单片机学习笔记————51单片机实现两片联级74HC595控制跑马灯,独立按键控制跑马灯的方向

一、使用proteus绘制简单的电路图,用于后续仿真

单片机学习笔记————51单片机实现两片联级74HC595控制跑马灯,独立按键控制跑马灯的方向_第1张图片二、编写程序

/********************************************************************************************************************
----	@Project:	LED-74HC595
----	@File:	main.c
----	@Edit:	ZHQ
----	@Version:	V1.0
----	@CreationTime:	20200528
----	@ModifiedTime:	20200529
----	@Description:	第1个至第8个LED灯一直不亮。在第9个至第16个LED灯,依次逐个亮灯并且每次只能亮一个灯。按一次独立按键S1,将会更改跑马灯的运动方向。
----	单片机:AT89C52
********************************************************************************************************************/
#include "reg52.h"
/*——————宏定义——————*/
#define FOSC 11059200L
#define T1MS (65536-FOSC/12/1000)   /*1ms timer calculation method in 12Tmode*/

#define const_time_level_09_16  600   

#define	const_voice_short	80	/*蜂鸣器短叫的持续时间*/

#define	const_key_time1	40

/*——————变量函数定义及声明——————*/
/*定义74HC595*/
sbit Hc595_Sh = P2^3;
sbit Hc595_St = P2^4;
sbit Hc595_Ds = P2^5;

/*定义蜂鸣器*/
sbit Beep = P2^7;
/*定义按键S1*/
sbit Key_S1 = P0^0;
/*定义按键模拟地*/
sbit Key_Gnd = P0^4;

unsigned char ucLED1 = 0;   /*代表16个灯的亮灭状态,0代表灭,1代表亮*/
unsigned char ucLED2 = 0;
unsigned char ucLED3 = 0;
unsigned char ucLED4 = 0;
unsigned char ucLED5 = 0;
unsigned char ucLED6 = 0;
unsigned char ucLED7 = 0;
unsigned char ucLED8 = 0;
unsigned char ucLED9 = 0;
unsigned char ucLED10 = 0;
unsigned char ucLED11 = 0;
unsigned char ucLED12 = 0;
unsigned char ucLED13 = 0;
unsigned char ucLED14 = 0;
unsigned char ucLED15 = 0;
unsigned char ucLED16 = 0;


unsigned char ucLed_update = 0;  /*刷新变量。每次更改LED灯的状态都要更新一次。*/

unsigned char ucLedStep_01_08 = 0; /*第1个至第8个LED跑马灯的步骤变量*/
unsigned int  uiTimeCnt_01_08 = 0; /*第1个至第8个LED跑马灯的统计定时中断次数的延时计数器*/

unsigned char ucLedStep_09_16 = 0; /*第9个至第16个LED跑马灯的步骤变量*/
unsigned int  uiTimeCnt_09_16 = 0; /*第9个至第16个LED跑马灯的统计定时中断次数的延时计数器*/

unsigned char ucLedStatus16_09 = 0;   /*代表底层74HC595输出状态的中间变量*/
unsigned char ucLedStatus08_01 = 0;   /*代表底层74HC595输出状态的中间变量*/

unsigned char ucKeySec = 0;	/*被触发的按键编号*/
unsigned int	uiKeyTimeCnt1 = 0;	/*按键去抖动延时计数器*/
unsigned char	ucKeyLock1 = 0;	/*按键触发后自锁的变量标志*/
unsigned int uiVoiceCnt = 0;	/*蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器*/

unsigned char ucLedDirFlag = 0;	/*方向变量,把按键与跑马灯关联起来的核心变量,0代表正方向,1代表反方向*/
/**
* @brief  定时器0初始化函数
* @param  无
* @retval 初始化T0
**/
void Init_T0(void)
{
	TMOD = 0x01;                    /*set timer0 as mode1 (16-bit)*/
	TL0 = T1MS;                     /*initial timer0 low byte*/
	TH0 = T1MS >> 8;                /*initial timer0 high byte*/
}
/**
* @brief  外围初始化函数
* @param  无
* @retval 初始化外围
**/
void Init_Peripheral(void)
{
	ET0 = 1;/*允许定时中断*/
	TR0 = 1;/*启动定时中断*/
	EA = 1;/*开总中断*/

}

/**
* @brief  初始化函数
* @param  无
* @retval 初始化单片机
**/
void	Init(void)
{
	Key_Gnd = 0;
	Beep = 1;
	
