51单片机实验报告.docx
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51单片机实验报告
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51单片机实验报告
姓名：
刘贤莺
班级：
电信硕91
学号：
日期：
2012年4月19日
1实验要求..............................................................................................3
2硬件环境与工作原理...........................................................................4
2.1硬件环境........................................................................................4
2.2工作原理........................................................................................6
3资源使用..............................................................................................9
3.1RAM的使用情况.........................................................................9
3.2系统堆栈使用情况......................................................................10
3.3寄存器使用情况..........................................................................11
3.4定时器计数器使用情况.............................................................11
4程序原理与框图.................................................................................12
4.1主函数..........................................................................................12
4.1.1主函数框图.............................................................................12
4.1.2主函数代码...........................................................................12
4.2主时钟设置模块..........................................................................22
4.3闹钟功能模块..............................................................................24
4.4倒计时模块..................................................................................27
4.5秒表模块......................................................................................32
4.6日期滚动模块...............................................................................34
4.7日期设置模块...............................................................................38
4.8串口控制模块...............................................................................42
4.9键盘扫描读取子程序...................................................................48
4.10蜂鸣器控制子程序.....................................................................51
4.11LED扫描显示子程序.................................................................56
5操作说明............................................................................................60
6调试与实际运行结果........................................................................63
7总结与体会........................................................................................63
1实验要求
在实验板上编程实现2012年日历和实时时钟：
1.时-分-秒（2位-2位-2位）显示
可通过键盘置入时间值（参照电子表设置时间工作模式）。
2.可通过按键控制在LED上从右向左滚动显示年_月_日3次，如：
2012_01_20空空2012_01_20
3.实现每日闹铃提醒功能，闹铃时间可用按键设置。
闹铃采用提示音表示。
4.实现秒表功能。
5.实现定时器功能（预置定时时间，按键启动，倒计时，计到0响提示音。
6.设计实现音乐提示音。
7.设计串行通信程序，使两台实验系统同步显示。
2.硬件环境与工作原理
2.1硬件环境：
2.1.1单片机：
SST89E564RD
图2.1
2.1.2外部设备：
1.八位8段数码管
图2.2
2.一个4x4非编码键盘
图2.3
2.2工作原理：
2.2.1引入选通信号的原因：
由于AT89C51单片机的引脚数目有限，需要采用引脚时分复用技术，因此引入AJ00~AJ07作为选通信号，用于选择当前的输入输出设备。
其中，AJ00~AJ07是A12~A14经过74138译码器后的输出信号（A15为译码器的使能信号）。
2.2.2选通信号产生电路图：
图2.4
2.2.3数码管位选择原理：
1.输出位选信号指令：
MOVA,#SELECT；SELECT为位选信号对应的数值
MOVDPTR,#8000H
MOV@DPTR,A
2.电路实现原理：
在指令“MOVDPTR,#8000H”中，8000H代表外部存储器的地址，对应于A15=1,Ai=0（i=0~14）。
由图2.4可知，此时74138译码器有效，由A=B=C=0，得：
AJ00=0，AJ0i=1（i=1~7）。
有由于执行指令“MOV@DPTR,A”时，WR=0,因此，由图2.2可知74HC573有效，它将D0~D7信号保持并输入ULN2803，信号经过放大后，作为位选信号驱动8位数码管。
2.2.4数码管段选择原理：
1.输出段选信号指令：
MOVA,#SELECT;SELECT为段选信号对应的数值
MOVDPTR,#9000H
MOV@DPTR,A
2.电路实现原理：
在指令“MOVDPTR,#9000H”中，9000H代表外部存储器的地址，对应于A15=1,A12=1，Ai=0（i=0~11，13，14）。
由图2.4可知，此时74138译码器有效，由A=C=0，B=1，得：
AJ01=0，AJ0i=1（i=0，2~7）。
有由于执行指令“MOV@DPTR,A”时，WR=0,因此，由图2.2可知74HC573有效，它将D0~D7信号保持并作为位选信号输入8位数码管。
2.2.54x4键盘控制原理：
由图2.3可知，AJ00=0时，可通过P00~P03向键盘发出扫描信号或读取键盘信号。
具体原理见后续代码。
3.资源使用
3.1RAM的使用情况
ALARMEQU20H.0;闹钟设置标志
TIME_UPEQU20H.1;倒计时时间到标志
SOUND_ONEQU20H.2;声音开关标志
UART_ENEQU20H.3;处于串口通信状态标志
IS_HOSTEQU20H.4;是否作为串口通信的主机标志
HOUR_TPEQU2AH
MIN_TPEQU2BH
SEC_TPEQU2CH
MUSIC_SELECTEQU2DH
TIME_BUFEQU2EH;30~35H连续存放led显示数据
HOUREQU36H;小时
MINEQU37H;分钟
SECEQU38H;秒
COUNTEQU39H;每0.05s加1
HOUR_ALARMEQU3AH
MIN_ALARMEQU3BH
SEC_ALARMEQU4BH
SEC_OLDEQU3CH;存放旧的秒数
HOUR_DOWNEQU3DH
MIN_DOWNEQU3EH;倒数时分钟数
SEC_DOWNEQU3FH;倒数时间秒钟数
VAR_HOUREQU40H
VAR_MINEQU41H
VAR_SECEQU42H
MSEQU43H;作用同SEC_OLD
YEAR0EQU44H
YEAR1EQU45H
MONTHEQU46H
DAYEQU47H
MUSIC1EQU48H
MUSIC2EQU49H
MUSIC3EQU4AH
DATE_BUFEQU60H;以下连续12字节为日期显示数据
3.2系统堆栈使用情况
主程序将SP设置为50H，在50H到60H之间的16字节为堆栈区，由于此工程设计的函数调用层次最多不超过3层且参数主要通过内存变量传递，因此，不会出现堆栈溢出的情况。
此处，更好的方案应该是把DATE_BUF前移并把堆栈放在DATE_BUF之后。
