項(xiàng)目2 燈光閃爍

1、項(xiàng)目2 燈光閃爍學(xué)習(xí)目標(biāo)及要求1學(xué)用程序方框圖；2重點(diǎn)掌握MOV、LCALL、LJMP、DJNZ、RET等指令（12條）；3了解ORG、END偽指令的用法；4初步理解單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)資源：工作寄存器（R0R7）； 5掌握軟件延時(shí)程序的編程方法；（難點(diǎn)）6理解機(jī)器周期的相關(guān)概念。示范與模仿 “燈光閃爍”操作任務(wù) 如圖2-5所示：在P1.0端口上接一個(gè)發(fā)光管L1，使L1在不停地一亮一滅；一亮一滅的時(shí)間間隔為0.2秒。圖2-5“燈光閃爍”硬件電路操作步驟實(shí)驗(yàn)箱的使用與Keil軟件的基本使用同前，不在重復(fù)。統(tǒng)板上硬件連線：把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.0端口用導(dǎo)線連接到“八路發(fā)光二極管指示模塊”區(qū)域中的

2、L1端口上。編寫匯編源程序： ；“燈光閃爍”匯編源程序-dgss.asmORG 00 ；新涉及的偽指令START:SETB P1.0LCALL DELAY ；新涉及的指令CLR P1.0LCALL DELAYLJMP START ；新涉及的指令DELAY:MOV R5,#20；新涉及的指令D1:MOV R6,#20D2:MOV R7,#248DJNZ R7,$ ；新涉及的指令DJNZ R6,D2DJNZ R5,D1RET ；新涉及的指令END ；新涉及的偽指令編譯、連接、調(diào)試與運(yùn)行，并觀察實(shí)際結(jié)果。項(xiàng)目2-2相關(guān)知識(shí)與技能點(diǎn)1、程序中所涉及的新指令（參照“MCS-51匯編指令簡表”）新指令指令

3、格式：LCALL addr16功能：控制轉(zhuǎn)移類指令；是長調(diào)用子程序指令，可表示為addr16PC；字節(jié)數(shù)為3，周期數(shù)為2。說明：addr16為子程序起始地址（又叫入口地址）。PC是單片機(jī)中的一個(gè)16位程序計(jì)數(shù)器，里面存放的是將要執(zhí)行指令的地址，又叫程序指針。LCALL addr16執(zhí)行過程見圖2-6。圖2-6 調(diào)用子程序示意圖該指令為程序存儲(chǔ)器64KB地址范圍內(nèi)的調(diào)用子程序指令，子程序可在64KB地址空間的任一處。堆棧：實(shí)際上就是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM）里的一塊，只不過存取數(shù)據(jù)時(shí)有個(gè)特點(diǎn)，即“先進(jìn)去的數(shù)據(jù)后出來，后進(jìn)去的數(shù)據(jù)先出來”，數(shù)據(jù)是一個(gè)壓著一個(gè)堆起來的。上面的數(shù)據(jù)不取出，下面的數(shù)據(jù)也出不來

4、。類似的指令有：ACALL。指令格式：ACALL addr11功能：控制轉(zhuǎn)移類指令；是短調(diào)用子程序指令，可表示為addr11PC；字節(jié)數(shù)為2，周期數(shù)為2。說明：基本作用同LCALL addr16，只是該指令為2KB地址范圍內(nèi)的調(diào)用子程序指令，子程序入口地址距當(dāng)前PC不得超過2KB地址范圍。注：在使用調(diào)用子程序指令時(shí)，如不清楚地址范圍，可以全用LCALL指令，功能是一樣的，地址范圍是最大的，只是多用一個(gè)字節(jié)的程序存儲(chǔ)空間。而在實(shí)際編程時(shí)，其子程序的入口地址往往是用一個(gè)標(biāo)號(hào)來實(shí)現(xiàn)，如本程序中的DELAY標(biāo)號(hào)，而不用管它的具體地址值是多少。指令格式：RET功能：控制轉(zhuǎn)移類指令；是子程序返回指令；字節(jié)

