C51单片机学习笔记(二)——花样流水灯的实现

C51单片机学习笔记(二)——花样流水灯的实现

1.单片机引脚、晶振、复位的作用

• 复位电路：，复位是单片机的初始化操作。单片机启动时都需要先付薇，其作用是“清零”，也就是CPU和其他部件处于一个确定的初始状态，并从这个初始状态开始。
• 复位实质上是单片机的复位脚保持很短时间的高电平，按键复位就是通过按键接高电平（按一下的时间已经足够）
• 时钟电路（晶振）：产生时间信号，使单片机按照一定的时间规律进行指令，晶振频率越高，时钟信号的周期就小，单片机运行也就越快。

• 32个I/O口

• P1.0 ~ P1.7 对应1 ~ 8 号引脚

• P2.0 ~ P2.7 对应21 ~ 28 号引脚

• P3.0 ~ P3.7 对应10 ~ 17 号引脚

• P0.0 ~ P0.7 对应39 ~ 32 号引脚
  其中，P3口除作标准I/O口外，还可以将每一位用于第二功能：
  
  其他引脚功能：
  

2.流水灯原理图

• D1~D8为发光二极管（LED），由于LED工作时能承受的电流很小，所以后面接在PR1上，PR1是一个排阻，电阻的大小一般为100Ω左右，以防止电流过大击穿二极管，P20-P27是接单片机的P2.0-P2.7的引脚，Vcc接高电平，所以电流从右向左流，要想LED导通，仅需引脚处为低电平，两端形成电位差，LED被点亮
• 所以通过编程控制P2口的8个引脚，使他们周期性的输出高电平、低电平并延时，即可使LED闪烁，构成流水灯。

3.单片机的周期

• 时钟周期：

也称振荡周期，是时钟频率的倒数，就看晶振是多少HZ的，若是12MHZ的，时钟周期就是1/12微秒，他是单片机中最小的时间单位，在一个时钟周期内单片机仅能完成一个最基本的动作。

• 机器周期：

是单片机的基本操作周期，为时钟周期的12倍，在一个机器周期内可以完成一个取指令的动作。

• 指令周期：

指单片机完成一条指令所需的时间，一般为4个机器周期。

4.延时函数的编写

void delay()
{
	unsigned int x,y;       //定义无符号的int型x，y
	for(x = 1000;x>0;x--)
		for(y=110;y>0;y--);
	
}

• 每执行一次x-1，y就要从110逐步-1，直到减小到0，x共要自减1000次，总耗时约为1秒（这个时间会有误差，如果要精确延时，后面讲到中断再说明）
• 如果一个程序里需要不同的延时时间，就需要用带参数的延时函数

void delay(unsigned int z)
{
	unsigned int x,y;       //定义无符号的int型x，y
	for(x = z;x>0;x--)
		for(y=110;y>0;y--);
	
}

5.使用“位操作”控制流水灯

• 编程思路：“位操作”就是控制单独的一个I/O口，使该引脚输出高电平或低电平，来驱动与该引脚相连的元器件发生相应的动作。

#include
sbit led0 = P2^0;  // sbit是定义位的关键字，一个引脚就是一位，P2^0代表P2.0引脚，以此类推
sbit led1 = P2^1;
sbit led1 = P2^2;
sbit led1 = P2^3;
sbit led1 = P2^4;
sbit led1 = P2^5;
sbit led1 = P2^6;
sbit led1 = P2^7;
void delay(unsigend z);
void main()
{
	led0 = 0;   //此时P2.0引脚为低电平，LED点亮
	delay(500);   //延时500毫秒
	led0 = 1;    //将P2.0引脚为低电平，LED熄灭
	
	led1 = 0;
	delay(500);
	led1 = 1;
	led2 = 0;delay(500);led2=1;led3=0;delay(500);led3=1;
	led4 = 0;delay(500);led4=1;led5=0;delay(500);led5=1;
	led6 = 0;delay(500);led6=1;led7=0;delay(500);led7=1;
}
void delay(unsigned z)
{
	unsigned x,y;
	for(x = z;x>0;x--)
		for(y = 110;y>0;y--);
}

• 按照上一篇的烧写方法就可以烧入单片机，观察到流水灯闪烁。

6.使用字节控制（并行I/O口控制）流水灯

• 编程思路：51系列单片机是8位单片机，每一组端口共有8个引脚，每个引脚可输出一个电平（0/1），一组端口可同时输出8个电平，正好构成一个字节。用字节操作来控制同时点亮几个流水灯的流动，要比位操作简单的多，即要点亮D2，D4，D6，D8，只需要P2端口从高位P2.7-P2.0 输出 0101 0101，将这8位二进制数转化为十六进制位0X55，只需要P2 = 0X55就行了。

#include
#defined LED P2;  //宏定义 LED表示端口P2
void delay(unsigned int z)//延时函数的另一种写法
{
	while(z--);
}
void main()
{
	LED = 0xlf;    //0xlf = 0001 1111
	delay(30000);     
	LED = 0x8f;     //0x8f = 1000 1111   
	delay(30000);
	LED = 0xc7;     //0xc7 = 1100 0111
	delay(30000);
	LED = 0xe3;    //0xe3 = 1110 0011 
	delay(30000);
	LED = 0xf1;     //0xf1 = 1111 0001
	delay(30000);
	LED = 0xf8;  //0xf8 = 1111 1000
	delay(30000);
	LED = 0x7c;   //0x7c = 0111 1100
	delay(30000);
	LED = 0x3e;  //0x3e = 0011 1110
	delay(30000);
}

7.使用数组控制流水灯

• 定义一个char类型（一个字节）的数组存放每个十六进制数，这样用一个for循环就可以循环赋值并延时

#include
unsigned char table[] = {0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};//点亮第1、2、3、4···个灯的十六进制代码传入
void delay(unsigned int z)
{
	unsigned int x,y;
	for(x=z;x>0;x--)
		for(y=110;y>0;y--);
}
void main()
{
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		P2 = table[i];
		delay(500);
	}
}