《中學(xué)生C51單片機(jī)易學(xué)實(shí)戰(zhàn)入門教程》第二課 讓LED閃起來(lái)實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備：使用第一課已裝配好的實(shí)驗(yàn)板 課程內(nèi)容： 一、分析LED接線原理圖：著重左上角的 LED電路部分。 LED正極接電源5V，現(xiàn)程序控制 LED負(fù)極（原理圖中管腳P1^0）為0V，LED兩端正向有電壓差，于是LED導(dǎo)通，發(fā)光。 那如何控制讓 LED燈 不發(fā)光呢？ 只要LED兩端沒(méi)有電壓差就可以了，現(xiàn)在LED正極通過(guò)電阻已接上5V電壓，只要LED負(fù)極也是5V電壓，LED就不會(huì)導(dǎo)通，不發(fā)光了。 上一課中，控制LED負(fù)極電壓的代碼是： P10 = 0； 表示控制管腳 P1^0的電壓為 0V，現(xiàn)在要改成控制管腳 P1^0的電壓為 5V，這塊單片機(jī)芯片只認(rèn)識(shí)兩個(gè)數(shù)字0與1，0代表0V，1代表5V。于是讓LED燈不發(fā)光，只須改成以下程序代碼： P10 = 1； 相當(dāng)簡(jiǎn)單。 動(dòng)手改程序，編譯，下載到實(shí)驗(yàn)板中觀察運(yùn)行結(jié)果。 實(shí)驗(yàn)板沒(méi)反應(yīng)？不會(huì)壞了吧。 當(dāng)然不是壞，分析下電路原理吧。 在沒(méi)有加電的時(shí)候，LED燈兩端電壓為0，沒(méi)電的狀態(tài)下肯定不會(huì)發(fā)光。 當(dāng)下載程序后，實(shí)驗(yàn)板加上電了，LED正極接上了5V電壓，LED負(fù)極讓程序控制了，也是5V電壓，兩端沒(méi)有產(chǎn)生能讓LED導(dǎo)通的電壓差，于是LED不發(fā)光。 修改控制LED的代碼改為 P10 = 0； 下載實(shí)驗(yàn)板，LED燈又發(fā)光了。 再修改控制LED的代碼改為 P10 = 1； 下載實(shí)驗(yàn)板，LED燈又不發(fā)光了。 再修改控制LED的代碼改為 P10 = 0； 下載實(shí)驗(yàn)板，LED燈又發(fā)光了。 … … 我想讓LED 像星星一樣閃啊閃，而這樣的只能是不發(fā)光或只發(fā)光的狀態(tài)不合要求。 二、如何才能實(shí)現(xiàn)閃的效果？那就是 先控制LED 發(fā)光一段時(shí)間，然后再控制LED不發(fā)光一段時(shí)間，如此重復(fù)下去。 單片機(jī)的工作狀態(tài)是：只要給它加電，它就永不停息的工作，不斷執(zhí)行設(shè)定的程序，直到斷電或燒壞。 所以，單片機(jī)是不會(huì)自己暫停一小段時(shí)間來(lái)讓LED轉(zhuǎn)狀態(tài)的，必須由程序來(lái)控制。那單片機(jī)既然是永不停息的工作，又如何讓編程序控制單片機(jī)暫停一小段時(shí)間呢？方法很簡(jiǎn)單，就是讓它空跑，做無(wú)用的工作，達(dá)到消耗時(shí)間的目的，也就是浪費(fèi)一下它的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)延時(shí)效果。 開發(fā)單片機(jī)的前輩已設(shè)計(jì)好這個(gè)消耗時(shí)間的程序，稱為延時(shí)函數(shù)，如下： void mDelay(uint Delay) { uint i; for(;Delay>0;Delay--) { for(i=0;i<> { ； } } } 先不管這代碼是如何設(shè)計(jì)，先把這段代碼輸入到上一課的程序中，并控制LED燈的狀態(tài)切換。 #include 'reg52.h' #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit P10= P1^0; void mDelay(uint Delay) { uint i; for(;Delay>0;Delay--) { for(i=0;i<> { ； } } } void main() { P10=0; mDelay（1000）； P10=1; mDelay（1000）； } 要注意，輸入延時(shí)函數(shù)時(shí)，兩行#define和整個(gè)延時(shí)函數(shù)代碼要放在主程序段 void main()之前。因?yàn)橐懊嫦扔写a功能，后面才可能拿來(lái)使用，也就是調(diào)用延時(shí)功能。 代碼量增加了，要注意按花括號(hào)分層級(jí)縮進(jìn)代碼，方便以后分析程序。 代碼量增加了，這時(shí)可能編譯時(shí)又會(huì)報(bào)錯(cuò)，必須要花時(shí)間去排除錯(cuò)誤，這就叫查BUG和修復(fù)BUG。編代碼，查BUG，修復(fù)BUG，測(cè)試，這幾步重重復(fù)復(fù)，就是編程序的工作過(guò)程。 編譯正確，下載到實(shí)驗(yàn)板上，可以看到達(dá)到了讓LED閃的效果，可是閃得很慢，一秒才閃一下。 想改快點(diǎn)，也很簡(jiǎn)單，代碼中的 mDelay（1000）； 括號(hào)中的數(shù)據(jù)稱為參數(shù)，給不同的數(shù)據(jù)，延時(shí)函數(shù)就有不同的工作效果?？