5、數(shù)為1，周期數(shù)為2。說明：每個(gè)子程序必須以RET指令結(jié)束。其作用是從堆棧中自動(dòng)取出斷點(diǎn)的地址值送到PC，從子程序返回到主程序。指令格式：Ljmp addr16功能：控制轉(zhuǎn)移類指令；是一個(gè)長轉(zhuǎn)移指令，可表示為addr16PC；字節(jié)數(shù)為3，周期數(shù)2。說明：該指令被執(zhí)行后，其后的addr16地址值送到PC，然后，程序跳轉(zhuǎn)到addr16處去執(zhí)行。跳轉(zhuǎn)范圍為64KB程序存儲(chǔ)器的全部地址。類似的指令還有：AJMP、SJMP。指令格式：Ajmp addr11功能：控制轉(zhuǎn)移類指令；是一個(gè)短轉(zhuǎn)移指令，可表示為addr11PC；字節(jié)數(shù)為2，周期數(shù)2。說明：功能同LJMP，只是用于2KB地址范圍內(nèi)的轉(zhuǎn)移。指令格式：

6、Sjmp rel功能：控制轉(zhuǎn)移類指令；是一個(gè)無條件相對(duì)轉(zhuǎn)移指令，可表示為PC+relPC；字節(jié)數(shù)為2，周期數(shù)2。說明：rel為相對(duì)當(dāng)前地址的用一個(gè)有符號(hào)字節(jié)數(shù)表示的偏移量，其偏移范圍為-127+127，轉(zhuǎn)移可以向前轉(zhuǎn)移（目的地址小于當(dāng)前地址），也可向后轉(zhuǎn)移（目的地址大于當(dāng)前地址）。注：在使用轉(zhuǎn)移指令時(shí)，如不清楚地址范圍，可以全用LJMP指令，功能是一樣的，地址范圍是最大的，只是多占用一個(gè)字節(jié)的程序存儲(chǔ)空間。而在實(shí)際編程時(shí)，其目的地址（不論是16位地址，還是11位地址或是rel）往往是用一個(gè)標(biāo)號(hào)來實(shí)現(xiàn)，如本程序中的START標(biāo)號(hào)，而不用管它的具體地址值是多少。指令格式：Djnz Rn，rel功能

7、：控制轉(zhuǎn)移類指令；是一個(gè)條件轉(zhuǎn)移指令，可表示為Rn-1Rn，Rn0時(shí)，則PC+relPC；字節(jié)數(shù)為2，周期數(shù)2。說明：該指令是寄存器自動(dòng)減1不為零轉(zhuǎn)移的指令；Rn為單片機(jī)中的工作寄存器（R0R7）。該指令的作用是先對(duì)Rn中的值自動(dòng)減1，然后判斷Rn中的值是否為零？如果為零，程序則順序往下執(zhí)行；如果不為零，程序則轉(zhuǎn)移到目標(biāo)地址處執(zhí)行。類似的指令有：指令格式：Djnz direct，rel功能：控制轉(zhuǎn)移類指令；是一個(gè)條件轉(zhuǎn)移指令，可表示為（direct）-1（direct），（direct）0時(shí)，則PC+relPC；字節(jié)數(shù)為3，周期數(shù)2。說明：direct是一個(gè)8位直接地址，（direct）是表示

8、這個(gè)地址中的字節(jié)內(nèi)容（數(shù)值）；該指令的作用是直接尋址單元內(nèi)容減1不為零轉(zhuǎn)移，功能同上一條指令類似。指令格式：MOV Rn，#data功能：數(shù)據(jù)傳送類指令；為立即數(shù)送寄存器指令，其功能可表示為dataRn,字節(jié)數(shù)為2,周期數(shù)為1。說明：該指令是將立即數(shù)data送寄存器Rn。指令中的操作數(shù)我們給出了三種方式：#data（立即數(shù)）、direct（直接地址）和Rn（工作寄存器）。與這三種操作數(shù)有關(guān)的MOV指令還有：MOV direct，Rn；MOV Rn，direct；MOV direct2，direct1。分述如下：指令格式：MOV direct，Rn功能：數(shù)據(jù)傳送類指令；為寄存器送直接尋址單元指令

