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《单片机原理及应用》
实验指导书
I
目 录
目 录..........................................................................................................I
实验一 流水灯实验................................................................................. 1
实验二 定时器与中断应用.....................................................................4
实验三 串口通讯..................................................................................... 7
实验四 数码管显示综合控制............................................................... 11
实验五 128X64 点阵式液晶模块实验................................................14
实验六工业顺序控制（INTO INT1）综合实验............................... 18
实验七直流电机转速测量与控制实验...................................................20
实验八DS18B20 一线式数字温度传感器.............................................24
单片机原理及应用实验指导书
1
实验一 流水灯实验
一 、实验目的
1．掌握 SICElab-G2200 实验/仿真系统的结构与使用方法；
2．熟悉任何一种单片机系统开发软件的使用，WAVE6000、KEIL C51 等等。
3．掌握单片机的基本编程应用能力，实践入门。
二、实验设备
1．G2200/2100 实验平台 1 台 2．仿真器/ 仿真板 1 台
3．连线 若干根 4．计算机 1 台
三、实验内容
P1 端口接发光二极管，利用程序依次点亮。
四、连线方案：
五、实验步骤
1．连接 Lab51CPU 板。
2．仿真器与实验平台的连接
将 Lab51 板的 DC34 芯插座与 G6W 仿真器上的 DC34 插座用扁平电缆连接起来。
3．仿真器与计算机的连接
用随机配带的串口通讯电缆，将仿真器与计算机连接起来，串口 1、串口 2 均可。
特别注意：在仿真器与计算机连接串口电缆时，两台机器必须都断电，否则
易损坏计算机和仿真器。
4．实验连线
按连线方案，用随机配带的实验连线插入孔后， 轻轻转动一下锁紧插头， 保证良好接
触。拆线时，应先回转一下，不要硬拨， 以免损坏线路板。 不管是拆线还是插线，都应
在断电的情况下进行。实验中“连线方案”的粗线即为需用户动手接连的线。
实验箱
内部已
连好
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2 2
5．检查接线是否有误，确信没有接错后，接上电源，打开电源开关。
6．在计算机上打开 KEIL C51 软件，或者“WAVE6000 集成调试环境”。
7．建立新程序（如果程序已编好，直接跳到第 9 步）
选择菜单[文件 | 新建文件]功能。
出现一个文件名为 NONAME1 的源程序窗口，在此窗口中输入以下程序
ORG 0000H
MOV A,#0FEH ;熄灭发光二极管
MOV P1，A
LOOP:
RL A
MOV P1，A
CALL Delay
SJMP LOOP
Delay: MOV R2,#100 ;延时程序
MOV R1,#10
MOV R0,#10
DLP: DJNZ R0,DLP
DJNZ R1,DLP
DJNZ R2,DLP
RET
END
8．保存程序
选择菜单[文件 | 保存文件]或[文件 | 另存为 ]功能。
9．建立新的项目
选择菜单[文件 | 新建项目]功能。
新建项目会自动分三步走。
(1)加入模块文件。在加入模块文件的对话框中选择刚才保存的文件 MY1.ASM，按打开
键。如果你是多模块项目，可以同时选择多个文件再打开。
(2)加入包含文件。在加入包含文件对话框中，选择所要加入的包含文件（可多选）。如
