8051模块化编程分析

程序设计就是用计算机所能接受的语言把解决问题的步骤描述出来，也就是把计算机指令或语句组成一个有序的集合。一个好的应用程序不仅是执行效率高，而且还要结构清晰、便于调试。所以人们都采用结构化程序设计方法来编制应用程序。目前单片机的教材侧重于汇编语言。因此学习用单片机汇编语言程序进行结构化设计还是很有必要的。本文以“60秒倒计时电路”为例谈一谈51 单片机汇编语言模块化编程的一点技巧。

　　一、60秒倒计时电路及编程

　　1. 功能要求

　　所谓倒计时，就是首先给定一个初始值，然后对初始值进行减“1”操作，直到该值为“0”为止。60 秒倒计时就是对给定的初始值“60”每隔1 秒钟对其进行减“1”，一直减到该值为“0”为止。

　　该倒计时电路要求有两个按钮。一个是“复位”按钮，按下按钮设置倒计时初始值，并把指示灯熄灭；另一个是“开始”按钮，按下按钮开始倒计时。并用两位LED 数码管显示当前倒计时值。计时时间到，指示灯点亮。

　　2. 电路组成

　　实现上述功能要求的单片机接口电路如图1 所示。

图1单片机接口电路

　　图中用按钮SB1 作为“置初值”按钮，按钮SB2 作为“开始”按钮。按下SB1 按钮，将显示值设置为“60”。

　　按下按钮SB2，每隔一秒显示值减“1”，直到值为“0”

　　停止计数。按钮和指示灯接在P0 口上，P0.0 为初始按钮，P0.1 为开始按钮，P0.7 为指示灯。十位LED 数码管接P2 口，个位LED 数码管接P1 口。图2 为单片机基本系统电路。

图2 单片机基本系统电路

　　3. 功能分析

　　根据60 秒倒计时的功能要求，需要单片机完成以下任务：

　　⑴ 按键扫描。用来判断有没有键被按下，是哪个键被按下？根据不同的键，给出相应的键值。

　　⑵ 计时显示。这里时间值使用的是两位数，故需要将被显示的时间值取出个位数和十位数，然后才能进行显示。

　　⑶ 被显示数转换成7 段码。由于单片机中的数据都是以二进制形式存放或运算的。而这里输出显示使用了两位LED 数码管来显示计时数值的，一个被显示的数要点亮数码管的某几段才能显示出这个数，不同的数需要点亮数码管的不同段。因此需要将被显示的这个数转换成相应的显示段码，才能被正确显示出来。

　　⑷ 延时。包括1秒钟延时和按键消抖的10毫秒延时。

　　⒋ 程序编制

　　程序按实现功能采用模块化结构，有一个主程序和若干个子程序组成。每个子程序分别是完成某个任务的独立模块，有时会用到调用参数。本实例共有5 个子程序，分别是按键扫描子程序、10ms 延时子程序、1s 延时子程序、显示子程序、取段码子程序。

　　⑴ 按键扫描子程序

　　按键扫描子程序完成对按键进行扫描，确定有没有键被按下，当有键被按下并抬起后将相关键值返回给主程序的任务。其流程如图3 所示。该子程序没有入口参数，但有一个出口参数，即按键的键值，存放在寄存器R3 中。寄存器R3 中的值为“60H”表示SB1 键被按下；寄存器R3 中的值为“00H”表示SB2 键被按下。

图3 按键扫描子程序流程图

　　按照图3 的流程图和51 单片机的指令系统编制的子程序如下：

　　;----------- 按键扫描描--------------

　　; 出口参数键值存放在寄存器R3 中，用于识别哪个键。

　　;R3=60H, 说明SB1 被按下；R3=00H, 说明SB2 被按下

　　key_scan: jnb kb_init, k1check ; SB1 按下转移

　　jnb kb_begin, k2check ; SB2 按下转移

　　sjmp ksr ;

　　k1check: acall del10 ; 调用毫秒延时，去抖

　　jb kb_init, ksr ; 干扰，返回

　　jnb kb_init,$ ; 等待按键释放

　　mov r3, #60h; 是SB1，键值“60H”送寄存器R3

　　sjmp ksr ; 是，不进行任何操作返回

　　k2check: acall del10 ; 调用毫秒延时，去抖

　　jb kb_begin, ksr ; 干扰，返回

　　jnb kb_begin,$ ; 等待按键释放

　　mov r3, #00h; 是SB2，键值“00H”送寄存器R3

　　ksr: ret ; 返回

　　;---------------------------------

　　⑵ 显示子程序

　　显示子程序完成从被显示值中取出十位数将其转换成显示断码，并送单片机的P2 口；从被显示值中取出个位数将其转换成显示断码，并送单片机的P1 口任务。其流程如图4 所示。该子程序有一个入口参数，即被显示的值，存放在寄存器R2 中。

图4 显示子程序流程图

　　按照图4 的流程图和51 单片机的指令系统编制的子程序如下：

　　;------------ 显示子程序------------

　　; 入口参数存放在寄存器R2 中

　　display:mov a, r2 ; 取被显示值

　　mov b, #10; 取被显示值的十位数

　　div ab;

　　acall seg7; 调用转换子程序，取显示断码

　　mov p2, a ; 十位数段码送P2 口

　　mov a, b; 取个位数

　　acall seg7 ; 调用转换子程序，取显示断码

　　mov p1, a ; 个位数段码送P1 口

　　ret ; 返回

　　;---------------------------------

　　⑶ 取段码子程序

取段码子程序