单片机学习之六：基本I/O口试验二：跑马灯

一、试验现象：

二极管从右至左依次发光。

　　二、试验目的：

l 掌握寄存器A,Rn的使用方法

l 掌握左移指令

l 掌握延时程序的编写

　　三、任务分析：

电路图同试验1，有了上一个试验的基础，这个程序对我们就没有什么难度啦。我们可以这样作：

首先：mov p0,#ofeh(让最右边的灯亮)，然后经过一段延时，再：mov p1,#ofdh，这样依次赋值，直到：mov p0,#07fh(最左面的灯亮)。然后用ajmp指令返回，让灯光再重新开始循环。

这样固然可以，但是程序不够简单明了，我们要写8个mov语句。设想一下，假如有几十个灯，那写起来不是麻烦死啦?

好在单片机有一条左移指令rl a，它的作用是把累加器a中的数循环左移。

顺便说一下累加器a，它是单片机中的最常用的寄存器，大部分单操作数的指令都以a作为操作对象(例如rl a);也有很多双操作数指令的一个操作数取自a(例如mov a,#00h);还有加、减、乘、除等算数指令的运算结果也经常保留在a中，或者ab寄存器对中。

所以我们的程序就可以这样来实现啦：首先给a赋值，再输出到p0;然后延时;接下来把a中的数进行左移。然后重复上面的过程就可以啦。

　　四、试验程序

org 0000h

start: clr p1.5

mov a,#0feh ;给a赋立即数，执行之后，a中的数据是11111110

loop: mov p0,a ;把a中的数据传输到p0

lcall delay ;(1)

rl a ;(2)

ajmp loop ;返回标号为loop的指令

delay: mov r6,#02h ;(3)

del1: mov r5,#0ffh ;(4)

del2: djnz r5,del2 ;(5)

djnz r6,del1 ;(6)

ret ;(7)

end

注释：

1、这是一个子程序调用指令。在程序设计中，常常把具有一定功能的公用程序编成子程序，以便让主程序调用。

该指令的执行过程是这样的：当执行lcall指令后，程序就转到lcall后面标号delay指定的程序处往下执行，当执行遇到ret指令时，就返回lcall指令下面的一条指令，即rl a指令。

从上面的分析，我们可以知道：标号为delay的程序应该是一段延时程序，那么它到底延时了多长时间呢?我们一会给大家讲解这个时间的计算方法，先往下看吧。

同样，子程序调用也有两条指令：acall和lcall。两者的区别是：acall指令调用的子程序起始地址必须和acall后面的第一条指令在同一个2k区域的程序存储器内;而lcall指令可以调用存放在程序存储器中64K字节范围内的任何地方的子程序。简单的说就是acall调用的范围小，而lcall的范围大。如果你拿不准的话，就用lcall吧。

2、这条指令的功能是：把累加器a中的内容向左移动一位，最高位的内容A7被移动到最低位A0，图示如下：

3、现在我们来分析delay子程序的延时时间：

我们先看(3)(4)(5)(6)(7)这样几个语句：

(3)的意思是给r6赋值02h。r6是什么?我们好像以前没有说过。大家先知道它也是一个8位的寄存器就行啦，关于它的内容，我们下面在介绍。

(4)的意思和(3)类似，不再赘述。

(5)应用了djnz指令，这个指令的意思是：减1不为0转移。因此语句(6)的意思是：把r5中间存的内容减去1，如果不是0，就继续执行该条语句，否则，执行下面的语句。

(6)根据上面的分析我们知道：(6)的意思是：把r6中的内容减1，如果不是0，就返回标号为del1的程序，重新给r5赋值0ffh，然后在对r5进行减1运算。

从分析可见，如果延时程序执行完，djnz指令总的执行次数是：02h×0ffh，即2×255=510次。

可见，如果我们知道执行一次djnz指令的时间，我们就可以算出这个程序的延时时间了。那么执行一次djnz指令需要多少时间呢?

单片机的指令执行起来所花费的时间是不一样的，有的指令执行时间短，只需要1个机器周期，而有的指令执行时间长，需要4个机器周期。Djnz指令的执行时间是2个机器周期。

每一个机器周期又是多长呢?从相关教材上，我们知道1个机器周期是振荡周期的12倍。

而振荡周期T=1/振荡频率=1/12MHZ

所以延时程序的总的延时时间是：2×255×2×12×(1/12MHZ)=1ms

好啦，现在把上面的程序下载到单片机中，你看到了什么?

怎么回事，所有的灯都亮啦!

当然啦，因为我们的延时太短啦，只有1ms，所以我们的眼睛根本分辨不出来。我们现在把延时增加为100ms，程序修改如下：

org 0000h

start: clr p1.5

mov a,#0feh

loop: mov p0,a

lcall delay

rl a

ajmp loop

delay: mov r7,#100 ;把1ms延时子程序执行100次

del1: mov r6,#02h

del2: mov r5,#0ffh

del3: djnz r5,del3

djnz r6,del2

djnz r7,del1

ret

end

现在再看看，一切正常啦，ok!

4、现在来看看寄存器R的问题

单片机的存储器结构和常见的微型计算机的配置方式不同，把程序存储器和数据存