	Init_T0();
}
/**
* @brief  延时函数
* @param  无
* @retval 无
**/
void Delay_Long(unsigned int uiDelayLong)
{
   unsigned int i;
   unsigned int j;
   for(i=0;i const_key_time1)
		{
			uiKeyTimeCnt1 = 0;
			ucKeyLock1 = 1;	/*自锁按键置位,避免一直触发*/
			ucKeySec = 1;
		}
	}
}
/**
* @brief  按键服务的应用程序
* @param  无
* @retval 无
**/
void Key_Service(void)
{
	switch(ucKeySec)	/*按键服务状态切换*/
	{
		case 1:	/*改变跑马灯方向的按键,对应S1*/
		if(ucLedDirFlag == 0)	/*通过中间变量改变跑马灯的方向*/
		{
			ucLedDirFlag = 1;
		}
		else
		{
			ucLedDirFlag = 0;
		}
		uiVoiceCnt = const_voice_short;	/*按键声音触发,滴一声就停。*/
		ucKeySec = 0;	/*响应按键服务处理程序后,按键编号清零,避免一致触发*/
		break;
	}
}
/**
* @brief  595驱动函数
* @param  无
* @retval * 两个联级74HC595的工作过程:
* 每个74HC595内部都有一个8位的寄存器,两个联级起来就有两个寄存器。ST引脚就相当于一个刷新
* 信号引脚,当ST引脚产生一个上升沿信号时,就会把寄存器的数值输出到74HC595的输出引脚并且锁存起来,
* DS是数据引脚,SH是把新数据送入寄存器的时钟信号。也就是说,SH引脚负责把数据送入到寄存器里,ST引脚
* 负责把寄存器的数据更新输出到74HC595的输出引脚上并且锁存起来。
**/
void HC595_Drive(unsigned char ucLedStatusTemp16_09, unsigned char ucLedStatusTemp08_01)
{
	unsigned char i;
	unsigned char ucTempData;
	Hc595_Sh = 0;
	Hc595_St = 0;	
	
	ucTempData = ucLedStatusTemp16_09;	/*先送高8位*/
	for(i = 0; i < 8; i ++)
	{
		if(ucTempData >= 0x80)
		{
			Hc595_Ds = 1;
		}
		else
		{
			Hc595_Ds = 0;
		}
		Hc595_Sh = 0;	/*SH引脚的上升沿把数据送入寄存器*/
		Delay_Short(15); 
		Hc595_Sh = 1;
		Delay_Short(15); 	
			
		ucTempData = ucTempData <<1;
	}
	ucTempData = ucLedStatusTemp08_01;	/*再先送低8位*/
	for(i = 0; i < 8; i ++)
	{
		if(ucTempData >= 0x80)
		{
			Hc595_Ds = 1;
		}
		else
		{
			Hc595_Ds = 0;
		}
		Hc595_Sh = 0;	/*SH引脚的上升沿把数据送入寄存器*/
		Delay_Short(15); 
		Hc595_Sh = 1;
		Delay_Short(15); 	
			
		ucTempData = ucTempData <<1;
	}
	
	Hc595_St = 0;	/*ST引脚把两个寄存器的数据更新输出到74HC595的输出引脚上并且锁存起来*/
	Delay_Short(15);
	Hc595_St = 1;
	Delay_Short(15);
	
