51單片機(jī)編程開發(fā)之完轉(zhuǎn)LED簡析

延時的概念

前面的程序中我們只是點一下燈，熄一下燈，或者點亮另幾個燈，再熄滅，有這編程的功夫還不如裝個開關(guān)吧。你還想咋地？“寶寶想看那種五顏六色還能一閃一閃亮晶晶的”。如果你的女朋友（或男朋友）看到你學(xué)單片機(jī)只會點燈時這么對你說，你該咋辦？毫無疑問，咱無論如何也要滿足她（他）呀，還不止只給她看一閃一閃亮晶晶呢，你應(yīng)該要給她看星星，看月亮，看整個宇宙的。畢竟現(xiàn)在這社會競爭這么大，你不給她，另一個朋友能給她，到時你該怎么辦？都到談戀愛這份上了，為了這點小事難道你要“善罷甘休”，真不想以后交換戒指的是你和她？

想清楚了吧，為了未來的那一大幕，我們現(xiàn)在是不是要先來研究研究LED怎么一閃一閃這一小步呢？

我們要讓單片機(jī)控制的LED一閃一閃要怎么做呢，是不是讓它亮一會再滅一會？那要怎么讓它亮了再滅呢？難道寫一個點亮程序，再寫一個熄滅程序不停交替下載這兩程序？要是這樣，你女朋友早跟樓下小王跑了。

前面的內(nèi)容中我們說了數(shù)字芯片大多都是需要時序來控制的吧，單片機(jī)是數(shù)字芯片的集合體，它的時鐘源就是我們上節(jié)課說的晶振電路，晶振電路產(chǎn)生的時鐘信號輸入到其內(nèi)部，然后其內(nèi)部電路就根據(jù)這個信號按照一定的規(guī)律進(jìn)行運(yùn)行，如果給到的程序有什么功能它內(nèi)部就隨著這個時鐘一步一步實現(xiàn)我們的功能，如果我們給了一個"空白"程序(空白不是什么都沒有，用無意義來形容可能更貼切，就是不處理正經(jīng)事單純消耗系統(tǒng)時鐘的命令，實現(xiàn)這一點的原理是因為單片機(jī)中任何命令執(zhí)行都會消耗時間，類比人休息但時間也在流失道理一樣)，那它內(nèi)部在這一段時鐘信號內(nèi)就保持原樣什么都不變動。就像我們?nèi)艘粯?，?dāng)我們在走路時，大腦控制我們的神經(jīng)，帶動肌肉往復(fù)運(yùn)動，我們休息時就讓肌肉放松下來。那我們要怎么控制芯片讓它暫停一下呢，看完上面內(nèi)容是不是就有答案了？給它一段“空白"命令，不行就2段，或者N段。

那在程序中要怎么實現(xiàn)讓單片機(jī)執(zhí)行一段空白命令呢？

前面接收C語言基礎(chǔ)時我們是不是講到了循環(huán)語句？我們在循環(huán)語句中不執(zhí)行任何功能，這樣就可以解決這個問題了吧。一個“暫停”功能的程序在腦海中應(yīng)該有了吧。這種情況我們一般稱為延時，和暫停是一個意思，但不這不是意味著單片機(jī)就真的是停下來的吧，就像我們休息的時候心跳也要照樣跳動一樣，“暫?！倍际羌傧蟆?/p>

下面來看一下我們平時常用的延時代碼：

while(n<100)

{

n--;

}

我們也可以改寫成for循環(huán)的方式吧。

for(n=0;n<100;n++)

{

;

}

當(dāng)然，以上程序還可以進(jìn)行嵌套，如果你需要設(shè)置的延時時間很久的話。另外，熟練編程之后我們也可以把大括號對{}省略不寫，至于為什么？自己思考一下。

這里我們在“暫?！睍r用一個變量n來控制“空白”命令的次數(shù)，如果短了就把n加大，如果長了就減小。但到底多少合適呢，也就是我們要怎樣實現(xiàn)可控的延時時間呢，這里我們需要來了解幾個關(guān)于51單片機(jī)的新概念，即時鐘周期，機(jī)器周期，指令周期。

時鐘周期就是指晶振振蕩的周期，它是晶振頻率的倒數(shù)，我們仿真電路中使用的是12MHz的晶振那它就是(1/12M)秒。

機(jī)器周期在51單片機(jī)中機(jī)器周期就是12個時鐘周期，即(1/1M）秒，也就是1微秒（us）。

指令周期就是單片機(jī)執(zhí)行一條指令的時間，它由若干個機(jī)器周期組成，在單片機(jī)中一些簡單指令是1個機(jī)器周期，一部分復(fù)雜指令需要2個或多個機(jī)器周期。

當(dāng)然我們項目開發(fā)時這些內(nèi)容需要參考芯片數(shù)據(jù)手冊，因為這不是固定的定義，現(xiàn)在很多增強(qiáng)型51單片機(jī)的時鐘都不是這樣的了，其他更高級的芯片就不用說了。

