指令的程序代码，如图2-1和图2-2，阅读该程序的汇编格 式代码。
1)程序用到了哪些指令？
答：数据传送指令；调用指令；逻辑运算指令；跳转指令；堆栈操作指令；减法运算指令；加法运算指令；返回指令；无条件转移指令。2)程序用到了哪几种寻址方式？
答：立即数寻址；寄存器寻址；绝对地址寻址；符号地址寻址。
3)修改l2_2.C，将变量i定义为全局变量，通过反汇编的代码，比较与定义为局部变
量的不同；
答：定义为全局变量时寻址方式为绝对寻址；而定义为局部变量时为寄存器寻址；全局变量在分配内存是是分配在数据区的，所以所有的程序代码都可以访问，但是局部变量是在堆栈段，所以局部变量在使用完成之后就消失了的
4)修改L2_2.C, 将变量i的类型从 unsigned int 类型，改为unsigned long 类型，反汇编看看函数delay的代码发生了什么变化？程序执行的结果有什么不同？为什 么？（需在实验板上运行）。
答：
① 代码增加了。unsigned int类型下
Unsigned long 类型下：
② 程序执行时，发光二极管亮灭的时间间隔增大 ③ delay程序执行时间增长
三、已完成的选做任务
1.（选做）用蜂鸣器、发光二极管显示按键信息
设计在实验板上用 3 个相邻发光二极管、8 个按键、1 个蜂鸣器与单片机的连接，编程
完成每按下某一个键，8个发光二极管以二进制形式显示该键值，K1~K8 的键值分别 为 000~111B，同时每按下一次键，蜂鸣器响一下，用声音提示接收到按键信息。答：连线：将P2.0~P2.2分别于L1~L3相连，P2.3与BUZZ相连，P1.0~P1.7分别与K1~K8 相连.程序如下：
#include “io430.h” void delay();int main(void){
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
P2SEL&=0xf0;
P2SEL2&=0xf0;
P2OUT|=0x0f;
P2DIR=0xff;
P1REN=0xff;
P1OUT=0xff;
P1SEL=0;
P1SEL2=0;
P1DIR=0x00;
//初始化
for(;;){
if((P1IN&BIT0)==0)
//按下K1
{
P2OUT=0x07;
//LED灯显示为000，蜂鸣器响
delay();
P2OUT+=BIT3;
//蜂鸣器停止响
};
if((P1IN&BIT1)==0)
{
P2OUT=0x06;
delay();
P2OUT+=BIT3;
};
if((P1IN&BIT2)==0)
{
P2OUT=0x05;
delay();
P2OUT+=BIT3;
};
if((P1IN&BIT3)==0)
{
P2OUT=0x04;
delay();
P2OUT+=BIT3;
};
if((P1IN&BIT4)==0)
{
P2OUT=0x03;
delay();
P2OUT+=BIT3;
};
if((P1IN&BIT5)==0)
{
P2OUT=0x02;
delay();
P2OUT+=BIT3;
};
if((P1IN&BIT6)==0)
{
P2OUT=0x01;
delay();
P2OUT+=BIT3;
};
if((P1IN&BIT7)==0)
{
P2OUT=0x00;
delay();
P2OUT+=BIT3;
};
};} void delay(){
unsigned int i;
for(i=0;i
//延时 } 2.（选做)增加按键控制功能：
按下 K1 键开始计时（或称继续计时）
K2 键暂停计时，计时保持不变，此后若
；按下 按下 K1 键将继续计时；按下 K3 键将计时归零，并停止计时，若此后按下 K1 键，将开始计时。
答：在前面并行电路制作电子表连线的基础上，将P1.4~P1.6与K1~K3相连
程序如下：
#include “io430.h” void delay();void second();const char LEDtab[10]={~0x3F,~0x06,~0x5B,~0x4F,~0x66,~0x6D,~0x7D,~0x07,~0x7F,~0x6F};unsigned char a,b,c,d;unsigned char key=0;int main(void){ // 关闭看门狗
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;P1SEL=0;P1SEL2=0;P1DIR=0x8f;//设置P1引脚的输入输出状态 P1REN=0x70;//使P1.4~P1.6能上拉电阻 P1OUT=BIT4+BIT5+BIT6+BIT7;P2SEL=0;P2SEL2=0;P2DIR=0xff;P2OUT=0xff;//初始化 while(1){ while(key!=1){ //等待按K1键开始计时 if((P1IN&BIT4)==0)key=1;} a=b=c=d=~0x3f;unsigned char flag=1;for(int k=0;k
1）画出单片机与 4 个数码管连接的原理图，分析控制方法；
