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[导读]一.交替闪烁8个LED灯,时间间隔为1s1 /******************************************************2 实验名称: 交替闪烁8个LED灯,时间间隔1s3 实验时间: 2014年12月2日4 ************************************

一.交替闪烁8个LED灯,时间间隔为1s


1 /******************************************************

2 实验名称: 交替闪烁8个LED灯,时间间隔1s

3 实验时间: 2014年12月2日

4 ******************************************************/

5

6 #include

7

8 void delay(unsigned char a);

9

10 void main()

11 {

12 while(1)

13 {

14 /*根据原理图,P0置高电平灯亮*/

15 P0 = 0x00;

16 delay(45);

17

18 /*根据原理图,P0置低电平灯灭*/

19 P0 = 0xFF;

20 delay(45);

21 }

22 }

23

24 /*延时1s,有误差。计算公式大约可以用((((c*2)+3)*b+3)*a)*/

25 void delay(unsigned char a)

26 {

27 unsigned char b,c;

28 for(;a>0;a--)

29 for(b=152;b>0;b--)

30 for(c=70;c>0;c--);

31

32 }

实验的代码很简单。但是实际操作过程中还是遇到了以下问题:

端口P0编号不能用小写。P字母必须大写。

给P0赋值时,虽然赋的是16进制的值,但是不能在后面加H。

最重要的是延时问题!

要注意的是用C语言不大可能做出精确的延时效果,肯定会存在一定的误差!!!!

首先先来了解几个单片机的周期知识:

时钟周期:也称振荡周期,定义为频率的倒数,它是单片机中最基本,最小的时间单位。

状态周期:它是时钟周期的两倍。

机器周期:单片机的基本周期,完成一项基本操作,如取指令,存储器读写等,它由12个时钟周期(6个状态周期)构成。

指令周期:单片机执行一条指令所需要的时间,一般是1-4个机器周期。

在这里,我把晶振的频率设置为跟自己设备一样,为12MHZ,所以机器周期为1μs。而整个程序的时间可以根据Keil的调试功能查看。

打开Keil的调试功能(就是菜单栏里放大镜里面有个d的那个图标),然后再在所需要的地方设置断点。如下图所示:

如图所示,在15行,16行位置设置了断点。图片左侧部分,可以找到“sec”这一项,这一项就是执行到这步所需要的时间,然后可以根据时间差计算延时的时间。

这里可以看到执行到15行的时间为0.00038900s

执行到16行的时候时间为0.00039100s,所以执行P0=0x00的时间为2μs,即两个机器周期,因为这里用的是立即数寻址,取值一周期,执行一周期。

执行到19行的时间为0.97892600s,所以执行delay(45)这句代码的时间为0.978535s,接近1s,所以说是存在误差的。但是对于实验效果来说,也已经够了。

最重要的还有一点就是,经过自己实验,不同的类型符号所需要的时间也是不一样的,比如我采用无符号整形,所需时间就是3.7s,所以差别还是很大的。

不过总结来说,还是应该遵循一些简单的原则:

尽量使用unsigned 型的数据结构。

尽量使用char型,实在不够用再用int,然后才是long。

如果有可能,不要用浮点型。

使用简洁的代码,因为按照经验,简洁的C代码往往可以生成简洁的目标代码(虽说不是在所有的情况下都成立)。

另外的话,在这里也把汇编的延时程序放出来。同样的,也是先来看用来实现这个目标的代码。


1 /*******************************************************************************

2 * 实 验 名 : LED闪烁的简单试验

3 * 实验说明 : 得到8盏LED交替亮灭的实验效果

4 *******************************************************************************/

