8段LED测试：简易时钟（AVR汇编）
由M128移植到M16上实现，通过。（AVR Studio V4.11）该系统为一个带1/100秒的简易24小时制时钟，它在上电后能够自动从11时59分55秒00开始计时和显示时间。
系统使用板上8个LED数码管显示 时、分、秒、1/100秒 4个时段的数字，每个时段占用2个LED。
显示方式采用动态扫描方式，M16的PA口输出显示数字的7段码，PC口用于控制8个LED的位选。
M16使用外部（或内部）4MHz晶振。
使用M16片内的计数/定时器T1，设计T1工作在定时溢出中断方式，定时间隔为2ms，即T1每2ms产生一次中断。5次中断得到10ms的时间间隔，此时时钟的1/100秒加1，并相应进行时、分、秒的调整。
LED动态扫描方式的设计如下：在每2ms的时间中，点亮8个LED中的一个，显示其相应的数字（PC口的输出只有一位为低电平，选通一个LED，保持2ms）。因此PC口的输出值为0b11111110，每隔2ms循环右移，到0b01111111时8个LED各点亮一次，时间为16ms。在1秒钟内，循环8个LED的次数为62.5（1000/16），是人眼的滞留时间（25次/秒）的2.5倍，保证了LED显示亮度均匀，无闪烁。在程序设计中，在各个LED转换和7段码输出时，关闭位选信号（PC输出0b11111111），消除了显示的拖尾现象（消影功能）。
T1的设计：T1为16位定时器，系统时钟为4M，采用其64分频后的时钟作为T1的计数信号（寄存器TCCR1B = 0x03），一个计数周期为16us，2ms需要计125个（0x007D）。由于T1溢出中断发生在0xFFFF后下一个T1计数脉冲的到来（参见第二章关于定时器原理部分），因此T1的计数初始值为0xFF83=0XFFFF-0X007C（65535-124）。
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;AVR汇编程序实例
;简易带1/100秒的24小时制时钟
;Mega164MHz
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.include "m16def.inc" ;引用器件I/O配置文件
;定义程序中使用的变量名（在寄存器空间）
.def count = r18 ;循环计数单元
.def position = r19 ;LED显示位指针,取值为0-7
.def p_temp = r20 ;LED显示位选,其值取反由PC口输出
.def count_10ms = r21 ;10ms计数单元
.def flag_2ms = r22 ;2ms到标志
.def temp = r23 ;临时变量
.def temp1 = r24 ;临时变量
.def temp_int = r25 ;临时变量（在中断中使用）
;中断向量区定义,flash程序空间$000-$029
.org $000
rjmp reset ;复位处理
nop
reti ;IRQ0 Handler
nop
reti ;IRQ1 Handler
nop
reti ;Timer2 Compare Handler
nop
reti ;Timer2 Overflow Handler
nop
reti ;Timer1 Capture Handler
nop
reti ;Timer1 Compare-A Handler
nop
reti ;Timer1 Compare-B Handler
nop
rjmp time1_ovf ;Timer1 Overflow Handler
nop
reti ;Timer0 Overflow Handler
nop
reti ;SPI Transfer Complete Handler
nop
reti ;USART RX Complete Handler
nop
reti ;USART UDR Empty Handler
nop
reti ;USART TX Complete Handler
nop
reti ;ADC Conversion Complete Handler
nop
reti ;E2PROM Ready Handler
nop
reti ;Analog Comparator Handler
nop
reti ;Two-wire Serial Interface Handler
nop
reti ;IRQ2 Handler
nop
reti ;Timer0 Compare Handler
nop
reti ;SPM Ready Handler
nop
;程序开始
.org $02A
reset:
ldi r16,high(RAMEND) ;设置堆栈指针高位
out sph,r16
ldi r16,low(RAMEND) ;设置堆栈指针低位
out spl,r16
ser temp
out ddra,temp ;设置PORTA为输出,段码输出
out ddrc,temp ;设置PORTC为输出,位码控制
out portc,temp ;PORTC输出$FF, 无显示
ldi position,0x00 ;段位初始化为1/100秒低位
ldi p_temp,0x01 ;LED第1位亮
;初始化时钟时间为11:59:55:00
ldi xl,low(time_buff) ;
