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3.13 实例解读
交互，是人与系统之间的互动。前面用单片机控制发光二极管进行闪烁，都是单片机的“独角戏”，我们只是看看热闹。但在实际当中，常常需要用户介入进行参数等的设定。就像前两章的实例中（见图3-23、图1-14），用户通过键盘、按钮等参与了单片机系统的运行。
为了更清楚地实现完整单片机系统的设计过程，这里设计的一个实例功能比较简单。如图3-50所示，一开始，两支发光二极管与3.10节、3.11节中介绍的一样以500ms为间隔进行交替发光，直到按钮开关按下时，交替发光的频率变快，变成以200ms为间隔。直到按钮开关释放后交替发光又恢复以500ms为间隔。
图3-50 与发光二极管交互的系统框图
图3-50为实现交互添加了一个按钮开关，可将它与单片机的一个I/O口相连，比如P1.0口。按钮没有按下时，P0.4口、P2.0口以500ms为间隔变换状态；当按钮按下后，会使P1.0口电平由高变低，单片机检测出后就把P0.4口、P2.0口的电平变换间隔调整成200ms。从视觉上看，按下按钮开关后两支发光二极管闪烁变得更急促。
电路设计还是从最简系统出发，根据系统框图所示的外设添加器件。在这个与发光二极管交互的实例中，需要添加两支发光二极管和一个按钮开关，电路图如图3-51所示。实际上这个系统是在发光二极管交替发光系统（见图3-41）的基础上添加了一个按钮开关S1和上拉电阻R3构成的。
如图3-51所示的系统电路由于多出了一个用于交互的按钮开关S1，它连接到单片机的P1.0口（1管脚）上。当S1没有按下时，由于电阻R3的上位作用P1.0=1；当S1按下后，P1.0口因接入地中于是P1.0=0。只要单片机检测P1.0口的状态就知道用户有没有按下按钮开关，从而对发光二极管的闪烁时间进行调整即可。所以交互程序只需要在交替发光的程序（程序3-1）基础上进行一些改动即可。
如图3-52所示为该程序的流程图，如果按钮开关S1不按下，P1.0口不为低电平，则流程图所示的就是一个以500ms为间隔的交替发光程序。在这期间，一旦按下S1，P1.0出现低电平，则马上进行200ms为间隔的急促的交替发光。
图3-51 与发光二极管交互的系统电路图
图3-52 与发光二极管交互的系统程序流程图
根据图3-52和程序3-1可以得到程序3-2。首先，在“MAIN：”程序段先由指令“MOV P1，＃0FFH”把P1口作为输入口，以便响应按钮开关S1。
接下来的“FLASH：”程序段负责当S1按下后用更短的延时进行发光二极管的交替发光，其中使用的延时子程序“DELAY1：”延时时长只有200ms。
而按钮开关S1的检测由“DELAY：”程序段中的一条指令“JNB P1.0，FLASH”实现。当P1.0=1时，该指令不进行任何操作；当P1.0=0时，该指令会跳向“FLASH：”程序段执行急促交替发光的操作。
如果S1一直被按下，“FLASH：”程序段将被不断执行，急促交替发光持续进行。直到S1释放后，程序又回到“MAIN：”中进行500ms间隔的交替发光。
程序3-2：与发光二极管的交互（对应图3-51）
指令小贴士：
程序3-1、3-2都出现了延时子程序，在主程序中指令“CALL DELAY”的功能是调用子程序DELAY。当单片机执行到“CALL DELAY”时，就转到子程序DELAY中去执行，而在子程序DELAY的最后一行的指令RET是子程序结束的标志，表明将要返回主程序的CALL DELAY的下一行继续执行。这个过程可以用图3-53来解释。
为什么子程序DELAY可以实现延时呢？我们用以下一段延时程序来解释一下，程序3-3是一个延时10ms的程序。在标号“D1：”后的指令“MOV R4，＃20”使R4=20，R4是单片机的工作寄存器，可以保存数据，这里也可以理解成为一个变量。同理，指令“MOV R5，＃248”使R5=248。指令“DJNZ R5，$”的功能是将R5的值减1，不等于0则重新执行本行指令，继续将R5减1看是否等于0。指令中的美元符号“$”指向本条指令的地址。
图3-53 主程序与子程序的执行
程序3-3：延时程序段（部分）
可以凭着直觉猜想单片机与计算机一样，在执行一个指令或任务时需要花费一定的时间，例如，一条DJNZ指令执行花费的时间为2个机器周期（附录B中有AT89S51所有指令的执行周期和字节长度），由于R5=248，所以执行完“DJNZ R5，$”所耗时间为2×248个机器周期。加上前一条1个机器周期的指令“MOV R5，＃248”共花去1+2×248=497个机器周期。
接下来，指令“DJNZ R4，D2”将R4的值减1，不等于0，则跳回标号D2处继续执行。由于R4预先装入了20，所以这4条指令共花去了20×（497+2）+1=9981个机器周期。如果使用的是12MHz的晶振，1个机器周期就为1μs（微秒），则以上这段程序所花的时间为9981×1μs=9981μs≈10ms。
现在回到前面延时子程序DELAY部分，如程序3-4所示。这个程序实际上在程序3-3之上再加上一层循环，由于一开始R3=50，这样，通过指令“DJNZ R3，D1”把程序3-3重复执行了50次，所以程序3-4的总延时约为50×10=500ms。修改工作寄存器R3、R4、R5的值可以改变延时的时间。
程序3-4：500ms延时子程序
最后看来，延时的实质是：因为单片机在执行指令时需要时间，虽然执行一条指令只需要几个微秒，但通过循环就能把微秒级的执行时间提高到毫秒级甚至秒级。所以，延时子程序就是反复多次执行几条汇编指令，耗费时间而已。