果没有包含文件，按取消键。
(3)保存项目。在保存项目对话框中输入项目名称。MY1 无须加后缀。软件会自动将后
缀设成“.PRJ”。按保存键将项目存在与你的源程序相同的文件夹下。
10．设置项目
11．编译程序
选择菜单[项目 | 编译]功能或按编译快捷图标或按 F9 键，编译项目。
在编译过程中，如果有错可以在信息窗口中显示出来。双击错误信息，可以在源程序中
定位所在行。纠正错误后，再次编译直到没有错误。在编译之前，软件会自动将项目和程序
存盘。在编译没有错误后，就可以执行、调试程序了。
12．执行、调试程序
有四种方法执行程序：全速执行、程序单步跟踪、执行到光标处和设置断点。
（1）全速执行
（2）程序单步跟踪
选择[执行 | 跟踪]功能或按跟踪快捷图标或按 F7 键进行单步跟踪调试程序。
（3）执行到光标处
（4）设置断点
（5）观察各变量值的方法
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3 3
六、思考题
1．改写实验程序实现不同流水灯的功能，比如先由 0 到 7，然后回到 0，再循环。，写出源
程序。
2．在执行调试程序过程中，遇到了哪些问题？你是如何解决的？
(根据调试的实际情况填写：)
比如可能出现如下情况：
（1） 指令写错： MOV R1,#0 中的 R1 写成了字母 Rl
（2） 程序编译不成功，没有加入源文件
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4 4
实验二 定时器与中断应用
一 、实验目的
1．掌握 SICElab-G2200 实验/仿真系统的结构与使用方法；
2．熟悉任何一种单片机系统开发软件的使用，WAVE6000、KEIL C51 等等。
3．掌握单片机的定时器中断原理应用。
二、实验设备
1．G2200/2100 实验平台 1 台 2．仿真器/ 仿真板 1 台
3．连线 若干根 4．计算机 1 台
三、实验内容
在实验一的基础上，编程实现用定时器控制流水灯的流动时间间隔，用外部中断控制
流水灯动作的起停
四、连线方案及参考仿真图
连线方案参考实验一，同时增加一个外部中断触发连接。仿真原理图如下：
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5 5
五、实验步骤
1．连接 Lab51CPU 板。
2．仿真器与实验平台的连接
将 Lab51 板的 DC34 芯插座与 G6W 仿真器上的 DC34 插座用扁平电缆连接起来。
3．仿真器与计算机的连接
用随机配带的串口通讯电缆，将仿真器与计算机连接起来，串口 1、串口 2 均可。
特别注意：在仿真器与计算机连接串口电缆时，两台机器必须都断电，否则
易损坏计算机和仿真器。
4．实验连线
按连线方案，用随机配带的实验连线插入孔后， 轻轻转动一下锁紧插头， 保证良好接
触。拆线时，应先回转一下，不要硬拨， 以免损坏线路板。 不管是拆线还是插线，都应
在断电的情况下进行。实验中“连线方案”的粗线即为需用户动手接连的线。
5．检查接线是否有误，确信没有接错后，接上电源，打开电源开关。
6．在计算机上打开 KEIL C51 软件，或者“WAVE6000 集成调试环境”。
7．建立新程序（如果程序已编好，直接跳到第 9 步）
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 0003H
AJMP ESINT
ORG 000BH
AJMP DST0
ORG 0100H
MAIN: MOV TMOD,#01H
SETB IT0 ;下降沿触发更为可靠
MOV TH0,#3CH
MOV TL0,#0B0H
SETB PT0
CLR TR0
SETB EX0
SETB ET0
SETB EA
MOV P1,#0FEH
MOV A,P1
MOV R0,#5
AJMP $
ORG 0200H
ESINT: CPL TR0 ;控制启停
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6 6
RETI
ORG 0300H
DST0: MOV TH0,#3CH
MOV TL0,#0B0H
CLR TR0
DEC R0
CJNE R0,#0,UNACT
MOV R0,#5
RL A ;流水灯
MOV P1,A
UNACT: SETB TR0
RETI
END
8．保存程序
选择菜单[文件 | 保存文件]或[文件 | 另存为 ]功能。
9．建立新的项目
