单片机 跑马灯实验

实验一 跑马灯实验一、实验内容1、基本的流水灯根据图1电路，编写一段程序，使8个发光二极管D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8顺序（正序）点亮：先点亮D1，再点亮D2、D3……D8、D1……，循环点亮。每点亮一个LED，采用软件延时一段时间。2、简单键控的流水灯 不按键，按正序点亮流水灯；按下K1不松手，按倒序点亮流水灯，即先点亮D8，再顺序点亮D7、D6……D1、D8……。松手后，又按正序点亮流水灯。3、键控的流水灯上电，不点亮LED，按一下K1键，按正序点亮流水灯。按一下K2键，按倒序点亮流水灯，按一下K3键，全部关闭LED。二、实验方案1、总体方案设计 考虑到K4键未被使用，所以将实验内容中的三项合并到一个主函数中：K4键代替实验内容第二项中的K1键；单片机一开机即执行实验内容第一项；K1、K2、K3键实现实验内容第三项。 所用硬件：AT89C52、BUTTON、LED-BLUE、电源 输入：P2.0-K1；P2.1-K2；P2.2-K3；P2.3-K4。低电平有效 输出：P0.0~P0.7-D0~D7。LED组连线采用共阳极，低电平有效 软件设计： 软件延时采用延时函数delay(t)，可调整延迟时间： voiddelay(uintt){ uinti; while(t--) for(i=0;i<1000;i++){ if(P2!=oldK&&P2!=K[0]) break; //按下了其他键退出循环 } } 由于涉及到按键变化所以要设置一个变量oldK保留按键键值，要在延时程序中检测是否按键，当按键后立即设置oldK的值。 按键判断采用在while循环中利用条件语句判断P2的值然后执行该键对应的代码段，达到相应的响应。 为了让K4键的效果优化，即状态变化从当前已亮灯开始顺序点亮或逆序点亮，利用全局变量n来记录灯号，利用算法即可实现。 主要算法：1、全局变量的定义：ucharD[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0X7f}; //单个LED亮ucharAllOff=0xff; //LED全灭ucharAllOn=0x00; //LED全亮ucharK[]={0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7}; //按键开关ucharoldK; //记录已按键intn; 2、顺序、逆序点亮流水灯：voidforward(){ for(n=0;n<=7;n++){ out=D[n]; delay(15); if(P2!=oldK&&P2!=K[0]) break; } out=AllOff;}voidbackward(){ for(n=7;n>=0;n--){ out=D[n]; delay(15); if(P2!=oldK&&P2!=K[0]) break; } out=AllOff;}3、实验内容第二项流水灯灯亮顺序变换：voidhold(){ n=8; while(1){ if(P2==K[4]){ //一直按着K4键，逆序点亮跑马灯 oldK=K[4]; if(n==-1) n=7; //D0灯亮后点亮D7 while(n>=0){ out=D[n]; n--; if(delay4(15)) break; } } if(P2==K[0]){ //未按下K4键，一直正序点亮跑马灯 oldK=K[0]; if(n==8) n=0; //D7灯亮后点亮D0 while(n<=7){ out=D[n]; n++; if(delay4(15)) break; } } if(P2!=K[4]&&P2!=K[0]){ //按下了其他键，退出hold函数 break; } }}4、 对应实验内容第一项，开机顺序点亮流水灯：while(1){ //开机即正序点亮流水灯 forward(); if(P2!=K[0]){ break; } }2、实验原理图图21实验原理图3、程序流程图图22程序流程图三、源程序#include"reg51.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#defineoutP0ucharD[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0X7f}; //单个LED亮ucharAllOff=0xff; //LED全灭ucharAllOn=0x00; //LED全亮ucharK[]={0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7}; //按键开关ucharoldK; //记录已按键intn; //记录当前亮的灯号voiddelay(uintt){ uinti; while(t--) for(i=0;i<1000;i++){ if(P2!