本書分為上、下篇,分別是微機原理與接口技術實驗和單片機實驗,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、匯編語言程序設計實驗和微機接口技術及其應用實驗;第4~6章為單片機實驗,分別為單片機實驗開發(fā)環(huán)境、單片機基礎實驗和單片機應用實驗。每個實驗項目都包括實驗目的、預習要求、實驗原理、實驗內容及步驟,并設置有拓展實驗內容。本書還在附錄中設置了綜合創(chuàng)新性實驗參考選題,其中包含設計要求和參考設計方案,可供有興趣的學生參考。
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和單片機原理及應用等課程的實驗教材或教學參考書,也可供自學微機原理與單片機技術的科技和工程技術人員學習或參考。
微機原理與接口技術、微處理器與微控制器、單片機原理及應用等課程是大多數(shù)本科院校電子類專業(yè)學生的必修課程,而實驗和實踐教學是課程教學中不可或缺的組成部分。通過實驗教學,可以幫助學生加深對微處理器工作原理和使用方法的理解,培養(yǎng)學生軟件編程和硬件設計能力、動手操作能力和應用創(chuàng)新能力。本書是結合電子類專業(yè)人才培養(yǎng)目標和微機原理及單片機技術等課程教學的實際需求編寫而成的。
本書內容與微機原理與接口技術和單片機原理及應用課程相對應,并涵蓋了這兩門課程的主要知識點,此外還提供了綜合應用性實驗內容。全書分為兩篇:上篇是微機原理與接口技術實驗,對應第1~3章,內容分別為通用微機實驗系統(tǒng)集成環(huán)境、匯編語言程序設計實驗和微機接口技術及其應用實驗;下篇為單片機實驗,對應第4~6章,內容分別為單片機實驗開發(fā)環(huán)境、單片機基礎實驗和單片機應用實驗。按實驗內容劃分,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性實驗、拓展性實驗和綜合應用性實驗。
本書內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) 基礎性、拓展性和綜合應用性相結合。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、硬件基礎實驗、硬件拓展實驗的順序設置實驗內容。下篇按照從實驗開發(fā)環(huán)境開始,到基礎實驗,再到應用實驗的順序設置實驗內容。實驗內容的進階式提升,有助于學生在掌握基本內容的基礎上實現(xiàn)能力提升。
(2) 實驗內容獨立又統(tǒng)一。上篇與下篇的內容設置是獨立的,需要同時學習微機原理與接口技術和單片機原理及應用這兩門課程的學生可以參考全書,只學習其中一門課程的學生則可以參考其中一篇的內容。統(tǒng)一則體現(xiàn)在內容設置上不重復,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用性實驗。
(3) 純軟件實驗與硬件實驗結合。純軟件實驗能幫助學生認識實驗集成開發(fā)環(huán)境,了解數(shù)據(jù)在內存中存放及調試匯編語言程序的方法。硬件實驗既能幫助學生掌握8086/8088系列微處理器和MCS-51系列單片機的內部結構和功能以及相關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,有助于學生完成從基本認知、基礎實踐到綜合實踐的過渡,培養(yǎng)學生分析和解決問題的能力。
(4) 虛實結合。實驗內容具有通用性,學生既可以基于實驗系統(tǒng)進行硬件實物實驗,也可以結合Proteus仿真軟件等進行仿真實驗,學習不受時空限制,這樣能充分調動學生的主觀能動性和激發(fā)學習興趣。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需求。
(5) 課內實驗與開放性實驗相結合。針對基礎實驗,講述內容包括相關知識點、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容,以幫助學生鞏固基礎。每個實驗項目的最后都設置有思考題或者拓展實驗,讓學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,學生也可以自主選題,由學生獨立完成包括微控制器選型、方案設計、硬件電路設計和軟件編程在內的作品制作全過程,不依賴于特定的實驗設備,完全開放,以提高學生的綜合實踐和應用創(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楊揚和李云路擔任主編。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 匯編語言程序設計實驗 20
2.1 匯編語言程序設計開發(fā)過程 20
2.1.1 匯編程序設計流程 20
2.1.2 匯編程序的基本結構 21
2.2 輸入/輸出程序設計實驗 24
2.3 數(shù)碼轉換類程序設計實驗 27
2.4 運算類程序設計實驗 31
2.5 分支與循環(huán)程序設計實驗 34
2.6 子程序設計實驗 40
第3章 微機接口技術及其應用實驗 45
3.1 8086/8088硬件基礎實驗 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轉換實驗 82
3.1.6 A/D轉換實驗 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 單片機應用實驗 155
6.1 交通燈設計實驗 155
6.2 計算器設計實驗 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