	Hc595_Sh = 0;	/*拉低,抗干扰就增强*/
	Hc595_St = 0;
	Hc595_Ds = 0;
}
/**
* @brief  LED更新函数
* @param  无
* @retval 
* 把74HC595驱动程序翻译成类似单片机IO口直接驱动方式的过程。
* 每次更新LED输出,记得都要把ucLed_update置1表示更新。
**/
void LED_Update()
{
	if(ucLed_update == 1)
	{
		ucLed_update = 0;	/*及时清零,让它产生只更新一次的效果,避免一直更新。*/
		if(ucLED1 == 1)
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 | 0x01;
		}
		else
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 & 0xfe;
		}
		if(ucLED2 == 1)
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 | 0x02;
		}
		else
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 & 0xfd;
		}
		if(ucLED3 == 1)
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 | 0x04;
		}
		else
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 & 0xfb;
		}
		if(ucLED4 == 1)
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 | 0x08;
		}
		else
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 & 0xf7;
		}		
		if(ucLED5 == 1)
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 | 0x10;
		}
		else
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 & 0xef;
		}
		if(ucLED6 == 1)
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 | 0x20;
		}
		else
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 & 0xdf;
		}
		if(ucLED7 == 1)
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 | 0x40;
		}
		else
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 & 0xbf;
		}
		if(ucLED8 == 1)
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 | 0x80;
		}
		else
		{
			ucLedStatus08_01 = ucLedStatus08_01 & 0x7f;
		}
		if(ucLED9 == 1)
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 | 0x01;
		}
		else
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 & 0xfe;
		}
		if(ucLED10 == 1)
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 | 0x02;
		}
		else
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 & 0xfd;
		}
		if(ucLED11 == 1)
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 | 0x04;
		}
		else
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 & 0xfb;
		}
		if(ucLED12 == 1)
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 | 0x08;
		}
		else
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 & 0xf7;
		}		
		if(ucLED13 == 1)
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 | 0x10;
		}
		else
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 & 0xef;
		}
		if(ucLED14 == 1)
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 | 0x20;
		}
		else
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 & 0xdf;
		}
		if(ucLED15 == 1)
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 | 0x40;
		}
		else
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 & 0xbf;
		}
		if(ucLED16 == 1)
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 | 0x80;
		}
		else
		{
			ucLedStatus16_09 = ucLedStatus16_09 & 0x7f;
		}
		HC595_Drive(ucLedStatus16_09, ucLedStatus08_01);
	}
}
///**
//* @brief  LED服务函数
//* @param  无
//* @retval 无
//**/
//void LED_Flicker_01_08(void)
//{
//	switch(ucLedStep_01_08)
//	{
//		case 0:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/
//				
//				ucLED1 = 1;
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 1;
//			}
//		break;
//		case 1:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/
//				
//				ucLED2 = 1;	
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 2;
//			}
//		break;
//		case 2:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/
//				
//				ucLED3 = 1;	
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 3;
//			}
//		break;
//		case 3:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/

//				ucLED4 = 1;	
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 4;
//			}
//		break;
//		case 4:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/
//				
//				ucLED5 = 1;	
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 5;
//			}
//		break;
//		case 5:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/

//				ucLED6 = 1;	
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 6;
//			}
//		break;
//		case 6:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/
//				
//				ucLED7 = 1;	
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 7;
//			}
//		break;	
//		case 7:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/
//				
//				ucLED8 = 1;	
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 8;
//			}
//		break;		
//		case 8:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/
//				
//				ucLED8 = 0;	
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 9;
//			}
//		break;	
//		case 9:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/
//				
//				ucLED7 = 0;	
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 10;
//			}
//		break;	
//		case 10:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/
//				
//				ucLED6 = 0;	
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 11;
//			}
//		break;		
//		case 11:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/
//				
//				ucLED5 = 0;	
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 12;
//			}
//		break;	
//		case 12:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/
//				
//				ucLED4 = 0;	
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 13;
//			}
//		break;	
//		case 13:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/
//				
//				ucLED3 = 0;	
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 14;
//			}
//		break;	
//		case 14:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/
//				
//				ucLED2 = 0;	
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 15;
//			}
//		break;	
//		case 15:
//			if(uiTimeCnt_01_08 >= const_time_level_01_08)
//			{
//				uiTimeCnt_01_08 = 0;	/*时间计数器清零*/
//				
//				ucLED1 = 0;	
//				
//				ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
//				ucLedStep_01_08 = 0;
//			}
//		break;				
//	}
//}
/**
* @brief  LED服务函数
* @param  无
* @retval 无
**/
void LED_Flicker_09_16(void)
{
	switch(ucLedStep_09_16)
	{
		case 0:
			if(uiTimeCnt_09_16 >= const_time_level_09_16)
			{
				uiTimeCnt_09_16 = 0;	/*时间计数器清零*/
				if(ucLedDirFlag == 0)	/*正方向*/
				{
					ucLED16 = 0;
					ucLED9 = 1;	
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 1;					
				}
				else
				{
					ucLED15 = 1;						
					ucLED16 = 0;
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 7;					
				}
			}
		break;
		case 1:
			if(uiTimeCnt_09_16 >= const_time_level_09_16)
			{
				uiTimeCnt_09_16 = 0;
				if(ucLedDirFlag == 0)	/*正方向*/
				{
					ucLED9 = 0;						
					ucLED10 = 1;
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 2;					
				}
				else
				{
					ucLED16 = 1;
					ucLED9 = 0;	
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 0;					
				}
			}
		break;
		case 2:
			if(uiTimeCnt_09_16 >= const_time_level_09_16)
			{
				uiTimeCnt_09_16 = 0;	/*时间计数器清零*/
				if(ucLedDirFlag == 0)
				{
					ucLED10 = 0;
					ucLED11 = 1;	
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 3;					
				}
				else
				{
					ucLED9 = 1;
					ucLED10 = 0;	
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 1;					
				}
			}
		break;
		case 3:
			if(uiTimeCnt_09_16 >= const_time_level_09_16)
			{
				uiTimeCnt_09_16 = 0;	/*时间计数器清零*/
				if(ucLedDirFlag == 0)
				{
					ucLED11 = 0;
					ucLED12 = 1;	
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 4;					
				}
				else
				{
					ucLED10 = 1;
					ucLED11 = 0;	
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 2;						
				}
			}
		break;
		case 4:
			if(uiTimeCnt_09_16 >= const_time_level_09_16)
			{
				uiTimeCnt_09_16 = 0;	/*时间计数器清零*/
				if(ucLedDirFlag == 0)
				{
					ucLED12 = 0;
					ucLED13 = 1;	
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 5;					
				}
				else
				{
					ucLED11 = 1;
					ucLED12 = 0;	
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 3;						
				}
			}
		break;
		case 5:
			if(uiTimeCnt_09_16 >= const_time_level_09_16)
			{
				uiTimeCnt_09_16 = 0;	/*时间计数器清零*/
				if(ucLedDirFlag == 0)
				{
					ucLED13 = 0;
					ucLED14 = 1;	
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 6;					
				}
				else
				{
					ucLED12 = 1;
					ucLED13 = 0;	
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 4;					
				}
			}
		break;
		case 6:
			if(uiTimeCnt_09_16 >= const_time_level_09_16)
			{
				uiTimeCnt_09_16 = 0;	/*时间计数器清零*/
				if(ucLedDirFlag == 0)
				{
					ucLED14 = 0;
					ucLED15 = 1;	
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 7;					
				}
				else
				{
					ucLED13 = 1;
					ucLED14 = 0;	
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 5;						
				}
			}
		break;	
		case 7:
			if(uiTimeCnt_09_16 >= const_time_level_09_16)
			{
				uiTimeCnt_09_16 = 0;	/*时间计数器清零*/
				if(ucLedDirFlag == 0)
				{
					ucLED15 = 0;
					ucLED16 = 1;	
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 0;					
				}
				else
				{
					ucLED14 = 1;
					ucLED15 = 0;	
					
