单片机闪烁的LED教学课件

1、 项目三 闪烁的LED 任务一 一只LED的闪烁任务二 跑马灯任务三 任意变化的彩灯控制第1页，共67页。学习目标 知识目标：Keil uVision2 软件的使用和调试方法。掌握汇编语言与C语言的编写方法和技巧。 技能目标：能根据实际电路要求编写闪烁LED程序。第2页，共67页。任务一 一只LED的闪烁一、课题目标 本课题就是以发光二极管为例，用单片机控制8只发光二极管，实现逐个点亮、全亮、闪烁等花样显示。 为了便于理解，采用从简单的单只发光二极管的点亮和熄灭控制开始，到实现八只发光二极管组成的各种样式闪亮彩灯控制。第3页，共67页。图3-1 LED显示电路原理图二、电路原理第4页，共67页

2、。图3-2 八路发光二极管控制实物图第5页，共67页。AT89S51 P1.0+Vcc单片机的I/O端口 图3-3 单片机驱动一只发光二极管的原理电路P1.0端口的LED闪亮三、程序设计第6页，共67页。1、端口的定义 C51使用sfr命令来对单片机这些端口进行定义，如： sfr P1 = 0 x90； 这条命令的作用就是定义了P1这个名称（也可叫变量）代表了地址为90H的特殊功能寄存器。 汇编程序直接使用P1就可以，并且不分大小写。例：MOV P1,#0FFH；MOV P1,#00H。第7页，共67页。 在程序命令中使用命令“sfr P1 = 0 x90；”这样定义后，P1就代表了P1口，程

3、序中就可以对单片机的P1口进行读写操作了，如使用“Y=P1；”的命令将单片机P1口的状态读入并存入变量Y中，而“P1=0 x02”则是P1口的P1.1置1。 同样的方式，也可以定义其他端口。为了方便，C51将各个厂商生产的单片机的各个特殊功能寄存器的定义放在一个特殊的文件中，如AT89S51、AT89C51对应的文件是AT89X51.H。作为通用的MCS-51系列单片机，在编写C程序，首先调用这些通用的REG51.H头文件。第8页，共67页。2、位定义 针对特殊功能寄存器的某一位进行操作，则需要使用sbit命令定义特殊功能寄存器中的可寻址位。如要对AT89S51端口P1的P1.0进行操作，则可

4、以使用下面的命令进行定义： sbit P10=P10; 然后就能使用“P10=1；”控制P1.0输出高电平，“P10=0；”控制P1.0输出低电平。第9页，共67页。 图3-4 1Hz的闪烁程序设计框图输出低电平输出高电平程序开始延时0.5秒延时0.5秒3、程序设计分析 在本任务的程序设计框图就是图3-4。从框图中可看出两点，一是程序是一个循环结构，即程序开始后就反复地循环执行，二是程序包含了端口输出控制和0.5秒的延时程序。第10页，共67页。 在本任务中的引脚定义使用如下命令： sbit light=P10; 命令定义了light表示P1口的P1.0端。 让LED点亮，需要在引脚上输出低电

5、平，就是在P1.0引脚上输出0，应使用的命令是： light=0;（汇编:CLR P1.0) 同理，让LED熄灭，应使用的命令是： light=1; （汇编:SETB P1.0) 第11页，共67页。4、延时程序的编写 单片机执行一条指令的执行时间，称为指令周期。指令周期是以机器周期为单位的，为14个机器周期，多数指令都是单周期指令，也就是执行一条指令的时间为一个机器周期。在MCS-51单片机规定一个机器周期为单片机振荡器的12个振荡周期。如果晶振频率为12MHz，则一个机器周期为1s。 单片机的指令运行是很快的，要在端口获得一定时间长度的脉冲信号，就要通过编写程序，使单片运行设计程序产生时间

6、延迟，实现从单片机输出端口上获得需要频率的电脉冲信号。第12页，共67页。 任务中要求获得0.5s的时间长度，当单片机的指令周期是1s时，可计算出0.5s是1s的500000倍，在程序编写中常用循环语句来完成计数和时间延迟，从而获得需要的延时时间。 为了便于计算和控制，常采用无符号变量的循环来实现。因为程序执行时，对应的每次循环所需要的时间是两个机器周期，当单片机所使用的晶振为12MHz，每次循环就延时2s。 无符号数最大值为255，也就是说，使用无符号类型的变量的单个的循环最多为255次，即用一个循环不能完成所需要的0.5s延时。为了达到0.5s延时，可采用多重循环的方式完成。为了方便，将其

7、中的每重循环的循环次数取为0.5s/2s=250000的因数200、250和5。第13页，共67页。下面就是一个完成0.5秒延时的程序。void delay05s(void) unsigned char i,j,k; for(i=5;i0;i-) for(j=200;j0;j-) for(k=250;k0;k-) ; 整个子程序延时为：2s2502005=500000s=0.5s。第14页，共67页。0.5秒延时的汇编程序：MOV R6，#5SS:MOV R7, #200LOOP:MOV R5, #249DJNZ R5, $DJNZ R7,LOOPDJNZ R6,SS整个子程序延时为：2s24

