代码收藏家 入门保姆级教程：51单片机LED闪烁与流水灯实现
一、LED基本原理和知识
图1 LED共阳极原理图
1.1 LED共阴极和共阳极的含义
LED的最小单元是发光二极管。发光二极管是区分正负极的，正向导通，反向截止。共阴极就是发光二极管的负极连接在一起，共阳极就是发光二极管的正极连接在一起。
1.2 共阴极和共阳极的区别
二、单个LED的闪烁
2.1 KEIL文件的建立
具体的keil工程文件创建可以参考[1]中的过程。
2.2 LED的闪烁程序
#include <reg52.h> //定义单片机的一些特殊功能寄存器
sbit led=P2^0; //定义指定LED灯的管脚
void delay(unsigned int i) //延时函数。unsigned int定义无符号整型，范围0-655535
{
while(i--); //i=1时，大约延时10us
}
void main() //主函数，程序从这里开始执行
{
while(1)
{
led=0; //0表示低电平，共阳极二极管点亮
delay(50000); //大约延时450ms
led=1; //1表示高电平，LED熄灭
delay(50000); //大约延时450ms
}
}2.3 包含/区分/学习知识点
两者来说区别不大，< >的引用是C51库函数里面的文件，而" "是引用我们自己创建的库函数里面的文件。
while(i<10)
{
i=i+1;
}
while函数的定义为：执行程序里面的函数文件，即i+1，执行完后判断i是否<10，若小于，继续执行，若大于等于则跳出循环。
在单片机中有两种延时方式，一种是软件延时，一种是硬件延时（计时器/计数器）。本知识点主要介绍软件延时函数。
void delay(unsigned int i)
{
while(i--);
}延时函数，i=1时，大约延时10us
图2 STC-ISP生成延时函数
图2所示为STC-ISP自动设置生成延时函数，所使用的晶振为11.0592MHz，以10us为例，自动生成。
void Delay10us() //@11.0592MHz
{
unsigned char i;
_nop_();
i = 25;
while (--i);
}我们发现其中多了_nop_()指令，该指令包含在头文件#include<intrins.h>中，所以我们需要专门调用改文件。_nop_()的作用是产生下一条指令，对于延时很短的，要求在us级的，采用“_nop_”函数，这个函数的作用是使程序执行完成后延时几微秒。nop指令为单周期指令，可由晶振频率算出延时时间，对于12M晶振，延时1us。对于延时比较长的，要求在大于10us，采用C51中的循环语句来实现。对上述闪烁程序变换后可得如下程序。
#include <reg52.h> //定义单片机的一些特殊功能寄存器
#include <intrins.h> //定义单片机的一些特殊功能寄存器，里面包含_nop_()
sbit led=P2^0; //定义指定LED灯的管脚
void main() //主函数，程序从这里开始执行
{
while(1)
{
led=0; //0表示低电平，共阳极二极管点亮
_nop_();
led=1; //1表示高电平，LED熄灭
_nop_();
}
}三、LED流水灯的实现
3.1最基础最原始的流水灯实现办法
（1）概念
8个LED灯的定义，以共阳极为例，让某一个灯点亮就是让这个LED灯为低电平。从左到右依次为01111111、10111111、11011111、11101111、11110111、11111011、11111101、11111110。其中1就是高电平、0位低电平，为低电平时LED点亮。
（2）具体程序代码
#include <reg52.h> //定义单片机的一些特殊功能寄存器
sbit led1=P2^0; //定义指定LED灯的管脚
sbit led2=P2^1;
sbit led3=P2^2;
sbit led4=P2^3;
sbit led5=P2^4;
sbit led6=P2^5;
sbit led7=P2^6;
sbit led8=P2^7;
void delay(unsigned int i) //延时函数。unsigned int定义无符号整型，范围0-655535
{
while(i--); //i=1时，大约延时10us
}
void main() //主函数，程序从这里开始执行
{
while(1)
{
led1=0; //0表示低电平，led1点亮
delay(5000);
led1=1; //1表示高电平，led1熄灭
delay(5000);
led2=0; //0表示低电平，led2点亮
delay(5000);
led2=1; //1表示高电平，LED2熄灭
delay(5000);
led3=0; //0表示低电平，LED3点亮
delay(5000);
led3=1; //1表示高电平，LED3熄灭
delay(5000);
led4=0; //0表示低电平，LED4点亮
delay(5000);
led4=1; //1表示高电平，LED4熄灭
delay(5000);
led5=0; //0表示低电平，LED5点亮
delay(5000);
led5=1; //1表示高电平，LED5熄灭
delay(5000);
led6=0; //0表示低电平，LED6点亮
delay(5000);
led6=1; //1表示高电平，LED6熄灭
delay(5000);
