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:
![](../img/eep/emb/emb-51216hp4202yi1f3.jpg)
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
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