[51单片机学习笔记ONE]-----LED灯的多种使用方法
一.交替閃爍8個LED燈，時間間隔為1s
1 /****************************************************** 2 實驗名稱： 交替閃爍8個LED燈,時間間隔1s 3 實驗時間： 2014年12月2日 4 ******************************************************/ 5 6 #include <reg51.h> 7 8 void delay(unsigned char a); 9 10 void main() 11 { 12 while(1) 13 { 14 /*根據原理圖，P0置高電平燈亮*/ 15 P0 = 0x00; 16 delay(45); 17 18 /*根據原理圖，P0置低電平燈滅*/ 19 P0 = 0xFF; 20 delay(45); 21 } 22 } 23 24 /*延時1s，有誤差。計算公式大約可以用((((c*2)+3)*b+3)*a)*/ 25 void delay(unsigned char a) 26 { 27 unsigned char b,c; 28 for(;a>0;a--) 29 for(b=152;b>0;b--) 30 for(c=70;c>0;c--); 31 32 }
實驗的代碼很簡單。但是實際操作過程中還是遇到了以下問題：
- 端口P0編號不能用小寫。P字母必須大寫。
- 給P0賦值時，雖然賦的是16進制的值，但是不能在后面加H。
- 最重要的是延時問題！
要注意的是用C語言不大可能做出精確的延時效果，肯定會存在一定的誤差！！！！
首先先來了解幾個單片機的周期知識：
- 時鐘周期：也稱振蕩周期，定義為頻率的倒數，它是單片機中最基本，最小的時間單位。
- 狀態周期：它是時鐘周期的兩倍。
- 機器周期：單片機的基本周期，完成一項基本操作，如取指令，存儲器讀寫等，它由12個時鐘周期（6個狀態周期）構成。
- 指令周期：單片機執行一條指令所需要的時間，一般是1-4個機器周期。
在這里，我把晶振的頻率設置為跟自己設備一樣，為12MHZ，所以機器周期為1μs。而整個程序的時間可以根據Keil的調試功能查看。
打開Keil的調試功能（就是菜單欄里放大鏡里面有個d的那個圖標），然后再在所需要的地方設置斷點。如下圖所示：
如圖所示，在15行，16行位置設置了斷點。圖片左側部分，可以找到“sec”這一項，這一項就是執行到這步所需要的時間，然后可以根據時間差計算延時的時間。
這里可以看到執行到15行的時間為0.00038900s
執行到16行的時候時間為0.00039100s，所以執行P0=0x00的時間為2μs，即兩個機器周期，因為這里用的是立即數尋址，取值一周期，執行一周期。
執行到19行的時間為0.97892600s，所以執行delay(45)這句代碼的時間為0.978535s，接近1s，所以說是存在誤差的。但是對于實驗效果來說，也已經夠了。
最重要的還有一點就是，經過自己實驗，不同的類型符號所需要的時間也是不一樣的，比如我采用無符號整形，所需時間就是3.7s，所以差別還是很大的。
不過總結來說，還是應該遵循一些簡單的原則：
- 盡量使用unsigned 型的數據結構。
- 盡量使用char型，實在不夠用再用int，然后才是long。
- 如果有可能，不要用浮點型。
- 使用簡潔的代碼，因為按照經驗，簡潔的C代碼往往可以生成簡潔的目標代碼（雖說不是在所有的情況下都成立）。
另外的話，在這里也把匯編的延時程序放出來。同樣的，也是先來看用來實現這個目標的代碼。
1 /******************************************************************************* 2 * 實 驗 名 : LED閃爍的簡單試驗 3 * 實驗說明 : 得到8盞LED交替亮滅的實驗效果 4 *******************************************************************************/ 5 6 ORG 0000H ;程序從此地址開始運行 7 LJMP MAIN ;跳轉到 MAIN 程序處 8 9 ORG 030H ;MAIN 從030H處開始 10 MAIN: 11 MOV P0 ,#00H ;P0為低電平 LED 燈亮 12 ACALL DELAY ;調用延時子程序 13 MOV P0 ,#0FFH 14 ACALL DELAY 15 AJMP MAIN ;跳轉到主程序處 16 17 DELAY: 18 MOV R5,#08H ;將立即數傳給寄存器R5 19 F3: 20 MOV R6,#0FAH 21 F2: 22 MOV R7,#0FAH 23 F1: 24 DJNZ R7,F1 ;若為0程序向下執行，若不為0程序跳轉到 25 DJNZ R6,F2 26 DJNZ R5,F3 27 RET 28 29 END
其中DJNZ是減一不為零轉移指令。有兩個參數，第一個是被減數，第二個是轉移的地址編號。
還有一點要注意的就是MOV指令時單周期指令，DJNZ是雙周期指令。
下面是延時分析:
?
執行到MOV指令時的時間為0.00000200s
?執行到12行時，時間為0.00000400s，所以執行MOV P0，#00H這句語句的時間為2μs，同樣的是因為采用了立即數尋址。
?可以看到延時程序的消耗時間大約為1s，計算分析過程：
?MOV ?R5,#08H??? ;執行了1次，單周期
F3:?
