项目二：8位流水灯的单片机控制.ppt

项目二：8位流水灯的单片机控制,项目目标 项目任务 项目分析 项目预备知识 项目实施 知识点链接,项目目标 通过单片机控制8个发光二极管的顺序点亮，学会使用MCS-51单片机芯片的P1口进行输出控制，进一步学习汇编程序的分析方法，并能熟练运用RR、RL等基本指令。,项目任务 要求应用AT89C51芯片，控制8个发光二极管的有序亮灭，呈现流水灯的效果。设计单片机控制电路并编程实现此功能。 项目分析 利用单片机P1口连接8个发光二极管，利用各引脚输出电位的变化，控制发光二极管的亮灭。P1口各引脚的电位变化可以通过指令来控制，为了清楚地分辨发光二极管的点亮和熄灭，在P1口输出信号由一种状态向另一种状态变化时，编写延时程序实现一定的时间间隔。,项目预备知识：循环移位指令,RL A 将累加器A中的数据依次左移一位 RR A 将累加器A中的数据依次右移一位 RLC A 将累加器A中的数据连同进位标志 位 CY一起依次 左移一位 RRC A 将累加器A中的数据连同进位标志位CY一起依次右移一位,RL A RR A RLC A RRC A,后两条指令，影响P标志和CY。,循环移位指令（4条）,例：,若A=5CH，CY=1，执行RLC A后，,对RLC、RRC指令，在CY=0时 RLC相当于乘以2 RRC相当于除以2,结果：A=B9H，CY=0，P=1,CLR A 将累加器A中的数据清零 CPL A 将累加器A中的数据取反,项目预备知识：清0与取反指令,取反：CPL A ；/AA 例：若A=5CH，执行CPL A 结果：A=A3H,清0：CLR A ；0A,在项目一和项目二中，为了能清晰的分辨出蜂鸣器的鸣叫和发光二极管的变化，我们进行了延时程序的编写。CPU执行完延时程序耗费的时间即是我们所要延时的时间，通常可以利用时钟频率、指令周期结合寄存器中的数据进行延时时间的计算。 延时程序如下： DELAY:MOV R7,#10 ；1S D0:MOV R6,#100 ; 1S D1:MOV R5,#200 ; 1S D2:DJNZ R5,D2 ; 2S DJNZ R6,D1 ; 2S DJNZ R7,D0 ; 2S RET,项目预备知识：软件延时程序的时间计算,采用12MHz的晶振，则一个机器周期是1S，“MOV R7，#10”是一条单周期指令，执行1次需要1S（关于指令的执行周期可以查附录二）。“DJNZ R5，D2”是双机器周期指令，执行1次需要21=2S。计算第1层循环（D2 ）的时间： 2002S=400S 第2层循环（D1 ）的时间： （1+400+2）100=40300S 第3层循环（D0 ）的时间： （1+40300+2）10=403 030S0.4S,（一）设计思路 在AT89C51单片机芯片及基本外围电路组成的单片机最小系统基础上，利用P1口的8个引脚控制8个发光二极管。由于发光二极管具有普通二极管的共性-单向导电性，因此只要在其两极间加上合适的正向电压，发光二极管即可点亮；将电压撤除或加反向电压，发光二极管即熄灭。根据发光二极管的特性，结合单片机P1口的输出信号，即可实现流水灯的控制效果。,项 目 实 施,一、硬件电路设计,（二）电路设计 1、P1口结构及流水灯电路,左图是P1口中某一位的位结构电路图。P1口为8位准双向口，每一位均可独立定义为输入或输出口，当作为输出口时，1写入锁存器，T2截止，内部上拉电阻将电位拉至“1“，此时该口输出为1；当0写入锁存器， ,T2导通，输出则为0。作为输入口时，锁存器置1，T2截止，此时该位既可以把外部电路拉成低电平，也可由内部上拉电阻拉成高电平，所以P1口称为准双向口。,P1.0P1.7: 准双向I/O口（内置了上拉电阻）,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚=0,读锁存器=0,写锁存器,内部总线,Vcc,引脚P1.X,内部上拉电阻,（1）P1.0P1.7作为输出口【输出1】,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚=0,读锁存器=0,写锁存器,内部总线,Vcc,引脚P1.X,内部上拉电阻,输出数据 = 1 时,1,1,0,截止,=1,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚=0,读锁存器=0,写锁存器,内部总线,Vcc,引脚P1.X,内部上拉电阻,输出数据 = 0 时,0,0,1,=0,导通,（2）P1.0P1.7作为输出口【输出0】,2,1,D,Q,CK,/Q,读引脚 =1,读锁存器=0,写锁存器,内部总线,Vcc,引脚P1.X,内部上拉电阻,输入数据时，要先对其写“1”,1,1,0,截止,（3）P1.0P1.7作为输入口,发光二极管的连接方法：若将它们的阴极连接在一起，阳极信号受控制，即构成共阴极接法，如图a所示；若将它们的阳极连接在一起，阴极信号受控制，则构成共阳极接法，如图b所示。由于P1口引脚输出高电位时电压大约是5V，为保证发光二极管的可靠工作，必须在发光二极管和单片机输出引脚间连接一只限流电阻。 本项目选用硅型普通发光二极管，限流电阻取220。,P1口控制流水灯（8个发光二极管）电路,综合以上的分析，得到下图所示电路原理图。,（三）材料表 从原理图可以得到实现本项目所需的元器件。元器件的选择应该合理，以满足功能要求为原则，否则会造成资源的浪费。,二、 控制程序的编写 （一）绘制程序流程图 本控制使用简单程序设计中的顺序结构形式实现，程序结构流程图如下图。,（二）编制汇编源程序,2、程序执行过程,ORG 0000H LJMP MAIN2 ORG 0200H MAIN2：MOV P1，#0FEH； L0亮 LCALL DELAY MOV P1，#0FDH； L1亮 LCALL DELAY MOV P1，#0FBH ； L2亮 LCALL DELAY MOV P1，#0F7H ； L3亮 LCALL DELAY MOV P1，#0EFH ； L4亮 LCALL DELAY MOV P1，#0DFH ； L5亮 LCALL DELAY,MOV P1，#0BFH ； L6亮 LCALL DELAY MOV P1，#7FH ； L7亮 LCALL DELAY SJMP $；重复执行本条指令 ORG 0F00H DELAY: MOV R7,#10 D0: MOV R6,#100 D1: MOV R5,#200 D2: DJNZ R5,D2 DJNZ R6,D1 DJNZ R7,D0 RET ；子程序返回指令 END ；程序结束标记,在本项目中，利用P1口实现8个发光二极管的流水灯控制，主要利用了送数指令，将要显示的现象对应的数据通过P1口送出。在编写控制程序时，应首先将每个对应现象分析清楚，比如：要让L3亮，其余发光二极管灭，则P1口的数据应为11110111B；要让L7亮，则P1口的数据应为01111111B。然后找到能实现此操作的指令即可。下面使用我们在本项目中学习的移位指令编写程序如下： ORG 0000H ORG 0F00H LJMP MAIN2 DELAY:MOV R7 ,#10 ORG 0200H D0:MOV R6 ,#100 MAIN2：MOV A，#0FEH D1:MOV R5, #200 XH：MOV P1，A D2:DJNZ R5,D2 LCALL DELAY DJNZ R6,D1 RL A DJNZ R7,D0 LJMP XH RET END,知 识 点 链 接,分析后可知,本段程序与项目中给出的参考程序功能相似，但是指令数量较少，所占存储器空间较小。根据发光二极管的点亮次序，通过分析每次给P1口所送数据，