但是，实际操作时发现如果堆栈区包含62H以后的区域，就会出现一个严重的bug，由于这个bug一直没法解释和解决，我只好采用了现在这个方案。
3.3寄存器使用情况：
1.累加器A
2.寄存器B
3.00区的R0~R7寄存器，01~03区的寄存器不曾使用。
3.4定时器计数器使用情况
整个工程用到了定时器T0和T1。
其中T0用于主时钟的计时，优先级最高，不可被软中断中断，且不可被软中断屏蔽。
T1用于控制播放音乐时音调的频率和控制串口通信时的波特率。
4程序原理与框图
4.1主函数
4.1.1主函数框图
T0中断服务：
4.1.2主函数代码：
;*************************************主函数***********************************************;
;***作者：
刘贤莺
;***日期：
2012226
NAMEMAIN_FUNC
EXTRNCODE（GET_KEY,BEEP,SET_DOWN_TIMER,CONVERT,DISP,SET_TIME,SET_ALARM_TIME）
EXTRNCODE（COUNTER,DATE_ROLLER,MUSIC,INT_T1,UART_INT,UART_HOST,UART_SLAVE,SET_DATE）
ALARMEQU20H.0;闹钟设置标志
TIME_UPEQU20H.1;倒计时时间到标志
SOUND_ONEQU20H.2;声音开关标志
UART_ENEQU20H.3;处于串口通信状态标志
IS_HOSTEQU20H.4;是否作为串口通信的主机标志
HOUR_TPEQU2AH
MIN_TPEQU2BH
SEC_TPEQU2CH
MUSIC_SELECTEQU2DH
TIME_BUFEQU2EH;30~35H连续存放led显示数据
HOUREQU36H;小时
MINEQU37H;分钟
SECEQU38H;秒
COUNTEQU39H;每0.05s加1
HOUR_ALARMEQU3AH
MIN_ALARMEQU3BH
SEC_ALARMEQU4BH
SEC_OLDEQU3CH;存放旧的秒数
HOUR_DOWNEQU3DH
MIN_DOWNEQU3EH;倒数时分钟数
SEC_DOWNEQU3FH;倒数时间秒钟数
VAR_HOUREQU40H
VAR_MINEQU41H
VAR_SECEQU42H
MSEQU43H;作用同SEC_OLD
YEAR0EQU44H
YEAR1EQU45H
MONTHEQU46H
DAYEQU47H
MUSIC1EQU48H
MUSIC2EQU49H
MUSIC3EQU4AH
DATE_BUFEQU60H;以下连续12字节为日期显示数据
;蜂鸣器引脚定义
BUZZEREQUP1.6
PROGSEGMENTCODE
CSEGAT0
ORG0H
JMPMAIN
ORG0BH
JMPINT_T0
ORG001BH
JMPINT_T1;跳转至T1中断服务程序
ORG23H
JMPUART_INT
CSEGAT0050H
RSEGPROG
;主程序;
MAIN:
MOVSP,#50H
LCALLINIT;初始化变量
LCALLINIT_TIMER;设置定时器
LCALLINIT_SHOW
;无穷循环
LOOP:
MOVVAR_HOUR,HOUR
MOVVAR_MIN,MIN
MOVVAR_SEC,SEC
LCALLCONVERT;先传递参数再调用
LCALLTIME_TEST;检查闹钟时间
LCALLDISP
LCALLGET_KEY
;MOVA,#15
CJNEA,#9,LOOP_TO_10
LCALLBEEP
LCALLSET_TIME
LJMPLOOP
LOOP_TO_10:
CJNEA,#10,LOOP_TO_11
LCALLBEEP
LCALLSET_ALARM_TIME
JMPLOOP
LOOP_TO_11:
CJNEA,#11,LOOP_TO_12
LCALLBEEP
LCALLSET_DOWN_TIMER;设置倒计时间
JMPLOOP
LOOP_TO_12:
CJNEA,#12,LOOP_TO_13
LCALLBEEP
LCALLCOUNTER
JMPLOOP
LOOP_TO_13:
CJNEA,#13,LOOP_TO_14
LCALLBEEP
LCALLDATE_ROLLER
LJMPLOOP
LOOP_TO_14:
CJNEA,#14,LOOP_TO_2
LCALLSET_DATE
LJMPLOOP
LOOP_TO_2:
CJNEA,#2,LOOP_TO_15
JBALARM,ALARM_OFF
LCALLBEEP
LCALLBEEP
SETBALARM
JMPLOOP
ALARM_OFF:
LCALLBEEP
CLRALARM
LJMPLOOP
NO_KEY:
LJMPLOOP
LOOP_TO_1:
CJNEA,#1,NO_KEY
JNBSOUND_ON,L1
CLRSOUND_ON
LJMPL11
L1:
SETBSOUND_ON
LCALLBEEP
L11:
LJMPLOOP
LOOP_TO_15:
CJNEA,#15,LOOP_TO_16
LCALLBEEP
LCALLUART_HOST
