【單片機學習】第六課：單片機控制第一個外設-LED燈

【朱老師課程總結，侵刪】

第一部分、章節目錄

1.6.1.單片機編程的一般步驟

1.6.2.原理圖與控制方法分析

1.6.3.第一個實驗：點亮LED

1.6.4.如何讓LED閃爍

1.6.5.C語言回圈陳述句學習

1.6.6.流水燈效果實作1

1.6.7.流水燈效果實作2

1.6.8.跑馬燈效果實作

第二部分、章節介紹

1.6.1.單片機編程的一般步驟
本節介紹單片機外設編程的一般步驟，具有指導意義，
1.6.2.原理圖與控制方法分析
本節分析我們開發板上LED相關部分的原理圖，其中關鍵是74HC573的資料手冊部分，
1.6.3.第一個實驗：點亮LED
本節開始編程實驗，剛開始只是點亮LED而已，
1.6.4.如何讓LED閃爍
本節介紹如何編程使LED閃爍，主要是延時函式的撰寫，
1.6.5.C語言回圈陳述句學習
本節簡單介紹C語言的三種回圈陳述句，并且指明了C語言學習的路線和方法，
1.6.6.流水燈效果實作1
本節編程實作流水燈效果，使用了最基本的方法，
1.6.7.流水燈效果實作2
本節使用C語言移位運算符撰寫升級版的流水燈，主要目的是讓大家體會C語言中移位運算的作用，
1.6.8.跑馬燈效果實作
本節撰寫跑馬燈，主要目的是練習使用位取反運算子，

第三部分、隨堂記錄

難的不會，是簡單的沒學好，所以大家別覺得很簡單！

1.6.1.單片機編程的一般步驟

1.6.1.1、目標分析，我們的目標是點亮開發板上的LED燈，
1.6.1.2、原理圖分析 普中51-雙核-A7開發板原理圖
(1)目標器件（LED）作業原理

LED的作業是有方向性的，只有當正級接到LED陽極，負極接到LED的陰極的時候才能作業，如果反接LED是不能正常作業的，

(2)相關模塊電路連接

(3)控制線路分析：相關IO埠是哪些？如何控制才能亮呢？

1.6.1.3、代碼撰寫、編譯(主要作業)
1.6.1.4、下載與除錯(結果和預期不一致)

1.6.2.原理圖與控制方法分析

1.6.2.1、原理圖概況瀏覽
(1)目的1：把原理圖的相關部分摘錄出來重點看

原理圖中：LED/交通燈模塊 左邊是原理圖，右邊是實物圖

這個LED亮不亮取決去什么？取決于J19和J18的電平高低：高：不亮，低：不亮

1.6.2.2、74HC245芯片介紹 數碼管的一個芯片
(1)要知道這個芯片怎么作業，就要看他的資料手冊 74HC245中文參考手冊
(2)第一步：找到它的資料手冊
(3)第二步：原理圖和芯片的原理圖引腳對應
(4)管腳定義說明和功能真值表
OE和DIR的狀態決定了資料方向，

高阻態：指的是電路的一種輸出狀態，既不是高電平也不是低電平，高阻態只有電容效應，沒有電阻效應；阻抗很高很高，相當于斷開，如果高阻態再輸入下一級電路的話，對下級電路無任何影響，和沒接一樣，如果用萬用表測的話有可能是高電平也有可能是低電平，隨它后面接的東西定，

1.6.2.3、硬體原理圖分析結論
(1)原理圖及開發板默認跳線帽:當我們接線（接線方式為Px埠和J19/J18用杜邦線連接起來）后，其實相當于Px埠和LED的負極直接相連了，而LED的正極接VCC了，
(2)結論是：Px埠的8個引腳輸出低電平時則LED亮；輸出高電平時則LED滅，

1.6.3.第一個實驗：點亮LED

1.6.3.1、創建工程與檔案
(1)創建空工程
(2)創建led.c并關聯到工程
(3)模式化書寫：頭檔案包含與main函式外殼

1.6.3.2、如何用C語言進行IO埠控制
(1)P0 這個符號在C語言代碼中的特殊含義：在REG52.h頭檔案中
(2)十六進制數：一個十六進制數對應二進制4個位， 0xFF ==1111 1111
(3)位、位元組、IO埠、IO口：位對應IO口，位元組對應IO埠
(4)硬體接線方式對編程的影響

1.6.3.3、點亮LED
(1)點亮8顆LED
(2)點亮4顆LED(自己完成)
(3)隔一顆點亮一顆LED(自己完成)
(4)全部熄滅8顆LED(自己完成)

