单片机实验报告——LED灯控制器,(2)

1、单片机实验报告led灯控制器,(2) 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

2、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

3、。 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

4、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

5、: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=02hr002h

6、r1 ¬ 0 0c1h r2 ¬0 0b1hr7 ¬2 28h r1 ¬8 83h r2 ¬6 63hr7 ¬ 1 14hr1 ¬0 06h r2 ¬0 0c6hr7 ¬0 0ahynnycase1 case2 case3蜂 蜂 鸣 1sth1 ¬r r1tl1 ¬r r2a ¬r r7开 开 定 定 时等 等 待 待 中 中 断r7 ¬r r7-1r7=0nypsw.1=0 a=14ha14h蜂 蜂 鸣 1s等 等 待 待 外 外 部 部 中 中 断ynnnyy

7、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 ¬r 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 ¬0 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 ¬r r1tl1 ¬r r2标 标 志 志

8、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、语句行解释) ;* ;: 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

9、: gxy ;date: 2021、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

10、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:mo

11、v 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:

12、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 ;a14h 则跳转到模式 2 there:lcall voice ;蜂鸣 1s sjmp $ ;踏步,等待外部

13、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 t

14、r1 ;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

15、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,p

16、sw、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

17、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解释,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、

18、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