9、，其功能表示為Rn（direct）；字節(jié)數(shù)為2,周期數(shù)為2。說明：該指令是將工作寄存器里的數(shù)送直接尋址單元。指令格式：MOV Rn，direct功能：數(shù)據(jù)傳送類指令；為直接尋址單元送寄存器指令，其功能表示為（direct）Rn；字節(jié)數(shù)為2,周期數(shù)為2。說明：該指令是將直接尋址單元里的數(shù)送工作寄存器。指令格式：MOV direct2，direct1功能：數(shù)據(jù)傳送類指令；為直接尋址單元1送直接尋址單元2指令，其功能表示為（direct1）（direct2）；字節(jié)數(shù)為3,周期數(shù)為2。說明：該指令是將直接尋址單元1里的數(shù)送直接尋址單元2。注：由于MOV在這些指令中最大只能傳送一個(gè)字節(jié)的數(shù)，所以傳送的最

10、大數(shù)不能大于255（十進(jìn)制）。偽指令起始指令：ORG nn功能：為機(jī)器匯編時(shí)，指示此語句后面的程序或數(shù)據(jù)塊以nn為起始地址連續(xù)存放在程序存儲(chǔ)器中。說明：nn為起始地址值。如在本程序例中：ORG 00START:SETB P1.0指示START標(biāo)號(hào)的指令地址從程序存儲(chǔ)器的00地址開始連續(xù)存放。匯編結(jié)束指令:END功能:指示源程序段結(jié)束。說明：通常程序都是以END偽指令作結(jié)束指令。如本程序例：. END偽指令不是控制單片機(jī)操作的指令，因此不是可執(zhí)行指令。它只是在機(jī)器自動(dòng)把源程序翻譯成機(jī)器語言時(shí)，必須為匯編程序提供輔助信息的一些指令。2、程序的編程思路與解讀程序方框圖：編程時(shí)，首先要養(yǎng)成理清編程思路

11、的好習(xí)慣，就是在具體編寫程序前，要根據(jù)任務(wù)的要求，構(gòu)畫出程序的主架構(gòu)及關(guān)系，即程序方框圖（由一些方框、菱形和箭頭線組成）。解讀程序也是這樣。本程序方框圖見圖2-7。圖2-7 “燈光閃爍”程序方框圖程序解讀：整個(gè)程序分為兩大部分：主程序段和延時(shí)子程序段。主程序段：ORG 00 ；偽指令，指示后面的程序段起始地址從00開始START:SETB P1.0 ；P1.0輸出”1”,L1燈滅LCALL DELAY ；調(diào)用標(biāo)號(hào)為DELAY的延時(shí)子程序, 延時(shí)0.2秒CLR P1.0 ；P1.0輸出”0”,L1燈亮LCALL DELAY ；調(diào)用標(biāo)號(hào)為DELAY的延時(shí)子程序, 延時(shí)0.2秒 LJMP START

12、 ；跳轉(zhuǎn)到標(biāo)號(hào)為START處的指令循環(huán)執(zhí)行延時(shí)子程序段：延時(shí)0.2秒DELAY:MOV R5,#20；將十進(jìn)制的立即數(shù)20送到R5工作寄存器D1:MOV R6,#20 ；將十進(jìn)制的立即數(shù)20送到R6工作寄存器D2:MOV R7,#248 ；將十進(jìn)制的立即數(shù)248送到R7工作寄存器DJNZ R7,$ ；R7減1不為零轉(zhuǎn)移到本指令地址（用$表示）DJNZ R6,D2 ；R6減1不為零轉(zhuǎn)移到標(biāo)號(hào)D2處DJNZ R5,D1 ；R5減1不為零轉(zhuǎn)移到標(biāo)號(hào)D1處 RET ；子程序結(jié)束，返回到主程序整個(gè)程序運(yùn)行的結(jié)果，實(shí)現(xiàn)了L1燈不停地亮和滅，其間隔為0.2秒。3、延時(shí)程序的設(shè)計(jì)方法延時(shí)程序是如何設(shè)計(jì)的呢？下