1.6.4.如何讓LED閃爍

1.6.4.1、閃爍的本質含義：亮-延時-滅-延時
(1)由于人眼睛有視覺暫留(電影每幀1/24秒)，所以亮和滅之間的延時時間選擇非常重要
(2)如果延時時間太短（譬如20ms），這時候上一次滅眼睛還沒反應過來就到了下一次亮，此時你會覺得燈是一直亮著的，和一直亮著的區別是亮度低一些，但是是看不到閃爍的，
(3)延時時間逐漸增大慢慢就能看到閃爍的，大到一定程式就能看到明顯的一亮一滅了，

1.6.4.2、單片機如何實作延時
(1)單片機執行每條指令需要一定時間
(2)單片機開機后不能休息
(3)單片機可以“空轉”來“浪費時間”(在STARTUP.A51里面有很多空轉指令)，所以延時的空隙，他在做空轉指令！

1.6.4.3、C語言實作延時
(1)笨辦法：放多條指令實作延時
(2)正確方法：使用C語言回圈陳述句實作延時 寫delay，以后會常用！

要求：
1、能夠用C語言撰寫一個delay函式，實作一段時間的延時，從而實作LED閃爍即可，
2、改變延時函式中的i和j的數值，去實際觀察效果然后思考為什么，后面會學習，如何控制指定時間的延時！---定時器

1.6.5.C語言回圈陳述句學習

1.6.5.1、while回圈
(1)格式
條件初始化
while (條件)
{
// 回圈體， 若干條代碼
// 回圈體中包含條件增量
}

1.6.5.2、for回圈 用的最多的，嵌入式里用的少！
(1)格式
for (回圈初始化; 回圈條件; 回圈增量)
{
// 回圈體
}

1.6.5.3、do while回圈 用的很少很少

1.6.6.流水燈效果實作1---延時函式

1.6.6.1、什么是流水燈

1.6.6.2、流水燈本質分析
(1)流水燈的本質其實就是不同的亮的狀態相互間隔一定時間，
(2)流水燈
第1個狀態等于0x7F（011111111），
第2個狀態等于0xBF（101111111），
第3個狀態等于0xDF（11011111），
第4個狀態等于0xEF（11101111），
第5個狀態等于0xF7（11110111），
第6個狀態等于0xFB（11111011），
第7個狀態等于0xFD（11111101），
第8個狀態等于0xFE（11111110），
(3)延時時間越長流水燈就流的越慢，越短就流水越快，
(4)8個狀態一次執行，完成后從頭開始，其實就是一個回圈

1.6.6.3、編程實作流水燈
分析就會發現：流水燈和閃爍并沒有本質差別，

大家可以自己設計下，讓任意的燈實作流水！C語言不能使用二進制0b

討論！

1.6.7.流水燈效果實作2

1.6.7.1、上節程式的缺陷分析
功能實作了，但是寫的太笨了，如果狀態變多程式就會更長，

1.6.7.2、改進思路：通過變數運算來得到合適的埠輸出值
(1)首先定義變數unsigned char a，初值等于0x80（10000000）
(2)8個狀態，其實就是a依次右移0-7位
(3)我們這樣就相當于是用C語言讓單片機自己去運算得到每個狀態的埠值，而不用自己事先去計算好，這樣程式就簡化了，

1.6.7.3、C語言移位運算介紹
C語言中有移位運算子，>>可以右移，<<可以左移.

（無符號數移位：移出去的位丟掉了，空出來的位用0補）

無符號：左移：低位補0；右移：高位補0；

有符號：左移：低位補0，右移：若正數,高位補0,負數,高位補1 -> 一句話概括：高位補符號位

知識鏈接：C語言的移位操作 無符號移位和有符號移位有差別！盡量用無符號位，

1.6.7.4、編程實踐

(1)必須用到C語言的2種技巧：左移(右移)、按位取反

(2)C語言中~這個符號表示對一個數字按位取反，譬如一個數01111111按位取反后變成了10000000，而11011111按位取反后變成了00100000

思考一下，a的值發生改變嗎？？

如何實作燈向另一個方向移動？

1.6.8.跑馬燈效果實作

1.6.8.1、什么是跑馬燈
(1)跑馬燈和流水燈非常像，不同的是：流水燈是8顆LED其中7滅1亮，亮的在移動；跑馬燈是8顆LED7亮1滅，滅的在移動，

1.6.8.2、實作思路分析
0x7f 10000000
0xbf 01000000
0xdf 00100000

1.6.8.3、實踐編程
這個直接按照邏輯實作！

1.6.8.4、總結

向另一個方向，只需修改初始值和左移右移，

本節課結束！