那我們到底要怎么確定我們延時程序中的n，能延時多久呢？我們可以通過程序的調(diào)試功能進(jìn)行仿真確定（畢竟是仿真與實際會有一些出入）。最死板的辦法是我們可以把程序下載到單片機(jī)中進(jìn)行測試分析呀，用示波器測量單片機(jī)引腳電平變化周期就不出來了，然后大概記住一些典型時間，如0.1s,0.5s,1s等延時n的值，以后直接使用也可以。但我們肯定還有更簡單又準(zhǔn)確的延時辦法，因為設(shè)計到定時器的使用，所以今天就先不講解，后面學(xué)習(xí)定時器是在做具體介紹。

寫了這么多內(nèi)容，終于把基礎(chǔ)寫完了，老司機(jī)們是不是早就迫不及待的發(fā)車了？那我們先上車開起來吧

閃燈程序

看了以上原理，現(xiàn)在我們想來實現(xiàn)讓一個燈閃起來吧。我們來看看程序內(nèi)容，跟著注釋看一遍是不是就很明了了。

#include //這是52單片機(jī)的頭文件

#include //這也是編譯器的一個頭文件后面會用到

typedef unsigned char u8; //typedef 是別名關(guān)鍵字

typedef unsigned int u16;

void main()

{

u8 i,j; //定義變量

  P1 = 0xfe;//點亮第一個燈

for(i=0;i< 200;i++) //第一段延時

{

	for(j=0;j< 200;j++)

	{

		;

	}

}

P1 = 0xff;//熄滅第一個燈

for(i=0;i< 200;i++)//第二段延時

{

	for(j=0;j< 200;j++)

	{

		;

        }

}

}

這個代碼里我新引入一個頭文件#include ，它也是編譯軟件自帶的一個頭文件，里面包含對寄存器的循環(huán)操作接下來的程序中我們會使用到。

typedef這個關(guān)鍵字就是取別名的意思，就是把一長串名稱給一個簡短的名字，編程時可以巧用它來簡化某些程序。

使用上一節(jié)內(nèi)容中對P1端口整體賦值的方式進(jìn)行點燈。

點完燈后延時一會，接下來講燈熄滅，熄滅后再進(jìn)行一個延時，這樣就實現(xiàn)了我們的閃燈效果。

創(chuàng)建函數(shù)，做配件

如果我們把延時程序打包成一個函數(shù)以后就可以重復(fù)使用了，這是不是爽歪歪？

再來看看修改好的代碼：

#include //這是52單片機(jī)的頭文件

#include //這也是編譯器的一個頭文件

typedef unsigned char u8;

typedef unsigned int u16;

//void delay();//聲明函數(shù)

void delay(u8 ms);

void main()

{

P1 = 0xfe;//將LED1點亮

delay(50);//調(diào)用函數(shù)

P1 = 0xff;	//將LED1關(guān)閉

delay(50);

}

void delay(u8 ms) //定義函數(shù)

{

u8 i,j;//定義這個延時函數(shù)中的i，j變量



for(i=0;i< ms;i++)

{

	for(j=0;j< 200;j++)

	{

		;

	}

}

}

還是同樣的意思，這么一對比是不是可以看出程序有層次感就出來了，代碼瞬間就好看了很多吧。當(dāng)然把延時函數(shù)打包成void delay()還是void delay(u8 ms)就看個人了，要想使用更靈活那當(dāng)然是后者咯。

循環(huán)流水燈

只是知道閃燈未免太單調(diào)，也打動不了人心吧，接下來我們再整點復(fù)雜的，使用循環(huán)位移操作實現(xiàn)流水燈變化，現(xiàn)在先來看看程序。

#include

#include

typedef unsigned char u8;

typedef unsigned int u16;

void delay(u8 ms);

void main()

{

u8 rol = 0xfe;

u8 i;



for(i=0;i< 8;i++)

{

	//先將P1端口初始化，先設(shè)定P1.0點亮

	P1 = rol;

	//延時一會

	delay(100);

        //將變量移位

	rol = _cror_(rol,1); 

       //移位完成在下一個循環(huán)，rol的值將重新賦值給P1寄存器

}

}

void delay(u8 ms) //定義函數(shù)

{

u8 i,j;//定義這個延時函數(shù)中的i，j變量



for(i=0;i< ms;i++)

{

	for(j=0;j< 200;j++)

	{

		;

	}

}

}

這個程序?qū)χ?a target="_blank">視頻仿真效果一起看是不是還好理解呢？

_cror_函數(shù)相當(dāng)于一個環(huán)形位移 11111110 向右移動一位就變成 01111111，其高位是將末位補(bǔ)充過來。

如果換成_iror_結(jié)果就不一樣了。

_iror_是單向位移，11111110 向右移動一位變成01111111，其高位是補(bǔ)0。

當(dāng)然左移就和右移剛好相反了。

_crol_函數(shù)是環(huán)形移動，11111110 移動一位就變成 11111101，其末尾是將最高位補(bǔ)充過來。

_irol_中11111110 向左移動一位變成11111100，其末尾是補(bǔ)0。

這兩種循環(huán)反方式在編程時各有用途，所以要區(qū)分得開來，如果覺得不好掌握就多編程嘗試一下。