流水灯原理

图1 芯片引脚电路图

图2 数码管与发光二极管硬件电路图

（1）发光二极管电路工作原理

如图2（只关注led灯部分电路），P0口的8位输出分别连接了8个发光二极管L0~L7的阳极， P2.3经过一个反相器连接到8个发光二极管L0~L7的阴极（共阴极）。根据二极管的单向导通性（当阳极为高（对应P0口位为1）、阴极为低时，二极管导通，否则不导通），若P2.3输出信号为低电平“0”，则二极管的阴极都为高电平，此时无论P0输出的是“1”还是“0”，二极管都不会导通，也就不会发光。因此想要发光二极管导通，必须先设置P2.3输出信号为“1”，再通过设置P0，点亮想要点亮的发光二极管。

（2）P0口设置与工作原理

STC系列芯片有5组8位输入口，分别为P0到P5，其中P5口仅P5.0~P5.5用于输入输出。STC芯片的所有I/O口都可以配置为四种工作模式之一：准双向口/弱上拉、推挽/强上拉、输入/高阻和开漏模式。STC15系列单片机上电复位后为准双向口/弱上拉工作模式。

每个I/O口的工作模式由2个控制寄存器中的相应位控制（PnM0和PnM1，n=0、1、2、3、4、5）。也就是说P0口的具体工作模式由P0M0和P0M1控制。具体赋值方法参照表1。

表1 I/O口工作模式设置

其他I/O口工作模式设置类似。

四种工作模式的说明：

（1）准双向口。真正的双向口指的是具有输入和输出两种模式的端口，在不同模式之间需要进行转换；如果从输入改为输出，需要对某些控制寄存器进行设定，才能完成。而51系列单片机的I/O口线在输入和输出之间没有明确的模式区别。相应端口在同样模式下，既可以作为输入，又可以作为输出。P3口除外，因为它需要连接外设。51单片机的I/O口如果要读必须先写1才可以，因此称为“准”双向口。需要大电流高电平输出能力的场合和高速场合不能使用该模式。

（2）推挽电路输入输出（push-pull）模式。推挽电路的输出端好像有两个“臂”（两组放大元件），一个“臂”的电流增加时，另一个“臂”的电流则减小，二者的状态轮流转换。对负载而言，好象是一个“臂”在推，一个“臂”在拉，共同完成电流输出任务。该电路模式的主要作用是增强驱动能力，为外部设备提供大电流，可以直接输出高电平电压。

（3）输入/高阻模式。仅用于输入。

（4）开漏电路。I/O口的开漏就是没有连接上拉电阻。

注意：需要将P0的8个引脚和P2.3都设置为推挽输出，led灯才可以点亮。其中的细节原理初学者可先不必深究。