51系列单片机项目实践 教学课件 ppt 作者 石长华 主编 课件汇总 第5章 并行输入输出口

第5章 并行输入/输出口,5.1 项目内容：流水灯的设计 5.2 程序设计 5.3 相关知识 5.4 知识综述：并行输入输出口,5.1 项目内容：流水灯的设计,5.1.1 硬件电路设计 下图5-1是流水灯控制器的硬件电路:,5.1.2 基本功能,流水灯控制器的基本功能如下： 1. 8路输出端口，每一个端口可输出高电平(+5V)或低电平(0V)，给外接显示驱动装置提供控制信号。 2. 端口的输出状态由内部的单片机程序确定，通过编制程序使得端口输出状态产生各种变化，如全部高电平、全部低电平、从左到右依次高电平等，使得外部显示装置产生多种显示方式。 3. 装置上8个LED分别对应8个输出端口，表示各端口的输出状态。某LED灯亮，表示对应的端口输出低电平；LED不亮，表示对应的端口输出高电平。,5.2 程序设计,在以上硬件设计的基础上，可以编制各种程序使得8个输出端口对应地输出多种方式的信号，如闪动、滚动等，基本方法是通过MOV指令向P1口送不同的数据。 1. 闭合展开相对移动显示 采用顺序(简单)程序设计的方法实现，其程序如下所示：(注意，“0”电平是低电平，即点亮LED) 2. 依次轮流显示(移位循环) 采用移位循环程序设计的方法实现 3. 依次来回显示(循环记次) 采用条件循环程序设计方法实现,5.2.2 仿真结果,闭合展开相对移动显示的仿真效果图如图5-2所示:,5.3 相关知识,5.3.1 ORG和END指令 1. ORG: 汇编起始地址指令 1) 格式 ORG 16位地址 2) 功能 规定该伪指令后面程序的汇编地址，即汇编后生成目标存放的起始地址。例如： ORG 0100H ； 表示汇编后程序从100H地址开始存放 ORG出现时，下一条指令的地址就重新定位。 2. END：汇编结束指令 格式：END ；表示程序到此结束 END为汇编语言源程序结束标志，用于整个汇编程序的末尾处，在编译时指明程序到此结束，停止编译，即在END之后所有的汇编语言指令均不予以汇编。一个源程序只能有一条END指令。,5.3.2 逻辑移位指令 1. 循环左移指令 汇编指令格式： RL A 2. 带进位循环左移指令 汇编指令格式： RLC A 3. 循环右移指令 汇编指令格式： RR A 4. 循环右移指令 汇编指令格式： RRC A,5.3.3 控制转移类指令 程序的顺序执行是由程序计数器PC自动加1实现的。要改变程序的执行顺序，实现分支转向，应通过强迫改变PC值的方法来实现，这就是控制转移类指令的基本功能。共用两类转移：无条件转移和有条件转移。 1. 无条件转移指令 无条件转移指令是无条件地改变程序的执行方向，此操作可以改变PC的值，即将转移的目的地址赋值给PC，根据赋值的方式不同分为以下4种： 1) 绝对转移指令 AJMP addr11 ；,2)相对转移指令（短转移指令） SJMP rel ； 3)长跳转指令 LJMP addr16 ； 4)间接转移指令(散转指令) JMP A + DPTR ； 2. 条件转移指令 所谓条件转移，就是程序转移是有条件的，当指令中规定的条件满足时，则进行程序转移，否则程序顺序执行。,1) 减1非零转移指令DJNZ (1) 寄存器减1条件转移指令 格式：DJNZ Rn,rel (2) 直接寻址单元减1条件转移指令 格式：DJNZ direct，rel 2）累加器A判零转移指令 (1) JZ rel (2) JNZ rel,5.3.4 子程序调用与返回指令,子程序调用与返回流程图： 1. 子程序调用指令 子程序调用指令主要完成： 1）将断点地址压入堆栈保护。断点地址是该子程序 调用指令的下一条指令的首地址。 2）将所调用的子程序的入口地址送到程序计数器PC 中。子程序调用指令有2条：,(1) 绝对调用指令 ACALL addr11 ； (2) 长调用指令 LACALL addr16 ； (3) 长调用指令 LACALL addr16 ； 2. 子程序返回指令 RET；,5.3.5 并行输入/输出P1口的结构,MCS51单片机的P1口是标准的准双向口，作为通用I/O口使用，即专门用做输入/输出口使用。