选择菜单[文件 | 新建项目]功能。
新建项目会自动分三步走。
(1)加入模块文件。在加入模块文件的对话框中选择刚才保存的文件 MY1.ASM，按打开
键。如果你是多模块项目，可以同时选择多个文件再打开。
(2)加入包含文件。在加入包含文件对话框中，选择所要加入的包含文件（可多选）。如
果没有包含文件，按取消键。
(3)保存项目。在保存项目对话框中输入项目名称。MY1 无须加后缀。软件会自动将后
缀设成“.PRJ”。按保存键将项目存在与你的源程序相同的文件夹下。
10．设置项目
11．编译程序
选择菜单[项目 | 编译]功能或按编译快捷图标或按 F9 键，编译项目。
在编译过程中，如果有错可以在信息窗口中显示出来。双击错误信息，可以在源程序中
定位所在行。纠正错误后，再次编译直到没有错误。在编译之前，软件会自动将项目和程序
存盘。在编译没有错误后，就可以执行、调试程序了。
12．执行、调试程序
有四种方法执行程序：全速执行、程序单步跟踪、执行到光标处和设置断点。
（1）全速执行
（2）程序单步跟踪
选择[执行 | 跟踪]功能或按跟踪快捷图标或按 F7 键进行单步跟踪调试程序。
（3）执行到光标处
（4）设置断点
（5）观察各变量值的方法
六、思考题
1．改写实验程序实现不同的流水灯控制功能，比如利用 T1 进行 3 秒定时，写出源程序。
2．在执行调试程序过程中，遇到了哪些问题？你是如何解决的？
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实验三 串口通讯
一 、实验目的
1．掌握 SICElab-G2200 实验/仿真系统的结构与使用方法；
2．熟悉任何一种单片机系统开发软件的使用，WAVE6000、KEIL C51 等等；
3. 掌握串口通讯原理，并能灵活应用。
二、实验设备
1．G2200/2100 实验平台 1 台 2．仿真器/ 仿真板 1 台
3．连线 若干根 4．计算机 1 台
三、实验内容
在二个单片机之间编程实现至少 1 种方式的串行口通讯，发送方以流水灯字节码作为
发送数据定时发送，并在接收方的 P0 口上显示接收到的字节；或者用方式 0 控制串入并出
芯片 4094 实现流水灯显示效果。
四、连线方案及仿真原理图
根据设计需要，并参考实验一进行连线。仿真原理图如图 1 所示。
五、实验步骤
1．连接 Lab51CPU 板。
2．仿真器与实验平台的连接
将 Lab51 板的 DC34 芯插座与 G6W 仿真器上的 DC34 插座用扁平电缆连接起来。
3．仿真器与计算机的连接
用随机配带的串口通讯电缆，将仿真器与计算机连接起来，串口 1、串口 2 均可。
特别注意：在仿真器与计算机连接串口电缆时，两台机器必须都断电，否则
易损坏计算机和仿真器。
4．实验连线
按连线方案，用随机配带的实验连线插入孔后， 轻轻转动一下锁紧插头， 保证良好接
触。拆线时，应先回转一下，不要硬拨， 以免损坏线路板。 不管是拆线还是插线，都应
在断电的情况下进行。实验中“连线方案”的粗线即为需用户动手接连的线。
5．检查接线是否有误，确信没有接错后，接上电源，打开电源开关。
6．在计算机上打开 KEIL C51 软件，或者“WAVE6000 集成调试环境”。
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图 1 仿真原理图
7．建立新程序（如果程序已编好，直接跳到第 9 步）
C 语言版参考程序如下：
#include<reg51.h>
#include<intrins.h>
#include<absacc.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
main(){
uchar com;
SCON=0x50; //设置串行控制
初始化
TMOD=0x20;
TL1=0xe6;
TH1=0xe6; //设置波特率
ES=1;
EA=1;
TR1=1;
P1=0xff;
_nop_();
com=P1;
SBUF=com;
while(!TI); //等待发送完毕
TI=0;
}
void UART() interrupt 4 using 3{
//串行中断服务程序编写
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9 9
uchar dat;
EA=0;
if(TI==0){
RI=0;
dat=SBUF;
P2=dat;
}
else{
TI=0;
}
EA=1;
}
8．保存程序
