单片机控制闪烁灯

1． 实验任务

如图4.1.1所示：在P1.0端口上接一个发光二极管L1，使L1在不停地一亮一灭，一亮一灭的时间间隔为0.2秒。

2． 电路原理图

图4.1.1

3． 系统板上硬件连线

把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的L1端口上。

4． 程序设计内容

（1）． 延时程序的设计方法

作为单片机的指令的执行的时间是很短，数量大微秒级，因此，我们要求的闪烁时间间隔为0.2秒，相对于微秒来说，相差太大，所以我们在执行某一指令时，插入延时程序，来达到我们的要求，但这样的延时程序是如何设计呢？下面具体介绍其原理：

如图4.1.1所示的石英晶体为12MHz，因此，1个机器周期为1微秒=0.001毫秒（ms）

机器周期 微秒

2个

2 2

MOV R6,#20

D1: MOV R7,#248 2个 2＋2×248＝498 20×(2＋2×248)

DJNZ R7,$

2个 2×248=496

DJNZ R6,D1 2个 2×20＝40 10002

因此，上面的延时程序时间为10.002ms。 10002=2+(2+2*248)*20+40

由以上可知，当R6＝10、R7＝248时，延时5ms，R6＝20、R7＝248时，延时10ms,以此为基本的计时单位。如本实验要求0.2秒＝200ms，10ms×R5＝200ms，则R5＝20，延时子程序如下：

DELAY: D1: D2:

MOV R5,#20 MOV R6,#20 MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET

（2）． 输出控制

如图1所示，当P1.0端口输出高电平，即P1.0＝1时，根据发光二极管的单向导电性可知，这时发光二极管L1熄灭；当P1.0端口输出低电平，即P1.0＝0时，发光二极管L1亮；我们可以使用SETB P1.0指令使

P1.0端口输出高电平，使用CLR P1.0指令使P1.0端口输出低电平。

5． 程序框图

如图4.1.2所示

6． 汇编源程序

ORG 0

; ORG 的意思是什么就是

值不同跟系统程序存贮器地址有关. 以上面的程序来讲ORG 0000H接下来写的程序都在0000H后。ORG 2000H也一样。（如果ROM够大的话）

START:

CLR P1.0 LCALL DELAY

; “调用”（ACALL或LCALL）一下，避免重复编写也节省程序存储空间，子程序的最

后都要放一条返回指令既“RET”。

SETB P1.0 ;使P1.0变为1。灯亮。 LCALL DELAY

LJMP START ;转入主程序

MOV R5,#20 ;延时子程序，延时0.2秒 MOV R6,#20 MOV R7,#248 DJNZ R7,$ DJNZ R6,D2 DJNZ R5,D1 RET END

DELAY: D1: D2:

7． C语言源程序

#include

sbit D1=P1^0; //定义一个变量D1，值是P1的第一个口 void delay02s(void) {

unsigned char i,j,k; for(i=20;i>0;i--) for(j=20;j>0;j--) for(k=248;k>0;k--); }

void main(void) {

while(1) {

D1=0; //灯亮 delay02s();

D1=1; //灯灭 delay02s(); } }

//延时0.2秒子程序 2*（20*20*248）/（1000*1000）

单片机的延时及时序分析

第一个问题：延时程序分析

在上节课中，我们已经知道，程序中的符号R7、R6是代表了一个个的RAM单元，是用来放一些数据的，下面我们再来看一下其它符号的含义。 DELAY： MOV R7，#250 ；（６） D1： MOV R6，#250 ；（７） D2： DJNZ R6，D2 ；（８） DJNZ R7，D1 ；（９） RET ；（１０）

MOV：这是一条指令，意思是传递数据。说到传递，我们都很清楚，传东西要从一个人的手上传到另一个人的手上，也就是说要有一个接受者，一个传递者和一样东西。从指令MOV R7，#250中来分析，R7是一个接受者，250是被传递的数，传递者在这条指令中被省略了（注意：并不是每一条传递指令都会省的，事实上大部份数据传递指令都会有传递者）。它的意义也 很明显：将数据250送到R7中去，因此执行完这条指令后，R7单元中的值就应当是250。在250前面有个#号，这又是什么意思呢？这个#就是用来说明250就是一个被传递的东西本身，而不是传递者。那么MOV R6，#250是什么意思，应当不用分析了吧。

