单片机实验——指示灯开关控制器

中国石油大学（北京）

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实验课程：单片机原理及应用

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实验名称：实验二——指示灯/开关控制器

一、实验目的

学习汇编語言指令系统的编程与调试方法

二、实验内容

1、参照教材图完成实验二电路原理图的绘制；

2、根据图的程序流程图编写汇编语言程序；

《

3、利用ISIS的汇编工具查找并修正程序的语法错误和逻辑错误；

4、观察仿真结果，完成实验报告。

三、实验要求

1、电路原理图

P1口读取开关状态的工作原理:通过P1的读引脚功能来实现,由于P1口内设上拉电阻，在开关闭合前读取高电平，经过三态门在输出高电平。当开关闭合时，由于与地面相连，P1读取低电平，经过三态门在输出低电平。

P1口输出工作原理：单片机执行写P1,#data时，数据data经过内部总线送入锁存器储存。当数据为，则该位锁存器输出Q=1，则非Q为0，场效应管截止，从而在引脚上输出高电平；反之，如果数据为0，则Q=1，非Q为0，场效应管导通，引脚上输出低电平。

P2口控制LED灯的原理也是通过P2口的输出原理实现的，程序不断把P1的内容传递给P2。当给P1口赋初值0或开关闭合时，输出0，P2口读取0，在引脚上输出低电平，由原理图中LED的摆放方式知LED灯低电平导通。同理当给P1口赋初值#FFH或开关断开时，输出1，P2口读取1，在引脚上输出高电平，LED灯截止，灯灭。

图1 实验原理电路图2、汇编源程序

图2 汇编源程序

、

3、程序调试过程

1.源文件创建与编译

（1）建立新的程序文件

单击菜单栏“源代码”—“添加/删除源文件”选项，弹出“添加/移除源代码”对话框。在“代码生成工具”下拉框内部选择“ASEM51”选项。单击“新建”按钮，在适当文件目录下输入待建立程序的文件名（如text），核实文件类型为*ASM。单击“打开”按钮，回应创建新文件提示后，系统弹出确认对话框。单击“确认”按钮，在菜单“源代码”下可看到类似“的文件名，单击该文件名后可打开一个空白的文本文件。

（2）打开已有城区文件

如需对已经保存的程序文件进行处理，可单击添加/删除源代码对话框的“源代码文件名”下拉框，找到已存在的程序文件名，单击“确定”按钮便可打开使用。

（3）编译源程序

程序文件录入后或编辑后，单击菜单“源文件”—“全部编译”选项，待后台编译结束后，可弹出结果对话框。如果存在错误，提示框会指出错误存在的原因。如果没有错误，提示框将报告编译通过。

图3 汇编程序调试

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说明：本次汇编程序调试并非一次成功，第一次调试时程序出现的错误较多，但立刻

意识到源程序中可能存在非英文的冒号，逗号或分号。在认真改正之后，再次调试程序，依旧出现一个错误，根据对话框中提示“发现了未定义的符号”，经过检查发现错将源代码（见图2）中第16行的“DEL1”写成了“DLE1”。再次调试，出现图3所示调试成功的对话框。

2.逻辑错误检测

图 4 运行状态图一

说明：源程序对P2赋值#0，在CPU寄存器的P0下显示“00”，在特殊功能寄存器的A0中黄色框标注的首位显示当前状态“00”。

图 5 运行状态图二

说明：源程序对P2赋值#FFH，在CPU寄存器的P0下显示“FF”，在特殊功能寄存器的A0中黄色框标注的首位显示当前状态“FF”。

经过反复观察运行过程，并未发现逻辑错误。

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4、仿真运行效果

图6 运行截图一

说明：运行刚开始，P2口处开关全部断开，P1口处的8个LED灯连续闪烁三次。

图7 运行截图二

说明：LED三次闪烁结束后，仅闭合处开关，仅处的LED灯亮。

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图8 运行截图三

说明：分别闭合~处的开关，在P2口处，对应的LED灯依次亮起。

图9 运行截图四

说明：在截图三的操作基础上，断开和的开关，P2口对应的D2和D4熄灭。

由以上截图可以确定，本次试验达到了预期的试验运行结果。在开始运行之后，所有LED灯连续闪烁三次，在此过程中灯的亮灭不受P1口开关控制。三次闪烁结束后，灯的状态与其相对应的P2口开关的状态有关（开关闭合灯亮，开关断开灯灭）。

5、实验小结

本次是实验是在学过汇编语言后的第一次实战演习，由于实验一的基础，本次实验在绘制实验原理图的过程中并未出现大问题。此外，还学会了一种自动递增产生标注的方式，提高了标号的效率。绘制电路时，需要注意LED的放置方式，摆放状态的不同会影响导通条件。

本次实验最重要的内容是源程序的书写，源代码的编译，加载和运行。本次实验的源程序是根据老师所给流程图的步骤来书写的，由于汇编程序的指令较多，具体的含义还要参照表格才能看懂，写程序的过程还很费精力的。当然，问题的主要原因还是因为课余下的功夫不够。在进行程序编译时，我通过不断的改正和调试，进一步认识到了汇编语言的形式。与此同时，在调试可执行文件时，将源代码，CPU寄存器，SFR的相关状态对话框同时调出，使我更加直观地了解到51单片机在执行指令时，内部的状态变化。

总体来说，本次实验还是比较顺利的。实验的过程，让我更直观的认识到单片机的工作原理，增添了对学习单片机的兴趣和信心。