选择菜单[文件 | 保存文件]或[文件 | 另存为 ]功能。
9．建立新的项目
选择菜单[文件 | 新建项目]功能。
新建项目会自动分三步走。
(1)加入模块文件。在加入模块文件的对话框中选择刚才保存的文件 MY1.ASM，按打开
键。如果你是多模块项目，可以同时选择多个文件再打开。
(2)加入包含文件。在加入包含文件对话框中，选择所要加入的包含文件（可多选）。如
果没有包含文件，按取消键。
(3)保存项目。在保存项目对话框中输入项目名称。MY1 无须加后缀。软件会自动将后
缀设成“.PRJ”。按保存键将项目存在与你的源程序相同的文件夹下。
10．设置项目
11．编译程序
选择菜单[项目 | 编译]功能或按编译快捷图标或按 F9 键，编译项目。
在编译过程中，如果有错可以在信息窗口中显示出来。双击错误信息，可以在源程序中
定位所在行。纠正错误后，再次编译直到没有错误。在编译之前，软件会自动将项目和程序
存盘。在编译没有错误后，就可以执行、调试程序了。
12．执行、调试程序
有四种方法执行程序：全速执行、程序单步跟踪、执行到光标处和设置断点。
（1）全速执行
（2）程序单步跟踪
选择[执行 | 跟踪]功能或按跟踪快捷图标或按 F7 键进行单步跟踪调试程序。
（3）执行到光标处
（4）设置断点
（5）观察各变量值的方法
六、思考题
1．改写实验程序实现汇编版的源程序。
2．在执行调试程序过程中，遇到了哪些问题？你是如何解决的？
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实验四 数码管显示综合控制
一 、实验目的
1．掌握 SICElab-G2200 实验/仿真系统的结构与使用方法；
2．熟悉任何一种单片机系统开发软件的使用，WAVE6000、KEIL C51 等等；
3．掌握数码管显示的原理及使用方法。
二、实验设备
1．G2200/2100 实验平台 1 台 2．仿真器/ 仿真板 1 台
3．连线 若干根 4．计算机 1 台
三、实验内容
用查表法编程实现“0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E”等 16 个字符
在 7 段 LED 数码管上的显示，功能一要求能自动轮流显示 16 个字符，功能二要求利用 3-8
译码器控制，依次在 8 个数码管上轮流显示 16 个字符，功能三要求用定时器编程控制流动
时间间隔，功能四要求用键盘中断方式编程，用数码管显示所按下的按键的序号。要求每人
至少实现其中二个功能。
四、连线方案：
根据设计需要，并参考实验一进行连线。参考仿真原理图如下图所示：
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五、实验步骤
1．连接 Lab51CPU 板。
2．仿真器与实验平台的连接
将 Lab51 板的 DC34 芯插座与 G6W 仿真器上的 DC34 插座用扁平电缆连接起来。
3．仿真器与计算机的连接
用随机配带的串口通讯电缆，将仿真器与计算机连接起来，串口 1、串口 2 均可。
特别注意：在仿真器与计算机连接串口电缆时，两台机器必须都断电，否则
易损坏计算机和仿真器。
4．实验连线
按连线方案，用随机配带的实验连线插入孔后， 轻轻转动一下锁紧插头， 保证良好接
触。拆线时，应先回转一下，不要硬拨， 以免损坏线路板。 不管是拆线还是插线，都应
在断电的情况下进行。实验中“连线方案”的粗线即为需用户动手接连的线。
5．检查接线是否有误，确信没有接错后，接上电源，打开电源开关。
6．在计算机上打开 KEIL C51 软件，或者“WAVE6000 集成调试环境”。
7．建立新程序（如果程序已编好，直接跳到第 9 步）
C 语言版参考程序如下：
#include<reg52.h>
char a[10]={0xC0,0xF9,0xA4,0xB0,0x99,0x92,0x82,0xF8,0x80,0x90};
int i=0,j;
void main()
{
EA=1;
ET0=1;
TR0=1;
TMOD=0x01;
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
P0=0x00;
while(1);
}
void duan() interrupt 1 using 1
{
TH0=(65536-50000)/256;
TL0=(65536-50000)%256;
i++;
if(i==20)
{
i=0 ;
j++;
j=j%10;
P0=a[j];
}
}
8．保存程序
