51单片机（入门保姆级教程）——LED闪烁及流水灯
一、LED基本原理和知识
图1 LED共阳极原理图
1.1 LED共阴极和共阳极的含义
LED的最小单元是发光二极管。发光二极管是区分正负极的，正向导通，反向截止。共阴极就是发光二极管的负极连接在一起，共阳极就是发光二极管的正极连接在一起。
1.2 共阴极和共阳极的区别
耗能不一样。共阳极二极管的公共端接在高电平，需要高电平时时刻刻处在工作状态；而共阴极二极管公共端接低（GND），只需指定二极管工作时给某个二极管高电平即可，有效降低了功耗，对长时间工作LED来言有效降低了屏热。
线路复杂程度不同。一般在实际工程中共阴极二极管比共阳极二极管的线路复杂，共阳极不需要那么多的高电平线路驱动。
二、单个LED的闪烁
2.1 KEIL文件的建立
具体的keil工程文件创建可以参考[1]中的过程。
2.2 LED的闪烁程序
#include sbit led=P2^0; //定义指定LED灯的管脚 void delay(unsigned int i) //延时函数。unsigned int定义无符号整型，范围0-655535 { while(i--); //i=1时，大约延时10us } void main() //主函数，程序从这里开始执行 { while(1) { led=0; //0表示低电平，共阳极二极管点亮 delay(50000); //大约延时450ms led=1; //1表示高电平，LED熄灭 delay(50000); //大约延时450ms } } 2.3 包含/区分/学习知识点 #include 两者来说区别不大，< >的引用是C51库函数里面的文件，而" "是引用我们自己创建的库函数里面的文件。 while循环函数 while(i<10) { i=i+1; } while函数的定义为：执行程序里面的函数文件，即i+1，执行完后判断i是否<10，若小于，继续执行，若大于等于则跳出循环。 DELAY延时函数（掌握和学习） 在单片机中有两种延时方式，一种是软件延时，一种是硬件延时（计时器/计数器）。本知识点主要介绍软件延时函数。 void delay(unsigned int i) { while(i--); } 延时函数，i=1时，大约延时10us 图2 STC-ISP生成延时函数 图2所示为STC-ISP自动设置生成延时函数，所使用的晶振为11.0592MHz，以10us为例，自动生成。 void Delay10us() //@11.0592MHz { unsigned char i; _nop_(); i = 25; while (--i); } 我们发现其中多了_nop_()指令，该指令包含在头文件#include #include #include sbit led=P2^0; //定义指定LED灯的管脚 void main() //主函数，程序从这里开始执行 { while(1) { led=0; //0表示低电平，共阳极二极管点亮 _nop_(); led=1; //1表示高电平，LED熄灭 _nop_(); } } 三、LED流水灯的实现 3.1最基础最原始的流水灯实现办法 （1）概念 8个LED灯的定义，以共阳极为例，让某一个灯点亮就是让这个LED灯为低电平。从左到右依次为01111111、10111111、11011111、11101111、11110111、11111011、11111101、11111110。其中1就是高电平、0位低电平，为低电平时LED点亮。 （2）具体程序代码 #include sbit led1=P2^0; //定义指定LED灯的管脚 sbit led2=P2^1; sbit led3=P2^2; sbit led4=P2^3; sbit led5=P2^4; sbit led6=P2^5; sbit led7=P2^6; sbit led8=P2^7; void delay(unsigned int i) //延时函数。unsigned int定义无符号整型，范围0-655535 { while(i--); //i=1时，大约延时10us } void main() //主函数，程序从这里开始执行 { while(1) { led1=0; //0表示低电平，led1点亮 delay(5000); led1=1; //1表示高电平，led1熄灭 delay(5000); led2=0; //0表示低电平，led2点亮 delay(5000); led2=1; //1表示高电平，LED2熄灭 delay(5000); led3=0; //0表示低电平，LED3点亮 delay(5000); led3=1; //1表示高电平，LED3熄灭 delay(5000); led4=0; //0表示低电平，LED4点亮 delay(5000); led4=1; //1表示高电平，LED4熄灭 delay(5000); led5=0; //0表示低电平，LED5点亮 delay(5000); led5=1; //1表示高电平，LED5熄灭 delay(5000); led6=0; //0表示低电平，LED6点亮 delay(5000); led6=1; //1表示高电平，LED6熄灭 delay(5000); led7=0; //0表示低电平，LED7点亮 delay(5000); led7=1; //1表示高电平，LED7熄灭 delay(5000); led8=0; //0表示低电平，LED8点亮 delay(5000); led8=1; //1表示高电平，LED8熄灭 delay(5000); } } 最基础最原始的流水灯方式，就是单纯让LED按照顺序依次点亮，从而达到流水灯的效果，看似笨拙、程序繁多，却突出流水灯的思想和原理，为后面库函数、左移右移、数组索引法奠定基础。 