单片机实验报告——LED灯控制器,(2)

时间：2020-09-03 11:36:29 来源：蒲公英阅读网 本文已影响人

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　《微机实验》报告

　LED 灯控制器

　 指导教师:

　专业班级 : 姓名: 学号:

　联系方式:

　一、 任务要求

　实验目的:加深对定时/计数器、中断、IO 端口的理解,掌握定时/计数器、中断的应用编程技术及中断程序的调试方法。

　实验内容:利用 C8051F310 单片机设计一个 LED 灯控制器 主要功能与技术指标要求: 1、 LED 灯外接于 P0、0 端。

　2、 LED 灯分别按 2Hz,1Hz 与 0、5Hz 三种不同频率闪动,各持续 10s。

　3、 在 LED 灯开始与停止闪烁时蜂鸣器分别鸣响 1 次。

　4、 利用单片机内部定时器定时,要求采用中断方式。

　提高要求: 使用按键(KINT)控制 LED 灯闪烁模式的切换。

　二、 设计思路 C8051F310 单片机片上晶振为 24、5MHz,采用 8 分频后为 3、0625MHz ,输入时钟信号为48个机器周期,所以T1定时器采用定时方式1,单次定时最长可以达到的时间为1、027s,可以满足 0、5Hz 就是的定时要求。

　基础部分: :

　给 TMOD 赋值 10H,即选用 T1 定时器采用定时方式 1,三种频率对应的半周期时间为 0、25s、0、5s、1s。计算得需给 TH1 与 TL1 为 C1H、B1H;83H、63H;06H、C6H。要使闪烁持续 10s,三种模式需要各循环 40、20、10 次。

　用 LOOP3:MOV C,PSW、5

　 ;PSW、5 为标志位,进定时器中断后置一 JNC LOOP3

　代替踏步程序等待中断,以便中断完后回到主程序继续向下执行。

　为了减少代码长度,可以采用循环结构,循环主题中,将 R1、R2 分别赋给 TH1、TL1,R7 为循环次数(用 DJNZ 语句实现);定时中断里,重新给 TH1、TL1 赋值时同理。这样,循环时只要把定时时间与循环次数赋给 R1、R2、R7 即可,达到减少代码长度的效果。

　蜂鸣器也采用 T1 定时方式 1,定时一秒。

　提高部分: :

　采用外部中断 0,下降沿触发。外部中断程序里置标志位 PSW、1 与 R0,PSW、5 用于判断执行完一种模式后,就是否跳出循环结束。R0 用于判断执行何种模式,每按一次后 RO 加一,第四次时就将 R0 与 PSW、5 清零,这样程序就又回到了基础部分的循序执行。

　因为中断程序执行完后,会回到原来程序中断的地方,继续向下执行而给程序运行带来诸多不便。所以,查瞧了 RETI 语句的实现形式:将栈顶压入 PCH,POP 后再将栈顶压入 PCL ,利用这个定义,只要将需要返回的地址压入 PCH 与 PCL 就能返回到指定地址。

　三、 资源分配

　 P0、0:为 LED 灯控制端口,高电平触发。

　P3、1:为蜂鸣器控制端口,高电平触发。

　P0、1:为 KINT 键控制端口,下降沿触发。

　 R1、R2:用于存放计时器计时数据,R1 赋给 TH1、R2 赋给 TL1。

　R7:存放三种模式的循环次数。

　 R0:在外部中断程序中赋值,用于判断采用何种模式。

　 PSW、1:为标志位,用于等待定时器中断,中断执行完清零,并在中断处向下继续执行程序。

　 PSW、5:为标志位,用于判断执行一种中断还就是三种,在外部中断程序中改变。

　 四、 流程图

　1、主程序流程图(含提高部分):

　开 开 始初 初 始 始 化允 允 许 许 外 外 部 部 中 中 断 0 ， ， 下 下 降 降 沿 沿 触 触 发允 允 许 许 定 定 时 时 器 1 中 中 断 断 ， ， 定 定 时 时 方 方 式 1R0=02HR0>02HR1   0C1H

　R2  0B1HR7  28H R1  83H

　R2  63HR7   14HR1  06H

　R2  0C6HR7  0AHYNNYCASE1 CASE2 CASE3蜂 蜂 鸣 1sTH1  R1TL1  R2A  R7开 开 定 定 时等 等 待 待 中 中 断R7  R7-1R7=0NYPSW.1=0 A=14HA>14H蜂 蜂 鸣 1s等 等 待 待 外 外 部 部 中 中 断YNNNYY 跳 跳 转 转 到 case2跳 跳 转 转 到 case3

　2、外部中断流程图 KINT 键 键 按 按 下PSW.1 置 1R0  R0+1R0=04HPSW.1 清 清 零R0 清 清 零关 关 定 定 时 时 器 1POP 出 出 栈 栈 两 两 次DPTR  0036HDPL 先 先 压 压 入 入 栈 栈 顶DPH 再 再 压 压 入 入 栈 栈 顶返 返 回 回 主 主 程 程 序NY