选择菜单[文件 | 保存文件]或[文件 | 另存为 ]功能。
9．建立新的项目
选择菜单[文件 | 新建项目]功能。
新建项目会自动分三步走。
(1)加入模块文件。在加入模块文件的对话框中选择刚才保存的文件 MY1.ASM，按打开
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键。如果你是多模块项目，可以同时选择多个文件再打开。
(2)加入包含文件。在加入包含文件对话框中，选择所要加入的包含文件（可多选）。如
果没有包含文件，按取消键。
(3)保存项目。在保存项目对话框中输入项目名称。MY1 无须加后缀。软件会自动将后
缀设成“.PRJ”。按保存键将项目存在与你的源程序相同的文件夹下。
10．设置项目
11．编译程序
选择菜单[项目 | 编译]功能或按编译快捷图标或按 F9 键，编译项目。
在编译过程中，如果有错可以在信息窗口中显示出来。双击错误信息，可以在源程序中
定位所在行。纠正错误后，再次编译直到没有错误。在编译之前，软件会自动将项目和程序
存盘。在编译没有错误后，就可以执行、调试程序了。
12．执行、调试程序
有四种方法执行程序：全速执行、程序单步跟踪、执行到光标处和设置断点。
（1）全速执行
（2）程序单步跟踪
选择[执行 | 跟踪]功能或按跟踪快捷图标或按 F7 键进行单步跟踪调试程序。
（3）执行到光标处
（4）设置断点
（5）观察各变量值的方法
六、思考题
1．写出汇编语言版源程序代码。
2．在执行调试程序过程中，遇到了哪些问题？你是如何解决的？
《单片机原理及应用》实验指导书
实验五 128X64 点阵式液晶模块实验
1．实验目的：
了解 LCD 液晶显示模块与单片机的联接方法，及编程方法。
2．实验说明：
显示“南京伟福实业有限公司” 3．实验电路：
4．工作原理：
《单片机原理及应用》实验指导书
控制器接口说明（KS108B 及兼容芯片）
（1）基本操作时序：
1.1 读状态：
输入：RS=L，R/W=H，CS1 或 CS2=H，E=高脉冲
输出：D0-D7=状态字
1.2 写指令：
输入：RS=L，R/W=L，D0-D7=指令码，CS1 或 CS2=H，E=高脉冲
输出：无
1.3 读数据:
输入： RS=H，R/W=H，CS1 或 CS2=H，E=H
输出：D0-D7=数据
1.4 写数据:
输入: RS=H，R/W=L，D0-D7=数据,CS1 或 CS2=H，E=高脉冲
输出：无
读写操作使能 1：禁止 0：允许
注：对控制器每次进行读写操作之前，都必须进行读写检测，确保 STA7 为 0。
（3）RAM 地址映射图
LCD 显示屏由两片控制器控制，每个内部带有 64*64 位（512 字节）的 RAM 缓冲区，对
应关系如图所示：
（4）指令说明
4.1 初始化设置
《单片机原理及应用》实验指导书
4.1.1 显示开/关设置
指令码 功
3 能
E
关显
3 示
F
开显
4.1.2 显示初始设置 示
指令码 功
C 能
0
H
设置显示初始行
4.2 数据控制 控制器内部设有一个数据地址页和一个数据地址列指针,用户可通过
它们来 访问内部的全部 512 字节 RAM。
4.2.1 数据指针设置
指令码 功
B8H+页码(0～7) 设置数据能地址页指
40H+列码(0～ 针
63)
设置数据地址列指
（5）初始化过程 针
5.1 写指令 C0H 设置
显示初始行。
5.2 写指令 3FH
开显示。
5．实验器材：
（1）G2200 实验平台 1 台
（2）SP51 仿真器 1 台
（3）计算机 1 台
（4）实验连线 若 干
6．实验步骤：
6.1 在 VW 环境中的实验步骤：
（1）系统分配给 LCD 的地址为：YS0(8000-8FFF)
连线 连接孔 1 连接孔 2
1 CS1
0D
Y
S
0 （2）汉字取模方法：请参阅光盘“视频教程\汉字取模方法视频”。
（3）设计程序并执行，观察结果。
6.2 在 KEIL 环境中的实验步骤：
请参阅光盘“Manucal\基于 keil LabMON51 仿真器的 G2100 使用手册”对应实验。
《单片机原理及应用》实验指导书
7．程序框图：
开始
空格填充整屏
取字符地址
Y
为 FFH？
N
取字符
显 示
取下一个字符地址
8．程序清单：请参考实验 5 源码
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实验六 工业顺序控制（INTO INT1）综合实验
1．实验目的：
掌握工业顺序控制程序的简单编程，中断的使用。