8、9+3200+25=501010s第15页，共67页。按图3-5所对应的主程序：void main(void) while(1) light=0; delay05s(); light=1; delay05s(); 图3-5 1Hz的闪烁程序设计框图输出低电平输出高电平程序开始延时0.5秒延时0.5秒第16页，共67页。5、（1）C语言程序：#include sbit light=P10;void delay05s(void) unsigned char i,j,k; for(i=5;i0;i-) for(j=200;j0;j-) for(k=250;k0;k-) ; void main(voi

9、d) while(1) light=0; delay05s(); light=1; delay05s(); 第17页，共67页。（2）、汇编语言程序：org 00hLS:setb p1.0Lcall delayclr P1.0Lcall delaysjmp LSdelay:mov R6,#5SS:MOV R7, #200loop:mov R1,#245SD:DJNZ R1, SDDJNZ R7,loopDJNZ R6,SSretend第18页，共67页。（一）keil C51 windows集成开发平台的使用 1keil C51 windows集成开发平台介绍工具栏菜单栏源文件编辑窗口工程窗口

10、输出窗口图3-6 软件窗口介绍第19页，共67页。2导入需要仿真的程序 建立一个工程项目芯片选择 属性设置 建立源程序文件 添加文件到当前项目组中 编译文件 KEIL 软件开发平台第20页，共67页。KEIL 软件开发平台图3-7 新建工程窗口第21页，共67页。KEIL 软件开发平台图3-8 新建工程窗口第22页，共67页。KEIL 软件开发平台图3-9 单片机选择窗口第23页，共67页。KEIL 软件开发平台图3-10 目标1属性设置窗口第24页，共67页。KEIL 软件开发平台图3-11 目标1输出窗口设置第25页，共67页。KEIL 软件开发平台图3-12 调试窗口设置第26页，共67

11、页。KEIL 软件开发平台图3-13 软件输入窗口第27页，共67页。KEIL 软件开发平台图3-14 目标1添加窗口第28页，共67页。KEIL 软件开发平台图3-15 目标1添加文件窗口第29页，共67页。（二） Keil 程序调试 1程序调试时的常用窗口 编译文件界面 KEIL 软件开发平台图3-16 编辑文件界面第30页，共67页。调试程序窗口 字母C：代码存储空间D：直接寻址的片内存储空间I：间接寻址的片内存储空间X：扩展的外部RAM空间“数字”：想要查看的地址。KEIL 软件开发平台图3-17 代码查询窗口第31页，共67页。工程窗口寄存器页 KEIL 软件开发平台图3-18 工程

12、寄存器窗口第32页，共67页。2各种窗口在程序调试中的用途 程序调试界面 KEIL 软件开发平台图3-19 程序调试窗口第33页，共67页。I/O端口界面 KEIL 软件开发平台图3-20 硬件查询窗口第34页，共67页。I/O口全部打开界面 KEIL 软件开发平台图3-21 硬件I/0口查询窗口第35页，共67页。打开后的Interrupt窗口 KEIL 软件开发平台图3-22 P3口查询窗口第36页，共67页。串口设置 KEIL 软件开发平台图3-23 串口查询窗口第37页，共67页。打开后的串口窗口 KEIL 软件开发平台图3-24 串口窗口第38页，共67页。定时器设置 KEIL 软件

13、开发平台图3-25 定时器窗口第39页，共67页。打开后的定时器1窗口 KEIL 软件开发平台图3-26 硬件I/0口查询窗口第40页，共67页。常用的调试按钮 复位按钮，按下后，所有的系统状态将变成初始状态。 全速运行 进入循环并单步执行 停止全速运行 跳过循环并单步执行 跳出单步执行过程 执行到断点处 KEIL 软件开发平台图3-27 调试按钮第41页，共67页。二、ISP软件的使用 打开下载软件，双击目录下的文件ISPgm.exe，打开软件进入软件使用界面1芯片选择：左击界面右面芯片选择窗口的下拉箭标，选择编程芯片的型号。2导入hex文件到缓冲区：左击界面上的“Open File”按钮，

14、选择本目录下的hex文件。3向芯片写入文件：左击界面上的“Write”按钮，开始编程向芯片写入程序。4完成写入编程。5退出程序：左击界面右上角的“x”按钮，退出此程序。KEIL 软件开发平台第42页，共67页。第43页，共67页。任务二跑马灯本任务让图3-28中的LED依次循环点亮。图3-28 LED硬件图第44页，共67页。程序设计分析 为了让图3-28所示的LED依次点亮，就是要求从P1口从P1.0至P1.7依次输出低电平，其余引脚都输出高电平，就能让被接在端口的彩灯依次点亮。 从输出的具体的数据来看，第一个LED点亮需要的输出数据，是对应于P1.0的位为0，其余位为1，组合为一个字节时对

