[教程]第4课:第一个单片机小程序

　　上一次我们的程序实在是没什么用，要灯亮还要重写一下片子，下面我们要让灯持续地闪烁，这就有一定的实用价值了，比如能把它当成汽车上的一个信号灯用了。怎样才能让灯持续地闪烁呢？实际上就是要灯亮一段时间，再灭一段时间，也就是说要P10持续地输出高和低电平。怎样实现这个要求呢？请考虑用下面的指令是否可行：

SETB P1.0

CLR P1.0 ……

这是不行的，有两个问题，第一，计算机执行指令的时间很快，执行完SETB P1.0后，灯是灭了，但在极短时间（微秒级）后，计算机又执行了CLR P1.0指令，灯又亮了，所以根本分辨不出灯曾灭过。第二，在执行完CLR P10后，不会再去执行SETB P1.0指令，所以以后再也没有机会让灭了。

　　为了解决这两个问题，我们能做如下设想，第一，在执行完SETB P1.0后，延时一段时间（几秒或零点几秒）再执行第二条指令，就能分辨出灯曾灭过了。第二在执行完第二条指令后，让计算机再去执行第一条指令，持续地在原地兜圈，我们称之为"循环"，这样就能完成任务了。

以下先给出程序（后面括号中的数字是为了便于讲解而写的，实际不用输入）：

;主程序:
LOOP: SETB P1.0 ;(1)熄灭灯
LCALL DELAY ;(2)延时一段时间
CLR P1.0 ;(3)点亮灯
LCALL DELAY ;(4)延时一段时间
AJMP LOOP ;(5)跳转到第一句LOOP处

;以下子程序
DELAY: MOV R7,#250 ;(6)
D1: MOV R6,#250 ;(7)
D2: DJNZ R6,D2 ;(8)
DJNZ R7,D1 ;(9)
RET ;(10)
END ;(11)

本例keil工程文件点击“阅读原文”可以下载

按上面的设想分析一下前面的五条指令。

　　第一条是让灯灭，第二条应当是延时，第三条是让灯亮，第四条和第二条一模一样，也是延时，第五条应当是转去执行第一条指令。第二和第四条实现的原理稍后谈，先看第五条，AJMP是一条指令，意思是转移，往什么地方转移呢？后面跟的是LOOP，看一下，什么地方还有LOOP，对了，在第一条指令的前面有一个LOOP，所以很直观地，我们能认识到，它要转到第一条指令处。

这个第一条指令前面的LOOP被称之为标号，它的用途就是给这一行起一个名字，便于使用。是否一定要给它起名叫LOOP呢？当然不是，起什么名字，完全由编程序的人决定，能称它为A，X等等，当然，这个时候，第五条指令AJMP后面的名字也得跟着改了。

【摘要】截至2018年，中国的汽车保有量突破2亿，但现有的汽车维修技能人才远远跟不上庞大的市场需求，为此需要通过专业技能培训来培养更多的汽车电路维修人才。针对目前市面上的汽车电路接线考核系统板功能单一、故障率高、设计不够人性化等缺点，本文基于单片机技术设计并开发出一台智能汽车电工教学实训台。本次设计的实训台基于STM32F103Zx最小系统板，实时检测连线到对应的接线端口，当培训人员操作完成时，单片机可以检测每一条回路，判断并显示最后的模拟结果。同时还可切换训练提醒模式，在该模式的操作过程中，培训者可以进行选择语音提示功能。

　　第二条和第四条指令的用途是延时，它是怎样实现的呢？指令的形式是LCALL，这条指令称为调用子程序指令，看一下指令后面跟的是什么，DELAY，找一下DELAY，在第六条指令的前面，显然，这也是一个标号。这条指令的作用是这样的：当执行LCALL指令时，程序就转到LCALL后面的标号所标定的程序处执行，如果在执行指令的过程中遇到RET指令，则程序就返回到LCALL指令的下面的一条指令继续执行，从第六行开始的指令中，能看到确实有RET指令。

在执行第二条指令后，将转去执行第６条指令，而在执行完６，７，８，９条指令后将遇到第１０条令：RET，执行该条指令后，程序将回来执行第三条指令，即将P10清零，使灯亮，然后又是第四条指令，执行第四条指令就是转去执行第6，7，8，9，10条指令，然后回来执行第5条指令，第5条指令就是让程序回到第1条开始执行，如此周而复始，灯就在持续地亮、灭了。

　　在标号DELAY标志的这一行到RET这一行中的所有程序，这是一段延时程序，大概延时零点几秒，至于具体的时间，以后我们再学习如何计算。 程序的最后一行是END，这不是一条指令，它只是告诉我们程序到此结束，它被称为"伪指令"。

单片机内部结构分析：为了知道延时程序是如何工作的，我们必需首先了解延时程序中出现的一些符号，就从R1开始，R1被称之为工作寄存器。什么是工作寄存器呢？让我们从现实生活中来找找答案。如果出一道数学题：123+567，让你回答结果是多少，你会马上答出是690，再看下面一道题：123+567+562，要让你要上回答，就不这么不难了吧？我们会怎样做呢？如果有张纸，就不难了，我们先算出123+567=690，把690写在纸上，然后再算690+562得到结果是1252。

这其中1252是我们想要的结果，而690并非我们所要的结果，但是为了得到最终结果，我们又不得不先算出690，并记下来，这其实是一个中间结果，计算机中做运算和这个类似，为了要得到最终结果，一般要做很多步的中间结果，这些中间结果要有个地方放才行，把它们放哪呢？放在前面提到过的ROM中能吗？

显然不行，因为计算机要将结果写进去，而ROM是不能写的，所以在单片机中另有一个区域称为RAM区（RAM是随机存取存储器的英文缩写），它能将数据写进去。　特别地，在MCS-51单片机中，将RAM中分出一块区域，称为工作寄存器区，上面程序用到的R6，R7就是在这个区里面，这我们会在第7课有详细的介绍。其实如果我们用C语言来写程序的话用根本不用了解工作寄存器这个概念了因为C编译器会自动处理.看上面的程序如果用c来写就是

#include <at89x52.h>

void DELAY() //延时函数
{ unsigned char i,j;
for(i=0;i<250;i++)
{
for(j=0;j<200;j++);
}
}

void main() //程序从这里开始执行
{
while(1) //这句的作用就是反复的执行下面这个{}中包含的4句
{
P1_0=1; //(1)熄灭灯
DELAY(); //(2)延时一段时间
P1_0=0; //(3)点亮灯
DELAY(); //(4)延时一段时间
}
}

在汇编例子中程序是从第一条语句开始执行的，而c不同在c语言里程序是从main() 这里开始执行的，关于(1)(2)(3)(4) 这几句的解释和上面的汇编一样，不再敖述。循环部分这里是用了一个while(1) 语句下面打了一个大括号，这样大括号中的这4条语句就会按(1)->(2)->(3)->(4) ->(1)->(2)->(3)->(4) ->(1)->(2)->(3)->(4)……永远不停的执行下去。这样灯就会持续的亮灭再亮再灭实现了闪烁效果，关于延时函数下节课再叙。