51单片机之LED灯模块篇

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目录

点亮一盏LED灯 

LED的组成原理

LED的硬件模型

点亮一盏LED灯的程序设计

 LED灯闪烁

LED流水灯 

 独立按键控制LED灯亮灭

独立按键的组成原理

独立按键的硬件模型

  独立按键控制LED灯状态

按键的抖动

 独立按键控制LED灯移位

位移的原理

点亮一盏LED灯 

LED的组成原理

<1>LED即发光二极管，是一种有方向性的半导体固体发光器件，在单片机上是贴片形式

<2>LED的 阳极 串联一个电阻，然后连接到电源VCC，而LED的 阴极 连接到单片机的P2口，如果想把LED灯点亮，就把单片机相关的 I/O 口赋为低电平

<3>单片机中，用 0 表示低电频，用 1 表示高电频

LED的硬件模型

我们可以看到LED连上了单片机的管脚。而单片机需要通过CPU控制寄存器的值，进而通过驱动器加大控制力度，由控制电路输出高低电平

CPU访问寄存器为 1 输出高电频，为 0 输出低电频

点亮LED灯的程序就是让 LED = 0 (低电平)，熄灭LED灯的程序就是 LED = 1(高电平)

所以我们只要在对应的寄存器上写 0 或 1 ，即可控制LED的亮灭

点亮一盏LED灯的程序设计

根据硬件原理图和寄存器定义，来对操作寄存器地址，实现灯的点亮

因为单片机只能识别十六进制，所以 1111 1110 要写成0xFE

#include 

void  main()
{
	while(1)
	{
		P2 = 0xFE;
	}
}

我们发现这里编译器并没有报任何的错误

于是我们选择生成文件，将代码下载到板子上

我们找到对应板子的型号，然后打开程序文件，点击下载

这样我们就点亮了一盏LED灯啦

 LED灯闪烁

<1>通过STC-ISP拷贝延时代码

<2>加入延时，方便观察灯的闪烁

<3>加上while循环，循环的表达式的值为真，LED就会反复不停的亮和灭

#include 
#include 

void Delay500ms(void)	//@12.000MHz
{
	unsigned char data i, j, k;

	_nop_();
	i = 4;
	j = 205;
	k = 187;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}


void  main()
{
	while(1)
	{
		P2 = 0xFE;
		Delay500ms();
		P2 = 0xFF;
		Delay500ms();
	}
}

单片机闪烁

LED流水灯 

我们学习了点亮LED小灯闪烁，现在我们就可以进一步的让LED灯依次亮起来

这就是我们日常中的流水灯

从之前的代码操作可知，我们可以通过对P2的控制来实现8个LED灯的亮灭

我们只要对P2依次赋值就可以啦：

0xFE、0xFD、0xFB、0xF7、0xEF、0xDF、0xBF、0x7F

#include 
#include 

void Delay500ms(void)	//@12.000MHz
{
	unsigned char data i, j, k;

	_nop_();
	i = 4;
	j = 205;
	k = 187;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}


void  main()
{
	while(1)
	{
		P2=0xFE;     //1111 1110
		Delay500ms();
		P2=0xFD;     //1111 1101
		Delay500ms();
		P2=0xFB;     //1111 1011
		Delay500ms();
		P2=0xF7;     //1111 0111
		Delay500ms();
		P2=0xEF;     //1110 1111
		Delay500ms();
		P2=0xDF;     //1101 1111
		Delay500ms();
		P2=0xBF;     //1011 1111
		Delay500ms();
		P2=0x7F;     //0111 1111
		Delay500ms();
	}
}

每次延迟500毫秒太单调了，我们可以让流水灯想延迟多少行秒就可以延迟多少行秒

51单片机的数据类型

我们先将 1毫秒 的代码拷贝到我们的编译器上

然后将代码改成 传参类型

void Delay1ms(unsigned int xms)	//@12.000MHz
{
	unsigned char data i, j;
	while(xms)
	{
	i = 2;
	j = 239;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
	xms--;
	}
}

