基于51 單片機實現(xiàn)流水燈的若干種編程方法

易禮智

（ 湖南工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 信息工程系，湖南 長沙 410151 ）

1.硬件組成

本流水燈控制系統(tǒng)由電阻、發(fā)光二極管、單片機最小系統(tǒng)（proteus 仿真時省略電源、晶振、復(fù)位等電路）和必要的軟件。其具體硬件組成如圖1 所示。

從硬件中可發(fā)現(xiàn)，從p1.0 輸出低電平時D1 亮，p1.0輸出高電平時D1 熄；同理，接在p1.1～p1.7 口的其他7 個LED 的點亮和熄滅的方法同D1。因此，將D1～D8 依次點亮、熄滅，8 個LED 將一亮一熄實現(xiàn)流水燈。

2.軟件編程

2.1.直接賦值

該代碼包含了main()和msec()兩個函數(shù)[1]，main（）為主程序，msec()為1s 延時子程序。feH 根據(jù)C51單片機硬件連接進行確定，表示給P1 口的p1.0 賦了一個低電平，其他的為高電平。賦值后調(diào)用子程序msec()，調(diào)用中將實參1000 傳遞給被調(diào)用函數(shù)msec的形參x。

2.2.數(shù)據(jù)移位

該代碼的主函數(shù)main()中，for 語句的表達式用來描述循環(huán)的次數(shù)即小燈的個數(shù)。在硬件電路中C51 單片機的引腳輸出低電平時，燈亮；反之，燈熄。D1～D8 循環(huán)亮的過程通過a=0xfe 和p1=～(a<

2.3.數(shù)組

這段代碼定義了一個一維數(shù)組{0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}，數(shù)組中的元素根據(jù)流水燈的工作過程來確定。語句 p1=a[i]表示將數(shù)組中元素的內(nèi)容依次送給P1 口。

用二維數(shù)組描述代碼：語句uint a[2][4]={{0xfe,0xfd,0xfb,0xf7},{0xef,0xdf,0xbf,0x7f}}描述數(shù)組元素；在循環(huán)嵌套中采用語句p1=a[i][s]將數(shù)組中元素的內(nèi)容依次送給P1 口。

2.4.指針

在這個代碼中通過指針直接賦值來實現(xiàn)流水燈。在主函數(shù)main()中，語句p=&a 表示把a 的地址送給p，經(jīng)過賦值后指針變量p 就指向了變量a。語句p1=*p 表示把變量a 里面的內(nèi)容送給p1 口。

用一維數(shù)組指針描述代碼：用語句 uint a[8]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}描述依次送給P1 口的各個數(shù)據(jù)，在函數(shù)main()中，采用語句uint *p=a 表示指針變量p 指向數(shù)組a 的起始地址，語句p1=*(p+i)表示將數(shù)組a 中的數(shù)據(jù)依次送給P1。

用二維數(shù)組指針描述代碼，uint a[2][4]={{0xfe,0xfd,0xfb,0xf7},{0xef,0xdf,0xbf,0x7f}}描述依次送給P1 口的各個數(shù)據(jù)；在主函數(shù)main()中，語句uint (*p)[4]表示指針變量p 指向一個包含4 個元素的一維數(shù)組；語句p=a 表示指針變量p 指向二維數(shù)組的第0 行的首地址，也就是 a[0][0]的起始地址；語句p1=*(*(p+i)+s)描述將二維數(shù)組中 a[i][s]的內(nèi)容傳送給P1。

2.5.定時計數(shù)器

在這個代碼中：傳送數(shù)據(jù)的方式采用數(shù)組的形式（給 P1 賦值也可采用本文中的其他方式），通過使用C51 單片機的定時/計數(shù)器實現(xiàn)流水燈工作中的延時。在晶振為11.0592MHZ 時，C51 單片機的機器周期[2]為 1us。本段代碼通過查詢 TF0 是否為“1”對重復(fù)20 次計數(shù)5000us 是否完成進行判斷。

2.6.定時+中斷

在這段代碼中，傳送數(shù)據(jù)的方式采用數(shù)組[3]的形式（給 P1 賦值也可采用本文中的其他方式）。通過同時使用C51 單片機的定時/計數(shù)器與中斷系統(tǒng)來實現(xiàn)流水燈工作中的延時。定時/計數(shù)器定時50000us后，提出中斷請求；在中斷服務(wù)函數(shù)timer0()中，語句if(++i==20)中的i 對中斷的次數(shù)進行計數(shù)。

3.結(jié)束

針對51 單片機實現(xiàn)流水燈的控制，上述編程方法從不同的角度提供了關(guān)鍵的代碼；在實際應(yīng)用中，需將代碼完善為完整程序。在實際應(yīng)用中，“定時+中斷”方式可與“直接賦值”、“數(shù)據(jù)移位”、“數(shù)組”、“指針”、“定時計數(shù)器”五種方式中的某一種進行組合。通過對一個對象進行多種編程描述，能有效提高電子、編程愛好者的學(xué)習(xí)興趣，提高動手能力和解決實際問題的能力。

[1] 譚浩強.C 程序設(shè)計[M].北京：清華大學(xué)出版社，1991.

[2] 胡漢才.單片機原理及接口[M].北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[3] 馬忠梅，籍順心，張凱，馬巖.單片機的 C 語言應(yīng)用程序設(shè)計[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.