led7=0; //0表示低电平，LED7点亮
delay(5000);
led7=1; //1表示高电平，LED7熄灭
delay(5000);
led8=0; //0表示低电平，LED8点亮
delay(5000);
led8=1; //1表示高电平，LED8熄灭
delay(5000);
}
}最基础最原始的流水灯方式，就是单纯让LED按照顺序依次点亮，从而达到流水灯的效果，看似笨拙、程序繁多，却突出流水灯的思想和原理，为后面库函数、左移右移、数组索引法奠定基础。
3.2 移位法实现LED流水灯
（1）具体程序代码
左循环
#include <reg51.h>
void delay(unsigned int i) //延时函数
{
while(i--);
}
void main(void) //主函数，程序从这里开始执行
{
int j; //引入变量，定义字符
while(1)
{
P2=0xfe; //即11111110，将8个LED的状态赋值给P2
delay(50000);
for(j=0;j<8;j++) //循环8次，因为有8个LED灯
{
P2=P2<<1 | 0x01; //实现程序左移1位，或运算，有1为1，全0为0
delay(50000);
}
}
}右循环
#include <reg51.h>
void delay(unsigned int i) //延时函数
{
while(i--);
}
void main(void) //主函数，程序从这里开始执行
{
int j; //定义字符
while(1)
{
P2=0x7f; //即01111111，将8个LED的状态赋值给P2
delay(50000);
for(j=0;j<8;j++) //循环8次，因为有8个LED灯
{
P2=P2>>1 | 0x80; //实现程序右移1位，或运算，有1为1，全0为0
delay(50000);
}
}
}（2）相关知识、逻辑解释
基本运算规则为： 0|0=0； 0|1=1； 1|0=1； 1|1=1；只要运算中有一个为1，其值为1。
变量j：为了实现循环，让LED灯依次进行移动，文中实现LED灯左移或者右移8次。
左移和右移有其固定的形式，如P1<<1，就是让P1往左移动一位，若为P1<<2，就是让P1往左移动两位，依次推算，右移也是如此。
3.3 数组法
（1）具体程序代码
#include <reg51.h>
unsigned char LED [8] = {0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //定义8个LED灯点亮
void delay(unsigned int i) //延时函数
{
while(i--);
}
void main(void) //主函数，程序从这里开始执行
{
int j;
for(j=0; j<8; j++) //循环函数，实现流水效果
{
P2 = LED[j]; //赋值给LED端口
delay(50000);
P2 = 0xff; // 清屏，使所有LED熄灭
}
}（2）相关知识点
这是数组最基本的形式，比较固定。其中：
类型说明符：表示变量的长度单元格，常用为char、int、long；因为一般读取数据很少有负数，所以常用无符号整型。
数组名：定义的数组名字，即数组标识符。
常量表达式：表示定义的数组中装有元素的个数，即数组长度。
3.4 库函数法
（1）具体程序代码
#include <reg51.h>
#include <intrins.h>
void delay(unsigned int i) //延时函数
{
while(i--);
}
void main() //主函数，程序从这里开始执行
{
int i;
P2 = 0xfe;
for(i=0;i<7;i++) //LED左移一位
{
P2=_crol_(P2,1);
delay(50000); //延时
}
for(i=0;i<7;i++) //LED右移一位
{
P2=_cror_(P2,1);
delay(50000); //延时
}
}（2）小修改后代码
#include <reg51.h>
#include <intrins.h>
#define LED P2 //把P2口整体定义为LED，后面可以直接引用
void delay(unsigned int i) //延时函数
{
while(i--);
}
void main() //主函数，程序从这里开始执行
{
int i;
LED = 0xfe;
for(i=0;i<7;i++) //LED左移一位
{
LED=_crol_(LED,1);
delay(50000); //延时
}
for(i=0;i<7;i++) //LED右移一位
{
LED=_cror_(LED,1);
delay(50000); //延时
}
}（3）相关知识点
需要添加#include<intrins.h>库函数，其中_crol_表示左移（字符循环左移），_cror_表示右移（字符循环右移）。具体应用中_crol_(LED,1)表示把LED左移1位（例如：11111110执行完后为11111101），_cror_(LED,2)表示左移2位等（例如：10111111执行完后为11101111）。
修改后的程序中多了#define LED P2定义，此句话意思为将P2口整体定义为LED，增加了程序的可读性。
四、小结
以上四种方法基本涵盖了流水灯的控制移动方法，可供借鉴学习，水平有限，若有不足，请理解谢谢，欢迎指出问题。
