1. 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

机器周期 微秒

MOV R6,#20 2个机器周期  2

D1: MOV R7,#248 2个机器周期  2       2+2×248=498 20×

DJNZ R7,$ 2个机器周期  2×248             498

DJNZ R6,D1 2个机器周期   2×20=40         10002

因此,上面的延时程序时间为10.002ms。

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: MOV R5,#20
D1: MOV R6,#20
D2: 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

图4.1.2

6. 汇编源程序
ORG 0
START: CLR P1.0
LCALL DELAY
SETB P1.0
LCALL DELAY
LJMP START
DELAY: MOV R5,#20 ;延时子程序,延时0.2秒
D1: MOV R6,#20
D2: MOV R7,#248
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D2
DJNZ R5,D1
RET
END

7. C语言源程序
#include <AT89X51.H>
sbit L1=P1^0;

void delay02s(void) //延时0.2秒子程序
{
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)
{
L1=0;
delay02s();
L1=1;
delay02s();
}
}

2. 模拟开关灯

1. 实验任务

如图4.2.1所示,监视开关K1(接在P3.0端口上),用发光二极管L1(接在单片机P1.0端口上)显示开关状态,如果开关合上,L1亮,开关打开,L1熄灭。

2. 电路原理图

图4.2.1

3. 系统板上硬件连线

(1). 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;

(2). 把“单片机系统”区域中的P3.0端口用导线连接到“四路拨动开关”区域中的K1端口上;

4. 程序设计内容

(1). 开关状态的检测过程

单片机对开关状态的检测相对于单片机来说,是从单片机的P3.0端口输入信号,而输入的信号只有高电平和低电平两种,当拨开开关K1拨上去,即输入高电平,相当开关断开,当拨动开关K1拨下去,即输入低电平,相当开关闭合。单片机可以采用JB BIT,REL或者是JNB BIT,REL指令来完成对开关状态的检测即可。

(2). 输出控制

如图3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

图4.2.2

6. 汇编源程序 ORG 00H
START: JB P3.0,LIG
CLR P1.0
SJMP START
LIG: SETB P1.0
SJMP START
END

7. C语言源程序
#include <AT89X51.H>
sbit K1=P3^0;
sbit L1=P1^0;
void main(void)
{
while(1)
{
if(K1==0)
{
L1=0; //灯亮
}
else
{
L1=1; //灯灭
}
}
}

3. 多路开关状态指示

1. 实验任务

如图4.3.1所示,AT89S51单片机的P1.0-P1.3接四个发光二极管L1-L4,P1.4-P1.7接了四个开关K1-K4,编程将开关的状态反映到发光二极管上。(开关闭合,对应的灯亮,开关断开,对应的灯灭)。

2. 电路原理图

图4.3.1

3. 系统板上硬件连线

(1. 把“单片机系统”区域中的P1.0-P1.3用导线连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的L1-L4端口上;

(2. 把“单片机系统”区域中的P1.4-P1.7用导线连接到“四路拨动开关”区域中的K1-K4端口上;

4. 程序设计内容

(1. 开关状态检测

对于开关状态检测,相对单片机来说,是输入关系,我们可轮流检测每个开关状态,根据每个开关的状态让相应的发光二极管指示,可以采用JB P1.X,REL或JNB P1.X,REL指令来完成;也可以一次性检测四路开关状态,然后让其指示,可以采用MOV A,P1指令一次把P1端口的状态全部读入,然后取高4位的状态来指示。

(2. 输出控制

根据开关的状态,由发光二极管L1-L4来指示,我们可以用SETB P1.X和CLR P1.X指令来完成,也可以采用MOV P1,#1111XXXXB方法一次指示。

5. 程序框图

读P1口数据到ACC中

ACC内容右移4次

ACC内容与F0H相或

ACC内容送入P1口

<![endif]-->

图4.3.2

6. 方法一(汇编源程序)
ORG 00H
START: MOV A,P1
ANL A,#0F0H
RR A
RR A
RR A
RR A
ORl A,#0F0H
MOV P1,A
SJMP START
END
7. 方法一(C语言源程序)
#include <AT89X51.H>
unsigned char temp;

