本書分為上、下篇,分別是微機原理與接口技術(shù)實驗和單片機實驗,共包含6章。其中:第1~3章為微機原理與接口技術(shù)實驗,分別為通用微機實驗系統(tǒng)集成環(huán)境、匯編語言程序設(shè)計實驗和微機接口技術(shù)及其應(yīng)用實驗;第4~6章為單片機實驗,分別為單片機實驗開發(fā)環(huán)境、單片機基礎(chǔ)實驗和單片機應(yīng)用實驗。每個實驗項目都包括實驗?zāi)康摹㈩A(yù)習(xí)要求、實驗原理、實驗內(nèi)容及步驟,并設(shè)置有拓展實驗內(nèi)容。本書還在附錄中設(shè)置了綜合創(chuàng)新性實驗參考選題,其中包含設(shè)計要求和參考設(shè)計方案,可供有興趣的學(xué)生參考。
本書可作為普通高校電子類、自動化類以及其他相近專業(yè)的微機原理與接口技術(shù)和單片機原理及應(yīng)用等課程的實驗教材或教學(xué)參考書,也可供自學(xué)微機原理與單片機技術(shù)的科技和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)或參考。
微機原理與接口技術(shù)、微處理器與微控制器、單片機原理及應(yīng)用等課程是大多數(shù)本科院校電子類專業(yè)學(xué)生的必修課程,而實驗和實踐教學(xué)是課程教學(xué)中不可或缺的組成部分。通過實驗教學(xué),可以幫助學(xué)生加深對微處理器工作原理和使用方法的理解,培養(yǎng)學(xué)生軟件編程和硬件設(shè)計能力、動手操作能力和應(yīng)用創(chuàng)新能力。本書是結(jié)合電子類專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和微機原理及單片機技術(shù)等課程教學(xué)的實際需求編寫而成的。
本書內(nèi)容與微機原理與接口技術(shù)和單片機原理及應(yīng)用課程相對應(yīng),并涵蓋了這兩門課程的主要知識點,此外還提供了綜合應(yīng)用性實驗內(nèi)容。全書分為兩篇:上篇是微機原理與接口技術(shù)實驗,對應(yīng)第1~3章,內(nèi)容分別為通用微機實驗系統(tǒng)集成環(huán)境、匯編語言程序設(shè)計實驗和微機接口技術(shù)及其應(yīng)用實驗;下篇為單片機實驗,對應(yīng)第4~6章,內(nèi)容分別為單片機實驗開發(fā)環(huán)境、單片機基礎(chǔ)實驗和單片機應(yīng)用實驗。按實驗內(nèi)容劃分,可將全書實驗項目分為純軟件實驗和硬件實驗;按實驗層次劃分,又可將全書實驗項目分為基礎(chǔ)性實驗、拓展性實驗和綜合應(yīng)用性實驗。
本書內(nèi)容注重知識理解和能力培養(yǎng)相統(tǒng)一,具有以下5個方面的特點。
(1) 基礎(chǔ)性、拓展性和綜合應(yīng)用性相結(jié)合。上篇按照從實驗所需硬件及其開發(fā)環(huán)境建立開始,到純軟件實驗、硬件基礎(chǔ)實驗、硬件拓展實驗的順序設(shè)置實驗內(nèi)容。下篇按照從實驗開發(fā)環(huán)境開始,到基礎(chǔ)實驗,再到應(yīng)用實驗的順序設(shè)置實驗內(nèi)容。實驗內(nèi)容的進階式提升,有助于學(xué)生在掌握基本內(nèi)容的基礎(chǔ)上實現(xiàn)能力提升。
(2) 實驗內(nèi)容獨立又統(tǒng)一。上篇與下篇的內(nèi)容設(shè)置是獨立的,需要同時學(xué)習(xí)微機原理與接口技術(shù)和單片機原理及應(yīng)用這兩門課程的學(xué)生可以參考全書,只學(xué)習(xí)其中一門課程的學(xué)生則可以參考其中一篇的內(nèi)容。統(tǒng)一則體現(xiàn)在內(nèi)容設(shè)置上不重復(fù),比如在上篇中介紹了數(shù)碼管顯示、鍵盤掃描、液晶顯示等實驗內(nèi)容,在下篇中則不贅述,只需參考上篇中的實驗原理、參考程序等,即可完成單片機綜合應(yīng)用性實驗。
(3) 純軟件實驗與硬件實驗結(jié)合。純軟件實驗?zāi)軒椭鷮W(xué)生認識實驗集成開發(fā)環(huán)境,了解數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存放及調(diào)試匯編語言程序的方法。硬件實驗既能幫助學(xué)生掌握8086/8088系列微處理器和MCS-51系列單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能以及相關(guān)外圍電路的連接方法,也能通過匯編語言或者C語言編程提高學(xué)生軟件編程和實踐能力。采用先軟件實驗后硬件實驗的順序編排,有助于學(xué)生完成從基本認知、基礎(chǔ)實踐到綜合實踐的過渡,培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問題的能力。