15、应的二进制位从高到低为：1111 1110，即十六进制数0 xFE；同理，第二个LED点亮对应的数为：1111 1101，化为十六进制数为0 xFD。 依次类推，逐次点亮LED所对应的数据为： 1111 1110、1111 1101、1111 1011、1111 0111、 1110 1111、1101 1111、1011 1111、0111 1111。第45页，共67页。 从这些数据上，可以看出一个规律，就是这些数据中的二进制数0的位置依次往左移动了一位。在C51中，要直接实现数据的这种计算是不容易的。 根据前面的分析，实现任务的思路是：程序开始时，给某一变量赋初始值0 xFE，然后每次将数

16、据左移后送入P1口直到所有循环次数输出完毕，再次重复整个过程。根据思路得出的程序框图如图3-29所示。第46页，共67页。图3-29 程序流程图第47页，共67页。#include reg51.h#include intrins.hvoid delay05s(void) unsigned char i,j,k; for(i=5;i0;i-) for(j=200;j0;j-) for(k=250;k0;k-) ; void main() unsigned char OutData=0 xfe;for(;)P1=OutData;OutData=_crol_(OutData,1); /循环左移del

17、ay05s(); （1）C语言程序：第48页，共67页。 ORG 00HSTART: MOV A,#0FEHLOOP: MOV P1,A LCALL DELAY RL A SJMP loopdelay:mov R6,#5SS:MOV R7, #200lp:mov R1,#245SD:DJNZ R1, SDDJNZ R7,lpDJNZ R6,SSRETEND（2）汇编语言第49页，共67页。思考题: 1、编写程序实现8个LED指示灯从左到右，从右到左依次循环点亮。 2、编写程序实现8个LED指示灯闪亮3次并且从左到右，从右到左依次循环点亮。第50页，共67页。1、#include reg51.h

18、#include intrins.h#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar j,k;void mDelay(unsigned int Delay) unsigned int i;for(;Delay0;Delay-) for(i=0;i124;i+);void main() unsigned char OutData=0 xfe; while(1) for(j=0;j7;j+)P1=OutData; OutData=_crol_(OutData,1); /循环左移 mDelay(1000); /*延时1000 毫秒*/

19、 for(k=0;k0;Delay-) for(i=0;i0;l-) P1=OutData; mDelay(1000); P1=0 xff; mDelay(1000); 第52页，共67页。void main() OutData=0 xfe; while(1) for(j=0;j7;j+) OutData=_crol_(OutData,1); FLASH(); for(k=0;k7;k+) OutData=_cror_(OutData,1); FLASH(); 第53页，共67页。任务三任意变化的彩灯控制本任务实现让彩灯显示出规定的任意的花样。第54页，共67页。程序设计要求： 要求LED灯从

20、右至左依次循环点亮2轮，然后从左至右依次循环点亮2轮，全亮全灭2次。LED灯按这规律依次循环。第55页，共67页。程序设计分析 由于本任务中是按时间变化依次控制彩灯亮、灭，可以采用跑马灯类似的思路来完成程序框图，但显示花样所对应的数据的变化不一定有规律，不能采用变量直接计算的方式实现前后数据的变化，这里介绍一种很重要的程序设计方法查表法。 将彩灯显示的图案所对应的端口输出数据依次编写为一张数据表，表中每个数据中为0的位表示对应的彩灯亮，数据为1的位表示对应的彩灯熄。将这张数据表放在程序中，以数组的形式存储，在使用时依次读出数组中的元素就得到了需要的数据，实现了数据的无规律变化，并且数组存储的数

21、据可以较多，能实现的花样变化也可以做到比较繁复。在C51中要进行复杂的计算，也可以采用数组的方式来实现，比如：一个周期正弦值的计算，可以先将这些列在表中，需要时查表读出，这就是查表法。第56页，共67页。图3-30 采用数组的彩灯控制程序框图 将用于点亮彩灯的数据放在数组中，让程序依次读这数组中的数据，并将数据送到端口，控制彩灯的点亮，就实现了任意规律变化彩灯控制。假设有N个数据，当程序读完N个数据后，又从头开始读数。具体的程序框图如图3-30所示。 第57页，共67页。C语言程序：#include unsigned char code table=0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf

22、7,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f, 0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f,0 x7f,0 xbf,0 xdf,0 xef,0 xf7,0 xfb,0 xfd,0 xfe,0 x7f,0 xbf,0 xdf,0 xef,0 xf7,0 xfb,0 xfd,0 xfe,0 x00,0 xff,0 x00,0 xff,0 x01;第58页，共67页。unsigned char i;void delay(void)unsigned char m,n,s;for(m=20;m0;m-)for(n=20;n0;n-)for(s=2

23、48;s0;s-);void main(void)while(1) if(tablei!=0 x01) P1=tablei; i+; delay(); else i=0;第59页，共67页。ORG 00hSTART: MOV DPTR,#TABLE LOOP: CLR A MOVC A, A+DPTR CJNE A,#01H,LOOP1 LJMP STARTLOOP1: MOV P1, A MOV R3, #20 LCALL DELAY INC DPTR LJMP LOOPDELAY: MOV R4,#20D1: MOV R5,#248 DJNZ R5,$ DJNZ R4,D1 DJNZ R3,DELAY RET汇编语言程序第60页，共67页。TABLE: DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7HDB 0EFH,0DFH,0BF