void main(void)
{
while(1)
{
temp=P1>>4;
temp=temp | 0xf0;
P1=temp;
}
}
8. 方法二(汇编源程序)
ORG 00H
START: JB P1.4,NEXT1
CLR P1.0
SJMP NEX1
NEXT1: SETB P1.0
NEX1: JB P1.5,NEXT2
CLR P1.1
SJMP NEX2
NEXT2: SETB P1.1
NEX2: JB P1.6,NEXT3
CLR P1.2
SJMP NEX3
NEXT3: SETB P1.2
NEX3: JB P1.7,NEXT4
CLR P1.3
SJMP NEX4
NEXT4: SETB P1.3
NEX4: SJMP START
END
9. 方法二(C语言源程序)
#include <AT89X51.H>

void main(void)
{
while(1)
{
if(P1_4==0)
{
P1_0=0;
}
else
{
P1_0=1;
}
if(P1_5==0)
{
P1_1=0;
}
else
{
P1_1=1;
}
if(P1_6==0)
{
P1_2=0;
}
else
{
P1_2=1;
}
if(P1_7==0)
{
P1_3=0;
}
else
{
P1_3=1;
}
}
}

4. 广告灯的左移右移

1. 实验任务

做单一灯的左移右移,硬件电路如图4.4.1所示,八个发光二极管L1-L8分别接在单片机的P1.0-P1.7接口上,输出“0”时,发光二极管亮,开始时P1.0→P1.1→P1.2→P1.3→┅→P1.7→P1.6→┅→P1.0亮,重复循环。

2. 电路原理图

图4.4.1

3. 系统板上硬件连线

把“单片机系统”区域中的P1.0-P1.7用8芯排线连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的L1-L8端口上,要求:P1.0对应着L1,P1.1对应着L2,……,P1.7对应着L8。

4. 程序设计内容

我们可以运用输出端口指令MOV P1,A或MOV P1,#DATA,只要给累加器值或常数值,然后执行上述的指令,即可达到输出控制的动作。

每次送出的数据是不同,具体的数据如下表1所示 :

P1.7

P1.6

P1.5

P1.4

P1.3

P1.2

P1.1

P1.0

说明

L8

L7

L6

L5

L4

L3

L2

L1

1

1

1

1

1

1

1

0

L1亮

1

1

1

1

1

1

0

1

L2亮

1

1

1

1

1

0

1

1

L3亮

1

1

1

1

0

1

1

1

L4亮

1

1

1

0

1

1

1

1

L5亮

1

1

0

1

1

1

1

1

L6亮

1

0

1

1

1

1

1

1

L7亮

0

1

1

1

1

1

1

1

L8亮

表1

5. 程序框图

图4.4.2

6. 汇编源程序
ORG 0
START: MOV R2,#8
MOV A,#0FEH
SETB C
LOOP: MOV P1,A
LCALL DELAY
RLC A
DJNZ R2,LOOP
MOV R2,#8
LOOP1: MOV P1,A
LCALL DELAY
RRC A
DJNZ R2,LOOP1
LJMP START
DELAY: MOV R5,#20 ;
D1: MOV R6,#20
D2: MOV R7,#248
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D2
DJNZ R5,D1
RET
END
7. C语言源程序
#include <AT89X51.H>
unsigned char i;
unsigned char temp;
unsigned char a,b;

void delay(void)
{
unsigned char m,n,s;
for(m=20;m>0;m--)
for(n=20;n>0;n--)
for(s=248;s>0;s--);
}
void main(void)
{
while(1)
{
temp=0xfe;
P1=temp;
delay();
for(i=1;i<8;i++)
{
a=temp<<i;
b=temp>>(8-i);
P1=a|b;
delay();
}
for(i=1;i<8;i++)
{
a=temp>>i;
b=temp<<(8-i);
P1=a|b;
delay();
}
}
}

5. 广告灯(利用取表方式)

1. 实验任务

利用取表的方法,使端口P1做单一灯的变化:左移2次,右移2次,闪烁2次(延时的时间0.2秒)。

2. 电路原理图

图4.5.1

3. 系统板上硬件连线

  把“单片机系统”区域中的P1.0-P1.7用8芯排线连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的L1-L8端口上,要求:P1.0对应着L1,P1.1对应着L2,……,P1.7对应着L8。

4. 程序设计内容

在用表格进行程序设计的时候,要用以下的指令来完成

(1). 利用MOV DPTR,#DATA16的指令来使数据指针寄存器指到表的开头。

(2). 利用MOVC A,@A+DPTR的指令,根据累加器的值再加上DPTR的值,就可以使程序计数器PC指到表格内所要取出的数据。

因此,只要把控制码建成一个表,而利用MOVC A,@A+DPTR做取码的操作,就可方便地处理一些复杂的控制动作,取表过程如下图所示:

