MCU综合课程设计——IO接口实验与LED显示实验.doc

实 验 报 告课程名称： mcu（微控制器）综合课程设计 实验名称： i/o接口实验与led显示实验 院 （系）： 专 业： 姓 名： 学 号： 实 验 室： 测控技术实验室 实验组别： 同组人员： 实验时间： 2011 年 4 月 29 日评定成绩： 审阅教师： 目 录一、 实验目的和要求3二、 实验原理3三、 实验方案和实验步骤5四、 实验设备与器材配置8五、 实验记录8六、 实验总结8七、 源代码8一、 实验目的和要求1、 熟悉和掌握编辑和编译环境keil和medley；2、 熟悉汇编语言；3、 了解i/o接口和使led灯和数码管亮的原理。4、 利用实验板i/o口（例如p0口）控制8个led循环显示，循环点亮时间间隔约为1秒（采用软件延时实现）。5、 在8个led数码管显示8个指定的数（例如学号后8位）。二、 实验原理（1）、i/o接口实验（流水灯实验）：本实验采用上排led指示灯（与fpga相连），其原理图如下：主板左下方有16个led指示灯，其中上面8个led指示灯fled0fled7输入直接与fpga插座引脚相连，可由fpga模块输出引脚直接驱动，需要8根导线将i/o口与相应的led连接。输入高电平时相应指示灯被点亮（这里实验箱开机复位后默认是点亮的）。通过改变送到i/o接口的8位数，控制8个led灯的亮灭。本实验中使用的单片机的工作频率为12mhz，机器周期为1us。延时1s的实现可通过控制指令周期来实现。（2）、led显示实验：要求在8个led数码管显示8个指定的数（例如学号后8位）。led数码管的电路图如下：如图所示：实验装置上设有8只共阳极七段数码管及驱动电路，8只数码管共数据线，通过片选可以分别显示。段码表为：数码管模块具有两个地址：片选地址（位控地址）0f400h和数据（段码）地址0f300h，要在某个数码管上显示1个数，需要先向片选地址上送一个数，选中其中一个数码管，再向数据地址送要显示的数据的段码值，这就是位控和段控。数码管的i/o地址都为片外地址。数码管要8位同时显示，需要采用动态刷新的方式将8位数码管轮流显示。刷新时间可设为1ms，可用软件延时实现。段码可采用查表法或其它方法来实现，例如查表法tab: db 0c0h,0f9h,三、 实验方案与实验步骤（最好绘制程序流程图）（一）、i/o接口实验（流水灯实验）实验步骤：编译环境为medley（1）新建项目，命名后其它设置按默认进行，无需手工进行任何设置（一路默认设置即可）直到完成项目的创建。（2）添加自己编写的.asm源文件。（3）编译/汇编。（4）用8根导线分别将8个led指示灯 fled0fled7和p0口的8位相连。（5）生成代码并下载到仿真器上。（6）全速运行，即可看到流水灯现象。实验方案：利用实验板i/o口（例如p0口）控制8个led循环显示，循环点亮时间间隔约为1秒。先将a中的数赋01，并送到p0口，即右边第一个灯亮，调用延时，然后a的数值左移，再送p0口，再延时，采用rl a左移，所以当最左边的灯亮后，下一次亮的会是最右边的灯，如此循环反复，流水灯就运作起来了。流程图：开 始将累加器a中赋立即数01，即从右边的灯开始亮起将累加器a中的值送到p0口调用延时将寄存器r2置初始值5将寄存器r3置初始值20将寄存器r4置初始值20将寄存器r5置初始值248将(r5)-1，判断是否为0将(r4)-1，判断是否为0将(r3)-1，判断是否为0nynny将寄存器r6赋168将(r6)-1，判断是否为0将(r2)-1，判断是否为0yy跳出延时子程序将a中的数值左移一位nyn该实验的延时1s用指令周期的个数实现，一个机器周期为1us，所以需要1000000个指令周期。计算所编写程序的延时时间为： （248*2+3）*20+3*20+3+1+2*168*5+3=1000003us（二）、led显示实验实验步骤：编译环境为medley，本实验无需连图，编写.asm源文件，编译后生成代码下载到仿真器上，全速运行，即可看到数码管的现象。实验方案：通过片选地址（位控地址）0f400h和数据（段码）地址0f300h送的内容显示数值。要在8个数码管上显示8个数，需要先向片选地址上送一个数选中其中一个数码管，再向数据地址送要显示的数据的段码值，再选中下一个数码管，然后送该数码管要显示的段码值，如此循环，使数码管动态显示，由于两个数码管之间亮的时间间隔短，视觉暂留，仿佛8位同时显示一样。流程图：开 始将08008401八个数分别送到地址80h79h将立即数79送入寄存器r0中，建立缓冲区首址将位控码fe送寄存器r3 ，并同时送ay 将位控地址0f400送dptr将位控码从a通过dptr间址送到位控口0f400h通过r0间址将要显示的数送a将查询表的地址送dptr将dptr加a中的偏移后，取该地址中的字行代码送到a将段控地址0f300送dptr将段控码从a通过dptr间址送到段控口0f300h将数值2送入r4将数值248送入r5（r5）-1，判断是否为0（r4）-1，判断是否为0y nn进入延时退出延时将r0+1，转向下一个缓冲单元将r3的内容送给a判断位控是否达到最高位a中内容左移一位a的内容即位控码送r3保存yn该实验的延时1ms用指令周期的个数实现，一个机器周期为1us，所以需要1000个指令周期。计算所编写程序的延时时间为：(248*2+1+2)*2+1=999us=0.999ms四、 实验设备与器材配置电脑一台（配有medley编译环境）、mcu单片机实验硬件箱、八根导线五、 实验记录流水灯实验现象：8个led灯从右边到左依次亮，每次只亮一个灯，间隔时间为1s。当亮完最左边的灯时，最右边的灯又开始亮，如此循环反复。数码管显示实验现象：8位学号显示在8个数码管上。六、 实验总结1、 使用keil和medley软件大致相同，但也有些微不同，特别是在运行存储器内容交换的程序时，medley需要下载到单片机里，但是keil不需要。2、 外部数据存储器读/写只能通过累加器a使用间接寻址方式进行，间址寄存器可以是ri或dptr.。3、 查询a累加器里面的位的状态，只能使用acc形式，acc代表累加器地址（e0h）。七、 源代码（一）、i/o接口实验（流水灯实验）org 0000hljmp mainorg 0100hmain:mov a,#01hddd:mov p0,acall delayrl asjmp ddddelay:mov r2,#5; 延时1秒d0: mov r3,#20 d1: mov r4,#20d2: mov r5,#248 djnz r5,$ djnz r4,d2 djnz r3,d1mov r6,#168djnz r6,$ djnz r2,d0 retend（二）、led显示实验：org 0000hljmp mainorg 0100hmain:mov 79h,#01hmov 7ah,#00hmov 7bh,#04hmov 7ch,#08hmov 7dh,#00hmov 7eh,#00hmov 7fh,#08hmov 80h,#00hddd:mov r0,#79h;建立显示缓冲区首址mov r3,#0feh;从右边开始显示mov a,r3;位控码初值ld0:mov dptr,#0f400h;位控口地址movx dptr,a;输出位控码mov a,r0;取出显示数据mov dptr,#tabmovc a,a+dptr;查表取字形代码mov dptr,#0f300h;段控口地址movx dptr,a;输出段控码call delay;延时inc r0;转向下一缓冲单元mov a,r3jnb acc.7,ld1;判断是否到最高位，到，则返回rl a;不到，向显示器高位移位mov r3,a;位控码送r3保存ajmp