5

6 ORG 0000H ;程序从此地址开始运行

7 LJMP MAIN ;跳转到 MAIN 程序处

8

9 ORG 030H ;MAIN 从030H处开始

10 MAIN:

11 MOV P0 ,#00H ;P0为低电平 LED 灯亮

12 ACALL DELAY ;调用延时子程序

13 MOV P0 ,#0FFH

14 ACALL DELAY

15 AJMP MAIN ;跳转到主程序处

16

17 DELAY:

18 MOV R5,#08H ;将立即数传给寄存器R5

19 F3:

20 MOV R6,#0FAH

21 F2:

22 MOV R7,#0FAH

23 F1:

24 DJNZ R7,F1 ;若为0程序向下执行,若不为0程序跳转到

25 DJNZ R6,F2

26 DJNZ R5,F3

27 RET

28

29 END


其中DJNZ是减一不为零转移指令。有两个参数,第一个是被减数,第二个是转移的地址编号。

还有一点要注意的就是MOV指令时单周期指令,DJNZ是双周期指令。

下面是延时分析:

执行到MOV指令时的时间为0.00000200s

执行到12行时,时间为0.00000400s,所以执行MOV P0,#00H这句语句的时间为2μs,同样的是因为采用了立即数寻址。

可以看到延时程序的消耗时间大约为1s,计算分析过程:

MOV R5,#08H ;执行了1次,单周期
F3:
MOV R6,#0FAH ;执行了1*8次,单周期
F2:
MOV R7,#0FAH;执行了1*8*250次,单周期
F1:
DJNZ R7,F1 ;执行了8*250*250次,双周期
DJNZ R6,F2 ;执行了250*8次,双周期
DJNZ R5,F3 ;执行了8次,双周期

所以总的时间为1+8+8*250+8*250*250*2+250*8*2+8*2=1006025μs

所以采用汇编编写延时程序明显比C语言准确的多,当然也不是完全正确,还是有很小的误差,准确的延时应该用定时器来设计。


二.LED二进制加法显示

1 /*********************************

2 ---------------------------------

3 实验名称: LED二进制加法显示

4 实验时间: 2014/12/2

5 *********************************/

6

7 #include

8

9 void Delay(unsigned char x);

10

11 void main()

12 {

13 unsigned char n = 0x00;

14 while(1)

15 {

16 P0 = n;

17 Delay(45);

18 n++;

19 }

20 }

21

22 void Delay(unsigned char x)

23 {

24 unsigned char y,z;

25 for(;x>0;x--)

26 for(y=152;y>0;y--)

27 for(z=35;z>0;z--);

28 }


三.LED流水灯设计


1 /***************************************

2 ---------------------------------------

3 实验名称: 流水灯实验

4 实验说明: 延时实现LED灯流水线效果

5 实验时间: 2014/12/2

6 ***************************************/

7

8 #include

9 #include

10

11 void Delay(unsigned char a);

12

13 void main()

14 {

15

16 unsigned char x;

17 x = 0x01;

18 while(1)

19 {

20 P0 = x;

21 Delay(45);

22 x = _crol_(x,1); //char型循环向左移

23 }

24 }

25

26 void Delay(unsigned char a)

27 {

28 unsigned b,c;

29 for(;a>0;a--)

30 for(b=76;b>0;b--)

31 for(c=35;c>0;c--);

32 }

intrins.h头文件内部函数描述:


_crol_ 字符循环左移

_cror_ 字符循环右移

_irol_ 整数循环左移

_iror_ 整数循环右移

_lrol_ 长整数循环左移

_lror_ 长整数循环右移

_nop_ 空操作 (相当于8051 NOP 指令)

_testbit_ 测试并清零位 (相当于8051 JBC 指令)

具体用法:

(1)循环移位用法如上代码。

(2)_nop_ 空操作:

P()=1;

_nop_();

P()=0;

功能:即空指令。什么都不做,但是占用一个指令的时间。

(3)_testbit_ 测试并清零位:

功能:产生一个JBC 指令,该函数测试一个位,当置位时返回1,否则返回0。如果该位置为1,则将该位复位为0。8051 的JBC 指令即用作此目的。

_testbit_只能用于可直接寻址的位;在表达式中使用是不允许的。

四.LED跑马灯设计


1 /*******************************************

2 --------------------------------------------

3 实 验 名: LED跑马灯

4 实验说明: LED灯右移跑马灯

5 *******************************************/

6

7 #include

8 #include

9

10 void Delay(unsigned char a);

11

12 void main()

13 {

14 unsigned char n = 0xFE;

15 while(1)

16 {

17 P0 = n;

18 Delay(45);

19 n = _c

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