ldi xh,high(time_buff) ;X寄存器取得时钟单元首指针
ldi temp,0x00
stx+,temp ;1/100秒 = 00
ldi temp,0x55
stx+,temp ;秒 = 55
ldi temp,0x59
stx+,temp ;分 = 59
ldi temp,0x11
stx,temp ;时 = 11
ldi temp,0xff ;T1初始化,每隔2ms中断一次
out tcnt1h,temp
ldi temp,0x83
out tcnt1l,temp
clr temp
out tccr1a,temp
ldi temp,0x03 ;4M,64分频 2ms
out tccr1b,temp
ldi temp,0x04
out timsk,temp ;允许T1溢出中断
sei ;全局中断允许
;主程序
main:
cpi flag_2ms,0x01 ;判2ms到否
brne main ;No,转main循环
clr flag_2ms ;到,请2ms标志
rcall display ;调用LED显示时间（动态扫描显示一位）
d_10ms_ok:
cpi count_10ms,0x05 ;判10ms到否
brne main ;No,转main循环
clr count_10ms ;10ms到,清零10ms计数器
rcall time_add ;调用时间加10ms调整
rcall put_t2d ;将新时间值放入显示缓冲单元
rjmp main ;转main循环
;LED动态扫描显示子程序,2ms执行一次,一次点亮一位,8位循环
display:
clr r0
ser temp ;temp = 0x11111111
out portc,temp ;关显示,去消影和拖尾作用
ldi yl,low(display_buff)
ldi yh,high(display_buff) ;Y寄存器取得显示缓冲单元首指针
add yl,position ;加上要显示的位值
adc yh,r0 ;加上低位进位
ld temp,y ;temp中为要显示的数字
clr r0
ldi zl,low(led_7 * 2)
ldi zh,high(led_7 * 2) ;Z寄存器取得7段码组的首指针
add zl,temp ;加上要显示的数字
adc zh,r0 ;加上低位进位
lpm ;读对应七段码到R0中
out porta,r0 ;LED段码输出
mov r0,p_temp
com r0
out portc,r0 ;输出位控制字,完成LED一位的显示
inc position ;调整到下一次显示位
lsl p_temp
cpi position,0x08
brne display_ret
ldi position,0x00
ldi p_temp,0x01
display_ret:
ret
;时钟时间调整,加0.01秒
time_add:
ldi xl,low(time_buff) ;
ldi xh,high(time_buff) ;X寄存器为时钟单元首指针
rcall dhm3 ;ms单元加1调整
cpi temp,0x99 ;
brne time_add_ret ;未到99ms返回
rcall dhm ;秒单元加1调整
cpi temp,0x60
brne time_add_ret ;未到60秒返回
rcall dhm ;分单元加1调整
cpi temp,0x60
brne time_add_ret ;未到60分返回
rcall dhm ;时单元加1调整
cpi temp,0x24
brne time_add_ret ;未到24时返回
clr temp
st x,temp ;到24时,时单元清另
time_add_ret:
ret
;低段时间清零,高段时间加1,BCD调整
dhm:clr temp ;当前时段清零
dhm1: stx+,temp ;当前时段清零,X寄存器指针加一
dhm3: ldtemp,x ;取出新时段数据
inc temp ;加一
cpi temp,0x0A ;若个位数码未到$0A(10)
brhs dhm2 ;例如$58+1=$59，不须调整;
subi temp,0xFA ;否则做减$FA调整：例如$49+1-$FA=$50
dhm2: st x,temp ;并将调整结果送回
ret
;将时钟单元数据送LED显示缓冲单元中
put_t2d:
ldi xl,low(time_buff) ;
ldi xh,high(time_buff) ;X寄存器时钟单元首指针
ldi yl,low(display_buff)
ldi yh,high(display_buff) ;Y寄存器显示缓冲单元首指针
ldi count,4 ;循环次数 = 4
loop:
ld temp,x+ ;读一个时间单元
mov temp1,temp
swap temp1
andi temp1,0x0f ;高位BCD码
andi temp,0x0f ;低位BCD码
st y+,temp ;写入2个显示单元
st y+,temp1 ;低位BCD码在前,高位在后
dec count
brne loop ;4个时间单元->8个显示单元
ret
;T1时钟溢出中断服务
time1_ovf:
in temp_int,sreg
push temp_int ;保护状态寄存器