5. 程序框图

图4.5.2

6. 汇编源程序
ORG 0
START: MOV DPTR,#TABLE
LOOP: CLR A
MOVC A,@A+DPTR
CJNE A,#01H,LOOP1
JMP START
LOOP1: MOV P1,A
MOV R3,#20
LCALL DELAY
INC DPTR
JMP LOOP
DELAY: MOV R4,#20
D1: MOV R5,#248
DJNZ R5,$
DJNZ R4,D1
DJNZ R3,DELAY
RET
TABLE: DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H
DB 0EFH,0DFH,0BFH,07FH
DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H
DB 0EFH,0DFH,0BFH,07FH
DB 07FH,0BFH,0DFH,0EFH
DB 0F7H,0FBH,0FDH,0FEH
DB 07FH,0BFH,0DFH,0EFH
DB 0F7H,0FBH,0FDH,0FEH
DB 00H, 0FFH,00H, 0FFH
DB 01H
END
7. C语言源程序
#include <AT89X51.H>
unsigned char code table[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,
0xef,0xdf,0xbf,0x7f,
0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,
0xef,0xdf,0xbf,0x7f,
0x7f,0xbf,0xdf,0xef,
0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,
0x7f,0xbf,0xdf,0xef,
0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,
0x00,0xff,0x00,0xff,
0x01};
unsigned char i;

void delay(void)
{
unsigned char m,n,s;
for(m=20;m>0;m--)
for(n=20;n>0;n--)
for(s=248;s>0;s--);
}

void main(void)
{
while(1)
{
if(table[i]!=0x01)
{
P1=table[i];
i++;
delay();
}
else
{
i=0;
}
}
}

6. 报警产生器

1. 实验任务

用P1.0输出1KHz和500Hz的音频信号驱动扬声器,作报警信号,要求1KHz信号响100ms,500Hz信号响200ms,交替进行,P1.7接一开关进行控制,当开关合上响报警信号,当开关断开告警信号停止,编出程序。

2. 电路原理图

图4.6.1

3. 系统板上硬件连线

(1. 把“单片机系统”区域中的P1.0端口用导线连接到“音频放大模块”区域中的SPK IN端口上;

(2. 在“音频放大模块”区域中的SPK OUT端口上接上一个8欧的或者是16欧的喇叭;

(3. 把“单片机系统”区域中的P1.7/RD端口用导线连接到“四路拨动开关”区域中的K1端口上;

4. 程序设计内容

(1. 信号产生的方法

500Hz信号周期为2ms,信号电平为每1ms变反1次,1KHz的信号周期为1ms,信号电平每500us变反1次;

5. 程序框图

图4.6.2

6. 汇编源程序
FLAG BIT 00H
ORG 00H
START: JB P1.7,START
JNB FLAG,NEXT
MOV R2,#200
DV: CPL P1.0
LCALL DELY500
LCALL DELY500
DJNZ R2,DV
CPL FLAG
NEXT: MOV R2,#200
DV1: CPL P1.0
LCALL DELY500
DJNZ R2,DV1
CPL FLAG
SJMP START
DELY500: MOV R7,#250
LOOP: NOP
DJNZ R7,LOOP
RET
END
7. C语言源程序
#include <AT89X51.H>
#include <INTRINS.H>

bit flag;
unsigned char count;

void dely500(void)
{
unsigned char i;
for(i=250;i>0;i--)
{
_nop_();
}
}

void main(void)
{
while(1)
{
if(P1_7==0)
{
for(count=200;count>0;count--)
{
P1_0=~P1_0;
dely500();
}
for(count=200;count>0;count--)
{
P1_0=~P1_0;
dely500();
dely500();
}
}
}

9. 一键多功能按键识别技术

1.实验任务

如图4.9.1所示,开关SP1接在P3.7/RD管脚上,在AT89S51单片机的P1端口接有四个发光二极管,上电的时候,L1接在P1.0管脚上的发光二极管在闪烁,当每一次按下开关SP1的时候,L2接在P1.1管脚上的发光二极管在闪烁,再按下开关SP1的时候,L3接在P1.2管脚上的发光二极管在闪烁,再按下开关SP1的时候,L4接在P1.3管脚上的发光二极管在闪烁,再按下开关SP1的时候,又轮到L1在闪烁了,如此轮流下去。