(4) 虛實結(jié)合。實驗內(nèi)容具有通用性,學(xué)生既可以基于實驗系統(tǒng)進行硬件實物實驗,也可以結(jié)合Proteus仿真軟件等進行仿真實驗,學(xué)習(xí)不受時空限制,這樣能充分調(diào)動學(xué)生的主觀能動性和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。教師也可根據(jù)實際情況靈活施教,以滿足不同時期的教學(xué)需求。
(5) 課內(nèi)實驗與開放性實驗相結(jié)合。針對基礎(chǔ)實驗,講述內(nèi)容包括相關(guān)知識點、實驗要求、實驗原理、實驗電路、程序流程圖和參考程序等詳細內(nèi)容,以幫助學(xué)生鞏固基礎(chǔ)。每個實驗項目的最后都設(shè)置有思考題或者拓展實驗,讓學(xué)生自主修改硬件連接和程序來達到拓展實驗的要求。在本書附錄部分,提供了綜合創(chuàng)新性實驗參考選題,學(xué)生也可以自主選題,由學(xué)生獨立完成包括微控制器選型、方案設(shè)計、硬件電路設(shè)計和軟件編程在內(nèi)的作品制作全過程,不依賴于特定的實驗設(shè)備,完全開放,以提高學(xué)生的綜合實踐和應(yīng)用創(chuàng)新能力,為參加科技競賽和開展創(chuàng)新項目做鋪墊。
本書由武漢理工大學(xué)楊揚和李云路擔(dān)任主編。具體的編寫分工為:第1章、第2章和第3章的3.1.1~3.1.4節(jié)由李云路編寫,第3章的3.1.5、3.1.6節(jié)及3.2節(jié)、第4~6章和附錄由楊揚編寫。全書由李云路統(tǒng)稿。本書在編寫過程中參考了許多專家的著作并汲取了其經(jīng)驗,在此表示感謝!
由于編者水平有限,書中難免有不足之處,懇請讀者批評指正。聯(lián)系郵箱:luluyunli@qq.com。
編 者
? ? 2021年12月
上篇 微機原理與接口技術(shù)實驗
第1章 通用微機實驗系統(tǒng)集成環(huán)境 2
1.1 實驗系統(tǒng)介紹 2
1.2 實驗系統(tǒng)的硬件環(huán)境 2
1.3 實驗系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境 12
第2章 匯編語言程序設(shè)計實驗 20
2.1 匯編語言程序設(shè)計開發(fā)過程 20
2.1.1 匯編程序設(shè)計流程 20
2.1.2 匯編程序的基本結(jié)構(gòu) 21
2.2 輸入/輸出程序設(shè)計實驗 24
2.3 數(shù)碼轉(zhuǎn)換類程序設(shè)計實驗 27
2.4 運算類程序設(shè)計實驗 31
2.5 分支與循環(huán)程序設(shè)計實驗 34
2.6 子程序設(shè)計實驗 40
第3章 微機接口技術(shù)及其應(yīng)用實驗 45
3.1 8086/8088硬件基礎(chǔ)實驗 45
3.1.1 8255并行接口實驗 45
3.1.2 8253定時器/計數(shù)器實驗 52
3.1.3 8251A串行口通信實驗 59
3.1.4 8259外部中斷實驗 71
3.1.5 D/A轉(zhuǎn)換實驗 82
3.1.6 A/D轉(zhuǎn)換實驗 85
3.2 8086/8088硬件拓展實驗 89
3.2.1 數(shù)碼管顯示實驗 89
3.2.2 鍵盤掃描實驗 94
3.2.3 電子時鐘實驗 99
3.2.4 液晶顯示控制實驗 102
下篇 單片機實驗
第4章 單片機實驗開發(fā)環(huán)境 112
4.1 MCS-51單片機集成開發(fā)環(huán)境安裝 112
4.2 實驗操作流程 119
第5章 單片機基礎(chǔ)實驗 121
5.1 Keil開發(fā)環(huán)境的使用 121
5.2 I/O口輸入/輸出實驗 126
5.3 中斷系統(tǒng)實驗 130
5.4 定時器/計數(shù)器實驗 134
5.5 串行通信實驗 138
5.6 步進電機控制實驗 147
5.7 直流電機控制實驗 151
第6章 單片機應(yīng)用實驗 155
6.1 交通燈設(shè)計實驗 155
6.2 計算器設(shè)計實驗 156
6.3 溫度閉環(huán)控制實驗 158
附錄 綜合創(chuàng)新性實驗參考選題 161
參考文獻 162