单片机实验报告LED灯控制器.docx
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单片机实验报告LED灯控制器
《微机实验》报告
LED灯控制器
指导教师：
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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
主要功能和技术指标要求：
1.LED灯外接于P0.0端。
2.LED灯分别按2Hz，1Hz和0.5Hz三种不同频率闪动，各持续10s。
3.在LED灯开始和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和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:
MOVC,PSW.5；PSW.5为标志位，进定时器中断后置一
JNCLOOP3
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和循环次数赋给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和R0，PSW.5用于判断执行完一种模式后，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和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，查看了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和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）：
2.外部中断流程图
3.定时器中断流程图
五、源代码（含文件头说明、资源使用说明、语句行注释）
;*****************************************************************
;Filename:
LED灯闪烁.asm
;Decription:
LEDLED灯分别按2Hz，1Hz和0.5Hz三种不同频率闪动，各持续10s。
;在LED灯开始和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）
;Designedby:
gxy
;Date:
2012.10.31
;*****************************************************************
$include（C8051F310.inc）
LEDBITP0.0;LED灯控制端口
BEEPBITP3.1;蜂鸣器控制端口
KINTBITP0.1;KINT按钮端口
ORG0000H;复位入口
LJMPMAIN
ORG0003H;外部中断0入口
LJMPT_KINT
ORG001BH;定时器1入口
LJMPTIME1
MAIN:
LCALLInit_Device;初始化配置
MOVR0,#00H
CLRLED;关led灯
CLRBEEP
CLRPSW.1;标志位1清零
CLRPSW.5;标志位2清零
SETBEA;允许总中断
SETBEX0;外部中断0允许
SETBIT0;下降沿延触发
MOVTMOD,#10H;置T1为定时方式1
SETBET1;定时器T1允许中断
;*****************************************************************
;外部中断返回处，选择模式
;*****************************************************************
CHOO:
CJNER0,#02H,LOOP;选择模式
LJMPCASE2;R0等于02H,跳转到模式2
LOOP:
JCCASE1;R0小于02H,跳转到模式1
LJMPCASE3;R0大于02H,跳转到模式3
;*****************************************************************
;模式1，2Hz闪烁10s
;*****************************************************************
CASE1:
MOVR1,#0C1H
MOVR2,#0B1H
MOVR7,#28H
LJMPSTART
;*****************************************************************
;模式2，1Hz闪烁10s
;*****************************************************************
CASE2:
MOVR1,#83H
MOVR2,#63H
MOVR7,#14H
LJMPSTART
;*****************************************************************
;模式3，0.5Hz闪烁10s
;*****************************************************************
CASE3:
MOVR1,#06H
MOVR2,#0C6H
MOVR7,#0AH
LJMPSTART
;*****************************************************************
;闪烁控制程序
;*****************************************************************
START:
LCALLVOICE;蜂鸣1s
MOVTH1,R1
MOVTL1,R2
MOVA,R7
BACK:
SETBTR1;开定时
LOOP1:
MOVC,PSW.5;等待中断，中断会置一标志位PSW.5
JNCLOOP1;中断结束，继续向下运行
CLRPSW.5;清零标志位
DJNZR7,BACK;循环，使闪烁达到10s
MOVC,PSW.1
JCTHERE;PSW.1为1则只执行一种模式跳转到THERE等待外
;部中断
CJNEA,#14H,LOOP2;顺序执行时，判断下一模式
LJMPCASE3;A=14H则跳转到模式3
LOOP2:
JCTHERE
LJMPCASE2;A<14H则跳转到模式2
THERE:
LCALLVOICE;蜂鸣1s
SJMP$;踏步，等待外部中断
;*****************************************************************
;蜂鸣器响1s
;*****************************************************************
VOICE:
SETBBEEP;开蜂鸣
MOVTH1,#06H
MOVTL1,#0C6H
CLRPSW.5
SETBTR1;开定时器1
LOOP3:
MOVC,PSW.5;等待中断
JNCLOOP3
CLRBEEP;关蜂鸣
RET
;*****************************************************************
;外部中断0
;*****************************************************************
T_KINT:
SETBPSW.1;标志位1置一，用于判断是否顺序执行三种模式
INCR0;R0加一，用于判断何种模式
CJNER0,#04H,K_RET
CLRPSW.1;R0到04H时清零标志位和R0
MOVR0,#00H
K_RET:
CLRTR1;关定时器1
POPSP
POPSP;出栈两次
MOVDPTR,#0036H;0036H为选择处地址
PUSHDPL;DPL压入栈顶
PUSHDPH;DPH压入栈顶
RETI;返回到知道位置
;*****************************************************************
;定时器1中断
;*****************************************************************
TIME1:
MOVTH1,R1
MOVTL1,R2;重新置数
SETBPSW.5;标志位置一
CLRTR1;关定时
CPLLED;LED取反
RETI
;*****************************************************************
;初始化配置
;*****************************************************************
PCA_Init:
;关闭看门狗
anlPCA0MD,#0BFh
movPCA0MD,#000h
ret
Timer_Init:
;定时器1初始化配置
movTMOD,#010h
movCKCON,#002h
ret
Port_IO_Init:
;端口初始化配置
movXBR1,#040h
ret
Interrupts_Init:
;中断初始化配置
movIE,#009h
ret
Init_Device:
lcallPCA_Init
lcallTimer_Init
lcallPort_IO_Init
lcallInterrupts_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:
MOVC,PSW.5
JNCLOOP1
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和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
一次循环后R7为27H
开始时，R7为28H
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。
ProgramSize:
data=8.0xdata=0code=219
代码利用合理空行和注释，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，方便调试和检错
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和0.5Hz三种不同频率闪动，各持续10s，在开始、结束和切换模式时，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和提高部分
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、和输入键
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。
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