2.电路原理图

图4.9.1

3.系统板上硬件连线

(1. 把“单片机系统”区域中的P3.7/RD端口连接到“独立式键盘”区域中的SP1端口上;

(2. 把“单片机系统”区域中的P1.0-P1.4端口用8芯排线连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的“L1-L8”端口上;要求,P1.0连接到L1,P1.1连接到L2,P1.2连接到L3,P1.3连接到L4上。

4.程序设计方法

(1. 设计思想由来

在我们生活中,我们很容易通过这个叫张三,那个叫李四,另外一个是王五;那是因为每个人有不同的名子,我们就很快认出,同样,对于要通过一个按键来识别每种不同的功能,我们给每个不同的功能模块用不同的ID号标识,这样,每按下一次按键,ID的值是不相同的,所以单片机就很容易识别不同功能的身份了。

(2. 设计方法

从上面的要求我们可以看出,L1到L4发光二极管在每个时刻的闪烁的时间是受开关SP1来控制,我们给L1到L4闪烁的时段定义出不同的ID号,当L1在闪烁时,ID=0;当L2在闪烁时,ID=1;当L3在闪烁时,ID=2;当L4在闪烁时,ID=3;很显然,只要每次按下开关K1时,分别给出不同的ID号我们就能够完成上面的任务了。下面给出有关程序设计的框图。

5.程序框图

图4.9.2

6. 汇编源程序
ID EQU 30H
SP1 BIT P3.7
L1 BIT P1.0
L2 BIT P1.1
L3 BIT P1.2
L4 BIT P1.3
ORG 0
MOV ID,#00H
START: JB K1,REL
LCALL DELAY10MS
JB K1,REL
INC ID
MOV A,ID
CJNE A,#04,REL
MOV ID,#00H
REL: JNB K1,$
MOV A,ID
CJNE A,#00H,IS0
CPL L1
LCALL DELAY
SJMP START
IS0: CJNE A,#01H,IS1
CPL L2
LCALL DELAY
SJMP START
IS1: CJNE A,#02H,IS2
CPL L3
LCALL DELAY
SJMP START
IS2: CJNE A,#03H,IS3
CPL L4
LCALL DELAY
SJMP START
IS3: LJMP START
DELAY10MS: MOV R6,#20
LOOP1: MOV R7,#248
DJNZ R7,$
DJNZ R6,LOOP1
RET
DELAY: MOV R5,#20
LOOP2: LCALL DELAY10MS
DJNZ R5,LOOP2
RET
END
7. C语言源程序
#include <AT89X51.H>
unsigned char ID;
void delay10ms(void)
{
unsigned char i,j;
for(i=20;i>0;i--)
for(j=248;j>0;j--);
}

void delay02s(void)
{
unsigned char i;
for(i=20;i>0;i--)
{delay10ms();
}
}

void main(void)
{ while(1)
{ if(P3_7==0)
{delay10ms();
if(P3_7==0)
{
ID++;
if(ID==4)
{
ID=0;
}
while(P3_7==0);
}
}
switch(ID)
{ case 0:
P1_0=~P1_0;
delay02s();
break;
case 1:
P1_1=~P1_1;
delay02s();
break;
case 2:
P1_2=~P1_2;
delay02s();
break;
case 3:
P1_3=~P1_3;
delay02s();
break;
}
}
}

10. 00-99计数器

1. 实验任务

利用AT89S51单片机来制作一个手动计数器,在AT89S51单片机的P3.7管脚接一个轻触开关,作为手动计数的按钮,用单片机的P2.0-P2.7接一个共阴数码管,作为00-99计数的个位数显示,用单片机的P0.0-P0.7接一个共阴数码管,作为00-99计数的十位数显示;硬件电路图如图19所示。

2. 电路原理图

图4.10.1

3. 系统板上硬件连线

(1. 把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0-P0.7/AD7端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a-h端口上;要求:P0.0/AD0对应着a,P0.1/AD1对应着b,……,P0.7/AD7对应着h。

(2. 把“单片机系统”区域中的P2.0/A8-P2.7/A15端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个数码管的a-h端口上;

(3. 把“单片机系统”区域中的P3.7/RD端口用导线连接到“独立式键盘”区域中的SP1端口上;

