蓝桥杯单片机基础学习：LED灯点亮与流水灯实现
蓝桥杯单片机基础学习：LED灯点亮与流水灯实现
在单片机开发中，无论是C51单片机还是STM32单片机，第一个项目通常是点灯。本文将详细介绍如何通过单片机控制LED灯的亮灭，包括点亮一盏LED灯和实现流水灯效果。
一、前言
关于单片机的开发，无论是C51单片机还是STM32单片机，或者其他类型的单片机。我们开发的第一个项目都是点灯，所以我们先进行点灯入门
单片机的学习最基础就是要会看开发板的原理图和型号的手册说明
这是两个很重要的资料，在蓝桥杯的比赛中，需要完成客观题，有时候客观题就是在这两个资料里面出的，所以笔者建议在学习的时候要经常查看这两个资料。
在这LED灯这个程序学习中，我们暂时不需要看手册，但是需要用到原理图
二、原理图
基本原理
在开发板上，LED灯是L1~L8，在原理图上对于就是这个
74HC573
可容易看出来，原理图上面的LED灯L1L8的最右边接了VCC，就是接了电源，我们知道要一个电路形成通路，我们需要有电流，电压，所以很明显在L1L8的左端需要给低电平，就是Q0Q7需要给低电平，LED灯才可以接通，LED才可以亮。在图Q0Q7之前，电路经过了74HC573
74HC573是拥有八路输出的透明锁存器，输出为三态门。当锁存使能端LE为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。
OE，LE的状态不同，产生的效果不同
OE，LE的状态
从74HC573这个图不难看出，OE端口接了GND，所以我们只需要控制LE为高电平，我们输入什么（D1D7），输出就是什么（Q0Q7）
在74HC573这个图中LE端口是连接了Y4C，Y4C连接的是74HC138译码器
74HC138译码器
74HC138译码器：三路输入控制八路互斥的低有效输出
三路输入为A0，A1，A2，用二进制控制输入启动
三路输入
在74HC138译码器原理图上面看出来，我们是只需要控制Y4~Y7即可。
所以我们只需要控制P25，P26，P27就可以控制74HC138译码器。
原理总结
单片机要通过74HC573锁存器控制LED灯，锁存器受74HC138译码器控制，而译码器受P25，P26，P27引脚控制。
三、代码实现功能
1、点亮一个LED灯
#include <STC15F2K60S2.H>
void main()
{
//选择锁存器通道4
P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;
// P2^0 = 0;
// P2^1 = 0;
// P2^2 = 0;
// P2^3 = 0;
// P2^4 = 0;
// P2^5 = 0;
// P2^6 = 0;
// P2^7 = 1;
//L1灯点亮
P0 = ~0x01; //0111 1111
}
（1）配置锁存器通道
通过上面是三路输入的图可以知道，我们要设置锁存器的4通道，需要设置P25=0，P26=0，P27=1三个引脚，我们可以直接写成
P2^5 = 0;
P2^6 = 0；
P2^7 = 1;
但是再后面的程序中我们不只是用到一个锁存器通道，如果每一个都这么配置，一个是我们代码复杂化，难以表达，一个是单片机cpu运行了不必要的数据，大大影响效率。所以我们这里通过与或运算，把关于P2端口配置设置为P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;
& ：X（任何数字）& 1（代表真）=1；
|：X（任何数字）| 0（代表假） = 0；
所以不难看出P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80相当于
P2^0 = 0;
P2^1 = 0;
P2^2 = 0;
P2^3 = 0;
P2^4 = 0;
P2^5 = 0;
P2^6 = 0;
P2^7 = 1;
这样可以大大减少代码数量。
（2）控制LED灯亮灭
//L1灯点亮
P0 = ~0x01;//1111 1110
在上面提到，我们要L1灯亮，则需要配置P00引脚为低电平，这样电路才可以通，L1灯才可以亮，
所以关于P0引脚的配置是1111 1110（高位在左，低位在右），除了第一位为0，其他都为1。
二进制换成十六进制是每四位二进制数为一个十六进制数的一位，所以1111 1110就是F E。
~：取反 ~0x01 = 0xFE
所以实现点亮一个LED灯，只需要
#include <STC15F2K60S2.H>
void main()
{
P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;
P0 = ~0x01;
}
2、流水灯
#include <STC15F2K60S2.H>
#include <intrins.H>
sbit A0 = P2^5;
sbit A1 = P2^6;
sbit A2 = P2^7;
unsigned char i;
void Delay100ms(void) //@11.0592MHz
{
unsigned char data i, j, k;
_nop_();
_nop_();
i = 5;
j = 52;
k = 195;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
void main()
{
while(1)
{
A0 = 0;
A1 = 0;
A2 = 1;
for(i = 0;i < 8;i++)
{
P0 = ~(0x01 << i);
Delay100ms();
}
}
}
这个就是笔者上面提到的直接配置P25=0，P26=0，P27=1三个引脚，也可以这样配置
（1）流水灯形成
流水灯就是相隔的LED灯在一定时间内，依次点亮，L1亮，一段时间后灭，紧接着L2灯亮，L1灯灭，一段时间后，L3灯亮，L2灯灭......所以我们先要设置这个“一段时间”
一段时间就是我们的延时函数，在控制LED，数码管 延时都是不可缺少的。
我们可以在STC-ISP上面配置我们需要的延时函数
在上面一段，我们找到软件延时计算器，通过选择系统频率，定时长度，8051指令集进行函数选择，在8051指令集中，不同单片机型号是不一样的延时，一般选择STC-Y5
这里我们就选择100ms的延时函数，nop()是一个空指令函数，在头文件声明一个#include <intrins.H>即可。
（2）LED灯依次点亮
要依次点亮，最简单的方法就是使用循环，我们需要点亮8盏灯，所以就需要使用for(i = 0;i < 8;i++)循环8次，然后在每一盏灯亮灭交替时，我们延时一段时间，就可以实现流水灯。
for(i = 0;i < 8;i++)
{
P0 = ~(0x01 << i);
Delay100ms();
}
使用P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80，笔者把这个想法放在这里，给读者提供参考
#include <STC15F2K60S2.H>
#include <intrins.H>
unsigned char i;
void Delay100ms(void) //@11.0592MHz
{
unsigned char data i, j, k;
_nop_();
_nop_();
i = 5;
j = 52;
k = 195;
do
{
do
{
while (--k);
} while (--j);
} while (--i);
}
void main()
{
P2 = (P2 & 0x1f) | 0x80;
while(1)
{
for(i = 0;i < 8;i++)
{
P0 = ~(0x01 << i);
Delay100ms();
}
}
}