51单片机学习笔记2 -- 单灯控制及流水灯

Posted 2022-12-07 GenCoder

学习了最小系统电路后，从最基本的LED控制开始入手，也就是输出控制

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LED控制和流水灯

• • • 1.LED仿真电路绘制
    • 2.Keil 51工程创建
    • 3.LED单灯编程
    • 4.LED单灯仿真
    • 5.LED流水灯编写
    • • 1.位输出操作
      • 2.移位方式
      • 3.循环移位

1.LED仿真电路绘制

LED就不展开介绍了，二极管单向导通电能转换光能，直接上原理图，可以看到LED灯D1连接在51单片机P1.0引脚

在Protues元器件查找输入关键词LED，在详细列表下拉找到几个颜色的LED，分别是蓝、绿、红、黄，随便找一个颜色的LED即可

单个LED的接线按照原理图如下进行仿真电路绘制，注意LED的朝向（LED阳极接限流电阻R2，阴极接芯片引脚P1.0）

2.Keil 51工程创建

打开Keil软件，先关掉当前打开的工程，菜单栏 Project -> Close Project

新建一个文件夹以存放工程文件，Keil新建工程

选择新建的文件夹存放工程，并给工程命名

选择工程对应的处理芯片，找到Atmel的AT89C52，除了和STC89C52复位电平不同外，其他基本一样

拷贝51单片机相关启动文件，是

创建好的工程列表如下

新建文件并命名为main.c保存在工程路径下

右键工程目录，添加main.c到工程目录中（添加方式可双击main.c直接添加或选中main.c点add添加）

3.LED单灯编程

在main.c添加51单片机头文件 reg52.h ，编写延时函数，延时函数参数为1时刚好延时1ms，先写好框架代码，如下

#include <reg52.h>

void delay_ms(unsigned int nms)

	 unsigned int i,j;

	 for(i=nms;i>0;i--)
	 	for(j=113;j>0;j--);


void main()

	while(1);

进行工程编译检查代码是否有误，只要error不出现错误，工程就没问题，这里出现一个警告是因为定义了延时函数没有被调用

用 sbit 位寄存器定义LED引脚变量名，在main函数中对LED赋值高低电平进行点亮LED和关闭LED的操作

#include <reg52.h>

sbit LED1 = P1^0;

void delay_ms(unsigned int nms)

	 unsigned int i,j;

	 for(i=nms;i>0;i--)
	 	for(j=113;j>0;j--);


void main()

	LED1 = 0;
	delay_ms(500);
	LED1 = 1;
	delay_ms(500);
	
	while(1);

勾选工程编译输出hex文件，不管是仿真电路运行，还是将程序下载到开发板上，都需要hex文件，勾选后重新编译一次工程，会发现工程文件夹多了个hex文件

4.LED单灯仿真

回到LED仿真电路，双击51芯片，选择工程生成的hex文件（除了hex文件其他文件不识别），ok

开启电路仿真，可以发现LED点亮一会儿就灭了（如果把仿真电路LED的限流电阻改小，LED亮起的时候亮度会更亮，仿真电路可以将电阻改小以加强视觉效果，但现实电路不建议这么做，还是需要串联1个1k左右的电阻做限流）

5.LED流水灯编写

流水灯需要把开发板上的8个LED灯都用上，按原理图进行仿真电路连接，原理图上面有，仿真电路画完是这样的，4个颜色的LED都用上了，是不是觉得有点花里胡哨呢，其实我也这么觉得哈哈哈哈哈哈哈哈哈

1.位输出操作

最偷懒式的流水灯程序编写，其实也就是将单灯点亮代码copy成8个灯，一直在while(1)里面循环（8个灯都需要单独定义位寄存器变量名），如下

#include <reg52.h>

sbit LED1 = P1^0;
sbit LED2 = P1^1;
sbit LED3 = P1^2;
sbit LED4 = P1^3;
sbit LED5 = P1^4;
sbit LED6 = P1^5;
sbit LED7 = P1^6;
sbit LED8 = P1^7;

void delay_ms(unsigned int nms)

	 unsigned int i,j;

	 for(i=nms;i>0;i--)
	 	for(j=113;j>0;j--);


void main()
	
	while(1)
	
