單片機學(xué)習之五：基本I/O口試驗-點(diǎn)亮二極管
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1、 試驗現象：
8個(gè)二極管間隔發(fā)光。
2、 試驗目的：
了解最簡(jiǎn)單的單片機程序的編寫(xiě)方法;
3、 試驗任務(wù)分析：
要想讓二極管按照我們的要求發(fā)光，首先要搞清楚電路的連接形式，我們先只看和這部分內容有關(guān)的電路。當JMP0跳線(xiàn)接在12位置時(shí)(選通二極管顯示)，電路如下圖所示：
下面，我分別把單片機各管腳功能作一簡(jiǎn)單解釋?zhuān)?/p>
XTAL1和XTAL2端：
由于單片機是一種時(shí)序電路，工作的時(shí)候必須外加時(shí)鐘周期，沒(méi)有時(shí)鐘周期，就不能執行程序代碼，單片機就不能工作。
XTAL1和XTAL2即為外接時(shí)鐘引腳。時(shí)鐘的產(chǎn)生有兩種方式，內部方式產(chǎn)生和外部方式產(chǎn)生。該電路是內部方式產(chǎn)生時(shí)鐘的典型電路，內部時(shí)鐘的晶振頻率一般是4M~12M之間，學(xué)習板上用的是12M的晶振，外接兩個(gè)諧振電容。該電容的典型值是30pf。
RST端：
RST是復位端，簡(jiǎn)單的說(shuō)，單片機的復位和計算機的重啟動(dòng)是一樣的概念。如何進(jìn)行復位呢?只要在RST端加上高電平就可以了。
圖示電路也是一個(gè)典型的復位電路，加電瞬間，電容兩端相當于短路，RST端產(chǎn)生一個(gè)高電平，使得單片機復位。然后隨著(zhù)電容充電，RST電壓慢慢下降，當降低到低電平時(shí)，單片機開(kāi)始正常工作。同樣，在按下按鍵時(shí)，RST也產(chǎn)生一個(gè)高電平，單片機也被復位。下載程序的時(shí)候，應該拔下RST跳線(xiàn)，即可斷開(kāi)復位電路，避免串入干擾信號。
EA/VPP：
EA端是內部程序存儲器和外部程序存儲器的選擇端，當EA=1時(shí)，訪(fǎng)問(wèn)片內程序存儲器，當EA=0時(shí)，訪(fǎng)問(wèn)片外程序存儲器。對于我們的學(xué)習板來(lái)說(shuō)，由于A(yíng)T89S52自帶8k的程序存儲器，沒(méi)有擴展外部程序存儲器，所以應該接高電平。
VPP是引腳的第二功能，暫且不介紹了。
ALE
地址鎖存允許信號。在擴展了外部程序存儲器的情況下，當單片機訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲器時(shí)，ALE輸出低8位地址的鎖存信號。在本學(xué)習板上沒(méi)有用到這個(gè)端子.