这样我们传多少毫秒就延迟多少毫秒

void  main()
{
	while(1)
	{
		P2=0xFE;     //1111 1110
		Delay1ms(100);
		P2=0xFD;     //1111 1101
		Delay1ms(200);
		P2=0xFB;     //1111 1011
		Delay1ms(300);
		P2=0xF7;     //1111 0111
		Delay1ms(400);
		P2=0xEF;     //1110 1111
		Delay1ms(400);
		P2=0xDF;     //1101 1111
		Delay1ms(300);
		P2=0xBF;     //1011 1111
		Delay1ms(200);
		P2=0x7F;     //0111 1111
		Delay1ms(100);
	}
}

 独立按键控制LED灯亮灭

独立按键的组成原理

独立按键直接用 I/O 口线构成的单个按键电路，其特点是每个按键单独占用一根 I/O 口线，每个按键的工作不会影响其他 I/O 口线的状态

独立按键的硬件模型

<1>独立按键电路构成是由各个按键的一个管脚连接在一起接地，按键其他引脚分别接到单片机 IO 口

<2>单片机的 IO 口既可作为输出也可作为输入使用，当检测按键时用的是它的输入功能，独立按键的一端接地， 另一端与单片机的 I/O 口相连

<3>开始时先给该 IO 口赋一高电频，然后让单片机不断地检测该 I/O 口是否变为低电频，当按键闭合时，即相当于该 I/O 口通过按键与地相连，变成低电频，程序一旦检测到I/O 口变为低电频则说明按键被按下，然后执行相应的指令

当按下k1时，LED小灯D1亮起，松开按键时D1灭掉

#include 

void main()
{
	P2_0 = 1;       
	while(1)
	{
		if(P3_1 == 0)   //检测按键判断是否点亮LED灯
		{
			P2_0 = 0;   
		}
		else
		{
			P2_0 = 1;   
		}
	}
}

  独立按键控制LED灯状态

按键的抖动

通常按键所用的开关都是机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上就稳定接通，在断开时也不会一下子彻底断开，而是在闭合和断开的瞬间伴随了一连串的 抖动

按键的效抖

<1>硬件消抖：按键上并联一个电容，利用电容的充放电特性对抖动过程中产生的电压毛刺进行平滑处理，从而实现消抖

<2>软件消抖：通过对按键状态进行两次检测，并引入适当的延时，从而忽略前沿抖动的影响

#include 

void Delay(unsigned int xms)	//单位毫秒的延时函数
{
	unsigned char i, j;
	while(xms)
	{
	i = 2;
	j = 239;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
	xms--;
	}
}

void main()
{
	while(1)
	{
		if(P3_1 == 0)             //当按键按下时K1会与地相连 引脚处会被置低电频，D1点亮
		{
			Delay(20);            //延迟20毫秒
			while(P3_1 == 0);     //当再次按下K1键，引脚处会被置高电频
			Delay(20);
			P2_0 =~P2_0;          //D1按位取反，回到高电频，D1关闭
		}
	}
}

首先检测按键是否处于按下状态，然后进行一段较短时间的延时，再次检测按键状态。如果确认按键仍然被按下，则执行相应的操作（在示例中为 取反  操作），并延时一段时间来避免连续按下造成的快速闪烁。最后，使用一个 while循环 来等待按键被释放

 独立按键控制LED灯移位

通过控制独立按键K1、K2来实现左右移位

位移的原理

#include 

void Delay(unsigned int xms)   //1毫秒的延迟函数	
{
	unsigned char i, j;
	while(xms--)
	{
	i = 2;
	j = 239;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
	}
}

unsigned char LEDNum;          //全局变量初始化为0
void main()
{
	P2 = ~0x01;                //给P2按位取反就是点亮D1
	while(1)
	{
		if(P3_1 == 0)          //检测K1键有没有按下
	  {
		Delay(20);            
		while(P3_1 == 0);      //消抖
		Delay(20);
		
		LEDNum++;              //LEDNum自增
                               //随着K1按键按下，LEDNum二进制变大，LED灯也会往右依次亮起
		if(LEDNum>=8)          //处理边界问题
			LEDNum = 0;
		P2 = ~(0x01<