　3、定时器中断流程图 定 定 时 时 器 器 溢 溢 出触 触 发 发 中 中 断重 新 赋 值TH1  R1TL1  R2标 标 志 志 位PSW.1 置 置 一关 关 定 定 时LED(P0.0) 取 取 反返 返 回 回 主 主 程 程 序

　五、 源代码 (含文件头说明、资源使用说明、语句行注释) ;***************************************************************** ;: LED 灯闪烁、asm ;Decription: LED LED 灯分别按 2Hz,1Hz 与 0、5Hz 三种不同频率闪动,各持续 10s。

　;

　在 LED 灯开始与停止闪烁时蜂鸣器分别鸣响 1 次。按一次按钮,LED 以 ;

　 2Hz 频率闪动;按第二次以 1Hz 频率闪动;按第二次以 0、5Hz 频率闪动; ;

　第四次时又顺序执行三种模式(可以在任何时候按按钮,不必等上一模 ;

　 式闪烁完)

　;Designed by: gxy ;Date:

　 2012、10、31 ;***************************************************************** $include (C8051F310、inc) LED

　BIT P0、0

　 ;LED 灯控制端口 BEEP BIT P3、1

　 ;蜂鸣器控制端口 KINT BIT P0、1

　 ;KINT 按钮端口

　ORG

　 0000H

　;复位入口 LJMP

　MAIN ORG

　 0003H

　;外部中断 0 入口 LJMP

　T_KINT ORG

　 001BH

　 ;定时器 1 入口 LJMP

　TIME1

　MAIN: LCALL Init_Device

　;初始化配置

　 MOV R0,#00H

　 CLR LED

　;关 led 灯

　CLR BEEP

　CLR PSW、1

　;标志位 1 清零

　CLR PSW、5

　;标志位 2 清零

　SETB EA

　;允许总中断

　 SETB EX0

　;外部中断 0 允许

　SETB IT0

　;下降沿延触发

　MOV TMOD,#10H

　 ;置 T1 为定时方式 1

　SETB ET1

　;定时器 T1 允许中断 ;***************************************************************** ;外部中断返回处,选择模式 ;***************************************************************** CHOO: CJNE R0,#02H,LOOP

　;选择模式

　 LJMP CASE2

　 ;R0 等于 02H,跳转到模式 2 LOOP: JC

　 CASE1

　 ;R0 小于 02H,跳转到模式 1

　LJMP CASE3

　;R0 大于 02H,跳转到模式 3 ;***************************************************************** ;模式 1,2Hz 闪烁 10s ;***************************************************************** CASE1:MOV

　R1,#0C1H

　 MOV

　R2,#0B1H

　MOV

　R7,#28H

　LJMP START ;***************************************************************** ; 模式 2,1Hz 闪烁 10s ;***************************************************************** CASE2:MOV

　R1,#83H

　 MOV

　R2,#63H

　MOV

　R7,#14H

　LJMP START ;***************************************************************** ; 模式 3,0、5Hz 闪烁 10s ;***************************************************************** CASE3:MOV

　R1,#06H

　 MOV

　R2,#0C6H

　 MOV

　R7,#0AH

　LJMP START ;***************************************************************** ;闪烁控制程序 ;***************************************************************** START:LCALL VOICE

　;蜂鸣 1s

　 MOV TH1,R1

　MOV TL1,R2

　MOV A,R7 BACK: SETB TR1

　 ;开定时 LOOP1:MOV C,PSW、5

　;等待中断,中断会置一标志位 PSW、5

　 JNC LOOP1

　;中断结束,继续向下运行

　CLR PSW、5

　 ;清零标志位

　DJNZ R7,BACK

　;循环,使闪烁达到 10s

　 MOV C,PSW、1

　 JC THERE

　; PSW、1 为 1 则只执行一种模式跳转到 THERE 等待外 ;部中断

　 CJNE A,#14H,LOOP2

　 ;顺序执行时,判断下一模式

　LJMP CASE3

　;A=14H 则跳转到模式 3 LOOP2:JC

　 THERE

　LJMP CASE2

　;A<14H 则跳转到模式 2

　 THERE:LCALL VOICE

　 ;蜂鸣 1s

　 SJMP $

　;踏步,等待外部中断 ;***************************************************************** ;蜂鸣器响 1s ;*****************************************************************

　VOICE:SETB BEEP

　;开蜂鸣

　 MOV TH1,#06H

　MOV TL1,#0C6H

　CLR PSW、5

　 SETB TR1

　 ;开定时器 1 LOOP3:MOV C,PSW、5

　;等待中断

　 JNC LOOP3

　CLR BEEP

　 ;关蜂鸣

　RET ;***************************************************************** ;外部中断 0 ;***************************************************************** T_KINT:SETB PSW、1

