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【单片机实验】LED的相关实验探索

点亮一个LED灯

根据LED模块原理图，我们可以知道，通过控制P20、P21...P27这八个位置的高低电平，可以实现D1~D8八个LED灯的亮灭。VCC接的是高电平，如果P20接的是低电平，那么D1就可以亮。如果P20接的是高电平，D1就不能亮，以此类推。

P20~P27一共有八个端口，依次可以用P2_0,P2_1,P2_2...P2_7进行表示。也可以直接用P2进行表示。

例如P2_0=0，表示P20是低电平，P2_1=1，表示P21是高电平。

如果只用P2表示，P2=0xFF，表示P20~P27全是高电平，因为0xFF是十六进制，转化为二进制是1111 1111，十六进制转二进制是四位一组，F表示15,1111。因此对应P20=1,P21=1,....P27=1。

如果P2=0xFE，表示P20=0,P21~P27全是高电平，因为0xFE转化为二进制是1111 1110 从低位开始依次对应P20，P21,P22...P27。一个二进制数对应一个引脚。 低电平表示亮，高电平不亮。0表示低电平，1表示高电平。



#include <REGX52.H>
void main(){
        P2=0xFE;//1111 1110 点亮D1
        while(1){
                
        }
}


点亮一个LED


使一个LED灯闪烁


while循环使得程序一直运行下去。如果要使一个LED灯闪烁，那么就要使一个灯亮，然后灭，交替进行。


如果我们写这样的代码，可以使得一个LED灯闪烁吗？




#include <REGX52.H>
void main(){
        while(1){
                P2=0xFE;//1111 1110
                P2=0xFF;
        }
}


答案是不可以，因为机器的运算速度是非常的快的，我们的肉眼没办法区分两行代码的区别，所以我们看到的是灯一直亮着。如果要让肉眼看见LED灯闪烁，那就要让机器慢下来，也就是让机器延时，再运行下一段代码。


延时就是空跑，程序什么都不执行，但是需要耗费时间。一般用多个while循环函数实现。




我们可以利用STC-ISP软件自动生成延时函数。我们生成1毫秒的延时函数，然后封装成可以实现任意毫秒的延时函数。




#include <REGX52.H>

void Delay(unsigned int xms)                //@11.0592MHz
{
        
        while(xms--){
        unsigned char i, j;

        
        i = 2;
        j = 199;
        do
        {
                while (--j);
        } while (--i);
        }

}

void main(){
        while(1){
                P2=0xFE;//1111 1110
                Delay(500);
                P2=0xFF;
                Delay(500);
        }
}


这段代码实现了周期为1s，使一个LED灯闪烁。


LED闪烁


LED流水灯


LED流水灯意思是，让D1亮，其他不亮，然后D2亮，其他不亮，…..，使得灯亮呈流水状亮。


D1对应P2_0,D2对应P2_1……D8对应P2_7。


D1对应P2 二进制的第一位（个位），D2对应P2 二进制的第二位（十位），……D8对应P2的第八位。（低位依次对应）




D1亮对应P2=0xFE，D2亮对应P2=0xFD，D3亮对应P2=0xFB，D4亮对应P2=0xF7。


D5亮对应P2=0xEF，D6亮对应P2=0xDF，D7亮对应P2=0xBF，D8亮对应P2=0x7F。


我们以四个LED灯为一组，对应的十六进制是E,D,B,7。分别表示第一个灯亮，第二个灯亮，第三个灯亮，第四个灯亮。




//main.c
#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"
void main(){
        
        while(1){
                P2=0xfe;
                Delay(500);
                P2=0xfd;
                Delay(500);
                P2=0xfb;
                Delay(500);
                P2=0xf7;
                Delay(500);
                P2=0xef;
                Delay(500);
                P2=0xdf;
                Delay(500);
                P2=0xbf;
                Delay(500);
                P2=0x7f;
                Delay(500);
        }
        
}




//Delay.c
void Delay(unsigned int xms)                //@11.0592MHz
{
        
        while(xms--){
        unsigned char i, j;

        
        i = 2;
        j = 199;
        do
        {
                while (--j);
        } while (--i);
        }

}




//Delay.h
void Delay(unsigned int xms);                //@11.0592MHz



将这三个文件放到同一个组别中，实现模块化编写代码，提高代码的可移植性，便携性。我们只需要在主函数声明Delay.h的头文件即可使用Delay.c中的Delay的延时函数。


流水灯


LED流水灯plus版本


#include <REGX52.H>
#include "Delay.h"

void liushui1(unsigned int xms){
        P2=0xfe;
        Delay(xms);
        P2=0xfd;
        Delay(xms);
        P2=0xfb;
        Delay(xms);
        P2=0xf7;
        Delay(xms);
        P2=0xef;
        Delay(xms);
        P2=0xdf;
        Delay(xms);
        P2=0xbf;
        Delay(xms);
        P2=0x7f;
        Delay(xms);
}
void liushui2(unsigned int xms){
        P2=0x7f;
        Delay(xms);
        P2=0xbf;
        Delay(xms);
        P2=0xdf;
        Delay(xms);
        P2=0xef;
        Delay(xms);
        