ldi temp_int,0xff ;T1初始值设定,2ms中断一次
out tcnt1h,temp_int
ldi temp_int,0x83
out tcnt1l,temp_int
inc count_10ms ;10ms计数器加一
ldi flag_2ms,0x01 ;置2ms标志到
pop temp_int
out sreg, temp_int ;恢复状态寄存器
reti ;中断返回
.CSEG ;LED七段码表,定义在Flash程序空间
led_7: ;7段码表
.db 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07
.db 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71
;字 PA7 PA6 PA5 PA4 PA3 PA2 PA1 PA0 共阴极 共阳极
; h g f E d c b a
;0 0 0 1 1 1 1 1 1 3FH C0H
;1 0 0 0 0 0 1 1 0 06H F9H
;2 0 1 0 1 1 0 1 1 5BH A4H
;3 0 1 0 0 1 1 1 1 4FH B0H
;4 0 1 1 0 0 1 1 0 66H 99H
;5 0 1 1 0 1 1 0 1 6DH 92H
;6 0 1 1 1 1 1 0 1 7DH 82H
;7 0 0 0 0 0 1 1 1 07H F8H
;8 0 1 1 1 1 1 1 1 7FH 80H
;9 0 1 1 0 1 1 1 1 6FH 90H
;A 0 1 1 1 0 1 1 1 77H 88H
;b 0 1 1 1 1 1 0 0 7CH 83H
;C 0 0 1 1 1 0 0 1 39H C6H
;d 0 1 0 1 1 1 1 0 5EH A1H
;E 0 1 1 1 1 0 0 1 79H 86H
;F 0 1 1 1 0 0 0 1 71H 8EH
.DSEG ;定义程序中使用的变量位置（在RAM空间）
.ORG $0060
display_buff: ;LED显示缓冲区,8个字节
.BYTE 0x00 ;LED 1 位显示内容
.BYTE 0x00 ;LED 2 位显示内容
.BYTE 0x00 ;LED 3 位显示内容
.BYTE 0x00 ;LED 4 位显示内容
.BYTE 0x00 ;LED 5 位显示内容
.BYTE 0x00 ;LED 6 位显示内容
.BYTE 0x00 ;LED 7 位显示内容
.BYTE 0x00 ;LED 8 位显示内容
.org $0068
time_buff: ;时钟数据缓冲区,4个字节
.BYTE 0x00 ;1/100s单元
.BYTE 0x00 ;秒单元
.BYTE 0x00 ;分单元
.BYTE 0x00 ;时单元
程序实例采用比较规范标准的设计理念和风格，程序中已给出比较详细的注解。关于程序如何具体完成和实现系统的功能请读者仔细阅读程序，用心体会。下面仅对编写M16汇编程序时，在结构和语句使用上一些需要注意的方面加以介绍。
1．将程序中操作最频繁以及需要特殊位处理的变量定义在AVR的32个工作寄存器空间，因为MCU对R0-R31的操作仅需要一个时钟周期，而且功能强大。由于R0-R31的功能有不同，而且也仅有32个，所以程序员应认真考虑和规划这32个工作寄存器的使用。如尽量不要将变量放置在R26-R31中，因为这6个寄存器构成3个16位的X、Y、Z地址指针寄存器，应保留用于各种寻址使用。
2．M16有21个中断源，Flash程序存储器的低段空间为这21个中断向量地址。注意：M16的一个中断向量地址空间为2个字长度（4字节）。在中断向量处可使用长转移指令jmp转移（2字）或rjmp转移（1字）到中断服务程序，而一般的AVR的一个向量地址空间为1个字长度，使用rjmp转移指令。
出于提高系统可靠性的设计，对于系统中不使用的中断向量，应填充2个中断返回指令reti（每个reti占一个字）。在本程序中，为了程序的理解和阅读方便，使用rjmp和nop，以及reti和nop指令填充一个2个字长度的向量地址空间。
3．程序中使用X、Y、Z三个16位的地址指针寄存器，基于他们的一些指令有自动加（减）一的功能，以及先加（减）、后使用，和先使用、后加（减）的区别，在使用中应注意正确和灵活的使用。
4．由于LED的七段码对照表是固定不变的，程序中将LED的七段码表放置在Flash存储器中。对于Flash存储器的间址取数只能使用Z寄存器。由于程序存储器的地址是以字（双字节）为单位的，因此，16位地址指针寄存器Z的高15位为程序存储器的字地址，最低位LSB为“0”时，指字的低字节；为“1”时，指字的高字节。程序中使用伪指令db定义的七段码为一个字节，他保存在一个字的低字节处。如果定义字，应使用伪指令dw。
本例使用指令lpm读取Flash中的一个字节，因此在取七段码表的首地址时乘2（ldi zl,low(led_7 * 2)），将地址左移一位，Z寄存器的LSB为“0”，表示取该字的低位字节。
5．中断服务程序中，必须对MCU的标志寄存器SREG进行保护。在T1的溢出中断服务程序中，还需要对TCNT1的初值进行设置，以保证下一次中断仍为2ms。中断服务程序应尽量短小，因此在中断服务中，只将2ms标志置位和10ms加一计数，其它处理应尽量放在主程序中。