PROG為引腳的第二功能，暫且不介紹了，有興趣的同學(xué)可以查詢(xún)相關(guān)教材。
PSEN
外部程序存儲器讀選通信號，由于在學(xué)習板上沒(méi)有擴展外部程序存儲器，所以這個(gè)腳也不用。
P1口：
P1口可作為通用的I/O口使用。在本電路中，P1.5口外接蜂鳴器(其余幾個(gè)和本試驗無(wú)關(guān)，暫不介紹)。上圖可知，當P1.5輸出高電平時(shí)，對應的三極管導通，蜂鳴器發(fā)聲。(同學(xué)可能會(huì )問(wèn)，這個(gè)功能好像和我們的試驗任務(wù)沒(méi)有什么關(guān)系啊，我一會(huì )在給大家解釋)。
P3口：
P3口是雙功能口，第一種功能和我們P1口類(lèi)似，也可以作通用的I/O口使用。第二種功能和單片機的串行通信，中斷等功能有關(guān)，我們暫且不介紹。以后用到相應功能在給大家介紹。
P2口：
P2也可以作為輸入口或者輸出口來(lái)用，在試驗板上，P2口的作用在于選通數碼管顯示。在本例中我們不用。
P0口：
P0口在我們這個(gè)試驗中扮演著(zhù)重要的角色，從圖上可知，發(fā)光二極管是由P0口驅動(dòng)的。且慢，大家可能會(huì )發(fā)現，P0口是通過(guò)74AS244驅動(dòng)發(fā)光二極管的，這是為什么呢?在這里，74AS244是個(gè)緩沖器，它的作用在于隔離單片機和外圍電路，這樣可以保護單片機，并且能夠增強單片機的輸出驅動(dòng)能力。在該電路中，如果我們去掉74AS244，而直接把二極管接在P0輸出口上，也是可以的，這是因為電源通過(guò)上拉電阻能夠提供較大的驅動(dòng)電流。
同時(shí)大家要注意，當P0口作為輸出口使用的時(shí)候，它的輸出級是漏級開(kāi)路的形式，所以它應該外接上拉電阻，這時(shí)才能有高電平輸出。(我們的板子上面用了一個(gè)排阻。漏級開(kāi)路的輸出級類(lèi)似于ttl電路中集電極開(kāi)路的輸出級，大家可以參考隨便一本數電教材，關(guān)于oc門(mén)的原理介紹，上面說(shuō)得非常清楚。)
下面我們來(lái)看看怎樣才能使得P0口驅動(dòng)的8個(gè)二極管按照要求發(fā)光。我們發(fā)現，只要P0口相應的一個(gè)引腳輸出低電平的時(shí)候，則對應的二極管發(fā)光。例如：欲LED1發(fā)光，只需要P0.0引腳輸出相應的低電平就可以啦!
因此，如果我們需要8個(gè)二極管間隔發(fā)光，在板子上，從左至右依次為亮滅，則P0口的輸出值應該是：01010101，即為55H。
好啦，分析清楚之后，我們可以開(kāi)始寫(xiě)程序啦!
4、試驗程序如下：
org 0000h ;(1)
clr p1.5 ;(2)
loop: mov p0,#55h ;(3)
ajmp loop ;(4)
end ;(5)
注釋
(1)、org是個(gè)偽指令，也就是說(shuō)它在匯編時(shí)不產(chǎn)生目標代碼。(大家可以在medwin環(huán)境里打開(kāi)反匯編窗口看看就明白啦。)它一般出現在每段源程序或者數據塊的開(kāi)始，指明此語(yǔ)句后面的程序或者數據塊的起始地址。我們編寫(xiě)好的程序是存放在單片機的程序存儲器中的，它的可尋址空間是64k，即0000h～0ffffh。這個(gè)語(yǔ)句表示我們的程序從程序存儲器地址為0000h單元開(kāi)始存放。
(2)、從電路圖上面可以看到P1.5連接蜂鳴器，所以這個(gè)語(yǔ)句的意思是，把P1.5置零，不讓蜂鳴器響。由于單片機復位以后，P1口的內容為FFH，這樣蜂鳴器就會(huì )一直響。所以要把該端子置零。當然，如果你不怕吵，這句話(huà)也可以不寫(xiě)。
(3)、給P0口賦值55H，使得8個(gè)二極管間隔發(fā)光。
(4)、跳轉回標記為loop的指令。(注ljmp指令也具有同樣的功能，兩者區別是：ajmp只能在2k字節內轉移，而ljmp可以在64k字節內轉移。本程序用ajmp就足夠了。)
(5)、這同樣也是一條偽指令，告訴我們程序到這里就結束啦。
好啦，然后把這個(gè)程序進(jìn)行編譯，下載，你就會(huì )看到學(xué)習板上的發(fā)光二極管乖乖的按照你的指令工作了。
5、 課后練習
(1)、學(xué)習該程序中出現的知識點(diǎn)涉及到的理論知識，包括I/O口，程序存儲器，數據存儲器，和使用到的指令。
(2)、編寫(xiě)程序，使得發(fā)光二極管從左到右四個(gè)亮，四個(gè)不亮
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