煙霧彈：給初學(xué)單片機(jī)的40個實(shí)驗(yàn)
一. 閃爍燈
1. 實(shí)驗(yàn)任務(wù)
如圖4.1.1 所示：在P1.0 端口上接一個發(fā)光二極管L1，使L1 在不停地一亮一滅，一亮一滅的時間間隔為0.2 秒。
2. 電路原理圖
圖4.1.1
3. 系統(tǒng)板上硬件連線
把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.0 端口用導(dǎo)線連接到“八路發(fā)光二極管指示模塊”區(qū)域中的L1 端口上。
4. 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容
(1). 延時程序的設(shè)計(jì)方法
作為單片機(jī)的指令的執(zhí)行的時間是很短，數(shù)量大微秒級，因此，我們要求的閃爍時間間隔為0.2 秒，相對于微秒來說，相差太大，所以我們在執(zhí)行某一指令時，插入延時程序，來達(dá)到我們的要求，但這樣的延時程序是如何設(shè)計(jì)呢?下面具體介紹其原理：
如圖4.1.1 所示的石英晶體為12MHz，因此，1 個機(jī)器周期為1微秒
機(jī)器周期微秒
MOV R6,#20 2 個機(jī)器周期2
D1: MOV R7,#248 2 個機(jī)器周期2 2+2×248=498
DJNZ R7,$ 2 個機(jī)器周期2×248 498
DJNZ R6,D1 2 個機(jī)器周期2×20=40 10002
因此，上面的延時程序時間為10.002ms。
由以上可知，當(dāng)R6=10、R7=248 時，延時5ms，R6=20、R7=248 時，延時10ms,以此為基本的計(jì)時單位。如本實(shí)驗(yàn)要求0.2 秒=200ms，10ms×R5=200ms，則R5=20，延時子程序如下：
DELAY: MOV R5,#20
D1: MOV R6,#20
D2: MOV R7,#248
DJNZ R7,$
DJNZ R6,D2
DJNZ R5,D1
RET
(2). 輸出控制
如圖1 所示，當(dāng)P1.0 端口輸出高電平，即P1.0=1 時，根據(jù)發(fā)光二極管的單向?qū)щ娦钥芍?，這時發(fā)光二極管L1 熄滅;當(dāng)P1.0 端口輸出低電平，即P1.0=0 時，發(fā)光二極管L1 亮;我們可以使用SETB P1.0 指令使P1.0端口輸出高電平，使用CLR P1.0 指令使P1.0 端口輸出低電平。
5. 程序框圖
如圖4.1.2 所示
圖4.1.2
7. C 語言源程序
#include
sbit L1=P1^0;
void delay02s(void) //延時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();
}
}
二. 模擬開關(guān)燈
1. 實(shí)驗(yàn)任務(wù)
如圖4.2.1 所示，監(jiān)視開關(guān)K1(接在P3.0 端口上)，用發(fā)光二極管L1(接在單片機(jī)P1.0 端口上)顯示開關(guān)狀態(tài)，如果開關(guān)合上，L1 亮，開關(guān)打開，L1 熄滅。
2. 電路原理圖
圖4.2.1
3. 系統(tǒng)板上硬件連線
(1). 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.0 端口用導(dǎo)線連接到“八路發(fā)光二極管指示模塊”區(qū)域中的L1 端口上;
(2). 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P3.0 端口用導(dǎo)線連接到“四路撥動開關(guān)”區(qū)域中的K1 端口上;
4. 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容
(1). 開關(guān)狀態(tài)的檢測過程
單片機(jī)對開關(guān)狀態(tài)的檢測相對于單片機(jī)來說，是從單片機(jī)的P3.0 端口輸入信號，而輸入的信號只有高電平和低電平兩種，當(dāng)撥開開關(guān)K1 撥上去，即輸入高電平，相當(dāng)開關(guān)斷開，當(dāng)撥動開關(guān)K1 撥下去，即輸入低電平，相當(dāng)開關(guān)閉合。單片機(jī)可以采用JB BIT，REL 或者是JNB BIT，REL 指令來完成對開關(guān)狀態(tài)的檢測即
可。
(2). 輸出控制
如圖3 所示，當(dāng)P1.0 端口輸出高電平，即P1.0=1 時，根據(jù)發(fā)光二極管的單向
導(dǎo)電性可知，這時發(fā)光二極管L1 熄滅;當(dāng)P1.0 端口輸出低電平，即P1.0=0
時，發(fā)光二極管L1 亮;我們可以使用SETB P1.0 指令使P1.0 端口輸出高電平，