2．实验内容：
8031 P1.0-P1.6 控制注塑机七道工序，现模拟控制七只发光二极管的点亮，高电平点
亮。设定每道工序时间转换为延时，P3.4 为开工启动开关，高电平启动。P3.3 为外部
故障输入模拟开关，低电平报警，P1.7 为报警声音输出。设定 7 道工序只有一位
输 出。
3．实验设备：
（1）G2200 实验平台 1 台
（2）连线 若 干
（3）SP51 仿真器 1 台
（4）计算机 1 台
4．实验电路：
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5．程序框图：
开 始 关输出
开中断，P1、P3 口初始化 保护现场
等开工 报 警
工序 1 延
时
N
故障清除了吗？
工序 2 延
时
恢复现场
工序 7 延
时
主程序流程图
返 回
中断服务子程序
6．实验步骤：
6.1 在 VW 环境中的实验步骤：
(1) 按以下方式连接硬件:
连线 连接孔
1
连接孔
2
连线 连接孔
1
连接孔
1 P3.4 K 2
1
6 P1.4 L
2 P3.3 K 4
0
7 P1.3 L
3 P1.7 Vin1 8 P1.2 3L
4 P1.6 L 2
6
9 P1.1 L
5 P1.5 L 1
5
1
0
P1.0 L
(2) 执行程序，把 K0 接到高电平，观察发光二极管点亮情况，确0定工序执行是否
正 常，然后把 K1 置为低电平，看是否有声音报警。恢复中断 1，报警停，又从
刚才 报警时一道程序执行下去。
6.2 在 KEIL 环境中的实验步骤：
请参阅光盘“Manucal\基于 keil LabMON51 仿真器的 G2100 使用手册”对应实验。
7．思考问题：
修改程序，使每道工序中有多位输出。
8．程序清单：请参考实验 6 源码
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实验七 直流电机转速测量与控制实验
1．实验目的：
了解霍尔器件工作原理及转速测量与控制的基本原理、基本方法，掌握 DAC0832 电路
的接口技术和应用方法，提高实时控制系统的设计和调试能力。
2．实验内容：
设计并调试一个程序其功能为测量电机的转速，并在实验平台数码管上显示出来，采
用比例调节器方法，使电机转速稳定在某一设定值。此设定值可由实验平台上键盘输
入。
3．工作原理：
转速是工程上一个常用参数。旋转体的转速常以每秒钟或每分钟转数来表示，因 此
其单位为转/秒、转/分，也有时用角速度表示瞬时转速，这时单位相应为孤度/秒。
转速的测量方法很多，由于转速是以单位时间内转数来衡量，在变换过程中多数 是
有规律的重复运动。霍尔开关传感器正由于其体积小，无触点，动态特性好，使用
寿命长等特点，故在测量转动物体旋转速度领域得到了广泛应用。
霍尔器件是由半导体材料制成的一种薄片，在垂直于平面方向上施加外磁场 B，在
沿平面方向两端加外电场，则使电子在磁场中运动，结果在器件的两个侧面之间产生
霍尔电势。其大小和外磁场及电流大小成比例。
本实验选用美国史普拉格公司（SPRAGUE）生产的 3000 系列霍尔开关传
感器
3013T，它是一种硅单片集成电路，器件的内部含有稳压电路、霍尔电势发生器、放大
器、史密特触发器和集电极开路输出电路，具有工作电压范围宽、可靠性高、外电路
简单、输出电平可与各种数字电路兼容等特点。器件采用三端平塑封装。引出端功能
符号如下：
引出端序号 1 2 3
功
能
电
源
地 输出
符
号
V
C
G
N
O
U
我们根据霍尔效应原理，将一块永久磁钢固定在电机转轴上的转盘边沿，转盘随
测轴旋转，磁钢也将跟着同步旋转，在转盘附近安装一个霍尔器件 3013T，转盘随轴旋
转时，受磁钢所产生的磁场的影响，霍尔器件输出脉冲信号，其频率和转速正比，测
出脉冲的周期或频率即可计算出转速。
直流电机的转速与施加工于电机两端的电压大小有关。本实验用 DAC0832 控制
输 出到直流电机的电压，控制 DAC0832 的模拟输出信号量来控制电机的转速。当电
机转 速小于设定值时增大 D/A 输出电压，大于设定值时则减小 D/A 输出电压，从而
使电机 以某一速度恒速旋转。我们采用简单的比例调节器算法（简单的加一、减一法）。
《单片机原理及应用》实验指导书
比例调节器（P）的输出系统式为： y=Kpe(t)
式中：Y——调节器的输出 e(t)——调节器的输
入，一般为偏差值 KP——比例系数
从上式可以看出，调节器的输出 Y 与输入偏差值 e(t )成正比。因此，只要