梢苑謩e把1000改成500、100、20等做實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)下效果，實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一方法，必須動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。 三、程序分析雖然實(shí)驗(yàn)有了效果，但是我們卻仍然不知道為何能有這正確的結(jié)果。 我們來(lái)分塊分析。 首先，主程序 main()里面的代碼，容易理解，只要知道代碼 mDelay(1000); 能延時(shí)一秒就行了。 然后再看mDelay 延時(shí)函數(shù)內(nèi)部代碼及相關(guān)代碼，這回多了兩行代碼，這兩行稱為預(yù)編譯定義： #define uint unsigned int //用 uint 代表unsigned int #define uchar unsigned char //用uchar 代碼unsigned char 以后的程序中所有的uint 和uchar 在代碼編譯時(shí)會(huì)自動(dòng)換成unsigned int和unsigned char，也就是就輸入代碼量減少了，但結(jié)效果不變，省時(shí)省力。 這兩行基本代碼以后的程序中都會(huì)出現(xiàn)。 void mDelay(uint Delay) //功能模塊：延時(shí)函數(shù)，帶控制參數(shù) { uint i; //后面要用到的臨時(shí)變量，使用前要先定義 for(;Delay>0;Delay--) //不斷重復(fù)運(yùn)行括號(hào)的代碼，直到Delay減到0 { for(i=0;i<124;i++)> //直到i加到124才停止 { ； // 僅分號(hào)，沒(méi)命令，效果是運(yùn)行一次就空轉(zhuǎn)一次 } } } 要點(diǎn)：其中 for()這行括號(hào)里面，第一位置放的是初始值，留空的話表示不用管初始值，中間位置放置控制結(jié)束的條件，條件符合就繼續(xù)工作，條件不符合時(shí)就退出，第三位置放置的是每完成一次工作后要做的小小改變，達(dá)到控制程序的目的。 這個(gè)for()命令，稱為循環(huán)結(jié)構(gòu)，用于重復(fù)做一段相同的工作。 四、程序優(yōu)化優(yōu)化程序，能讓編程素質(zhì)提高。 細(xì)心的同學(xué)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，在main()程序段中 P10=0; mDelay（1000）； P10=1; mDelay（1000）； 先控制了LED發(fā)光，然后延時(shí)1秒，再控制LED不發(fā)光，然后延時(shí)1秒，然后 … … 沒(méi)有然后了，程序結(jié)束了。但是為何程序卻能按原意重復(fù)一閃一閃？ 沒(méi)錯(cuò)，程序的確是結(jié)束了。 于是LED不發(fā)光了。 但是，由于單片機(jī)加電之后是永不停息的工作，于是它重新回到初始加電狀態(tài)，于是又從頭再次執(zhí)行了 main()代碼，于是LED又閃了。 也就是說(shuō)，這個(gè)LED不停閃動(dòng)。并不是我們的程序控制，而是單片機(jī)需要不停工作。 這可不行，這方式中有部分時(shí)間不是由程序控制，也就是不可控。這是編程大忌，絕不能讓程序編著編著變成不由我控制了。 那個(gè)不停的工作也必須由代碼控制。 剛好，剛學(xué)會(huì)使用的 for()循環(huán)結(jié)構(gòu)派上用場(chǎng)了。 給LED燈加上永遠(yuǎn)循環(huán)的控制，main()主程序變成： void main() { for(;;) { P10=0; mDelay（1000）； P10=1; mDelay（1000）； } } 也就是不用管初始條件，不用管是否結(jié)束，只要做下去就是了。 繼續(xù)優(yōu)化。 功能增加了，代碼也增加了，單片機(jī)做的工作也多了，這樣工作時(shí)間就花多了，于是工作效率就下降了。 為提高效率，程序可以修改成如下： #include 'reg52.h' #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit P10= P1^0; void mDelay(uint Delay) { uint i; for(;Delay>0;Delay--) for(i=0;i<> } void main() { P10=!P10; mDelay（1000）； } 可以看到，程序長(zhǎng)度一下子少了一半，這是因?yàn)?C語(yǔ)言中，如果控制的命令只有一行，那么可以省去配對(duì)的花括號(hào)。 主程序main()中，命令由原來(lái)的4行變成2行，只因一個(gè)嘆號(hào)! 符號(hào)!是C語(yǔ)言的一個(gè)運(yùn)算符，就像數(shù)學(xué)課中的 +(加) –(減)一樣，它的作用是取反，單片機(jī)只認(rèn)識(shí)0與1兩個(gè)數(shù)，0取反就是1，1取反就是0 。 P10=!P10; 這代碼就實(shí)現(xiàn)了每次循環(huán)讓P10在0與1之間改變，達(dá)到控制閃的目的。 五、增補(bǔ)C語(yǔ)言注釋功能為增加程序可讀性，可以在代碼行后面使用//符號(hào)，并加入文字說(shuō)明，幫助理解這段代碼的功能，還可以使用 /* 說(shuō)明文字 */ 方式注釋，其中說(shuō)明文字部分可以分多行。 附記： |
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