					ucLed_update = 1;  /*更新显示*/
					ucLedStep_09_16 = 6;						
				}
			}
		break;			
	}
}
/**
* @brief  定时器0中断函数
* @param  无
* @retval 无
**/
void ISR_T0(void)	interrupt 1
{
	TF0 = 0;  /*清除中断标志*/
  TR0 = 0; /*关中断*/
	
//	if(uiTimeCnt_01_08 < 0xffff)	/*设定这个条件,防止uiTimeCnt超范围。*/
//	{
//		uiTimeCnt_01_08 ++;		
//	}
	if(uiTimeCnt_09_16 < 0xffff)	/*设定这个条件,防止uiTimeCnt超范围。*/
	{
		uiTimeCnt_09_16 ++;		
	}
	
	Key_Scan();	
	
  if(uiVoiceCnt != 0)
  {
     uiVoiceCnt--; /*每次进入定时中断都自减1,直到等于零为止。才停止鸣叫*/
     Beep=0;  /*蜂鸣器是PNP三极管控制,低电平就开始鸣叫。*/
  }
  else
  {
     ; /*此处多加一个空指令,想维持跟if括号语句的数量对称,都是两条指令。不加也可以。*/
     Beep=1;  /*蜂鸣器是PNP三极管控制,高电平就停止鸣叫。*/
  }	
	
	TL0 = T1MS;                     /*initial timer0 low byte*/
	TH0 = T1MS >> 8;                /*initial timer0 high byte*/
  TR0 = 1; /*开中断*/	
}

/*——————主函数——————*/
/**
* @brief  主函数
* @param  无
* @retval 实现LED灯闪烁
**/
void main()
{
	/*单片机初始化*/
	Init();
	/*延时,延时时间一般是0.3秒到2秒之间,等待外围芯片和模块上电稳定*/
	Delay_Long(100);
	/*单片机外围初始化*/	
	Init_Peripheral();
	while(1)
	{
		/*LED服务函数*/
		LED_Flicker_09_16();
		/*LED更新函数*/
		LED_Update(); 
		/*按键服务的应用程序*/
		Key_Service();
	}
}

三、仿真实现

单片机学习笔记————51单片机实现两片联级74HC595控制跑马灯,独立按键控制跑马灯的方向_第2张图片

51单片机实现两片联级74HC595控制跑马灯,独立按键控制跑马灯的方向

 

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