偏差 e(t)一出现就产生与之成比例的调节作用，具有调节及时的特点，这是一种最
基本的 调节规律。比例调节作用的大小除了与偏差 e(t)有关外，主要取决于比例系数
Kp，比 例调节系数愈大，调节作用越强，动态特性也越大。反之，比例系数越小，调
节作用 越弱。对于大多数的惯性环节，Kp 太大时将会引起自激振荡。比例调节的主
要缺点是 存在静差，对于扰动的惯性环节，Kp 太大时将会引起自激振荡。对于扰动
较大，惯性 也比较大的系统，若采用单纯的比例调节器就难于兼顾动态和静态特
性，需采用调节 规律比较复杂的 PI（比例积分调节器）或 PID（比例、积分、微分调
节器）算法。
4．实验器材：
（1）G2200 实验平台 1 台
（2）SP51 仿真器 1 台
（3）连线 若干 根
（4）计算机 1 台
5．实验电路：
定时器 T1，工作于外部事件计数方式，对转速脉冲计数；T0 工作于定时器方式，均 工
作于方式 1。“译码器”的 YS2 孔作为 DAC0832 的片选端，故 DAC0832 地址为 0A000H-
《单片机原理及应用》实验指导书
0AFFFH。
6．程序框图：
开 始 开 始
栈指针初始化 保护现场，恢复 T0 初值
显示缓冲器 3C-39H 清零
暗码 1AH→3EH-39H
N
（40H）-1=0？
Y
200→40H
200→40H，7EH→41H，0→42H （42H）/10→BCD 码→显示缓冲器
定时器 T0 初始化，50ms 定时，
中断初始化，允许 T0、INT0 中断
转速大于设定值
Y
N
调用显示子程序 DIR
转速测量与控制实验主程序框图
（40H）-1→0832
Y
转速等于设定值
N
（40H）+1→0832
0→42H
开 始 恢复现场
（42H）+1→42H
返 回
返 回
INT1 中断程序 T0 中断程序框图
7．实验步骤：
7.1 在 VW 环境中的实验步骤：
（1）把第 17 号模块“并行数模转换”中的 DAC0832 输出 Aout 孔连第 23 号模块“直流
电机”的 Dcin 孔，数模转换 DAC0832 的 CS17 孔和 Xfer 孔连第 38 号模块“片
选
《单片机原理及应用》实验指导书
信号”中的 YS2 孔，WR1 孔和 WR2 孔连第 33 号模块“控制总线”的/WR 孔。
CKM
孔（霍尔器件输出孔）连“Lab51CPU 板”的 P3.2 孔。第 38 号模块“片选信号” 中 YS0（08000H）孔连第 40 号模块“键盘+数码管”CS40 孔。
2）硬件诊断：
G2200+SP51 连 PC 机，在 VW 调试环境下点击外部数据窗口图标（ ），在打开
的 XDATA 窗口中的 0A000H 地址（即 DA0832 的片选空间）上写入 FFH，则
Aout 孔 输出应为 5V，直流电机快速旋转;将 00H 写入，则 Aout 孔输出应为 0V, 直流电机 停止转动。用示波器观察 CKM 孔测试点，当圆盘转动时，霍尔器件输
出一系列脉 冲。
（3）编程并编译。首先将断点设在中断服务程序入口，运行程序 ，如果程序进入
中 断处理程序入口，则表明中断初始化程序正确，如果碰不到断点则首先应检查
初 始化程是否有错。把断点设在中断程序结束，检查在单位定时内，T1 计数值是
否 与电机转速符合。再调试二翻十子程序，最后调试整个实验程序，排除软
件错 误，连续运行时观察电机旋转工作状态与数码管上显示是否正确，修改程序
直至 达到本实验设计要求。注：本实验电机转速范围一般为 35-50 转/分。
7.2 在 KEIL 环境中的实验步骤：
请参阅光盘“Manucal\基于 keil LabMON51 仿真器的 G2100 使用手册”对应实验。
8．思考问题：
试编写一转速测量软件，测试电机转动周期 T，然后计算瞬时转速，并用 PID 调节
使转速恒定在 25 转/分。
9．程序清单：请参考实验 7 源码
《单片机原理及应用》实验指导书
实验八 DS18B20 一线式数字温度传感器
1．实验目的：
了解单总线传输协议。了解单总线数字式温度传感器的工作原理及编程方法。
2．实验内容：
利用 DS18B20 一线式数字温度传感器设计温度计。
3．芯片资料：
单总线协议：总线协议保证了数据可靠的传输，任一时刻单总线上只能有一个控 制信
号或数据。一次数据传输可分为以下四个操作过程：1、初始化；2、传送 ROM 命
令；3、传送 RAM 命令；4、数据交换。 单总线上所有的处理都从初始化开始。初始化时
序是由一个复位脉冲（总线命令
者发出）和一个或多个从者发出的应答信号（总线从者发出）组成。应答脉冲的作用
