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1．設計目的：
（1）利用單片機定時器中斷和定時器計數(shù)方式實現(xiàn)秒、分定時。
（2）通過LED顯示程序的調整，熟悉8155與8051，8155與LED的接口技術，熟悉LED動態(tài)顯示的控制過程。
（3）通過鍵盤程序的調整，熟悉8155與矩陣式鍵盤的接口技術，熟悉鍵盤掃描原理。
（4）通過閱讀和調試簡易秒表整體程序，學會如何編制含LED動態(tài)顯示、鍵盤掃描和定時器中斷等多種功能的綜合程序，初步體會大型程序的編制和調試技巧。
2． 設計步驟與要求
（1）要求：以8位LED右邊2位顯示秒，左邊6位顯示0，實現(xiàn)秒表計時顯示。以4×4矩陣鍵盤的KE0、KE1、KE2等3鍵分別實現(xiàn)啟動、停止、清零等功能。
（2）方法：用單片機定時器T0中斷方式，實現(xiàn)1秒定時；利用單片機定時器1方式3計數(shù)，實現(xiàn)60秒計數(shù)。用動態(tài)顯示方式實現(xiàn)秒表計時顯示，用鍵盤掃描方式取得KE0、KE1、KE2的鍵值，用鍵盤處理程序實現(xiàn)秒表的啟動、停止、清零等功能。
（3）軟件設計：軟件整體設計思路是以鍵盤掃描和鍵盤處理作為主程序，LED動態(tài)顯示作為子程序。二者間的聯(lián)系是：主程序查詢有無按鍵，無按鍵時，調用二次LED動態(tài)顯示子程序（約延時8ms）后再回到按鍵查詢狀態(tài)，不斷循環(huán)；有按鍵時，LED動態(tài)顯示子程序作為按鍵防抖延時被連續(xù)調用二次（約延時16ms），待按鍵處理程序執(zhí)行完后，再回到按鍵查詢狀態(tài)，同時兼顧了按鍵掃描取值的準確性和LED動態(tài)顯示的穩(wěn)定性。秒定時采用定時器T0中斷方式進行，60秒計數(shù)由定時器1采用方式3完成，中斷及計數(shù)的開啟與關閉受控于按鍵處理程序。由上述設計思路可設計出軟件流程圖如圖1.1所示。
（5）程序編制：編程時置KE0鍵為“啟動”，置KE1鍵為“停止”，置KE2鍵為“清零”，因按鍵較少，在處理按鍵值時未采用散轉指令“JMP”，而是采用條件轉移指令“CJNE”，每條指令后緊跟著一條無條件跳轉指令“AJMP”，轉至相應的按鍵處理程序，如不是上述3個按鍵值則跳回按鍵查詢狀態(tài)。8位LED顯示的數(shù)據(jù)由顯示緩沖區(qū)30H~37H單元中的數(shù)據(jù)決定，順序是從左至右，動態(tài)顯示時，每位顯示持續(xù)時間為1ms，1ms延時由軟件實現(xiàn)，8位顯示約耗時8ms。主程序、按鍵查詢子程序采用第0組工作寄存器，顯示子程序采用第1組工作寄存器。1秒定時采用定時器T0方式1中斷，每50ms中斷一次，用21H做50
ms計數(shù)單元，每20次為一個循環(huán)，計滿20次，60秒計數(shù)單元（20H）計數(shù)1次。60秒計數(shù)采用定時器T1方式2計數(shù)，計數(shù)脈沖采用軟件置位、復位P3.5口的方法實現(xiàn)，用20H單元做60秒計數(shù)單元，如定時器T1溢出，則20H單元被清零，20H單元的數(shù)據(jù)采用十進制計數(shù)，該數(shù)據(jù)被拆成個位和十位兩個數(shù)據(jù)后分別送至顯示緩沖區(qū)的30H、31H單元。
按照上述思路可編制源程序如下：
ORG 0000H
AJMP MAIN
ORG 000BH
AJMP CONT
；主程序
；――――――――――初始化程序―――――――――――
MAIN： MOV TMOD，#61H ；置T0方式1定時，T1方式2計數(shù)
MOV TH0，#3CH ；T0置初值
MOV TL0，#0B0H
MOV TH1，#0C4H ；T1置初值
MOV TL1，#0C4H
MOV DPTR，#4400H
；8155控制口地址送DPTR
MOV A，#43H
；設置8155工作方式字
MOVX @DPTR，A
；設置PA、PB口輸出，PC口輸入
MOV 20H，#00H
；60秒計數(shù)單元置初值
MOV 21H，#14H
；50ms計數(shù)單元置初值
MOV SP，#3FH
；堆棧指針置初值
MOV R2，#08H
；LED待顯示位數(shù)送R2
MOV R0，#30H