2）编程控制四个数码管从右到左、依次每个数码管分别循环显示 0~
9、A~F。
3）用 4 个数码管做一个电子表，高两位数码管显示分钟值，低两位数码管显示秒值。每计数到 5分钟时，控制蜂鸣器发出一报警声，然后又从 0 开始重新计时。其中 1 秒时间可通过延时完成，如执行 for(i=0;i
1)原理图如下：
2)编程控制四个数码管从右到左、依次每个数码管分别循环显示 0~
9、A~F。答: 连线方式：
将P1.0~P1.3与S1~S4相连，P1.4与DS相连，P1.5与SHCP相连，P1.6与STCP相连，Sa~Sh与Q0~Q7相连。程序如下：
#include “io430.h” void output(char Data);void delay();const char LEDtab[16]={~0x3F,~0x06,~0x5B,~0x4F,~0x66,~0x6D,~0x7D,~0x07,~0x7F,~0x6F,~0x77,~0x7C,~0x39,~0x5E,~0x79,~0x71};int main(void){
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;
P1SEL=0;
P1SEL2=0;
P1DIR=0XFF;
P1OUT=BIT7;
//初始化
while(1)
{
P1OUT=BIT0+BIT7;
//第一个数码管输出
for(int i=0;i
{
output(LEDtab[i]);
for(int i=0;i
P1OUT=BIT1+BIT7;
for(int i=0;i
{
output(LEDtab[i]);
for(int i=0;i
P1OUT=BIT2+BIT7;
for(int i=0;i
{
output(LEDtab[i]);
for(int i=0;i
P1OUT=BIT3+BIT7;
for(int i=0;i
{
output(LEDtab[i]);
for(int i=0;i
} }
void output(char Data)
//串行方式输出指定信号 {
for(int i=0;i
{
if((Data&BIT7)==0)
P1OUT&=~BIT4;
else
P1OUT|=BIT4;
Data=Data
P1OUT|=BIT5;
delay();
P1OUT&=~BIT5;
}
P1OUT|=BIT6;
delay();
P1OUT&=~BIT6;} void delay()
//延时函数 {
for(int i=0;i
WDTCTL = WDTPW + WDTHOLD;// 关闭看门狗
P1SEL=0;
P1SEL2=0;
P1DIR=0XFF;
P1OUT=BIT7;
//初始化
for(;;){
a=b=c=d=~0x3F;
for(int k=0;k
//分钟
{
c=LEDtab[k];
for(int j=0;j
//秒钟十位
{
b=LEDtab[j];
for(int i=0;i
{
a=LEDtab[i];
second();
}
}
}
P1OUT=~BIT7;
//报警声
for(int j=0;j
} } void output(char Data)
//串行方式向数码管输出信号 {
for(int i=0;i
{
if((Data&BIT7)==0)
P1OUT&=~BIT4;
else
P1OUT|=BIT4;
Data=Data
P1OUT|=BIT5;
delay();
P1OUT&=~BIT5;
}
P1OUT|=BIT6;
delay();
P1OUT&=~BIT6;} void delay()
//延时函数 {
for(int j=0;j
for(int j=0;j
output(a);
P1OUT=BIT0+BIT7;
delay();
output(b);
P1OUT=BIT1+BIT7;
delay();
output(c);
P1OUT=BIT2+BIT7;
delay();
output(d);
P1OUT=BIT3+BIT7;delay();}} 思考：
如果数码管电路的控制端DS、SHCP、STCP分别与单片机的P2.0~P2.2相连，如何修改程序？ 答：引脚初始化时也将P2端口的前三个引脚初始化，然后将上述程序中的output()函数定义改为：
void output(char Data)
//串行方式向数码管输出信号 {
for(int i=0;i
{
if((Data&BIT7)==0)
P2OUT&=~BIT0;
else
P2OUT|=BIT0;
Data=Data
P2OUT|=BIT1;
delay();
P2OUT&=~BIT1;
}
P2OUT|=BIT2;
delay();
P2OUT&=~BIT2;} 如果程序中没有关闭看门狗那条语句，后果是什么？
答：后果是一直保持初始状态不变。根据查阅的资料，看门狗是防止程序出现跑飞死机的问题，当开启看门狗后，没有相应的喂狗程序，就会自动复位，使得程序执行失败。
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