LJMPLOOP
LOOP_TO_16:
CJNEA,#16,LOOP_TO_1
LCALLBEEP
LCALLUART_SLAVE
LJMPLOOP
;;;检查是否启动闹钟
TIME_TEST:
JBALARM,TI3
RET
;检查闹钟时间是否到了
TI3:
MOVA,HOUR
MOVB,HOUR_ALARM
CJNEA,B,BK
MOVA,MIN
MOVB,MIN_ALARM
CJNEA,B,BK
LCALLTIME_OUT;闹钟时间到了，开始提示
BK:
RET
TIME_OUT:
MOVR0,#1;#256
;MOVSEC_OLD,#100
ALARMING:
MOVMUSIC_SELECT,#1;选择第一首歌曲
LCALLMUSIC
;LCALLGET_KEY
;CJNEA,#4,AL1;响铃次数没到，但是用户按K4停止闹钟
;LJMPAL2
;AL1:
DJNZR0,ALARMING;响铃的次数到了就停
;AL2:
CLRALARM
RET
;;;
;;;显示时钟初始值000000
INIT_SHOW:
MOVDPTR,#8000H
MOVA,#B
MOVX@DPTR,A
MOVDPTR,#9000H
MOVA,#B
MOVX@DPTR,A
RET
;;;
;;;中断服务程序
INT_T0:
PUSHPSW
PUSHACC
CLREA;关中断
CLRTR0
MOVA,#7;加上执行到SETTR0处需要的时间
ADDA,TL0
MOVTL0,A
MOVA,#0DCH
ADDCA,TH0
MOVTH0,A
SETBTR0
INCCOUNT
;秒输出
MOVA,COUNT
CJNEA,#100,TT1;是否一秒到了
MOVCOUNT,#0
INCSEC
MOVA,SEC
CJNEA,#60,TT1;是否一分钟到了
;分输出
INCMIN
MOVSEC,#0
MOVA,MIN
CJNEA,#60,TT1;是否一小时到了
;时输出
INCHOUR
MOVMIN,#0
MOVA,HOUR
CJNEA,#24,TT1
MOVSEC,#0
MOVMIN,#0
MOVHOUR,#0
MOVA,MONTH
CJNEA,#2,NOT_2
MOVA,YEAR1
CJNEA,#0,NOT_100
MOVA,YEAR0
MOVB,#4
DIVAB
MOVA,B
CJNEA,#0,NOT_2
MOVR0,#28
LJMPDAY_TEST
NOT_100:
MOVA,YEAR1
MOVB,#4
DIVAB
MOVA,B
CJNEA,#0,NOT_2
MOVR0,#29
LJMPNO1
NOT_2:
MOVDPTR,#（MONTHS-1）
MOVA,MONTH
MOVC+DPTR
MOVR0,A
NO1:
LJMPDAY_TEST
TT1:
;如果放在最后会出现OUTOFRANGE错误！
POPACC
POPPSW
SETBEA;开中断
RETI
DAY_TEST:
INCDAY
MOVA,DAY
INCR0
MOVB,R0
CJNEA,B,TT1
MOVDAY,#1
INCMONTH
MOVA,MONTH
CJNEA,#13,TT1
MOVMONTH,#1
INCYEAR1
MOVA,YEAR1
CJNEA,#100,TT1
MOVYEAR1,#0
INCYEAR0
MOVA,YEAR0
CJNEA,#100,TT1
MOVYEAR0,#0
JMPTT1
;;;使用定时器T0模式0计时
INIT_TIMER:
MOVTMOD,#01H
MOVIE,#B
MOVTL0,#00H
MOVTH0,#0DCH
SETBTR0;启动定时器T0
RET
;;;
;;;初始化：
计时单元清零
INIT:
CLRALARM;关闭闹钟功能
MOVCOUNT,#0
MOVSEC,#0
MOVMIN,#0
MOVHOUR,#0
MOVHOUR_ALARM,#0
MOVMIN_ALARM,#0
MOVSEC_ALARM,#0
MOVSEC_OLD,#0;保存的秒值以便对比判断是否过了一秒
MOVHOUR_DOWN,#0
MOVMIN_DOWN,#0
MOVSEC_DOWN,#0
MOVTIME_BUF+2,#B;显示时分秒之间的分隔符
MOVTIME_BUF+5,#B;显示时分秒之间的分隔符
MOVYEAR0,#20
MOVYEAR1,#12
MOVMONTH,#2
MOVDAY,#14
SETBSOUND_ON;开声音
RET
;;;
平年的每月天数表
MONTHS:
DB31D,28D,31D,30D,31D,30D,31D,31D,30D,31D,30D,31D
END
4.2主时钟设置模块：
4.2.1主时钟设置模块代码：
;*********************************主时钟设置模块*******************************************;
;***外部接口：
SET_TIME
;***参数：
无
;***日期：
2012220
NAMESETTING_CLOCK
EXTRNCODE（DISP,GET_KEY,CONVER
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