单片机开发之拓展并行I/O口

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一、题目
拓展并行I/O口

二、要求
1、画出实验的流程图

2、编写源程序并进行注释

3、记录实验过程

4、记录程序运行结果截图

三、过程及结果记录
按照思路搭建电路图1如下：

图1：实验电路图

实现功能：控制交通信号灯

仿真实现交通信号灯控制功能。

控制顺序为：

① 南北绿灯亮，同时东西红灯亮 10s；

② 南北黄灯亮，同时东西红灯亮 2s；

③ 南北红灯亮，同时东西绿灯亮 10s；

④ 东西黄灯亮，同时南北红灯亮 2s；

⑤ 重复①～④。

过程：

1. 在Proteus环境下建立原理图，如图1所示，并保存为expandIO.DSN文件。
2. 将实验代码写入文本文档，并保存为expandIO .asm文件。
3. 输入源程序，将源程序加入系统中并编译源程序。
4. 双击芯片，将编译得到的hex文件下载到芯片
5. 执行仿真过程观察各个方向的交通信号灯指示，查看程序功能是否正确。

实验的结果如下图2~5所示：

图2：南北绿灯亮，同时东西红灯亮10s

图3：南北黄灯亮，同时东西红灯亮2s

图4：南北红灯亮，同时东西绿灯亮 10s

图5：东西黄灯亮，同时南北红灯亮 2s

四、实验思路
实验流程图如下：

图6：实验流程

1. 进行初始化工作，包括设置堆栈指针SP，将两个373 的输出口所有位均设置为1，使所有发光二极管全部熄灭。
2. 定义两个锁存器的地址: U4的地址是0FE00H, U5的地址是0FD00H
3. 分析4 个状态下两个373 的输出数据值：假定“南北绿灯亮，同时东西红灯亮”为状态1，即：Stat1；“南北黄灯亮，同时东西红灯亮”为状态2，即：Stat2；“南北红灯亮，同时东西绿灯亮”为状态3，即：Stat3；“东西黄灯亮，同时南北红灯亮”为状态4，即：Stat4。可以分析其每个状态下的输出。
4. 对于状态1：东西红灯，南北绿灯

    ① 那么对于U4，只有两个红灯亮，红灯对应的地址置0即可。对应的控制信号是11110011即0F3H

② 对于U5，绿灯亮，只需要将对应的绿灯置0 即可，对于高四位不使用的端口，也一起置0.控制信号为00001100即0CH

图7：状态1下U4和U5的输出

1. 对于状态2：东西红灯，南北黄灯

    ① 对于U4：南北的黄灯、东西红灯对应的端口置0.所以控制信号为11000011即0C3H

② 对于U5：没有绿灯亮，有用位（低四位）置1，用不到的位还是置0.所以控制信号为00001111即0FH

图8：状态2下U4和U5的输出

1. 对于状态3：东西绿灯，南北红灯

    ① 对于U4：将南北红灯对应的端口置0，其余位为0.所以控制信号为11111100即0FCH

② 对于U5: 将东西绿灯对应端口置0，其余位为1.注意未用到的位也置零。所以控制信号为00000011即03H

图9：状态3下U4和U5的输出

1. 对于状态4：东西黄灯，南北红灯

    ① 对于U4：将东西黄灯、南北红灯对应的端口置0，其余位置1,。所以控制信号为00111100即3CH

    ② 对于U5：没有涉及到绿灯，所以将有用位置1即可。所以控制信号为00001111即0FH

图10：状态4下U4和U5的输出

五、源程序
ORG 0000H ; 在内存的0地址处就强制转到主程序上去，绕过中断程序
AJMP MAIN ; 无条件的转移到主程序
ORG 0030H
MAIN: ;定义主程序
MOV SP,#60H ;设置栈指针
CLR P3.6 ; 使用CLR位操作指令将P3.6口清零
MOV P0,#0FFH ;设置P0口，使两个输出口均位高电平，此时所有的LED灯灭
STATUS1: ; 状态1
MOV DPTR,#0FE00H ;数据指针指向U4
MOV A,#0F3H ;使U4输出0F3H
MOVX @DPTR,A ; 让A寄存器访问内存，让东西红灯亮
MOV DPTR,#0FD00H ;数据指针指向U5
MOV A,#0CH ;使U5输出0CH
MOVX @DPTR,A ; 让A寄存器访问内存，让南北绿灯亮
ACALL DELAY10 ; 调用延时10S子程序
STATUS2: ; 状态2
MOV DPTR,#0FE00H ;数据指针指向U4
MOV A,#0C3H ;使U4输出03CH
MOVX @DPTR,A ; 使用A寄存器访问内存，使东西红灯，南北黄灯
MOV DPTR,#0FD00H ;数据指针指向U5
MOV A,#0FH ; 使U5输出0FH
MOVX @DPTR,A ;置1，使绿灯全灭
ACALL DELAY2 ; 调用延时2S子程序
STATUS3: ; 状态3
MOV DPTR,#0FE00H ;数据指针指向U4
MOV A,#0FCH ; U4输出0FCH
MOVX @DPTR,A ; 借A寄存器间接访问内存，使南北红灯亮
MOV DPTR,#0FD00H ;数据指针指向U5
MOV A,#03H ; U5输出0FD00H
MOVX @DPTR,A ;东西绿灯亮
ACALL DELAY10 ; 调用延时10S子程序
STATUS4: ; 状态4
MOV DPTR,#0FE00H ;DPTR指向U4
MOV A,#3CH ; U4输出3CH
MOVX @DPTR,A ; 寄存器A访问内存，南北红灯，东西黄灯
MOV DPTR,#0FD00H 从 ;使FPTR指向U5
MOV A,#0FH ; 使U5输出0FH
MOVX @DPTR,A ;置1，使绿灯全灭
ACALL DELAY2 ; 调用延时2S子程序
ACALL DELAY1 ; 调用延时1S子程序
AJMP STATUS1 ; 跳转到状态1，形成循环

DELAY1: ;定义延时1S子程序
MOV R7,#10 ;定义最外层循环，循环10次
DL2:MOV R6,#200 ; 定义中间层循环200次
DL1:MOV R5,#250 ; 定义内层循环250次

DJNZ R5,$      ;等待，且该指令占两个时钟周期
DJNZ R6,DL1    ;占两个时钟周期
DJNZ R7,DL2    ;计算总延时为（（1μs*2*250+2+1）*200+1+2）*10+1=1s

RET ; 子程序返回
DELAY2: ;定义延时2S子程序
MOV R7,#20
DL4:MOV R6,#200
DL3:MOV R5,#250

DJNZ R5,$
DJNZ R6,DL3
DJNZ R7,DL4

RET ; 子程序返回

DELAY10: ;延时10S子程序
MOV R7,#100 ; 延时10S比延时1S的程序最外层循环多10倍
DL6:MOV R6,#200
DL5:MOV R5,#250

DJNZ R5,$
DJNZ R6,DL5
DJNZ R7,DL6

RET ; 子程序返回
END ;程序结束

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