流水灯设计

目的与要求

通过采用单片机控制8个LED发光二极管顺序点亮的流水灯系统设计与制作，让读者了解C语言的数据类型、常量与变量、运算符和表达式等基本概念及使用方法。

设计要求：首先点亮连接到P1.7引脚的发光二极管，延时一定时间后熄灭，再点亮连接到P1.6引脚的发光二极管，直到电量最后一个连接到P1.0引脚的发光二极管，再从头开始，循环不止，产生一种动态显示的流水灯效果。

电路设计

流水灯控制系统设计电路如 图1 所示。

图1：

源程序设计

流水灯控制系统的源程序如下。

//程序：流水灯设计.c
//功能：采用库函数实现的流水灯控制程序
#include <reag51.h>
#incllude <intrins.h>
//函数名：delay
//函数功能：实现软件延时
//形式参数：无符号整形变量i，控制空循环的次数
//返回值：无
void delay(unsigned int i)//定义延时函数
{
	unsigned int k;
	for(k=0;k<i;k++);
}
void main()						//主函数
{								//主函数开始
	P1=0x7F;					//P1端口输出0x7f，即01111111B，点亮P1.7连接的LED
	while（1）					//无限循环
	{							//循环体语句组开始
		P1=_cror_(P1,1);		//调用内部函数_cror_()，将P1的二进制数值循环右移
		delay(5000);			//延时
	}							//循环体语句组开始
}								//结束控制程序

通过向P1口写入一个8位二进制数来改变每个引脚的输出电平状态，从而控制8个发光二极管的亮灭。在 流水灯设计.c源程序中，语句“P1=0x7F;”将P1口8位引脚设置为按8位01111111输出，电量P1.7引脚连接的发光二极管。将P1端口在01111111、10111111、11011111、11101111、11110111、11111011、11111101、11111110这8种状态之间顺序转换，就可以实现流水灯效果。

容易看出，P1端口顺序彼岸花的8个状态是最高位旁边的”0“依次右移，调用内部函数

cror

() 可以实现循环右移功能。程序中使用了while循环语句不停地重复着”P1端口状态循环右移→延时“的循环程序段，程序流程图如 图2 所示。

图2:

Keil C51提供_cror_()是循环右移函数，就是把低位移出去的部分补到高位去。

循环右移函数_cror_()需要两个参数。第一个参数存放被移位的数据，例如此例中的P1端口状态；第二个参数是常数，用来说明移位次数，此例中常数为1，表示右移1位。

Keil C51还提供了一个循环左移函数_crol_()，使用原理与_cror_()相同。

任务小结

本任务通过用51单片机控制连接到P1口的8个发光二极管实现流水灯效果的软、硬件设计过程，使读者初步了解C语言程序的基本结构和特点，学习如何用C语言编程来控制单片机的并行I/O端口。

举一反三

C51提供左移运算“<<”和右移运算“>>”，运算的结果是把二进制操作数左移或右移若干位。对无符号数左移后，高位移出的数丢掉，对低位补0。对无符号数右移后，低位移出的数丢掉，对高位补0。

例如：如果 aa=01111111 ，执行命令“aa>>1”后，aa=00111111。使用移位运算符实现流水灯的源程序如下。

//程序：流水灯设计2.c
//功能：采用库函数实现的流水灯控制程序
#include <reag51.h>
//函数名：delay
//函数功能：实现软件延时
//形式参数：无符号整形变量i，控制空循环的次数
//返回值：无
void delay(unsigned int i)//定义延时函数
{
	unsigned int k;
	for(k=0;k<i;k++);
}
void main()						//主函数
{								
	unsigned char aa,i;			//定义字符变量aa，i
	while（1）					//无限循环
	{							//循环体语句组开始
		aa=0x80;				//给变量aa赋值0x80，即10000000
		for(i=0;i<8;i++)		//用for循环控制逐位移动8次
			{
				P1=~aa;			//将aa的值取反后经8位P1引脚输出，~为取反运算符
				delay(5000);	//延时
				aa>>=1;			//将aa的二进制数值右移一位
			}					//结束循环
	}							//循环体语句组开始
}								//结束控制程序