；顯示緩沖區(qū)首址送R0
STAR： MOV @R0，#00H ；顯示緩沖區(qū)清零
INC R0
DJNZ R2，STAR
CLR A
；累加器清零
；―――――――――――鍵盤查詢程序――――――――――
KEY： ACALL KS ；調按鍵查詢子程序判是否有鍵按下
JNZ K1 ；有鍵按下轉移
ACALL DISP
；無鍵按下，調顯示子程序延時
AJMP KEY
；繼續(xù)查詢按鍵
；―――――――――――鍵盤掃描程序――――――――――
K1： ACALL DISP ；鍵盤去抖延時
ACALL DISP
ACALL KS
；再次判別是否有鍵按下
JNZ K2
；有鍵按下轉移
AJMP KEY ；無按鍵，誤讀，繼續(xù)查詢按鍵
K2: MOV R3，#0FEH ；首列掃描字送R3
MOV R4，#00H ；首列號送R4
K3： MOV DPTR，#4401H ；PA口地址送DPTR，開始列掃描
MOV A，R3
MOVX @DPTR，A ；列掃描字送PA口
INC DPTR
；指向PC口
INC DPTR
MOVX A，@DPTR ；讀取行掃描值
JB ACC.0，L1
；第0行無鍵按下，轉查第1行
MOV A，#00H
；第0行有鍵按下，行首鍵號送A
AJMP LK
；轉求鍵號
L1： JB ACC.1，L2
；第1行無鍵按下，轉查第2行
MOV A，#08H
；第1行有鍵按下，行首鍵號送A
AJMP LK
；轉求鍵號
L2： JB ACC.2，L3
；第2行無鍵按下，轉查第3行
MOV A，#10H
；第2行有鍵按下，行首鍵號送A
AJMP LK
；轉求鍵號
L3： JB ACC.3，NEXT ；第3行無鍵按下，轉查下一列
MOV A，#18H
；第3行有鍵按下，行首鍵號送A
AJMP LK
LK： ADD A，R4 ；形成鍵碼送A
PUSH ACC
；鍵碼入棧保護
K4： ACALL DISP
ACALL KS
；等待鍵釋放
JNZ K4
；未釋放，等待
POP ACC
；鍵釋放，彈棧送A
AJMP PR
；轉鍵盤處理程序
NEXT： INC R4 ；修改列號
MOV A，R3
JNB ACC.3，KEY
；4列掃描完返回按鍵查詢狀態(tài)
RL A
；未掃描完，改為下列掃描字
MOV R3，A
；掃描字暫存R3
AJMP K3
；轉列掃描程序
；―――――――――――鍵盤處理程序―――――――――――――――
PR： CJNE A，#00H，PR01 ；不是KE0鍵碼，轉KE1鍵
AJMP KE0
；轉KE0鍵處理程序
PR01： CJNE A，#01H，PR02 ；不是KE1鍵碼，轉KE2鍵
AJMP KE1
；轉KE1鍵處理程序
PR02： CJNE A，#02H，PR03 ；不是KE2鍵碼，返回按鍵查詢
AJMP KE2
；轉KE2鍵處理程序
PR03： AJMP KEY
KE0： SETB TR0 ；啟動定時器T0
SETB TR1
；啟動定時器T1
SETB ET0
；允許定時器T0中斷
SETB EA
；開中斷
AJMP KEY
；返回鍵盤查詢狀態(tài)
KE1： CLR EA ；關中斷
CLR ET0
；禁止定時器T0中斷
CLR TR1
；關定時器T1
CLR TR0
；關定時器T0
AJMP KEY
KE2： CLR EA ；關中斷
AJMP MAIN
；返回主程序進行初始化
；――――――――――按鍵查詢子程序――――――――――――――
KS： MOV DPTR，#4401H ；置8155PA口地址
MOV A，#00H
MOVX @DPTR，A
；全掃描字#00H送PA口
INC DPTR
；指向PC口
INC DPTR
MOVX A，@DPTR ；讀入PC口狀態(tài)
CPL A
；變正邏輯，高電平表示有鍵按下
ANL A，#0FH ；屏蔽高4位
RET
；返回，A≠0表示有鍵按下
；―――――――――LED動態(tài)顯示子程序―――――――――――――
DISP： PUSH ACC ；A入棧保護
SETB RS0
；保護第0組工作寄存器,啟用第1組工作寄存器
MOV R2，#08H ；LED待顯示位數(shù)送R2
MOV R1，#00H ；設定顯示時間
MOV R3，#7FH
；選中最右端LED
MOV R0，#30H
；顯示緩沖區(qū)首址送R0
MOV A，@R0 ；秒顯示個位送A