13、面具體介紹其原理：如圖2-5所示的石英晶體為12MHz，因此，1個(gè)時(shí)鐘振蕩周期為1/f=1/12MHz秒=1/(12×106)秒。一個(gè)機(jī)器周期=12個(gè)時(shí)鐘周期=12×1/12M=1/1000000秒=1微秒。則延時(shí)子程序： ；機(jī)器周期數(shù) 所用時(shí)間DELAY: MOV R5,#20 ； 2 2usD1:MOV R6,#20 ； 2 2usD2:MOV R7,#248 ； 2 2us DJNZ R7,$ ； 2 2us 重復(fù)執(zhí)行248次 DJNZ R6,D2 ； 2 2us 重復(fù)執(zhí)行20次 DJNZ R5,D1 ； 2 2us 重復(fù)執(zhí)行20次執(zhí)行完后，所用的時(shí)間為：第4條指令執(zhí)

14、行完所用的時(shí)間為：2×248=496（微秒）=0.496ms；第3條至第5條指令重復(fù)執(zhí)行20次所用時(shí)間為：20×（2+496+2）=10000微秒=10ms；第2條至第6條指令重復(fù)執(zhí)行20次所用時(shí)間為：20×（2+10000+2）=200080（微秒）=200.08ms；再加上第1條指令所用的時(shí)間，因此，上面的延時(shí)程序總時(shí)間為200.082 ms，近似為0.2秒。套用上述編程格式，當(dāng)R7248時(shí)，其延時(shí)公式為：t=0.5ms×R6×R5。根據(jù)不同的延時(shí)要求，適當(dāng)調(diào)整R5與R6的值的乘積即可。如本程序要求延時(shí)0.2秒200ms，即0.5ms

15、15;R6×R5=200ms，則R5×R6=400。R5=10，R6=40可以實(shí)現(xiàn)；R5=4，R6=100也可以實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際延時(shí)編程時(shí)，如需要的延時(shí)時(shí)間較大，可增加工作寄存器；如需要的延時(shí)時(shí)間較小，也可減少工作寄存器，靈活應(yīng)用。注：MOV傳送的最大數(shù)不能超過255。4、工作寄存器（R0R7）工作寄存器在內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，見MCS-51內(nèi)部RAM存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)及寄存器和RAM地址對(duì)照表。數(shù)據(jù)緩沖區(qū)地址范圍30H7FH 位尋址區(qū)（007F）地址范圍20H2FH工作寄存器區(qū)3（R0R7）地址范圍18H1FH工作寄存器區(qū)2（R0R7）地址范圍10H17H工作寄存器區(qū)1（R0R7）地址范

16、圍08H0FH工作寄存器區(qū)0（R0R7）地址范圍00H07HMCS-51內(nèi)部RAM存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)0區(qū)1區(qū)2區(qū)3區(qū)00HR008HR010HR018HR001HR109HR111HR119HR102HR20AHR212HR21AHR203HR30BHR313HR31BHR304HR40CHR414HR41CHR405HR50DHR515HR51DHR506HR60EHR616HR61EHR607HR70FHR717HR71FHR7寄存器和RAM地址對(duì)照表工作寄存器有四組，每組8個(gè)（R0R7）寄存器?？梢杂捎脩敉ㄟ^特殊功能寄存器PSW的D4和D3位來自行定義使用哪個(gè)組。見工作寄存器區(qū)選擇表。PSW.4(RS1)PSW.3(RS0)當(dāng)前工作寄存器（R0R7）000區(qū)011區(qū)102區(qū)113區(qū)工作寄存器區(qū)選擇使用工作寄存器時(shí)應(yīng)注意：初始化或復(fù)位時(shí)，自動(dòng)選中0組；寄存器的選組用程序狀態(tài)字PSW的RS1和RS0位決定；一旦選中了一組寄存器，其它三組只能作為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器使用，而