4. 程序设计内容

(1. 单片机对按键的识别的过程处理

(2. 单片机对正确识别的按键进行计数,计数满时,又从零开始计数;

(3. 单片机对计的数值要进行数码显示,计得的数是十进数,含有十位和个位,我们要把十位和个位拆开分别送出这样的十位和个位数值到对应的数码管上显示。如何拆开十位和个位我们可以把所计得的数值对10求余,即可得个位数字,对10整除,即可得到十位数字了。

(4. 通过查表方式,分别显示出个位和十位数字。

5. 程序框图

图4.10.2

6. 汇编源程序
Count EQU 30H
SP1 BIT P3.7
ORG 0
START: MOV Count,#00H
NEXT: MOV A,Count
MOV B,#10
DIV AB
MOV DPTR,#TABLE
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
MOV A,B
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
WT: JNB SP1,WT
WAIT: JB SP1,WAIT
LCALL DELY10MS
JB SP1,WAIT
INC Count
MOV A,Count
CJNE A,#100,NEXT
LJMP START
DELY10MS: MOV R6,#20
D1: MOV R7,#248
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D1
RET
TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH
END
7. C语言源程序
#include <AT89X51.H>
unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
unsigned char Count;

void delay10ms(void)
{
unsigned char i,j;
for(i=20;i>0;i--)
for(j=248;j>0;j--);
}

void main(void)
{
Count=0;
P0=table[Count/10];
P2=table[Count%10];
while(1)
{
if(P3_7==0)
{
delay10ms();
if(P3_7==0)
{
Count++;
if(Count==100)
{
Count=0;
}
P0=table[Count/10];
P2=table[Count%10];
while(P3_7==0);
}
}
}
}

11. 00-59秒计时器(利用软件延时)

1. 实验任务

  如下图所示,在AT89S51单片机的P0和P2端口分别接有两个共阴数码管,P0口驱动显示秒时间的十位,而P2口驱动显示秒时间的个位。

2. 电路原理图

图4.11.1

3. 系统板上硬件连线

(1. 把“单片机系统”区域中的P0.0/AD0-P0.7/AD7端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a-h端口上;要求:P0.0/AD0对应着a,P0.1/AD1对应着b,……,P0.7/AD7对应着h。

(2. 把“单片机系统”区域中的P2.0/A8-P2.7/A15端口用8芯排线连接到“四路静态数码显示模块”区域中的任一个a-h端口上;要求:P2.0/A8对应着a,P2.1/A9对应着b,……,P2.7/A15对应着h。

4. 程序设计内容

(1. 在设计过程中我们用一个存储单元作为秒计数单元,当一秒钟到来时,就让秒计数单元加1,当秒计数达到60时,就自动返回到0,重新秒计数。

(2. 对于秒计数单元中的数据要把它十位数和个数分开,方法仍采用对10整除和对10求余。

(3. 在数码上显示,仍通过查表的方式完成。

(4. 一秒时间的产生在这里我们采用软件精确延时的方法来完成,经过精确计算得到1秒时间为1.002秒。

DELY1S: MOV R5,#100

D2: MOV R6,#20

D1: MOV R7,#248

DJNZ R7,$

DJNZ R6,D1

DJNZ R5,D2

RET

5. 程序框图

图4.11.2

6. 汇编源程序
Second EQU 30H
ORG 0
START: MOV Second,#00H
NEXT: MOV A,Second
MOV B,#10
DIV AB
MOV DPTR,#TABLE
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
MOV A,B
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
LCALL DELY1S
INC Second
MOV A,Second
CJNE A,#60,NEXT
LJMP START
DELY1S: MOV R5,#100
D2: MOV R6,#20
D1: MOV R7,#248
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D1
DJNZ R5,D2
RET
TABLE: DB 3FH,06H,5BH,4FH,66H,6DH,7DH,07H,7FH,6FH
END
7. C语言源程序
#include <AT89X51.H>
unsigned char code table[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
unsigned char Second;

void delay1s(void)
{
unsigned char i,j,k;
for(k=100;k>0;k--)
for(i=20;i>0;i--)
for(j=248;j>0;j--);
}

void main(void)
{
Second=0;
P0=table[Second/10];
P2=table[Second%10];
while(1)
{
delay1s();
Second++;
if(Second==60)
{
Second=0;
}
P0=table[Second/10];
P2=table[Second%10];
}
}

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