        P2=0xf7;
        Delay(xms);
        P2=0xfb;
        Delay(xms);        
        P2=0xfd;
        Delay(xms);        
        P2=0xfe;
        Delay(xms);        
        
}
void ji(unsigned int xms){
        P2=0xAA;
        Delay(xms);
}
void ou(unsigned int xms){
        P2=0x55;
        Delay(xms);
}

void man(){
        P2=0x00;
        Delay(500);
        P2=0xff;
        Delay(500);
}
void main(){
        unsigned int xms=300;
        while(1){
                int i;
                liushui1(xms);
                liushui1(xms);
                man();
                man();
                liushui2(xms);
                liushui2(xms);
                man();
                man();
                for(i=1;i<=5;i++){
                        ji(xms);
                        ou(xms);
                        
                }
                xms-=50;
                if(xms==0) xms=300;
        }
        
}


这段代码是用于单片机（基于8051架构）的程序，用来控制LED灯的流水灯效果和闪烁模式。程序包含几个关键函数，每个函数用于实现特定的灯光效果。




包含的头文件和自定义函数




#include <REGX52.H>


这行代码包含了一个专为8051单片机设计的头文件，其中包含了对单片机特定功能寄存器的定义和访问方法。




#include "Delay.h"


这行代码包含了一个自定义的延时函数库，里面定义的Delay函数被用来在程序中实现延时效果，使LED灯的变化速度符合人眼观察的需求。




liushui1函数




void liushui1(unsigned int xms){
        P2=0xfe;
        Delay(xms);
        P2=0xfd;
        Delay(xms);
        P2=0xfb;
        Delay(xms);
        P2=0xf7;
        Delay(xms);
        P2=0xef;
        Delay(xms);
        P2=0xdf;
        Delay(xms);
        P2=0xbf;
        Delay(xms);
        P2=0x7f;
        Delay(xms);
}


liushui1函数实现了LED灯的正向流水效果。通过改变P2端口的输出值，让LED依次点亮，模拟流水的效果。xms参数控制每个LED点亮的持续时间，从而影响流水的速度。




liushui2函数




void liushui2(unsigned int xms){
        P2=0x7f;
        Delay(xms);
        P2=0xbf;
        Delay(xms);
        P2=0xdf;
        Delay(xms);
        P2=0xef;
        Delay(xms);
        
        P2=0xf7;
        Delay(xms);
        P2=0xfb;
        Delay(xms);        
        P2=0xfd;
        Delay(xms);        
        P2=0xfe;
        Delay(xms);        
        
}


liushui2函数实现了LED灯的反向流水效果，其工作原理与liushui1相似，但LED点亮的顺序相反。




ji函数和ou函数




void ji(unsigned int xms){ P2=0xAA; Delay(xms); }
void ou(unsigned int xms){ P2=0x55; Delay(xms); }


ji函数和ou函数用来实现特定的LED闪烁模式。ji函数让LED以0xAA（10101010二进制模式）的模式闪烁，而ou函数以0x55（01010101二进制模式）的模式闪烁。参数xms控制闪烁的持续时间。




man函数




void man(){ P2=0x00; Delay(500); P2=0xff; Delay(500); }


man函数用于实现所有LED全部点亮然后再全部熄灭的效果，每个状态持续500ms。




main函数




void main(){
        unsigned int xms=300;
        while(1){
                int i;
                liushui1(xms);
                liushui1(xms);
                man();
                man();
                liushui2(xms);
                liushui2(xms);
                man();
                man();
                for(i=1;i<=5;i++){
                        ji(xms);
                        ou(xms);
                        
                }
                xms-=50;
                if(xms==0) xms=300;
        }
        
}


main函数是程序的入口点，定义了一个无限循环，在这个循环中不断调用上述定义的函数，以实现不断变化的LED灯效果。通过调整xms的值，可以改变灯光效果的速度。当xms减到0时，程序会将其重置为300ms，保证了程序的连续运行和灯光效果的多样性。正向流水流两次，然后全部点亮全部熄灭两次，逆向流水流两次，然后全部点亮全部熄灭两次，奇偶交替变换五次，然后延时降低50毫秒，一直到延时为0，此时重新设置延时时间为300毫秒。


流水灯plus_0


结尾


最后，感谢您阅读我的文章，希望这些内容能够对您有所启发和帮助。如果您有任何问题或想要分享您的观点，请随时在评论区留言。




同时，不要忘记订阅我的博客以获取更多有趣的内容。在未来的文章中，我将继续探讨这个话题的不同方面，为您呈现更多深度和见解。




谢谢您的支持，期待与您在下一篇文章中再次相遇！


作者：妖精七七_





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