51单片机入门LED点亮的背后

Posted 2021-12-23 小辉_Super

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了51单片机入门LED点亮的背后相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

上一节提到了51单片机开发环境的搭建，这节我们开始正式进入51单片机的学习——点亮LED。
所有的控制类芯片学习的第一个实践就是点亮LED，这是最简单、最基本的操作，但这个实现过程却可能攘括了单片机的整个工作流程，所以要想学好单片机，点灯实验是一定要掌握的。

文章目录

LED是什么
51单片机点灯的原理
实验代码
编译+烧录
实验效果

先简单介绍本文将用到的硬件及软件：
硬件平台：普中51开发板-单核A2
软件：Keil5（C51）、STC-ISP（或其他ISP软件）、Proteus8.9（用于仿真，非必须）

LED是什么

发光二极管，简称为LED，是一种常用的发光器件，它在照明领域应用广泛。发光二极管可高效地将电能转化为光能，在现代社会具有广泛的用途，如照明、平板显示、医疗器件等。
这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等；
随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛地应用于显示器和照明。——百度百科

说直接点LED就是一种灯，需要接上一定的电压（正极+负极）即可点亮。

下图是LED的电路图形符号，左边是正极，右边是正极。

我之前写过一篇文章详细介绍LED，感兴趣的可以看看，传送门：🚀(点我)

51单片机点灯的原理

如果不使用单片机，而是直接用5V（51单片机的IO高电平为5V）电源点亮LED，那么我们可以直接在LED两端接上电源和地（见下图）。
由于LED存在额定电流（大约在10mA左右，电流太大会烧坏LED），所以我们要串联一个电阻（470欧姆即可）。

如果用51单片机点亮LED，我们可以选择用单片机IO端连接LED的负极或正极，如果接LED的负极（如下图），那么IO端默认电平需要设置为高电平（即默认灯灭），LED另一个引脚需要接VCC（5V)，下图中R5（10k电阻）作用是上拉（保证在不稳定情况下IO端为高电平），当需要点亮LED时，将51单片机对应的IO（如下图的P2.0）拉低即可。
如果IO端接LED正极，那么单片机IO端默认电平需要设置为低电平，上拉电阻需要改成下拉（接地），LED的另一端（负极）接GND，点亮LED时，需要将单片机对应IO拉高。

实验代码

在写代码前，我们需要先创建一个Keil工程，创建工程的步骤已经在上一节讲述，传送门：🚀(点我)。这里就不进行赘述。

点灯的代码如下：

#include <reg52.h>   //此文件中定义了单片机的一些特殊功能寄存器

sbit led_out = P2^0; //将单片机的P2.0端口定义为led_out

/******************************************************************************
 * @ 函数名  ： main
 * @ 功  能  ： 主函数
 * @ 参  数  ： 无
 * @ 返回值  ： 无
 ******************************************************************************/
 
void main()

	led_out = 0; //P2.0端口设置为低电平（点亮LED）
	while(1)

reg52.h：<reg52.h>表示你调用了52或者51单片机的资源，也就是可以直接对单片机的相关寄存器与引脚进行操作，里面涉及和很多内容，这里只要知道它是一个必须加的一个头文件即可。
sbit led_out = P2^0;：sbit是定义特殊功能寄存器的位变量（bit和sbit都是C51扩展的变量类型，即C51特有的，而不是C语言标准变量类型），这里我们只需要把sbit当成一个类型即可，就像char、int，只不过char指的是一个字节，而sbit指的是字节里的一个位。
上面还提到特殊功能寄存器（SFR），SFR是80C51单片机中各功能部件对应的寄存器，用于存放相应功能部件的控制命令，状态或数据，SFR（sfr）也是一种扩充数据类型，占用一个内存单元（1字节）。上面式子中的P2就是一个SFR，在reg52.h中（见下图），定义了P2寄存器的地址，如果我们对P2进行赋值，就等同于对51单片机的特殊功能寄存器赋值，而P2对应的功能就是单片机P2.0~P2.7这8个IO引脚的状态（高低电平）。
知道了sbit和P2的含义，那么理解sbit led_out = P2^0;就不难了，即定义P2.0引脚的状态为led_out，P2^0也是C51的特有用法。
^在C语言中是按位异或的作用，但在C51中它多了一个作用，即可以指定寄存器的某一位，前面提到P2是一个1字节的变量，它有8个位，分别对应P2.0~2.7，如果直接对P2赋值，那就等同于同时控制单片机的8个IO端口状态，但是使用P2^x（0<=x<=7），就能单独控制单片机的某一个IO端口。