6．程序中定义了8个字节的显示缓冲区和4个字节的时钟数据缓冲区，分别存放8个LED所对应的显示数字和4个时间段的时间值（BCD码），这12个单元定义放置在M16的RAM中。M16的RAM单元应从0x0060开始，前面的地址分别对应的是32个工作寄存器、I/O寄存器，因此不要把一般的数据单元定义在小于0x0060的空间。
7．与使用db或dw伪指令在Flash空间定义常量不同的是，在RAM空间予留变量空间的定义应使用byte伪指令。byte伪指令的功能是定义变量的位置（予留空间），不能定义（填充）变量的值，变量具体的值是需要由程序在运行中写入的。而伪指令db、dw具有数据位置和值定义（填充）的功能。
在M16板上的连接方式：
使用短路片短路M16边上的：
PB5、PB6、PB7、RST（以上为ISP口）；
VCC、GND；
X2、X1（使用内部震荡可不短路）；
PD0、PD1（不同PC通信时可不连）；
AVCC、GND（在M16的右边）；
如使用外部晶体时：JN（连AVR）、J1（连4M）；
用16根连接线：
PA0-->a
PA1-->b
PA2-->c
PA3-->d
PA4-->e
PA5-->f
PA6-->g
PA7-->p
PC0-->Jc3_8
PC1-->Jc3_7
PC2-->Jc3_6
PC3-->Jc3_5
PC4-->Jc3_4
PC5-->Jc2_3
PC6-->Jc2_2
PC7-->Jc2_1
首先使用ISP下载线对M16的熔丝位配置（建议使用BASCOM-AVR中的下载软件，非常直观）：
禁止JTAG口，PORTC全部作为I/O使用；
使用外部晶体或内部RC振荡（根据需要）；
允许BOD检测，门限电压4.0v；
RESET向量为0x0000(确省值为0X0000，一般不用改)。
谢谢testcode。将T1计算的中间值改为正确的值。
-----此内容被machao于2005-04-22,13:47:44编辑过 您的贴中:
"T1的设计：T1为16位定时器，系统时钟为4M，采用其64分频后的时钟作为T1的计数信号（寄存器TCCR1B = 0x03），一个计数周期为4us，2ms需要计500个（0x01F4）。由于T1溢出中断发生在0xFFFF后下一个T1计数脉冲的到来（参见第二章关于定时器原理部分），因此T1的计数初始值为0xFF83。"
是否以下应为:
"一个计数周期为16us, 2ms需要计125个（0x07D）。由于T1溢出中断发生在0xFFFF后下一个T1计数脉冲的到来（参见第二章关于定时器原理部分），因此T1的计数初始值为0xFFFF - 0x007C = 0xFF83。"
另
使用ICCAVR的自动生成向导，得出的T1的计数初始值简直惨不忍睹，为FB1E??
-----此内容被testcode于2005-04-22,05:14:17编辑过
-----此内容被testcode于2005-04-22,05:53:10编辑过 谢谢testcode。上面是根据《M128》中的例子改动的。《M128》使用的16M时钟，我把时钟和最后结果修改了，但忘了改中间的计算值了。
不过在我ICCAVR中，向导生成的完全正确的。其实我就看者向导生成的数值填到汇编中的，结果忘了把中间的计算过程从新改过。我的是6.31A
http://cache.amobbs.com/bbs_upload782111/files_1/armok0146604.jpg 谢谢马老师，向导生成的完全正确的，ICCAVR中是我设置错误。 马老师,我采用的是你的AVR-51的实验板测试LED,为什么中间四个数码管不亮,而把PC口换成PD口却没上述问题,请问PC口还要做什么设置吗? PC口默认使能了JTAG，所以对应管脚没反应。
参考M16的数据手册。 哦,谢谢. 我用共阳极led做没有成功，不知道那里出了问题。上电的时候，led全显，并且有闪动。不知有没有哪位高手能帮我看看？ 你基本的数字电路基础都没有，先把基础打扎实吧。 马老师,这程序能改成倒记时的吗? map320，我先问你，这段程序你看懂了吗，真正掌握了吗？如果你的回答是YES，那么我的回答也是YES！！！ 谢谢马老师,我试作改过,但是在记到60秒时出错,不知道怎么改最合理,我先把
.db 0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07
.db 0x7f,0x6f,0x77,0x7c,0x39,0x5e,0x79,0x71
改了,因为我不想破坏你程序整体,现在发现我太可笑了,
现在我的设计比较紧张,没花大力气读您的设计细节;
还有在程序前面加了些按键设计?(EEPROM状态记忆等)
也许我是盗版;在这里深表感谢,有机会一定报答!!!!! 马老师 ：
我用你的AVR-51多功能板子实验自己编的闹钟程序，用的是PC口片选LED，实验时P5--P2
几个口没有了任何反映，我反复试过好几遍，都不能用了，结果我编了个小程序测试P5--P2这几个口，在这个小程序中也没友任何反映，我断定M16的片子坏了，我在浏览帖子时看到5楼和6楼的回答，发现可能不是板子坏了，是JTAG的问题，我是初学，还望老师做个指导，如何解决这个问题。 在这里有我的学习讲义，请下载参考5.4.2部分。
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