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1、项目 2 灯光闪烁学习目标及要求1学用程序方框图；2重点掌握 MOV、LCALL、LJMP、DJNZ、RET 等指令（12 条） ；3了解 ORG、END 伪指令的用法；4初步理解单片机内部结构资源：工作寄存器（R0R7） ； 5掌握软件延时程序的编程方法；（难点）6理解机器周期的相关概念。示范与模仿 “灯光闪烁”操作任务 如图 2-5 所示：在 P1.0 端口上接一个发光管 L1，使 L1 在不停地一亮一灭；一亮一灭的时间间隔为 0.2 秒。图 2-5“灯光闪烁”硬件电路操作步骤实验箱的使用与 Keil 软件的基本使用同前，不在重复。统板上硬件连线：把“单片机系统”区域中的 P1.0 端口用
2、导线连接到“八路发光二极管指示模块”区域中的 L1 端口上。编写汇编源程序：；“灯光闪烁”汇编源程序-dgss.asmORG 00 ；新涉及的伪指令START:SETB P1.0LCALL DELAY ；新涉及的指令CLR P1.0LCALL DELAY LJMP START ；新涉及的指令DELAY:MOV R5,#20；新涉及的指令D1:MOV R6,#20D2:MOV R7,#248 DJNZ R7,$ ；新涉及的指令DJNZ R6,D2DJNZ R5,D1 RET ；新涉及的指令END ；新涉及的伪指令编译、连接、调试与运行，并观察实际结果。项目 2-2相关知识与技能点1、程序中所涉及
3、的新指令（参照“MCS-51 汇编指令简表” ）新指令指令格式：LCALL addr16功能：控制转移类指令；是长调用子程序指令，可表示为 addr16PC；字节数为 3，周期数为 2。说明：addr16 为子程序起始地址（又叫入口地址） 。PC 是单片机中的一个 16 位程序计数器，里面存放的是将要执行指令的地址，又叫程序指针。LCALL addr16 执行过程见图 2-6。图 2-6 调用子程序示意图 该指令为程序存储器 64KB 地址范围内的调用子程序指令，子程序可在64KB 地址空间的任一处。堆栈：实际上就是数据存储器（RAM）里的一块，只不过存取数据时有个特点，即“先进去的数据后出来
4、，后进去的数据先出来” ，数据是一个压着一个堆起来的。上面的数据不取出，下面的数据也出不来。类似的指令有：ACALL。指令格式：ACALL addr11功能：控制转移类指令；是短调用子程序指令，可表示为 addr11PC；字节数为 2，周期数为 2。说明：基本作用同 LCALL addr16，只是该指令为 2KB 地址范围内的调用子程序指令，子程序入口地址距当前 PC 不得超过 2KB 地址范围。注：在使用调用子程序指令时，如不清楚地址范围，可以全用 LCALL 指令，功能是一样的，地址范围是最大的，只是多用一个字节的程序存储空间。而在实际编程时，其子程序的入口地址往往是用一个标号来实现，如本
5、程序中的DELAY 标号，而不用管它的具体地址值是多少。指令格式：RET功能：控制转移类指令；是子程序返回指令；字节数为 1，周期数为 2。说明：每个子程序必须以 RET 指令结束。其作用是从堆栈中自动取出断点的地址值送到 PC，从子程序返回到主程序。指令格式：Ljmp addr16功能：控制转移类指令；是一个长转移指令，可表示为 addr16PC；字节数为 3，周期数 2。说明：该指令被执行后，其后的 addr16 地址值送到 PC，然后，程序跳转到 addr16 处去执行。跳转范围为 64KB 程序存储器的全部地址。类似的指令还有：AJMP、SJMP。指令格式：Ajmp addr11功能：
