单片机流水灯程序设计-优快云博客

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前面我们已经完成了流水灯的电路设计，现在我们开始根据电路图实现流水灯的程序设计。在程序的开头我们将根据第1讲的点亮一个LED灯的程序进行扩展，用最容易想到的方法实现流水灯效果。然后我们将利用其他方法改写这个程序，一步一步实现最优化的程序。

步骤一：让一个LED灯闪烁起来。

如上图，我们知道如果让P0口的第0位（下面我们用led1表示）赋值0即低电平，那么LED小灯点亮，而给它赋值1即高电平，那么它便会熄灭。所以我们的程序改成这样：

#include

sbit led1 = P0^0;

void main()

{

led1 = 0; //小灯亮

led1 = 1; //小灯灭

}

但是当我们将该程序编译并运行后，发现结果并不是我们想要的那样LED灯有规律的一亮一灭，而是很无规律的乱闪。这是为什么呢？原因是单片机CPU执行程序语句的速度非常快，而LED灯的反应却没那么灵敏，所以当执行“led1 = 0;”语句LED灯亮后，又执行“led1 = 1;”时可能LED灯还没有来得及熄灭，又开始执行“led1 = 0;”语句了，所以LED灯长时间亮着。相反的，LED灯可能长时间熄灭。这就造成了程序的混乱。

为了解决上面的问题，我们可以让CPU执行完“led1 = 0;”语句后，不直接执行“led1 = 1;”而是去执行一些其他无关的操作，那么LED灯就会亮一段时间。此后再执行“led1 = 1;”让LED灯熄灭，再去执行一些其他无关的操作，那么LED灯就会熄灭一段时间，然后再循环到程序开始，这样LED灯便可以稳定的一亮一灭闪烁起来了。

我们只更改主函数：

void main()

{

int i,j; //加入两个临时变量

led1 = 0;

for(i=1000;i>0;i--) //双重循环，循环体为空，就是说这个循环什么也不做，只是

for(j=100;j>0;j--); //进行空循环，来消耗CPU周期，达到延时的效果

led1 = 1;

for(i=1000;i>0;i--)

for(j=100;j>0;j--);

}

可以看出，是我们加入了循环函数来让CPU进行其他操作的，这样便实现了一个LED灯的闪烁效果。但是同样的双重for循环语句我们却写了两遍，显得很臃肿，我们可以将for循环写到一个函数里，然后用到延时的地方只需要调用这个函数名即可。程序修改如下：

#include

sbit led1 = P0^0;

void delay(); //加入子函数的声明

void main() //主函数

{

led1 = 0;

delay(); //子函数的调用

led1 = 1;

delay(); //子函数的调用

}

void delay() //子函数的定义

{

int i,j;

for(i=1000;i>0;i--)

for(j=100;j>0;j--);

}

在程序中除了main()函数外其他函数都称为子函数，而子函数一般定义在主函数的后面。这样在程序的开头必须先对子函数进行声明，说明我下面要用到这样一个函数。声明与定义的区别就是定义需将函数的具体实现语句写出来，而声明不用。

到此，一个LED灯闪烁的程序便完成了。

步骤二：让多个LED灯同时点亮。

学会了点亮一个LED灯，那么点亮多了LED灯也就很容易了。下面是第2讲（一）中画好的电路图，可以知道只需同时让需要亮的LED灯的P0口的相应位赋值0即可。下面的程序我们将让第1，3，5，7个LED灯点亮。

#include

sbit led1 = P0^0;

sbit led2 = P0^1;

sbit led3 = P0^2;

sbit led4 = P0^3;

sbit led5 = P0^4;

sbit led6 = P0^5;

sbit led7 = P0^6;

sbit led8 = P0^7;

void main()

{

led1 = 0; //点亮第1个LED灯

led3 = 0; //点亮第3个LED灯

led5 = 0; //点亮第5个LED灯

led7 = 0; //点亮第7个LED灯

}

运行效果如下：

可以看出，P0口没有赋值的其他位默认为高电平，其实单片机初始化后所有端口均为高电平。

到这里你是不是觉得上面那么多位定义很麻烦，其实还有一种对P0口整体赋值的方法，被称为总线方法。例如上面的程序可以改写为：

#include

void main()

{

P0 = 0xaa; //利用总线方法给端口赋值

}

其中，语句“P0 = 0xaa;”中的0xaa是十六进制数，C语言中十六进制数都以0x开头。十六进制中用0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，a，b，c，d，e，f来表示十进制中的0到15，

其中a表示10，即二进制的1010，那么0xaa就表示1010 1010，这八位数从右到左分别对应P0口的0到7位，如下图：

所以执行完语句“P0 = 0xaa;”后，便能点亮第1，3，5，7个小灯。可以看出利用总线的方法能大大的简化程序。

步骤三：实现流水灯。

会让一个小灯亮灭了，会点亮多个小灯了，那么也许你已经想到了怎样去实现流水灯效果。还用上面的电路图，程序如下：

#include

void delay();

void main()

{

P0 = 0xfe; //点亮第1个小灯

delay();

P0 = 0xff; //熄灭小灯

P0 = 0xfd; //点亮第2个小灯

delay();

P0 = 0xff;

P0 = 0xfb; //点亮第3个小灯

delay();

P0 = 0xff;

P0 = 0xf7; //点亮第4个小灯

delay();

P0 = 0xff;

P0 = 0xef; //点亮第5个小灯

delay();

P0 = 0xff;

P0 = 0xdf; //点亮第6个小灯

delay();

P0 = 0xff;

P0 = 0xbf; //点亮第7个小灯

delay();

P0 = 0xff;

P0 = 0x7f; //点亮第8个小灯

delay();

P0 = 0xff;

}

void delay() //延时函数的定义

{

int i,j;

for(i=1000;i>0;i--)

for(j=100;j>0;j--);

}

有了上面的十六进制的知识，第一条语句“P0 = 0xfe;”应该知道是什么意思了，就是P0口的第0为赋值0，其他位赋值1，即1111 1110，也就是0xfe了。它实现了点亮第一个LED灯。

上面的方法虽然容易想到，但是程序也太长了吧，有没有好一点的方法呢？有的，下面我们用C51即单片机C语言提供的一个函数来实现流水灯。

步骤四：其他方法实现流水灯。

我们先直接改写程序，然后再进行解释。

#include

#include //循环移位函数定义在该头文件中，要想使用该函数必须先包含此头文件

void delay();

void main()

{

unsigned char temp; //定义无符号字符型变量temp

temp = 0xfe; //temp赋初值0xfe

while(1) //循环执行下面的语句

{

P0 = temp; //将temp的值赋给P0口

delay();

temp = _crol_(temp,1); //temp的值每次向左循环移动1位

}

void delay()

{

int i,j;

for(i=1000;i>0;i--)

for(j=100;j>0;j--);

}

其中，unsigned char类型的变量是8位的，给temp赋值0xfe，即1111 1110。而_crol_函数是循环左移函数，它有两个参数，第一个参数是要进行循环的变量，第二个参数是每次循环的位数。“temp = _crol_(temp,1)”的意思是让temp的值向左环移一位，即temp由1111 1110变为了1111 1101，最高位移动到了最末位，其他位依次向左移动一位。示意图如下：