		LED1 = 0;
		delay_ms(200);
		LED1 = 1;
		
		LED2 = 0;
		delay_ms(200);
		LED2 = 1;

		LED3 = 0;
		delay_ms(200);
		LED3 = 1;

		LED4 = 0;
		delay_ms(200);
		LED4 = 1;

		LED5 = 0;
		delay_ms(200);
		LED5 = 1;

		LED6 = 0;
		delay_ms(200);
		LED6 = 1;

		LED7 = 0;
		delay_ms(200);
		LED7 = 1;

		LED8 = 0;
		delay_ms(200);
		LED8 = 1;
	

仿真现象如下

2.移位方式

移位方式为流水灯代码编写的另一种方式，比第一种方式要简便点，参考代码如下，主要是针对P1端口进行16进制赋值，每次左移后将补位置1让流水灯同时只亮一个灯

#include<reg52.h>

void delay(unsigned int xms); //延迟函数的声明 

void main()

    unsigned char i;		//0-255
    while(1)
	
	    P1=0xfe;			//1111 1110
	    for(i=0;i<8;i++)
		
		    delay(200);
			P1<<=1;			//P1=P1<<1	 
			P1=P1|0X01;		//0000 0001 
		
	


void delay(unsigned int xms)		 //延迟函数		

	unsigned int i,j;
	for(i=xms;i>0;i--)		         //i=xms即延时约xms毫秒
		for(j=113;j>0;j--);

3.循环移位

在51的函数库中，还有这么一个函数，能令一个16进制数一直旋转左移，如果让这个一直旋转左移的16进制数赋值给P1端口，那么也能让LED灯带产生流水灯效果，先来看看代码是怎么写的

#include<reg52.h>
#include<intrins.h>
#include"delay.h"

void main()

    P1=0Xfe;				 //1111 1110
    while(1)
	
	    delay(200);
		P1=_crol_(P1,1);     //循环移位函数 把P1寄存器内的数向左移1位
	

是不是觉得代码量少了很多，其实只是因为调用了_crol_函数，函数手册中对这个函数的介绍是这样的

_crol_

Summary    #include <intrins.h>

                   unsigned char _crol_ (
                       unsigned char c,        /* character to rotate left */
                       unsigned char b);       /* bit positions to rotate */

 
Description        The _crol_ routine rotates the bit pattern for the character c left b bits. This routine is implemented as an intrinsic function.  
Return Value      The _crol_ routine returns the rotated value of c.  
See Also             _cror_, _irol_, _iror_, _lrol_, _lror_ 
 

并给出了函数使用demo

//Example   
#include <intrins.h>

void test_crol (void) 
      char a;
      char b;

      a = 0xA5;
      b = _crol_(a,3); /* b now is 0x2D */

unsigned char crol ( unsigned char c, unsigned char b)
头文件：
intrins.h
参数：
参数1 - 要向左旋转的字符
参数2 - 要旋转的位数（2进制位）
返回值：
向左旋转b（参数2）位后的c（参数1）值

_crol_ 函数对于流水灯而言，将参数1的16进制数左移参数2位，1次左移多少位就将左移出去的位都拼在原16进制数的低位，形成新的16进制数
如果参数2的值为1，也就将参数1的16进制数每调用1次就旋转左移1位，当参数1的初值恰好是0xfe时，在每次调用 _crol_ 函数时加个延时，就直接是流水灯效果了，不明白的小伙伴可以动手操作一遍加深理解，参数2也可以改成2或3或其他数，每次左移2位或3位或**位

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哦对了，_crol_ 函数其实也可以做成流水灯旋转右移的效果，可以稍微动动脑筋想想怎么实现的 ~