6、控制转移类指令；是一个短转移指令，可表示为 addr11PC；字节数为 2，周期数 2。说明：功能同 LJMP，只是用于 2KB 地址范围内的转移。指令格式：Sjmp rel功能：控制转移类指令；是一个无条件相对转移指令，可表示为PC+relPC；字节数为 2，周期数 2。说明：rel 为相对当前地址的用一个有符号字节数表示的偏移量，其偏移范围为-127+127，转移可以向前转移（目的地址小于当前地址） ，也可向后转移（目的地址大于当前地址） 。注：在使用转移指令时，如不清楚地址范围，可以全用 LJMP 指令，功能是一样的，地址范围是最大的，只是多占用一个字节的程序存储空间。而在实际编程时，其
7、目的地址（不论是 16 位地址，还是 11 位地址或是 rel）往往是用一个标号来实现，如本程序中的 START 标号，而不用管它的具体地址值是多少。指令格式：Djnz Rn，rel功能：控制转移类指令；是一个条件转移指令，可表示为 Rn-1Rn，Rn0 时，则 PC+relPC；字节数为 2，周期数 2。说明：该指令是寄存器自动减 1 不为零转移的指令；Rn 为单片机中的工作寄存器（R0R7）。该指令的作用是先对 Rn 中的值自动减 1，然后判断 Rn 中的值是否为零？如果为零，程序则顺序往下执行；如果不为零，程序则转移到目标地址处执行。类似的指令有：指令格式：Djnz direct，rel
8、功能：控制转移类指令；是一个条件转移指令，可表示为（direct）-1（direct） ， （direct）0 时，则 PC+relPC；字节数为 3，周期数 2。说明：direct 是一个 8 位直接地址， （direct）是表示这个地址中的字节内容（数值） ；该指令的作用是直接寻址单元内容减 1 不为零转移，功能同上一条指令类似。指令格式：MOV Rn，#data功能：数据传送类指令；为立即数送寄存器指令，其功能可表示为dataRn,字节数为 2,周期数为 1。说明：该指令是将立即数 data 送寄存器 Rn。指令中的操作数我们给出了三种方式：#data（立即数） 、direct（直接地址
9、）和 Rn（工作寄存器）。与这三种操作数有关的 MOV 指令还有：MOV direct，Rn；MOV Rn，direct；MOV direct2，direct1。分述如下：指令格式：MOV direct，Rn功能：数据传送类指令；为寄存器送直接寻址单元指令，其功能表示为Rn（direct）；字节数为 2,周期数为 2。说明：该指令是将工作寄存器里的数送直接寻址单元。指令格式：MOV Rn，direct功能：数据传送类指令；为直接寻址单元送寄存器指令，其功能表示为（direct）Rn；字节数为 2,周期数为 2。说明：该指令是将直接寻址单元里的数送工作寄存器。指令格式：MOV direct2，d
10、irect1功能：数据传送类指令；为直接寻址单元 1 送直接寻址单元 2 指令，其功能表示为（direct1）（direct2）；字节数为 3,周期数为 2。说明：该指令是将直接寻址单元 1 里的数送直接寻址单元 2。注：由于 MOV 在这些指令中最大只能传送一个字节的数，所以传送的最大数不能大于 255（十进制）。伪指令起始指令：ORG nn功能：为机器汇编时，指示此语句后面的程序或数据块以 nn 为起始地址连续存放在程序存储器中。说明：nn 为起始地址值。如在本程序例中：ORG 00START:SETB P1.0 指示 START 标号的指令地址从程序存储器的 00 地址开始连续存放。汇编
11、结束指令:END功能:指示源程序段结束。说明：通常程序都是以 END 伪指令作结束指令。如本程序例：.END 伪指令不是控制单片机操作的指令，因此不是可执行指令。它只是在机器自动把源程序翻译成机器语言时，必须为汇编程序提供辅助信息的一些指令。2、程序的编程思路与解读程序方框图：编程时，首先要养成理清编程思路的好习惯，就是在具体编写程序前，要根据任务的要求，构画出程序的主架构及关系，即程序方框图（由一些方框、菱形和箭头线组成） 。解读程序也是这样。本程序方框图见图2-7。图 2-7 “灯光闪烁”程序方框图 程序解读：整个程序分为两大部分：主程序段和延时子程序段。主程序段：ORG 00 ；伪指令，