是：从器件让总线命令者知道该器件是在总线上的，并准备好开始工作。当总线命令 者检
测到某器件的存在时，首先发送 7 个 ROM 功能命令中的一个命令：
（1）读 ROM（总线上只有一个器件时，即读出其序列号）
（2）匹配 ROM（总线上有多个器件时，寻址某个器件）
（3）查找 ROM（系统首次启动后，须识别总线上各器件）
（4）跳过 ROM（总线上只有一个器件时，可跳过读 ROM 命令直接向器件发送命令，
以节省时间）
（5）超速匹配 ROM（超速模式下寻址某个器件）
（6）超速跳过 ROM（超速模式下跳过读 ROM 命令）
（7）条件查找 ROM（只查找输入电压超过设置的报警门限值的器件）。 当成功执行上述
命令之一后，总线命令者都可发送任何一个可使用命令来访问存
储器和控制功能，进行数据交换。所有数据的读写都是从最低位开始的。单总线传送
的数据或命令是由一系统的时序信号组成的，单总线上共有 4 种时序信号：(1)初始化
信号(2)写 0 信号(3)写 1 信号(4)读信号。DS18B20 的 64 位 ROM 的结构如下表。开始
8 位是 DS18B20 的产品类型编号 10H，接着是每一个器件的唯一的序号，共有 48 位，
最
后 8 位是前 56 位的 CRC 校验码，这也是多个 DS18B20 可以采用一根线进行通信原因。
8 bit 检验 CRC 48 bit 序列号 8 bit 工厂代码（10H）
主机操作 ROM 的命令有五种如下表：
指 令 说 明
读 ROM（33H） 读 DS18B20 的序列号
匹配 ROM（55H） 继续读完 64 位序列号的命令，用于多个 DS18B20 时定位
跳过 ROM（CCH） 此命令执行后的存储器操作将针对在线的所有 DS18B20
搜 ROM（F0H） 识别总线上各器件的编码，为操作各器件作好准备
报警搜索（ECH） 仅温度越限的器件对此命令作出响应
0 配置寄存器格式：用户可以用这一寄存器的 R0、R1 设置 DS18B20 的转换分辨率
转换分辨率配置
暂存器的命令共有 6 条如下表：
DS18B20 存储控制命令
指 令 说 明
温度转换（44H） 启动在线 DS18B20 作温度 A/D 转换
读数据（BEH） 从高速暂存器读 9 位温度值和 CRC 值
写数据（4EH） 将数据写入高速暂存器的第 3 和第 4 字节中
复制（48H） 将高速暂存器中第 3 和第 4 字节复制到 EERAM
读 EERAM（88H） 将 EERAM 内容写入高速暂存器中第 3 和第 4 字节
读电源供电方式（B4H） 了解 DS18B20 的供电方式
在正常情况下，DS18B20 的测温分辩率为 0.5
0C，可采用下述方法获得高分辩率的 温
度测量结果：首先用 DS18B20 提供的读暂存器指令（BEH）读出以 0.5
0C 为分辩率的
连线 连接孔 1 连接孔 2
1 To
ut
P1
2 Y .3
S
2
CS
40
《单片机原理及应用》实验指导书
温度测量结果；其次切去测量结果中的低有效位（LSB），得到所测实际温度的整数部
分 Tz；然后，再用 BEH 指令取计数器 1 的计数剩余值 Cs 和每度计数值 CD。当 18B20 完
成温度转换后，就把测得的温度值与 TH、TL 作比较。若 T>TH 或 T<TL，则将该器件内 的
告警标志置位，并对主机发出的告警搜索命令作出响应。因此可用多只 DS18B20 同 时测量
温度，主机进行告警搜索。一旦某测温点越限，主机利用告警搜索命令即可识 别正在告警的
器件，并读出序列号，而不必考虑非告警器件。
4．实验电路：
5．实验器材：
（1）G2200 实验平台 1 台 （2）SP51 仿真器 1 台
（3）计算机 1 台 （4）实验连线 若 干
6．程序框图：
开 始
读取温度值
读取转换后的温度值
送 LED 显
示
7．实验步骤：
7.1 在 VW 环境中的实验步骤：
（1）把第 03 号模块“数字式温度”框中的 Tout 孔连“Lab51 CPU 板”上的 P1.3
孔；
第 38 号模块“片选信号”中的 YS2（0A000H）孔连第 40 号模块“键盘+数码管” 中的 CS40 孔。
（2）设计程序并执行，观察结果。
7.2 在 KEIL 环境中的实验步骤：
请参阅光盘“Manucal\基于 keil LabMON51 仿真器的 G2100 使用手册”对应实验。
8．程序清单：请参考实验 8 源码
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