51单片机入门教程（2）——实现流水灯

一、搭建流水灯电路

在Proteus中搭建流水灯电路如图

二、流水灯程序

我们可以把流水灯看作依次点亮若干个灯。

程序如下：

#include

sbit led1 = P2^0;

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 main()

{

    //点亮第一个灯

    led1 = 1;

    led2 = 0;

    led3 = 0;

    led4 = 0;

    led5 = 0;

    led6 = 0;

    led7 = 0;

    led8 = 0;

    //点亮第二个灯

    led1 = 0;

    led2 = 1;

    led3 = 0;

    led4 = 0;

    led5 = 0;

    led6 = 0;

    led7 = 0;

    led8 = 0;    

    //点亮剩余的灯

    //省略……

    while(1);

}

编译并下载程序到仿真中，观察现象发现只有第二个灯是亮的？？？

什么鬼？？？

2.1 延时程序

单片机的执行指令速度非常快，一个晶振是12MHz的单片机执行一条指令的速度是微秒级的，所以点亮第一个灯的时间太短了，以至于我们根本没有察觉。

因此我们需要一个延时的语句。

实现延时的方法就是循环执行很多次空指令。程序如下：

//延时一秒的程序

int i,j;

for(i = 0;i < 110; ++i)

{

  for(j = 0; j < 1000; ++j)

  {

    ;//什么也不做

  }

}

然后我们就可以把流水灯的程序改成这样的：

#include

sbit led1 = P2^0;

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 main()

{

    int i,j;

   //点亮第一个灯

    led1 = 1;

    led2 = 0;

    led3 = 0;

    led4 = 0;

    led5 = 0;

    led6 = 0;

    led7 = 0;

    led8 = 0;

    //延时1秒 

for(i = 0;i < 110; ++i)

{

  for(j = 0; j < 1000; ++j)

  {

    ;//什么也不做

  }

}

    //点亮第二个灯

    led1 = 0;

    led2 = 1;

    led3 = 0;

    led4 = 0;

    led5 = 0;

    led6 = 0;

    led7 = 0;

    led8 = 0;    

    //点亮剩余的灯

    //省略……

    while(1);

}

编译并下载程序到仿真中，观察现象发现首先第一个灯亮，过了一会儿第二个灯亮。

2.2 延时函数

我们剩下的任务就是依次点亮每个灯，但是每次点亮一个灯就需要写一段延时程序，很麻烦!

为了程序的可读性（toulan）,可以把延时程序写成一个子函数，随时供我们使用。

C语言中子函数的定义方式如下

返回值类型 函数名 (参数1，参数2，……)

{

  函数体;

}

这样我们就可以把延时函数写成这样：

void delay1s()

{

  int i,j;

  for(i = 0; i<110;++i)

  {

    for(j = 0; j<1000;++j)

    {

      //什么也不做

    }

  }

}

几点说明：

void：因为该延时函数不需要返回值，所以写为void

delay1s：该函数的函数名，命名需要符合C语言的标识符命名规则。

(): 不需要传入参数，所以括号中为空

至此我们可以把流水灯程序写为以下形式：

#include

sbit led1 = P2^0;

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;

//延时1s

void delay1s()

{  

    int i ,j;

    for(i = 0;i<110; ++i){

  for(j = 0;j<1000;++j){

    ;

  }

}

}

void main()

{

    //点亮第一个灯

    led1 = 1;

    led2 = 0;

    led3 = 0;

    led4 = 0;

    led5 = 0;

    led6 = 0;

    led7 = 0;

    led8 = 0;

//延时1s

delay1s();

    //点亮第二个灯

    led1 = 0;

    led2 = 1;

    led3 = 0;

    led4 = 0;

    led5 = 0;

    led6 = 0;

    led7 = 0;

    led8 = 0;    

    //点亮剩余的灯

    //省略……

    while(1);

}

2.3 按字节寻址

我们可以看到，上面的代码十分冗长，每次点亮一个灯需要8条语句，那么如何简化？

比如把

led1 = 1;led2 = 0; led3 = 0; led4 = 0; led5 = 0; led6 = 0; led7 = 0; led8 = 0;

这8条语句替代为P2 = 0000 0001？？？

答案是可以的。代码如下

unsigned char a = 0x01;  //0x01是0000 0001的16进制形式

P2 = a;//相当于led1 = 1;led2 = 0; led3 = 0;  led4 = 0; led5 = 0; led6 = 0; led7 = 0; led8 = 0;

至此，我们可以把流水的代码优化为如下形式：

#include

//延时1s

void delay1s()

{  

    int i ,j;

    for(i = 0;i<110; ++i){

  for(j = 0;j<1000;++j){

    ;

  }

}

}

void main()

{

unsigned char a1 = 0x01 ;    // 0000 0001

unsigned char a2 = 0x02;    // 0000 0010

    //点亮第一个灯

P2 = a1;

//延时1s

delay1s();

    //点亮第二个灯

P2 = a2;    

    //点亮剩余的灯

    //省略……

    while(1);

}

2.4 逻辑移位

依次点亮8个灯，每点亮一个灯都需要一句赋值语句还是很麻烦 。

所以可以使用逻辑移位语句，每次赋值后，将数值左移一位。

C语言逻辑左移代码如下：

unsigned char a = 0x01;  //a = 0000 0001

unsigned char b = a<<1;  // b = 0000 0010

usingned char c = a<<3;   //c = 0000 1000

至此，我们可以把流水灯的代码优化如下：

#include

//延时1s

void delay1s()

{  

    int i ,j;

    for(i = 0;i<110; ++i){

  for(j = 0;j<1000;++j){

    ;

  }

}

}

void main()

{

    //初始化

unsigned char a = 0x01;

    while(1)

{

  //循环点亮流水灯

  P2 = a;   

  a = a<<1;

  delay1s();

}

}

编译并下载程序到仿真中，观察现象发现8个灯依次亮过之后不再亮了。

2.5 条件判断

因为在移位操作中，当变量a的值为1000 0000时，再次执行左移操作，a 中的1就溢出了，因此a的值变为0000 0000，此时我们需要加一个判断，使a再次恢复为0000 0001

C语言中，if条件判断使用方式如下

if(判断条件)

{

  //语句

}

当判断条件为真时，执行{ }中的语句。

至此，流水灯代码可改成如下形式：

#include

//延时1s

void delay1s()

{  

    int i ,j;

    for(i = 0;i<110; ++i){

  for(j = 0;j<1000;++j){

    ;

  }

}

}

void main()

{

unsigned char a = 0x01;

    while(1)

{

  if(a == 0x00)   //如果高位溢出

  {

    a = 0x01;      //则恢复

  }

  //循环点亮led灯

  P2 = a;

  a = a<<1;

  delay1s();

}

}