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
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
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