　 ;标志位 1 置一,用于判断就是否顺序执行三种模式

　INC R0

　 ;R0 加一,用于判断何种模式

　 CJNE R0,#04H,K_RET

　 CLR PSW、1

　 ;R0 到 04H 时清零标志位与 R0

　 MOV R0,#00H K_RET: CLR TR1

　 ;关定时器 1

　 POP SP

　 POP SP

　 ;出栈两次

　 MOV DPTR,#0036H

　;0036H 为选择处地址

　 PUSH DPL

　 ;DPL 压入栈顶

　 PUSH DPH

　 ;DPH 压入栈顶

　RETI

　 ;返回到知道位置 ;***************************************************************** ;定时器 1 中断 ;***************************************************************** TIME1: MOV TH1,R1

　MOV TL1,R2

　 ;重新置数

　SETB PSW、5

　;标志位置一

　CLR TR1

　 ;关定时

　 CPL LED

　 ;LED 取反

　 RETI ;***************************************************************** ;初始化配置 ;***************************************************************** PCA_Init:

　;关闭瞧门狗

　 anl

　PCA0MD,

　#0BFh

　 mov

　PCA0MD,

　#000h

　 ret

　Timer_Init:

　;定时器 1 初始化配置

　 mov

　TMOD,

　#010h

　 mov

　CKCON,

　 #002h

　 ret

　Port_IO_Init:

　;端口初始化配置

　 mov

　XBR1,

　#040h

　 ret Interrupts_Init:

　 ;中断初始化配置

　 mov

　IE,

　#009h

　 ret Init_Device:

　 lcall PCA_Init

　 lcall Timer_Init

　 lcall Port_IO_Init

　 lcall Interrupts_Init

　 ret

　END

　六、 程序测试方法与结果、软件性能分析 1 、软件调试总体界面: 2 、定时器 1 测试

　软件调试时

　 利用标志位用 LOOP1:MOV C,PSW、5

　 JNC LOOP1 语句,可以在中断返回后,在中断处继续向下执行代码 硬件调试时,可以顺序以 2Hz,1Hz 与 0、5Hz 三种不同频率闪动,各持续 10s,并且蜂鸣器鸣叫 1s 正常 3、定时循环代码测试: 例如执行模式 1 定时 0、25s,要循环 40 次才能跳出 开始时,R7 为 28H

　 一次循环后 R7 为 27H

　 跳出循环时,R7 为 0

　所以,定时循环程序正常

　4、外部中断测试

　 如图,软件调试时,进入中断程序执行到 RETI 后,DPTR 被赋为 0036H,pc 在 00ACH 处 再执行一步

　 Pc 在 0036H 处,返回到了指定位置。所以,这说明不管程序运行到了哪里,只要按下 KINT 键,就会返回到指定位置,选择下一种模式运行。

　Program Size: data=8、0 xdata=0 code=219 代码利用合理空行与注释,不仅在视觉上美化了,而且让各个子段程序的功能一目了然,方便调试与检错

　硬件调试时,在 C8051F310 单片机开发板上跑代码: 不按 KINT 键时,LED 灯以 2Hz,1Hz 与 0、5Hz 三种不同频率闪动,各持续 10s,在开始、结束与切换模式时,蜂鸣器都响 1s, 按下一次时,LED 灯以 2Hz 闪烁 10s 后结束; 按下两次时,LED 灯以 1Hz 闪烁 10s 后结束; 按下三次时,LED 灯以 0、5Hz 闪烁 10s 后结束; 当按下第四次时,又切换回顺序执行三种模式, 在上述过程,蜂鸣器君鸣叫正常。

　综上:此次程序,运行正常,很好的完成了要求的基础部分与提高部分

　七、 思考题 、 若想实现 3 种闪耀方式的持续时间在 5s-20s 范围内可调,且每种方式的持续时间各不相同,应如何设计程序？

　答:

　三种闪烁方式利用定时器执行,定时时间为 0、25s、0、5s、1s

　 通过循环次数来控制持续时间,所以只要改变循环次数,就能改变持续时间(初始持续时间可设为 10s) 可以利用矩阵键盘来实现,通过键值扫描程序来判断按下了什么键,再通过键值处理来执行按键的功能 可以设置 ‘+’键、‘-’键、与输入键 按下‘+’键,寄存器如 R5 加一;按下‘-’键,寄存器如 R5 减一 再按输入键后,模式 1 循环次数加 4* R5;模式 1 循环次数加 2* R5;模式 1 循环次数加 1* R5,再执行程序来达到改变持续时间的功能。

　八、 实验小结 通过本实验,我们一方面熟悉了 C8051F310 单片机开发板的结构、芯片间的连接方法,同时也掌握了简单的配置方法;另一方面,我们又加深对定时/计数器、中断、IO 端口的理解,通过编写代码,我们也掌握了定时/计数器、中断的应用编程技术。

　程序写完后,调试就是一定会出现很多问题,在软件调试时,我们一定要掌握利用断点来单步调试的方法,这样比较容易找出错误,而且节约大量时间,在代码量较多时,效果尤为明显。

　写代码时,一定要合理布局,及时写上注释,这样也避免写下面程序时出现错误,同时也方便调试时查错。