使用CLR P1.0 指令使P1.0 端口輸出低電平。
5. 程序框圖
7. C 語言源程序
#include
sbit K1=P3^0;
sbit L1=P1^0;
void main(void)
{
while(1)
{
if(K1==0)
{
L1=0; //燈亮
}
else
{
L1=1; //燈滅
}
}
}
三. 多路開關(guān)狀態(tài)指示
1. 實(shí)驗(yàn)任務(wù)
如圖4.3.1 所示，AT89S51 單片機(jī)的P1.0-P1.3 接四個發(fā)光二極管L1-L4，P1.4-P1.7 接了四個開關(guān)K1-K4，編程將開關(guān)的狀態(tài)反映到發(fā)光二極管上。(開關(guān)閉合，對應(yīng)的燈亮，開關(guān)斷開，對應(yīng)的燈滅)。
2. 電路原理圖
圖4.3.1
3. 系統(tǒng)板上硬件連線
(1. 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.0-P1.3 用導(dǎo)線連接到“八路發(fā)光二極管指示模塊”區(qū)域中的L1-L4 端口上;
(2. 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.4-P1.7 用導(dǎo)線連接到“四路撥動開關(guān)”區(qū)域中的K1-K4 端口上;
4. 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容
(1. 開關(guān)狀態(tài)檢測
對于開關(guān)狀態(tài)檢測，相對單片機(jī)來說，是輸入關(guān)系，我們可輪流檢測每個開關(guān)狀態(tài)，根據(jù)每個開關(guān)的狀態(tài)讓相應(yīng)的發(fā)光二極管指示，可以采用JB P1.X，REL或JNB P1.X，REL 指令來完成;也可以一次性檢測四路開關(guān)狀態(tài)，然后讓其指示，可以采用MOV A，P1 指令一次把P1 端口的狀態(tài)全部讀入，然后取高4 位的狀態(tài)來指示。
(2. 輸出控制
根據(jù)開關(guān)的狀態(tài)，由發(fā)光二極管L1-L4 來指示，我們可以用SETB P1.X 和CLR P1.X 指令來完成，也可以采用MOV P1，#1111XXXXB 方法一次指示。
5. 程序框圖
讀P1 口數(shù)據(jù)到ACC 中
ACC 內(nèi)容右移4 次
ACC 內(nèi)容與F0H 相或
ACC 內(nèi)容送入P1 口
<![endif]-->
7. 方法一(C 語言源程序)
#include
unsigned char temp;
void main(void)
{
while(1)
{
temp=P1>>4;
temp=temp | 0xf0; //高位賦1;
P1=temp;
}
}
9. 方法二(C 語言源程序)
#include
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;
}
}
}
四. 廣告燈的左移右移
1. 實(shí)驗(yàn)任務(wù)
做單一燈的左移右移，硬件電路如圖4.4.1 所示，八個發(fā)光二極管L1-L8分別接在單片機(jī)的P1.0-P1.7 接口上，輸出“0”時，發(fā)光二極管亮，開始時P1.0→P1.1→P1.2→P1.3→┅→P1.7→P1.6→┅→P1.0 亮，重復(fù)循環(huán)。
2. 電路原理圖
圖4.4.1
3. 系統(tǒng)板上硬件連線
把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1.0-P1.7 用8 芯排線連接到“八路發(fā)光二極管指示模塊”區(qū)域中的L1-L8 端口上，要求：P1.0 對應(yīng)著L1，P1.1 對應(yīng)著L2，……，P1.7 對應(yīng)著L8。
4. 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容
我們可以運(yùn)用輸出端口指令MOV P1，A 或MOV P1，#DATA，只要給累加器
值或常數(shù)值，然后執(zhí)行上述的指令，即可達(dá)到輸出控制的動作。
每次送出的數(shù)據(jù)是不同，具體的數(shù)據(jù)如下表1 所示：
表1
5. 程序框圖
圖4.4.2
7. C 語言源程序
#include
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<
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();
}
}
}
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