DISP1： MOV DPTR，#TAB ；指向字形表首址
MOVC A，@A+DPTR ；查表取得字形碼
MOV DPTR，#4402H
；指向8155PB口（段碼口）
MOVX @DPTR，A ；字形碼送PB口
MOV A，R3 ；取位選字
MOV DPTR，#4401H
；指向8155PA口（位選口）
MOVX @DPTR，A ；位碼送PA口
DJNZ R1，$
；延時0.5ms
DJNZ R1，$
；延時0.5ms
RR A
；位選字移位
MOV R3，A
；移位后的位選字送R3
INC R0
；指向下一位緩沖區(qū)地址
MOV A，@R0 ；緩沖區(qū)數(shù)據(jù)送A
DJNZ R2，DISP1 ；未掃描完，繼續(xù)循環(huán)
CLR RS0
；恢復第0組工作寄存器
POP ACC
；A彈棧，恢復現(xiàn)場
RET
TAB： DB 3FH，06H，5BH，4FH，66H
；共陰極LED字形表
DB 6DH，7DH，07H，7FH，6FH
；――――――――――定時器中斷服務程序―――――――――――――
CONT： PUSH ACC ；保護現(xiàn)場
MOV TH0，#3CH ；定時器T1重置初值
, ; &, nbsp; &nbs, p; MOV TL0，#0B0H
MOV A，20H ；秒計數(shù)器送A
AJMP CONT1
REN： AJMP REN1
CONT1： DJNZ 21H，REN ；1秒定時未到，中斷返回
MOV 21H，#14H
；重置50ms計數(shù)初值
CLR P3.5
；軟件產(chǎn)生定時器T1計數(shù)脈沖
NOP
NOP
SETB P3.5
INC A
；1秒計數(shù)值加1
DA A
；換算為10進制計數(shù)
JBC TF1，CONT2 ；60秒到，轉清零
CONT3： MOV 20H，A ；計數(shù)值送60秒計數(shù)單元20H
ANL A，#0FH ；屏蔽高4位
MOV 30H，A
；秒表個位待顯示數(shù)據(jù)送顯示緩沖區(qū)
MOV A，20H
SWAP A
；60秒計數(shù)單元高、低4位數(shù)據(jù)互換
ANL A，#0FH ；屏蔽高4位
MOV 31H，A
；秒表十位待顯示數(shù)據(jù)送顯示緩沖區(qū)
AJMP REN1
CONT2： MOV A，#00H
AJMP CONT3
REN1： POP ACC ；恢復現(xiàn)場
RET
；中斷返回
END
3． 總結與分析
（1）實驗采用七段碼LED設計（數(shù)碼管），顯示直觀；采用定時器中斷，計時更準確；功能齊全，可隨時啟動、停止、清零，后者智能化程度更高。
（2）設計、調試大型程序時，需先根據(jù)要求劃分模塊，優(yōu)化結構；再根據(jù)各模塊特點確定何為主程序，何為子程序，何為中斷服務程序，相互間如何調用；再根據(jù)各模塊性質和功能將各模塊細化，設計出程序流程圖；最后才根據(jù)各模塊流程圖編制具體程序。調試時應先調主程序，實現(xiàn)最基本最主要的功能，在此基礎上再將各模塊功能往主程序上堆砌，直至各模塊聯(lián)調、統(tǒng)調，實現(xiàn)全部功能。本例子將整個程序劃分為鍵盤程序，動態(tài)顯示程序，秒計時程序三大模塊，根據(jù)各自的特點確定鍵盤程序為主程序，動態(tài)顯示程序為子程序，秒計時程序為定時器中斷服務程序。主程序又細分為初始化程序，鍵盤查詢程序，鍵盤掃描程序，鍵盤處理程序四大部分。三大模塊之間的關系是：鍵盤程序在無鍵按下時，不斷調用動態(tài)顯示子程序；在有鍵按下時，先調用動態(tài)顯示子程序消抖，再進入鍵盤處理程序，控制中斷服務程序的運行；處理完畢后，再不斷調用動態(tài)顯示子程序。經(jīng)上述處理后，三大模塊運行協(xié)調一致，既保持了動態(tài)顯示的穩(wěn)定性，又保持了鍵盤的可靠性，還保持了秒計時的準確性，較好地實現(xiàn)了全部功能。
（3）本例子只用到8位LED顯示中的兩位，只用到4×4鍵盤16個按鍵中的3個，因此，其功能還有較大的擴展空間。只要將上述程序稍加改動即可實現(xiàn)秒、分、時、日顯示，并可作全方位修改的實時時鐘。如增加LED顯示位數(shù)或將顯示改為LCD顯示模塊，可實現(xiàn)年、月、周、日、時、分、秒顯示。 |
66821730(技術支持)