?MOV ?R6,#0FAH? ;執行了1*8次，單周期
F2:?
?MOV ?R7,#0FAH??;執行了1*8*250次，單周期
F1:?
?DJNZ ?R7,F1?????? ;執行了8*250*250次，雙周期
?DJNZ ?R6,F2?????? ;執行了250*8次，雙周期
?DJNZ ?R5,F3?????? ;執行了8次，雙周期
所以總的時間為1+8+8*250+8*250*250*2+250*8*2+8*2=1006025μs
所以采用匯編編寫延時程序明顯比C語言準確的多，當然也不是完全正確，還是有很小的誤差，準確的延時應該用定時器來設計。
二.LED二進制加法顯示
1 /********************************* 2 --------------------------------- 3 實驗名稱： LED二進制加法顯示 4 實驗時間： 2014/12/2 5 *********************************/ 6 7 #include <reg51.h> 8 9 void Delay(unsigned char x); 10 11 void main() 12 { 13 unsigned char n = 0x00; 14 while(1) 15 { 16 P0 = n; 17 Delay(45); 18 n++; 19 } 20 } 21 22 void Delay(unsigned char x) 23 { 24 unsigned char y,z; 25 for(;x>0;x--) 26 for(y=152;y>0;y--) 27 for(z=35;z>0;z--); 28 }
?三.LED流水燈設計
1 /*************************************** 2 --------------------------------------- 3 實驗名稱： 流水燈實驗 4 實驗說明： 延時實現LED燈流水線效果 5 實驗時間： 2014/12/2 6 ***************************************/ 7 8 #include <reg51.h> 9 #include <intrins.h> 10 11 void Delay(unsigned char a); 12 13 void main() 14 { 15 16 unsigned char x; 17 x = 0x01; 18 while(1) 19 { 20 P0 = x; 21 Delay(45); 22 x = _crol_(x,1); //char型循環向左移 23 } 24 } 25 26 void Delay(unsigned char a) 27 { 28 unsigned b,c; 29 for(;a>0;a--) 30 for(b=76;b>0;b--) 31 for(c=35;c>0;c--); 32 }
intrins.h頭文件內部函數描述：
_crol_ 字符循環左移 _cror_ 字符循環右移 _irol_ 整數循環左移 _iror_ 整數循環右移 _lrol_ 長整數循環左移 _lror_ 長整數循環右移 _nop_ 空操作 （相當于8051 NOP 指令） _testbit_ 測試并清零位 （相當于8051 JBC 指令） 具體用法： （1）循環移位用法如上代碼。 （2）_nop_ 空操作： ?????????? P()=1; ???????? _nop_(); ????????? P()=0; 功能：即空指令。什么都不做，但是占用一個指令的時間。 （3）_testbit_ 測試并清零位： 功能：產生一個JBC 指令，該函數測試一個位，當置位時返回1，否則返回0。如果該位置為1，則將該位復位為0。8051 的JBC 指令即用作此目的。 _testbit_只能用于可直接尋址的位；在表達式中使用是不允許的。四.LED跑馬燈設計
1 /******************************************* 2 -------------------------------------------- 3 實 驗 名: LED跑馬燈 4 實驗說明: LED燈右移跑馬燈 5 *******************************************/ 6 7 #include<reg51.h> 8 #include<intrins.h> 9 10 void Delay(unsigned char a); 11 12 void main() 13 { 14 unsigned char n = 0xFE; 15 while(1) 16 { 17 P0 = n; 18 Delay(45); 19 n = _crol_(n,1); 20 } 21 } 22 23 void Delay(unsigned char a) 24 { 25 unsigned char b,c; 26 for (;a>0;a--) 27 for (b=152;b>0;b--) 28 for (c=35;c>0;c--); 29 }
?
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五.LED左右跑馬燈設計
1 /******************************************* 2 -------------------------------------------- 3 實 驗 名: LED跑馬燈 4 實驗說明: LED燈左右跑馬燈 5 *******************************************/ 6 7 #include<reg51.h> 8 #include<intrins.h> 9 10 void Delay(unsigned char a); 11 12 void main() 13 { 14 unsigned char n = 0xFE; 15 unsigned char i = 0; 16 unsigned char j = 0; 17 while(1) 18 { 19 for(;i<7;i++) 20 { 21 P0 = n; 22 Delay(45); 23 n = _crol_(n,1); 24 } 25 26 for(;j<7;j++) 27 { 28 P0 = n; 29 Delay(45); 30 n = _cror_(n,1); 31 } 32 } 33 } 34 35 void Delay(unsigned char a) 36 { 37 unsigned char b,c; 38 for (;a>0;a--) 39 for (b=152;b>0;b--) 40 for (c=35;c>0;c--); 41 }
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的[51单片机学习笔记ONE]-----LED灯的多种使用方法的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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