3.2 移位法实现LED流水灯 （1）具体程序代码 左循环 #include void delay(unsigned int i) //延时函数 { while(i--); } void main(void) //主函数，程序从这里开始执行 { int j; //引入变量，定义字符 while(1) { P2=0xfe; //即11111110，将8个LED的状态赋值给P2 delay(50000); for(j=0;j<8;j++) //循环8次，因为有8个LED灯 { P2=P2<<1 | 0x01; //实现程序左移1位，或运算，有1为1，全0为0 delay(50000); } } } 右循环 #include void delay(unsigned int i) //延时函数 { while(i--); } void main(void) //主函数，程序从这里开始执行 { int j; //定义字符 while(1) { P2=0x7f; //即01111111，将8个LED的状态赋值给P2 delay(50000); for(j=0;j<8;j++) //循环8次，因为有8个LED灯 { P2=P2>>1 | 0x80; //实现程序右移1位，或运算，有1为1，全0为0 delay(50000); } } } （2）相关知识、逻辑解释 或运算( | ) 基本运算规则为： 0|0=0； 0|1=1； 1|0=1； 1|1=1；只要运算中有一个为1，其值为1。 为什么引入j变量？ 变量j：为了实现循环，让LED灯依次进行移动，文中实现LED灯左移或者右移8次。 左移<> 左移和右移有其固定的形式，如P1<<1，就是让P1往左移动一位，若为P1<<2，就是让P1往左移动两位，依次推算，右移也是如此。 此位移法相对简单基础，存在不定性，可在此基础上增加判断和计时器，精确控制LED流水灯的形式和花样。 3.3 数组法 （1）具体程序代码 #include unsigned char LED [8] = {0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; //定义8个LED灯点亮 void delay(unsigned int i) //延时函数 { while(i--); } void main(void) //主函数，程序从这里开始执行 { int j; for(j=0; j<8; j++) //循环函数，实现流水效果 { P2 = LED[j]; //赋值给LED端口 delay(50000); P2 = 0xff; // 清屏，使所有LED熄灭 } } （2）相关知识点 数组的定义和表示——类型说明符 数组名 [常量表达式] 这是数组最基本的形式，比较固定。其中： 类型说明符：表示变量的长度单元格，常用为char、int、long；因为一般读取数据很少有负数，所以常用无符号整型。 数组名：定义的数组名字，即数组标识符。 常量表达式：表示定义的数组中装有元素的个数，即数组长度。 3.4 库函数法 （1）具体程序代码 #include #include void delay(unsigned int i) //延时函数 { while(i--); } void main() //主函数，程序从这里开始执行 { int i; P2 = 0xfe; for(i=0;i<7;i++) //LED左移一位 { P2=_crol_(P2,1); delay(50000); //延时 } for(i=0;i<7;i++) //LED右移一位 { P2=_cror_(P2,1); delay(50000); //延时 } } （2）小修改后代码 #include #include #define LED P2 //把P2口整体定义为LED，后面可以直接引用 void delay(unsigned int i) //延时函数 { while(i--); } void main() //主函数，程序从这里开始执行 { int i; LED = 0xfe; for(i=0;i<7;i++) //LED左移一位 { LED=_crol_(LED,1); delay(50000); //延时 } for(i=0;i<7;i++) //LED右移一位 { LED=_cror_(LED,1); delay(50000); //延时 } } （3）相关知识点 移位函数（最快实现流水灯程序） 需要添加#include 两个程序的小区别 修改后的程序中多了#define LED P2定义，此句话意思为将P2口整体定义为LED，增加了程序的可读性。 四、小结 以上四种方法基本涵盖了流水灯的控制移动方法，可供借鉴学习，水平有限，若有不足，请理解谢谢，欢迎指出问题。