12、指示后面的程序段起始地址从 00 开始START:SETB P1.0 ；P1.0 输出”1”,L1 灯灭LCALL DELAY ；调用标号为 DELAY 的延时子程序, 延时0.2 秒CLR P1.0 ；P1.0 输出”0”,L1 灯亮LCALL DELAY ；调用标号为 DELAY 的延时子程序, 延时 0.2秒LJMP START ；跳转到标号为 START 处的指令循环执行延时子程序段：延时 0.2 秒DELAY:MOV R5,#20；将十进制的立即数 20 送到 R5 工作寄存器D1:MOV R6,#20 ；将十进制的立即数 20 送到 R6 工作寄存器D2:MOV R7,#248 ；
13、将十进制的立即数 248 送到 R7 工作寄存器DJNZ R7,$ ；R7 减 1 不为零转移到本指令地址（用$表示）DJNZ R6,D2 ；R6 减 1 不为零转移到标号 D2 处DJNZ R5,D1 ；R5 减 1 不为零转移到标号 D1 处RET ；子程序结束，返回到主程序整个程序运行的结果，实现了 L1 灯不停地亮和灭，其间隔为 0.2 秒。3、延时程序的设计方法延时程序是如何设计的呢？下面具体介绍其原理：如图 2-5 所示的石英晶体为 12MHz，因此，1 个时钟振荡周期为1/f=1/12MHz 秒=1/(12106)秒。一个机器周期=12 个时钟周期=121/12M=1/10000
14、00 秒=1 微秒。则延时子程序：；机器周期数 所用时间DELAY: MOV R5,#20 ； 2 2usD1:MOV R6,#20 ； 2 2usD2:MOV R7,#248 ； 2 2usDJNZ R7,$ ； 2 2us 重复执行 248 次DJNZ R6,D2 ； 2 2us 重复执行 20 次DJNZ R5,D1 ； 2 2us 重复执行 20 次执行完后，所用的时间为：第 4 条指令执行完所用的时间为：2248=496（微秒）=0.496ms；第 3 条至第 5 条指令重复执行 20 次所用时间为：20（2+496+2）=10000微秒=10ms；第 2 条至第 6 条指令重复执行
15、 20 次所用时间为：20（2+10000+2）=200080（微秒）=200.08ms；再加上第 1 条指令所用的时间，因此，上面的延时程序总时间为 200.082 ms，近似为 0.2 秒。套用上述编程格式，当 R7248 时，其延时公式为：t=0.5msR6R5。根据不同的延时要求，适当调整 R5 与 R6 的值的乘积即可。如本程序要求延时 0.2 秒200ms，即 0.5msR6R5=200ms，则R5R6=400。R5=10，R6=40 可以实现；R5=4，R6=100 也可以实现。在实际延时编程时，如需要的延时时间较大，可增加工作寄存器；如需要的延时时间较小，也可减少工作寄存器，灵
16、活应用。注：MOV 传送的最大数不能超过 255。4、工作寄存器（R0R7）工作寄存器在内部数据存储器中，见 MCS-51 内部 RAM 存储器结构及寄存器和 RAM 地址对照表。数据缓冲区地址范围 30H7FH位寻址区（007F）地址范围 20H2FH工作寄存器区 3（R0R7）地址范围18H1FH工作寄存器区 2（R0R7）地址范围10H17H工作寄存器区 1（R0R7）地址范围08H0FH工作寄存器区 0（R0R7）地址范围00H07HMCS-51 内部 RAM 存储器结构0 区1 区2 区3 区00HR008HR010HR018HR001HR109HR111HR119HR102HR20AHR212HR21AHR