=oldK&&P2!=K[0]) break; //按下了其他键退出循环 }}voiddelay10ms(){ uinti; for(i=0;i<10000;i++);}voidforward(){ for(n=0;n<=7;n++){ out=D[n]; delay(15); if(P2!=oldK&&P2!=K[0]) break; } out=AllOff;}voidbackward(){ for(n=7;n>=0;n--){ out=D[n]; delay(15); if(P2!=oldK&&P2!=K[0]) break; } out=AllOff;}intdelay4(uintt){ uinti; while(t--) for(i=0;i<1000;i++){ if(P2!=oldK){ //按键变化退出循环 return1; } } return0;}voidhold(){ n=8; while(1){ if(P2==K[4]){ //一直按着K4键，逆序点亮跑马灯 oldK=K[4]; if(n==-1) n=7; //D0灯亮后点亮D7 while(n>=0){ out=D[n]; n--; if(delay4(15)) break; } } if(P2==K[0]){ //未按下K4键，一直正序点亮跑马灯 oldK=K[0]; if(n==8) n=0; //D7灯亮后点亮D0 while(n<=7){ out=D[n]; n++; if(delay4(15)) break; } } if(P2!=K[4]&&P2!=K[0]){ //按下了其他键，退出hold函数 break; } }} voidmain(){ oldK=K[0]; while(1){ //开机即正序点亮流水灯 forward(); if(P2!=K[0]){ break; } } while(1){ out=AllOff; if((P2&0x0f)!=0x0f){ //检测有键按下 delay10ms(); //延时10ms再去检测 //P2.0_K1键按下正序点亮流水灯 if(P2==K[1]){ oldK=K[1]; while(1){ forward(); if(P2!=K[1]&&P2!=K[0]){ //按下了其他键，退出 break; } } } //P2.1_K2键按下逆序点亮流水灯 if(P2==K[2]){ oldK=K[2]; while(1){ backward(); if(P2!=K[2]&&P2!=K[0]){ //按下了其他键，退出 break; } } } //P2.2_K3键按下关闭全部LED if(P2==K[3]){ oldK=K[3]; out=AllOff; } //P2.3_K4键按下长按逆序点亮流水灯，不按正序点亮流水灯，直到其他键按下停止 if(P2==K[4]){ hold(); } } }}四、实验结果1、基本的流水灯：开机后即重复顺序点亮流水灯，等待其他按键。（如图4-1）图41基本的流水灯2、简单键控的流水灯：按下K4键即点亮D7灯，若一直按着K4键逆序点亮流水灯，松开则顺序点亮流水灯，且按键状态改变时送当前已亮的灯开始变换顺序而不是从D0或D7灯开始亮灯。（如图4-2）图4-2简单键控的流水灯3、键控的流水灯：K1键按下顺序点亮流水灯，K2键按下逆序点亮流水灯，K3键按下全局灭灯。（如图4-3）图43键控的流水灯五、实验思考题1、采用I/O口作为输出口时要考虑哪些因素？为什么实验装置中LED要串联一个电阻？当作为输出口时候就是单片机向外发出数据，或者再产生拉电流，单片机的拉电流一般要比灌电流小，基本上就能点亮2,3个LED，功率很有限，所以一般时候必须用驱动芯片来驱动单片机的外围器件。串联电阻是为了保护电路。2、采用I/O口作为输入口时要注意什么？键控的流水灯时为什么要在延时程序中检测是否按键？当作为输入口时候是单片机接收IC的数据信息，或者是灌电流，这时候要考虑电流的大小是否在单片机的承受范围内。为了防止在延时程序中间有按键按下却检测不到的情况，即放在延时中检测间隔时间短，反应快。3、为什么延时程序要做一个函数？可以具体事情具体处理，方便灵活的调用。六、总结 通过本次实验，我不仅更熟悉了Protues及Keil软件的使用，对C51编程的使用也更上一层楼，对于C51的编程语句与传统的C语言编程有一些区别，其中的无符号字符型是我在C语言中从未使用过的，在C51编程中会经常用到，用来给单片机的端口赋值或判断端口的值。对于C51