一般在使用时，输入输出应用首选P1口。P1口是内部带上拉电阻的双向输入输出口，可以驱动4个TTL电路。并行输入/输出P1口的结构图如下：,5.3.6 LED的应用,LED与单片机连接时，一般要加限流电阻。连接的方 法一般有两种，如下图所示：,怎样使P1.0输出“0”或“1”？ 例：给P1.0输出“0” MOV P1，#0FEH 即：MOV P1,#11111110B 该指令给P1.0引脚送“0”，P1.1P1.7引脚送“1”,5.3.7 延时子程序的设计,在延时程序中，要调整延时时间，精确计算时间大 小，有以下几个方法： 1. 改变立即数的大小； 2. 增加或者减少NOP的数目； 3. 可采用单、双重循环，或者是三重循环延时。 部分指令的机器周期： 指令 机器周期 MOV Rn，#data 1 MOV Rn，A 1 MOV Rn，direct 2 DJNZ Rn，rel 2 NOP 1,举例，观察下这段程序的执行情况以及总的执行时间： DELAY1s: MOV R4,#10 ;一个机器周期 DELAY0: MOV R2,#200 ;一个机器周期 DELAY1: MOV R3,#248 ;一个机器周期 NOP ;一个机器周期 DELAY2: DJNZ R3,DELAY2 ;两个机器周期 DJNZ R2,DELAY1 ;两个机器周期 DJNZ R4,DELAY0 ;两个机器周期 RET 若系统使用12MHz的晶振时，每个机器周期为1us，则总的执 行时间为：(1+248*2)+3)*200+3)*10*1us=1000030us=1.00003s,介绍一些常用的延时子程序 1.延时10uS Time10us： MOV R5，#05H ;11us DJNZ R5，$ RET 2.延时1mS Time1ms： MOV R5，#0FAH ;1001us time1ms_1：NOP NOP DJNZ R5，time1ms_1 RET 请同学们试着写延时100ms,1s等的子程序。,在一段程序中，往往有些地方需要执行一些相同的操作（一段 程序），我们把这段程序单独编成一段程序（子程序），在子 程序需要执行这段程序时执行一条调用指令，转到该段程序处 执行，待完成这段程序后，再执行一条返回指令回到原主程序 处继续执行，这段程序可以反复调用。这样可以缩短程序长 度，使程序结构清晰，便于模块化，便于调试。在汇编语言中 使用子程序要注意以下几点： 1. 主程序与子程序在结构上相互独立，分开存放； 2. 子程序只有在主程序调用时才会被执行； 3. 子程序的第1条指令应该有标号，这个标号就是子程序名； 4. 子程序的最后一条指令必须是RET（子程序返回）指令； 5. 主程序中用到的单元，如果子程序也要用，要注意保护原值，待子程序返回前恢复原值，不影响主程序的正常执行。 要注意主程序与子程序间的参数传递，一般在调用子程序前，将实参（入口参数）放到约定好的单元，子程序返回后，主程序到约定的单元取结果（出口参数）。并不是每个子程序都有入口参数，但是有入口参数的子程序必须在调用前给，否则会影响结果。,5.4 知识综述：并行输入输出口,5.4.1 P0口 P0口某位的内部结构如下图所示：,从图中可以看出，其结构与P1口有些不同，多了一个多路开 关MUX，将P1口中的上拉电阻换成了场效应管T1，多了一个 地址/数据线的输出通道。一般P0口在不用做地址/数据线 时，才作为普通的输入/输出口用。 1. P0口作地址/数据线使用； 2. P0口作普通输入/输出口使用。,P2口 P2口某位的内部结构如下图所示。P2口既可以作为输入/输出口使用，也可以作为高8位地址线使用。,当CPU对片内存储器或I/O口进行读/写时，此时硬件置开关MUX倒向锁存器的Q端，P2口作为一般的I/O口使用，功能和使用方法同P1。 当CPU对片外存储器或I/O口进行读/写，此时硬件置开关MUX倒向地址线端，P2口作为高8位地址线使用。,练习与思考题,P3口 P3口某位的内部结构如下图所示。P3口除了作为输入/输出口使用外，还有第二功能，一般P3口首选第二功能使用。在编程时不必事先由软件设置P3口为第一功能还是第二功能。,