【蓝桥杯单片机组】两种外设访问方式:IO编程和MM编程

导读:《蓝桥杯单片机组》专栏文章是博主2018年参加蓝桥杯的单片机组比赛所做的学习笔记,在当年的比赛中,博主是获得了省赛一等奖,国赛二等奖的成绩。成绩虽谈不上最好,但至少问心无愧。如今2021年回头再看该系列文章,仍然感触颇多。为了能更好地帮助到单片机初学者,今年特地抽出时间对当年的文章逻辑和结构进行重构,以达到初学者快速上手的目的。需要指出的是,由于本人水平有限,如有错误还请读者指出,非常感谢。那么,接下来让我们一起开始愉快的学习吧。

在前面一节《【蓝桥杯单片机组模块】1、硬件电路基础知识 与 蜂鸣器模块上手》中,我们提到了IO编程,其实与IO编程相对应的还有一种编程方式叫MM编程,今天我们就来深入了解下这两种编程方式吧...

前排提醒:MM编程仅作为拓展视野,比赛还是最好使用IO编程!

一、两种编程方式简介

两种编程方式通过板上跳线 J13 进行切换,比赛建议最好还是用 IO 编程

1.1、IO 编程方式

IO编程方式,即我们之前一直在用的这种IO操作方式...

举例来说,点亮所有LED的示例代码如下:

P2 = ((P2&0x1F)|0x80);
P0 = 0x00; //点亮所有LED
P2 = P2 & 0x1F;

1.2、MM 编程方式

MM 编程方式通过 XBYTE 关键字来操作部分外设资源,这种方式能够大大简化外设程序设计。

CT107D 单片机综合训练平台的 MM 编程方式,是一 种可以像操作外部 RAM 存储器一样,操作 LED 指示灯、执行结构(蜂鸣器、继电器 )、数码管等外设资源的编程方式。当然要实现这样的编程方式,是与 CT107D 单片机综合训练平台的硬件设计具有关联性的。

注:51 单片机可以外扩 64K 字节的 RAM 和 ROM 空间,传统的 8051 单片机具有 16 位地址总线和 8 位数据总线,其中 P0 口作为数据和地址低字节的复用端口,P2 口作为高 8 位地址线。

对比学习,IO 编程方式控制LED代码片段如下:

P2 = ((P2&0x1F)|0x80);
P0 = 0x00; //点亮所有LED
P2 = P2 & 0x1F;

MM 编程方式控制LED代码片段(仅1行代码)如下:

XBYTE[0x8000] = 0x00; // XBYTE[0x8000] = 0xff;

Q1:为什么LED外设对应的地址是 0x8000 呢,其他外设该如何确定呢?

答:由 CT107D单片机综合训练平台的硬件电路图我们可以知道。

P2.7 = 1; P2.6 = 0; P2.5 = 0;(Y4)(其它地址线不需要关心),即可将与 LED 指示灯模块连接的74HC573“打通”,此时可以通过 P0口控制 LED 指示灯的状态,因此LED 指示灯模块的地址为 0x8000。

以此类推,我们可以知道执行机构模块(蜂鸣器、继电器)的操作地址为 0xA000 (Y5);数码管段码端的操作地址为 0xE000 (Y7);数码管位选端口的操作地址为 0xC000 (Y6)

写到这,对应的规律也自然不言而喻了,各个外设对应的操作地址如下图所示。

在这里插入图片描述

Q2:MM编程中的 XBYTE 可以继续深入讲解一下么?

还是顺藤摸瓜的思路,我们不难发现:XBYTE 关键字定义在 absacc.h 文件中,而absacc.h中的XBYTE又定义在xdata0地址处,如下图所示。

注:xdata关键字你是不是又有疑惑了,这是个什么玩意呢?别急,后面也会一一介绍到的!(O(∩_∩)O哈哈~)

这里写图片描述

二、两种编程方式控制LED实验

2.1、IO 编程方式控制 LED

#include "reg52.h"
#include "intrins.h"

//软件自动生成的1s延时函数
void Delay1000ms()      //@11.0592MHz
{
    unsigned char i, j, k;

    _nop_();
    _nop_();
    i = 43;
    j = 6;
    k = 203;
    do
    {
        do
        {
            while (--k);
        } while (--j);
    } while (--i);
}

// 主函数
void main(void)
{
    while(1)
    {
        /*  注释 1 :通过此句代码将 P2.7 = 1 , P2.6 = 0 , P2.5 = 0 ,不改变 P2 口其它引脚
        状态。由 138 译码器的真值表可以知道此时译码器输出端 Y4 处于低电平状态;因为
        为 IO 编程方式,所以 Y4 和 GND 一起经过或非门后,输出高电平,并连接到 573
        锁存器的使能端口,将 573 锁存器 “ 打通 “ ,此时锁存器输出端与单片机 P0 口状态一
        致。 */
        P2 = ((P2&0x1f)|0x80);
        /*  注释 2 :因为 573 锁存器已经 “ 打通 “ ,现在通过 P0 口输出 0xff , 573 锁存器的输
        出端也将输出 0xff ,从而将所有 LED 熄灭。 */
        P0 = 0xff;
        /*  注释 3 :通过此句代码将 P2.7 = 0 , P2.6 = 0 , P2.5 = 0 ,不改变 P2 口其它引脚
        状态。由 138 译码器的真值表可以知道此时译码器输出端 Y4 处于高电平状态;因为
        为 IO 编程方式,所以 Y4 和 GND 一起经过或非 门后,输出低电平,并连接到 573
        锁存器的使能端口,将 573 锁存器 “ 锁存 “ ,此时锁存器将输入锁存,输出端口数据不
        再受到 P0 口影响。 */
        P2 &= 0x1f;
        /*  1s延时 */
        Delay1000ms();
        
        /* 与注释 1 相同 */
        P2 = ((P2&0x1f)|0x80);
        /*  注释 2 :因为 573 锁存器已经 “ 打通 “ ,现在通过 P0 口输出 0x00 , 573 锁存器的输
        出端也将输出 0x00 ,从而将所有 LED 点亮。 */
        P0 = 0x00;
        /* 与注释 3 相同 */
        P2 &= 0x1f;
        /*  1s延时 */
        Delay1000ms();
    }
}

2.2、MM 编程方式控制 LED

#include "reg52.h"
#include "absacc.h"

//软件自动生成的1s延时函数
void Delay1000ms()      //@11.0592MHz
{
    unsigned char i, j, k;

    _nop_();
    _nop_();
    i = 43;
    j = 6;
    k = 203;
    do
    {
        do
        {
            while (--k);
        } while (--j);
    } while (--i);
}

// 主函数
void main(void)
{
    
    while(1)
    {
        XBYTE[0x8000] = 0x00; //LED 指示灯全部点亮
        Delay1000ms();//延时1s
        XBYTE[0x8000] = 0xff; //LED 指示灯全部熄灭
        Delay1000ms();//延时1s
    }
}

小结:本篇文章从上一篇的遗留问题 “ IO 编程是什么?”为引子,详细介绍了基于 CT107D 单片机综合训练平台的两种编程方式:IO 编程和MM编程的原理及LED控制实例。从中我们看到虽然 MM 编程代码较为短小精悍,但是不如 IO 编程代码直观方便。在后面的其他模块学习及比赛中还是推荐大家使用 IO 编程方式,MM 编程仅仅作为一个扩展视野的东西即可。

希望大家多多支持我的原创文章。如有错误,请大家及时指正,非常感谢。

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