DJNZ：这是另一条指令，我们来看一下这条指令后面跟着的两个东西，一个是R6，一个是D2，R6我们当然已知是什么了，查一下D2是什么。D2在本行的前面，我们已学过，这称之为标号。标号的用途是什么呢？就是给本行起一个名字。DJNZ指令的执行过程是这样的，它将其后面的第一个参数中的值减1，然后看一下，这个值是否等于0，如果等于0，就往下执行，如果不等于0，就转移，转到什么地方去呢？可能大家已猜到了，转到第二个参数所指定的地方去（请大家用自已的话讲一下这条语句是怎样执行的）。本条指令的最终执行结果就是，在原地转圈250次。 执行完了DJNZ R6，D2之后（也就是R6的值等于0之后），就会去执行下面一行，也就是DJNZ R7，D1，请大家自行分析一下这句话执行的结果。（转去执行MOV R6，#250，同时R7中的值减1），最终DJNZ R6，D2这句话将被执行250*250=62500次，执行这么多次同一条指令干吗？就是为了延时。

一个问题：如果在R6中放入0，会有什么样的结果？

第二个问题：单片机时序分析：

上节课中我们已经介绍了延时程序，但这还不完善，因为，我们只知道DJNZ R6，D2这句话会被执行62500次，但是执行这么多次需要多长时间呢？是否满足我们的要求呢？我们还不知道，所以下面要来解决这个问题。

先提一个问题：我们学校里什么是最重要的？

（铃声）校长可以出差，老师可以休息，但学校一日无铃声必定大乱。整个学校就是在铃声的统一指挥下，步调一致，统一协调地工作着。这个铃是按一定的时间安排来响的，我们可以称之为“时序��时间的顺序”。一个由人组成的单位尚且要有一定的时序，计算机当然更要有严格的时序。事实上，计算机更象一个大钟，什么时候分针动，什么时候秒针动，什么时候时针动，都有严格的规定，一点也不能乱。计算机要完成的事更复杂，所以它的时序也更复杂。

我们已知，计算机工作时，是一条一条地从ROM中取指令，然后一步一步地执行，我们规定：计算机访问一次存储器的时间，称之为一个机器周期。这是一个时间基准，好象我们人用“秒”作为我们的时间基准一样，为什么不干脆用“秒”，多好，很习惯，学下去我们就会知道用“秒”反而不习惯。

一个机器周期包括12个时钟周期。下面让我们算一下一个机器周期是多长时间吧。设一个单片机工作于12M晶振，它的时钟周期是1/12（微秒）。它的一个机器周期是12*（1/12）也就是1微秒。（请计算一个工作于6M晶振的单片机，它的机器周期是多少）。 MCS-51单片机的所有指令中，有一些完成得比较快，只要一个机器周期就行了，有一些完成

得比较慢，得要2个机器周期，还有两条指令要4个机器周期才行。这也不难再解，不是吗？我让你扫地的执行要完成总得比要你完成擦黑板的指令时间要长。为了恒量指令执行时间的长短，又引入一个新的概念：指令周期。所谓指令周期就是指执行一条指令的时间。INTEL对每一条指令都给出了它的指令周期数，这些数据，大部份不需要我们去记忆，但是有一些指令是需要记住的，如DJNZ指令是双周期指令。

下面让我们来计算刚才的延时。首先必须要知道晶振的频率，我们设所用晶振为12M，则一个机器周期就是1微秒。而DJNZ指令是双周期指令，所以执行一次要2个微秒。一共执行62500次，正好125000微秒，也就是125毫秒。 练习：设计一个延时100毫秒的延时程序。

要点分析：1、一个单元中的数是否可以超过255。2、如何分配两个数。

如何精确计算延时子程序的执行时间？

汇编语言的一大优势就是能够精确控制程序的执行时间，这在编写一些对时序要求严格的外围器件驱动时由为重要！

;延时子程序，12M晶振延时约253毫秒 DELAY:

MOV R4,#2－－－－－－执行1个机器周期，耗时1微秒 L3: MOV R2 ,#250－－－执行1个机器周期，耗时1微秒 L1: MOV R3 ,#251－－－执行1个机器周期，耗时1微秒

L2: DJNZ R3 ,L2－－－执行2个机器周期，反复执行251次（2x251）＝502微秒）

DJNZ R2 ,L1－－－－－执行2个机器周期，反复执行250次（1＋502＋2)*250＝126250微秒） DJNZ R4 ,L3－－－－－执行2个机器周期，反复执行2次 （1+1+502+126250+2)*2＝253512微秒） RET

delay 加上第一条总共延时1+253512=253513微秒