汇编语言与接口技术--跑马灯

一、 实验要求

1. 在单片机开发板的LED灯D1~D8上实现跑马灯。LED与单片机引脚连线电路如下图:

1. 单片机芯片选择AT89C51，晶振频率设为12MHz，操作参考单片机开发板使用说明。
2. 跑马灯点亮的时间间隔约为1秒。
3. 分别用定时器的模式1和模式2实现。（用P83的延时子程序实现）

二、 实验设计

 1.整体思路

（1）初始化阶段（MAIN 程序段）

设置堆栈指针 SP 为 #60H，为程序运行时的堆栈操作预留空间，确保函数调用和局部变量存储等操作有足够的内存空间。

将寄存器 B 赋值为 #14H，用于后续控制跑马灯移动的速度和周期，作为中断次数计数器或其他与时间相关的控制参数。

配置定时器 / 计数器 0 的工作模式为模式 1（MOV TMOD,#01H）。

将初始的 LED 状态值 #0FEH（假设低电平点亮 LED，此值对应点亮除最低位外的其他 LED 灯）赋值给累加器 A，并将 A 的值输出到 P2 端口，从而设置 LED 灯的初始点亮状态。

使能定时器 0 中断（SETB ET0）、总中断（SETB EA），并启动定时器 0 开始计时（SETB TR0），为后续的定时器中断触发跑马灯状态更新做准备。

最后进入一个无限循环 SJMP HERE，等待定时器中断的发生。

（2）中断服务阶段（MAIN2 程序段）

每次进入中断服务程序时，首先判断寄存器 B 的值是否为 0。如果 B 不为 0，则将 B 减 1 并跳转到 RETURN 处，暂时不进行 LED 灯状态的更新操作；如果 B 为 0，则说明满足了一定的时间条件或计数条件，开始进行跑马灯状态更新操作。

对累加器 A 中的值进行循环左移操作（RL A），使得 LED 灯的点亮状态向左移动一位，实现跑马灯向左移动的效果。然后将更新后的 A 值输出到 P2 端口，更新 LED 灯的显示状态。

将寄存器 B 重新赋值为 #14H，重置控制参数，为下一次的判断和操作做准备。

调用延迟子程序 ACALL DELAY，用于控制跑马灯移动的速度，通过延迟一定时间来调整 LED 灯状态更新的频率，使其以合适的速度显示，便于观察。

（3）延迟子程序（DELAY 程序段）

通过简单的循环结构实现延迟功能。在这个延迟子程序中，通过将寄存器R5设置为一个初始值（这里是#20），然后在循环中不断对R5进行减 1 操作，直到R5的值变为0，以此来消耗一定的时间，从而达到延迟的目的。

2.流程图

程序从RESET处开始，跳转到MAIN；

在MAIN中，设置堆栈指针、初始化变量、配置定时器和中断，然后等待T0定时器中断；

当T0定时器中断发生时，跳转到MAIN2进行中断服务处理；

在MAIN2中，根据条件判断B值是否为零，如果不为零则更新LED灯状态，并调用DELAY进行延时；

DELAY过程进行简单延时操作；

返回到MAIN2处理下一个循环；

循环执行上述步骤，直到程序结束。

3.主要模块设计思路及分析

（1）主程序模块（MAIN）

1-1堆栈指针设置

MOV B,#14H：寄存器 B 被用作一个控制参数，其具体用途是与定时器中断相关的计数或时间控制。初始化为 #14H，这个值会影响跑马灯的速度、周期等特性。

MOV TMOD,#01H：设置定时器 / 计数器 0 的工作模式为模式 1。

1-2 LED 初始状态设置

MOV A,#0FEH 和 MOV P2,A：这两条指令用于设置 LED 灯的初始状态。#0FEH 对应的二进制值为 11111110，假设连接到 P2 端口的 LED 灯是低电平点亮，那么初始状态就是除了最低位的 LED 灯熄灭外，其他 LED 灯点亮。

1-3中断设置与启动

SETB ET0、SETB EA 和 SETB TR0：这三条指令分别用于使能定时器 0 中断、总中断以及启动定时器 0 开始计时。使能定时器 0 中断允许单片机在定时器 0 计数溢出时自动跳转到中断服务程序MAIN2执行相应的操作。使能总中断则确保了整个系统能够响应定时器 0 中断以及其他可能的中断请求。启动定时器 0 开始计时后，定时器 0 将按照设定的工作模式和初值开始计数，当计数达到设定值时触发中断，从而实现定时控制跑马灯状态更新的功能。

（2）中断服务程序模块（MAIN2）   

 2-1中断次数判断与控制

DJNZ B,RETURN：该指令用于判断寄存器 B 的值是否为 0。如果 B 不为 0，则将 B 减 1 并跳转到 RETURN 处，是为了控制跑马灯状态更新的频率或时间间隔。

2-2跑马灯状态更新

RL A、MOV P2,A：RL A 指令对累加器 A 中的值进行循环左移操作，实现了 LED 灯点亮状态的向左移动，模拟跑马灯的效果。然后将更新后的 A 值输出到 P2 端口，从而更新了连接到 P2 端口的 LED 灯的显示状态。

MOV B,#14H：在完成一次跑马灯状态更新后，将 B 寄存器重新赋值为 #14H，重置了控制参数，为下一次的判断和操作做好准备。这样可以确保每次跑马灯状态更新的间隔或条件是一致的，保证了跑马灯效果的稳定性和可重复性。

（3）延迟子程序模块（DELAY）

MOV R5, #20：这里设置了外层循环的次数为 #20，可以根据实际需要调整这个值来改变延迟的总时间。如果需要更长的延迟时间，可以增大 R5 的值；反之，如果需要缩短延迟时间，可以减小 R5 的值。       

三、 实现效果

四、总结

1. 通过对 B 寄存器的计数操作，可以在定时器中断多次发生后才进行一次跑马灯状态更新，从而实现对跑马灯速度和节奏的更精细控制。例如，如果 B 的初始值为 #14H，每次中断时 B 减 1，当 B 减到 0 时，才进行真正的跑马灯状态更新操作，这样就可以实现每隔一定次数的定时器中断更新一次 LED 灯状态，而不是每次中断都更新。

2. 在 8051 单片机中，定时器 / 计数器 0 的工作模式 1 是 16 位定时器 / 计数器模式，具有较大的计数范围和较高的定时精度，适用于需要较长时间定时或对定时精度有一定要求的应用场景。这里选择模式 1 是为了满足跑马灯效果中对定时中断间隔的要求，通过合适的初值设置，可以实现精确的时间控制，从而控制跑马灯的速度和节奏。