MCU综合课程设计——IO接口实验与LED显示实验.doc
实 验 报 告课程名称： MCU（微控制器）综合课程设计 实验名称： I/O接口实验与LED显示实验 院 （系）： 专 业： 姓 名： 学 号： 实 验 室： 测控技术实验室 实验组别： 同组人员： 实验时间： 2011 年 4 月 29 日评定成绩： 审阅教师： 目 录一、 实验目的和要求······································3二、 实验原理···········································3三、 实验方案和实验步骤··································5四、 实验设备与器材配置··································8五、 实验记录············································8六、 实验总结···········································8七、 源代码··············································8一、 实验目的和要求1、 熟悉和掌握编辑和编译环境Keil和Medley；2、 熟悉汇编语言；3、 了解I/O接口和使LED灯和数码管亮的原理。4、 利用实验板I/O口（例如P0口）控制8个LED循环显示，循环点亮时间间隔约为1秒（采用软件延时实现）。5、 在8个LED数码管显示8个指定的数（例如学号后8位）。二、 实验原理（1）、I/O接口实验（流水灯实验）：本实验采用上排LED指示灯（与FPGA相连），其原理图如下：主板左下方有16个LED指示灯，其中上面8个LED指示灯FLED0FLED7输入直接与FPGA插座引脚相连，可由FPGA模块输出引脚直接驱动，需要8根导线将I/O口与相应的LED连接。输入高电平时相应指示灯被点亮（这里实验箱开机复位后默认是点亮的）。通过改变送到I/O接口的8位数，控制8个LED灯的亮灭。本实验中使用的单片机的工作频率为12MHz，机器周期为1us。延时1s的实现可通过控制指令周期来实现。（2）、LED显示实验：要求在8个LED数码管显示8个指定的数（例如学号后8位）。LED数码管的电路图如下：如图所示：实验装置上设有8只共阳极七段数码管及驱动电路，8只数码管共数据线，通过片选可以分别显示。段码表为：数码管模块具有两个地址：片选地址（位控地址）0F400H和数据（段码）地址0F300H，要在某个数码管上显示1个数，需要先向片选地址上送一个数，选中其中一个数码管，再向数据地址送要显示的数据的段码值，这就是位控和段控。数码管的I/O地址都为片外地址。数码管要8位同时显示，需要采用动态刷新的方式将8位数码管轮流显示。刷新时间可设为1ms，可用软件延时实现。段码可采用查表法或其它方法来实现，例如查表法TAB: DB 0C0H,0F9H,三、 实验方案与实验步骤（最好绘制程序流程图）（一）、I/O接口实验（流水灯实验）实验步骤：编译环境为Medley（1）新建项目，命名后其它设置按默认进行，无需手工进行任何设置（一路默认设置即可）直到完成项目的创建。（2）添加自己编写的.asm源文件。（3）编译/汇编。（4）用8根导线分别将8个LED指示灯 FLED0FLED7和P0口的8位相连。（5）生成代码并下载到仿真器上。（6）全速运行，即可看到流水灯现象。实验方案：利用实验板I/O口（例如P0口）控制8个LED循环显示，循环点亮时间间隔约为1秒。先将A中的数赋01，并送到P0口，即右边第一个灯亮，调用延时，然后A的数值左移，再送P0口，再延时，采用RL A左移，所以当最左边的灯亮后，下一次亮的会是最右边的灯，如此循环反复，流水灯就运作起来了。流程图：开 始将累加器A中赋立即数01，即从右边的灯开始亮起将累加器A中的值送到P0口调用延时将寄存器R2置初始值5将寄存器R3置初始值20将寄存器R4置初始值20将寄存器R5置初始值248将(R5)-1，判断是否为0将(R4)-1，判断是否为0将(R3)-1，判断是否为0NYNNY将寄存器R6赋168将(R6)-1，判断是否为0将(R2)-1，判断是否为0YY跳出延时子程序将A中的数值左移一位NYN该实验的延时1S用指令周期的个数实现，一个机器周期为1us，所以需要1000000个指令周期。