2.3跑马灯(课件）- 高二《单片机应用技术（C语言 第二版）》同步教学（劳动版）

在实际应用中，不仅需要实现对端口某一位的控制，还需要实现对一个端口（8位）输出信号的同时控制，例如在机电控制中，常需要对多个指示灯或多台设备同时进行开关控制。 本任务的内容是控制8只LED，具体控制要求如下： 1.按顺序将8只LED轮流点亮，然后重复进行。 2.每只LED点亮的时间为1 s，1 s后切换到下一只LED点亮。 任务提出 任务三 跑马灯 本任务要实现8只LED的点亮或熄灭控制，因此整个系统的硬件结构应该是在单片机最小系统之上增加8只LED的控制电路。这8只LED接在单片机的任一端口，都能实现控制效果，需要注意的是不同端口由于内部结构有所不同，外接的驱动电路也会有所区别。 任务分析 任务中要求LED轮流点亮，因此单片机硬件电路只要能保证控制LED点亮或熄灭即可，由程序控制LED的点亮时间和顺序。控制8只LED的单片机应用电路的硬件系统框图如图所示。 单片机控制8只LED的系统框图 8只LED依次点亮，就是对单片机的每一个引脚依次输出低电平。对整个端口而言，每次一只引脚输出低电平，其余的7个引脚都输出高电平。每只LED点亮1 s，就是要求输出低电平后，调用延时函数实现1 s时间的延时，再以同样方式点亮下一只LED。 为了验证程序设计效果，用Keil软件对程序进行编译，并将编译程序与Proteus联调，以对设计效果进行功能验证。 一、C51的位运算规则 C51语言能对运算对象按位进行操作，位运算是指按位对变量进行运算，但并不改变参与运算的变量的值。如果要求按位改变变量的值，则要利用相应的赋值运算。C51中位运算符只能对整数进行操作，不能对浮点数进行操作。 相关知识 1．按位与运算 按位与运算符“&”是双目运算符。其功能是参与运算的两数各对应的二进制位相与。 2．按位或运算 按位或运算符“ |”是双目运算符。 3．按位异或运算 按位异或运算符“ ^”是双目运算符。 4．求反运算 求反运算符~为单目运算符，其功能是对参与运算的数的各二进制位按位求反。 5．左移运算 左移运算符“<<”是双目运算符。 6．右移运算 右移运算符“>>”是双目运算符。 二、C51的条件语句 1．基本条件语句if if语句说明如下： （1）条件表达式的值不等于零，即为真。 （2）如果条件为真，将执行｛｝中的语句组，否则不会执行语句组。 2．if-else语句 if-else语句说明如下： （1）条件表达式的值只要不等于零，即为真。 （2）如果条件为真，执行语句组1，否则执行语句组2。 （3）“语句组1”和“语句组2”只能执行其中一个。 3．if-else-if语句 if-else-if语句说明如下： （1）else不能单独使用，总是和它前面最近的if配对。 （2）如果情况太多，且条件均为某表达式的值的判别，可以用switch语句选择。 （3）所有条件“表达式”的值只要不等于零，即为真。 三、端口的定义及应用 MCS-51单片机的4个8位并行口，也是单片机内部特殊寄存器（SFR）中的P0、P1、P2、P3，它们有自己对应的地址，如P0的地址为0x80。使用sfr命令可以定义MCS-51的各个特殊功能寄存器，其格式为： sfr名称=特殊功能寄存器地址 一、硬件设计 本任务是用单片机实现8只LED不断地点亮和熄灭，每只LED的亮灭状态不同，只能通过不同的单片机引脚驱动。和前面的任务类似，可选择单片机的32个可编程驱动的IO引脚中的任意8个来驱动。在本任务中，选择P2口的8个引脚分别对应驱动8只LED，因端口的下拉能力较强，故采用下拉的方式驱动LED，具体电路如图所示。 任务实施 流水灯的控制电路原理图 在图中，VD1~VD8是8只LED，每只LED的阳极接5 V电源，阴极通过限流电阻接到单片机端口。当单片机引脚输出低电平时，LED将流过电流并点亮；当单片机引脚输出高电平时，LED两端均为高电平，没有电流流过，LED不会被点亮。 单片机的P2端口的8个引脚可以通过程序独立驱动，所以8只LED可以任意为点亮或熄灭的组合。 二、软件设计 由任务分析可知，本任务的目标就是要完成重复执行8只LED单独点亮1 s的过程。如图所示。 移位点亮LED流程图 由于单片机可以整个端口同时驱动，也可按引脚单独驱动，因此能够实现任务目标的程序较多，这里以三种程序控制实现任务目标。可以看到，不同的程序可以实现同样的目标，在阅读时应注意三个程序中主函数的异同。 1．引脚顺序控制 按照任务要求，需要对单片机一个端口的8个引脚轮流输出低电平。按前面任务的方式，应首先对8个引脚定义名称，这里以led0～led7分别对控制8只LED的引脚进行命名，程序中对每只引脚进行位控制，可以实现这8个引脚的电平控制。 端口顺序点亮LED流程图 2．端口顺序控制 单片机的P0、P1、P2、P3是