任务二 单片机控制LED 单向流水彩灯 （3）（课件）-《单片机技术及应用(第4版)》(高等教育出版社) 同步精品课堂

任务二 单片机控制LED 单向流水彩灯 （3） 单片机技术及应用 同步精品课堂 高等教育出版社第 4 版 1 掌握改变彩灯流水速度和方向的方法 学会使用不同方法优化控制 LED 单向流水的程序 理解循环移位函数、循环程序结构和位操作与选择程序结构在流水灯程序中的应用 三种优化程序方法的编程思路 绘制优化程序对应的流程图 灵活运用不同方法优化程序以实现特定功能 理解位操作和选择程序结构实现流水效果的原理 在之前我们已经学会了单片机控制 LED 单向流水彩灯的基本实现方法，现在我们来进一步探讨如何改变彩灯的流水速度和方向，以及思考程序是否可以优化。 通过学习不同的优化方法，能让我们的程序更加简洁高效，下面就让我们一起开始学习吧。 方法 1 —— 用头文件中的循环移位函数优化程序 C51 内置头文件 INTRINS.H 中的函数_crol_可以完成循环左移操作（向左移动 1 位，最高位数据移至最低位处），因此可以更简洁地完成流水显示操作。如图所示。 编程思路 方法 1 —— 用头文件中的循环移位函数优化程序 ① 启动流程图绘图软件 Diagram Designer，设置图纸大小为 A4。 ② 从右侧的标准框图符号库中拖取所需的框图符号，调整其大小和位置。 （1）绘制流程图 方法 1 —— 用头文件中的循环移位函数优化程序 ③ 在框图中输入文本。 ④ 用指向线连接框图符号。 ⑤ 保存该程序流程图（文件名为 “循环左移函数实现的流水灯.DDD”）。 （1）绘制流程图 方法 2 —— 用 for 循环程序结构优化程序 用位操作和循环程序结构实现流水显示效果。用 for 语句控制移位的次数，移完 8 次后重新赋值。 编程思路 在硬件层面（如 LED 灯组、数码管等），通常用一个字节（8 位）的二进制数据表示 8 个显示单元的状态，每位对应一个单元的亮灭（1 为亮，0 为灭）。流水效果本质是让这个 "亮位" 按固定方向依次移动，形成动态流动的视觉体验。 方法 2 —— 用 for 循环程序结构优化程序 for 语句可以使程序按指定的次数重复执行一个语句组。 for 语句 for 语句的其格式如下 for (初始化表达式; 条件表达式; 更新表达式) { 循环体代码; } C/C++： # 遍历序列（列表、字符串等） for 变量 in 序列: 循环体代码（缩进表示） Python： 方法 2 —— 用 for 循环程序结构优化程序 for 语句 首先在初始化表达式中设置循环变量的初始值，然后求解条件表达式的值，如果其值为 “真”，则执行 for 后面的语句；如果为 “假”，则跳过 for 循环语句；如果条件表达式为 “真”，则在执行完指定的语句组之后，执行增量表达式。 for 语句的执行过程如图所示： 方法 2 —— 用 for 循环程序结构优化程序 while 语句 while 语句的格式如下： while (条件表达式) { 循环体代码; [可选：修改条件的语句;] } C/C++： while 条件表达式: 循环体代码（需缩进） [可选：修改条件的语句] Python： 方法 2 —— 用 for 循环程序结构优化程序 while 语句 首先判断条件表达式是否为 “真”，若为 “真”，则执行循环体中的语句组；否则，跳出循环体，执行后面的操作。 while 语句的执行过程如图所示： 方法 2 —— 用 for 循环程序结构优化程序 ① 启动流程图绘图软件 Diagram Designer，设置图纸大小为 A4。 ② 从右侧的标准框图符号库中拖取所需的框图符号，调整其大小和位置。 （1）绘制流程图 方法 2 —— 用 for 循环程序结构优化程序 ③ 在框图中输入文本。 ④ 用指向线连接框图符号。 ⑤ 保存该程序流程图（文件名为 “循环左移函数实现的流水灯.DDD”）。 （1）绘制流程图 方法 3—— 位操作和选择程序结构实现 编程思路 ① P1 口输出一个 8 位二进制数 11111110，将 LED1 点亮。 ② 延时一段时间，使用位操作中的左移命令左移 1 位（高位溢出，低位补 0） 方法 3—— 位操作和选择程序结构实现 编程思路 ③ 使用或运算将最低位置 1，然后继续进行延时和位运算操作，如图所示。 ④ 延时结束后，使用 if 语句判断 P1 口数据是否为 01111111（即最高位是否为低电平），如果为 01111111 说明已经完成了 7 次移位操作，此时将 P1 口数据重置为 11111110（最低位为低电平）。 方法 3—— 位操作和选择程序结构实现 ① 启动流程图绘图软件 Diagram Designer，设置图纸大小为 A4。 ② 从右侧的标准框图符号库中拖取所需的框图符号，调整其大小和位置。 （1）绘制流程图 方法 3—— 位操作和选择程序结构实现 ③ 在框图中输入文本。 ④ 用指向线连接框图符号。 （1）绘制流程图 随堂检测1 C51 内置头文件 INTRINS.H 中的_crol_函数有什么作用？ 答案：可以完成循环左移操作，向左移动 1 位，最高位数据移至最低位处，可用于更简洁地完成流水显示操作。 for 语句的执行过程是怎样的？ 答案：首先在初始化表达式中设置循环变量的初始值，然后求解条件表达式的值，如果其值为 “真”，则执行 for 后面的语句；如果为 “假”，则跳过 for 循环语句；如果条件表达式为 “真”，则在执行完指定的语句组之后，执行增量表达式。 随堂检测2 在方法 3 中，使用位操作左移后为什么要进行或运算？ 答案：使用或运算将最低位置 1，以便继续进行后续的延时和位运算操作，实现流水显示效果。 while 语句的执行过程是怎样的？ 答案：首先判断条件表达式是否为 “真”，若为 “真”，则执行循环体中的语句组；否则，跳出循环体，执行后面的操作。 随堂检测3 阐述使用位操作和选择程序结构实现流水显示的具体操作流程。 答案： ①　P1 口输出一个 8 位二进制数 11111110，将 LED1 点亮。 ②　延时一段时间，使用位操作中的左移命令左移 1 位（高位溢出，低位补 0）。 ③　使用或运算将最低位置 1，然后继续进行延时和位运算操作。 ④　延时结束后，使用 if 语句判断 P1 口数据是否为 01111111（即最高位是否为低电平），如果为 01111111 说明已经完成了 7 次移位操作，此时将 P1 口数据重置为 11111110（最低位为低电平）。 ⑤　循环执行上述操作。 随堂检测3 说明 for 语句的执行过程。 答案：for 语句的执行过程如下：首先在初始化表达式中设置循环变量的初始值，然后求解条件表达式的值，如果其值为 “真”，则执行 for 后面的语句；如果为 “假”，则跳过 for 循环语句；如果条件表达式为 “真”，则在执行完指定的语句组之后，执行增量表达式。 1 分组讨论，讨论三种优化方法各自的优缺点和适用场景。思考如何进一步优化程序以实现更多样化的流水效果。 1. 方法 1—— 用头文件中的循环移位函数优化程序 任务二 单片机控制LED 单向流水彩灯 （3） 2. 方法 2—— 用 for 循环程序结构优化程序 编程思路 绘制流程图 3. 方法 3—— 位操作和选择程序结构实现 编程思路 知识准备——for 语句 绘制流程图 编程思路 绘制流程图 感谢观看 25 $$