计算所编写程序的延时时间为： （248*2+3）*20+3*20+3+1+2*168*5+3=1000003us（二）、LED显示实验实验步骤：编译环境为Medley，本实验无需连图，编写.asm源文件，编译后生成代码下载到仿真器上，全速运行，即可看到数码管的现象。实验方案：通过片选地址（位控地址）0F400H和数据（段码）地址0F300H送的内容显示数值。要在8个数码管上显示8个数，需要先向片选地址上送一个数选中其中一个数码管，再向数据地址送要显示的数据的段码值，再选中下一个数码管，然后送该数码管要显示的段码值，如此循环，使数码管动态显示，由于两个数码管之间亮的时间间隔短，视觉暂留，仿佛8位同时显示一样。流程图：开 始将08008401八个数分别送到地址80H79H将立即数79送入寄存器R0中，建立缓冲区首址将位控码FE送寄存器R3 ，并同时送AY 将位控地址0F400送DPTR将位控码从A通过DPTR间址送到位控口0F400H通过R0间址将要显示的数送A将查询表的地址送DPTR将DPTR加A中的偏移后，取该地址中的字行代码送到A将段控地址0F300送DPTR将段控码从A通过DPTR间址送到段控口0F300H将数值2送入R4将数值248送入R5（R5）-1，判断是否为0（R4）-1，判断是否为0Y NN进入延时退出延时将R0+1，转向下一个缓冲单元将R3的内容送给A判断位控是否达到最高位A中内容左移一位A的内容即位控码送R3保存YN该实验的延时1ms用指令周期的个数实现，一个机器周期为1us，所以需要1000个指令周期。计算所编写程序的延时时间为：(248*2+1+2)*2+1=999us=0.999ms四、 实验设备与器材配置电脑一台（配有Medley编译环境）、MCU单片机实验硬件箱、八根导线五、 实验记录流水灯实验现象：8个LED灯从右边到左依次亮，每次只亮一个灯，间隔时间为1s。当亮完最左边的灯时，最右边的灯又开始亮，如此循环反复。数码管显示实验现象：8位学号显示在8个数码管上。六、 实验总结1、 使用Keil和Medley软件大致相同，但也有些微不同，特别是在运行存储器内容交换的程序时，Medley需要下载到单片机里，但是Keil不需要。2、 外部数据存储器读/写只能通过累加器A使用间接寻址方式进行，间址寄存器可以是Ri或DPTR.。3、 查询A累加器里面的位的状态，只能使用ACC形式，ACC代表累加器地址（E0H）。七、 源代码（一）、I/O接口实验（流水灯实验）ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV A,#01HDDD:MOV P0,ACALL DELAYRL ASJMP DDDDELAY:MOV R2,#5; 延时1秒D0: MOV R3,#20 D1: MOV R4,#20D2: MOV R5,#248 DJNZ R5,$ DJNZ R4,D2 DJNZ R3,D1MOV R6,#168DJNZ R6,$ DJNZ R2,D0 RETEND（二）、LED显示实验：ORG 0000HLJMP MAINORG 0100HMAIN:MOV 79H,#01HMOV 7AH,#00HMOV 7BH,#04HMOV 7CH,#08HMOV 7DH,#00HMOV 7EH,#00HMOV 7FH,#08HMOV 80H,#00HDDD:MOV R0,#79H;建立显示缓冲区首址MOV R3,#0FEH;从右边开始显示MOV A,R3;位控码初值LD0:MOV DPTR,#0F400H;位控口地址MOVX DPTR,A;输出位控码MOV A,R0;取出显示数据MOV DPTR,#TABMOVC A,A+DPTR;查表取字形代码MOV DPTR,#0F300H;段控口地址MOVX DPTR,A;输出段控码CALL DELAY;延时INC R0;转向下一缓冲单元MOV A,R3JNB ACC.7,LD1;判断是否到最高位，到，则返回RL A;不到，向显示器高位移位MOV R3,A;位控码送R3保存AJMP LD0;继续扫描LD1:AJMP DDD;字形代码表TAB: DB 0C0H,0F9H,0A4H,0B0H,99H,92H,82H,0F8H,80H,90H,88H,83H,0C6H,0A1H,86H,8EHDELAY:MOV R4,#2;延时1msD2: MOV R5,#248 DJNZ R5,$ DJNZ R4,D2 RETEND
