51单片机（二）成功点亮LED

news2024/10/6 6:45:26

❤️ 专栏简介：本专栏记录了从零学习单片机的过程，其中包括51单片机和STM32单片机两部分；建议先学习51单片机，其实STM32等高级单片机的基础；这样再学习STM32时才能融会贯通。
☀️ 专栏适用人群 ：适用于想要从零基础开始学习入门单片机，且有一定C语言基础的的童鞋。
🌙专栏目标：实现从零基础入门51单片机和STM32单片机，力求在玩好单片机的同时，能够了解一些计算机的基本概念，了解电路及其元器件的基本理论等。

⭐️ 专栏主要内容： 主要学习51单片机的功能、各个模块、单片机的外设、驱动等，最终玩好单片机和单片机的外设，全程手敲代码，实现我们所要实现的功能。
🌴 专栏说明 ：如果文章知识点有错误的地方，欢迎大家随时在文章下面评论，我会第一时间改正。让我们一起学习，一起进步。
💑专栏主页：http://t.csdn.cn/HCD8v

本学习过程参考：https://space.bilibili.com/383400717

单片机安装软件、各种资料以及源码的路径：
https://pan.baidu.com/s/1vDTN2o8ffvczzNQGfyjHng
提取码：gdzf

文章目录

  • 本节目标
  • 一、准备工作
    • 1.1 LED原理介绍（很重要！！！！）
    • 1.2 建立keil工程并添加源文件
    • 1.3 选择生成hex文件
  • 二、点亮一个LED
  • 三、LED闪烁
  • 四、LED流水灯

本节目标

本节会学习如何利用51单片机去控制开发板上的LED。LED模块在开发板上的位置如下图所示：图中红框框出来的就是LED模块；

在这里插入图片描述
本节将写三个程序代码，分别实现的功能是：

第一个代码点亮一个LED：

在这里插入图片描述

第二个代码实现的功能是让第一个灯以1s为周期闪烁：

在这里插入图片描述

第三个代码实现的功能是D1-D88个灯循环闪烁的流水灯：

在这里插入图片描述

一、准备工作

1.1 LED原理介绍（很重要！！！！）

在这里插入图片描述

LED灯在开发板上的连接方式：

请见51单片机入门教程资料\开发板资料包\HC6800-ES V2.0\开发板原理图\HC6800-ES+V2.0+新版.pdf

在这里插入图片描述
按照左边红色的引脚图，结合pdf文件中的MCU引脚图总览可以看到，LED是大致接在MCU的右下角位置的，如下图所示：
在这里插入图片描述

LED具体结构如下：
在这里插入图片描述
单片机的P2口（P20-P27）都对应着TTL电平，即高电平5v低电平0v，例如当P20口输出低电平时，则D1灯点亮，P20口输出高电平时，D1灯不亮；所以控制单片机接口的高低电平输出，即可实现对D1等LED灯的控制；那么如何实现对P20口高低电平的控制呢？
在这里插入图片描述

以P2口为例，MCU中的结构如上图所示，CPU和寄存器相连，寄存器和硬件i/o口相连；寄存器寄存器8个为一组，分别对应着硬件i/o口的P20-P27，最下面的低地址寄存器对应着P20口，依次类推，最上面的高地址寄存器对应着P27口；每个寄存器中存放1和0两个数字，如果寄存器中放的是数字1，那么对应的i/o口就会输出高电平，反之，如果寄存器中放的是数字0，那么对应的i/o口就会输出低电平；所以i/o口输出高电平还是低电平，就由CPU向寄存器中写入的数字决定；例如，如果寄存器中存放的数字是1111 1110（从左往右是高地址->低地址，即对应着上图中的寄存器从上到下） ，即说明P27口到P21口都是1即高电平，P20口对应的是低电平，则只有P20口对应的LED灯会亮。

即CPU通过配置寄存器中的1和0，实现对硬件电路i/o口的高低电平配置。

1.2 建立keil工程并添加源文件

打开keil5软件，新建一个工程：
在这里插入图片描述
选择路径
在这里插入图片描述
然后弹出窗口让我们选择单片机的型号，找到我们单片机的型号，比如本文用的是STC89C52，但是keil软件里对中国生产的单片机不太友好，找不到该型号，因此可以选择Atmel里的AT89C5代替：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
是否自动添加启动文件，选择否即可：
在这里插入图片描述
此时我们的工程就建好了，其中Source Group 1就是我们编写代码的文件夹：
在这里插入图片描述

在Source Group 1上面右键，添加代码文件（我们选择C语言文件），并起名为main：

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
然后就可以对main.c进行编写，编译，构建等操作了：

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

一般我们写好代码之后都会点击build进行构建，如下例子，我们写个main函数，进行构建：
在这里插入图片描述
会发现构建结果为0错误0警告。

1.3 选择生成hex文件

要想将程序下载到单片机中，必须生成HEX文件，配置过程如下步骤1 2 3 4所示：
在这里插入图片描述

二、点亮一个LED

有了1.1 LED介绍节的基础，我们可以知道操作P2口对应的寄存器即可实现对P2口高低电平的控制，进而控制P2口对应的LED灯的亮和灭，在main.c中输入以下代码：
在这里插入图片描述
其中P2定义在REGX52.H头文件中，代表P2口，0xFE代表16进制，换算成2进制就是1111 1110；然后将这段代码build，会发现0错误0警告：

#include <REGX52.H>

void main()
{
	P2=0xFE;	//1111 1110
	while(1)
	{
		
	}
}

在这里插入图片描述

然后将此段代码下载到单片机中，打开STC-ISP软件，单片机型号选择STC89C52系列下面的STC89C52，如下图
在这里插入图片描述
串口号选择如下：
在这里插入图片描述
然后“打开程序文件”，选择刚刚我们建好的工程下面build生成的的Project.hex文件，打开->下载/编程：
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

然后将开发板上的开关按两次，即可发现第一个LED灯亮了。

在这里插入图片描述

三、LED闪烁

源码路径：
51单片机入门教程资料\课件及程序源码\程序源码\KeilProject\2-2 LED闪烁

按照上面1.2和1.3新建另一个工程，可以起名为2-2LED灯闪烁，并新增源文件。源文件中输入以下代码：

#include <REGX52.H>
#include <INTRINS.H>

void Delay500ms()		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j, k;

	_nop_();
	i = 4;
	j = 205;
	k = 187;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}
void main()
{
	while(1)
	{
		P2=0xFE;	//1111 1110
		Delay500ms();
		P2=0xFF;	//1111 1111
		Delay500ms();
	}
}

下面解释一下代码的含义：
首先P2=0xFE; //1111 1110，通过上面的学习，可以得知该代码可以控制第一个LED亮。
Delay500ms()函数的功能是延时500ms，至于这个函数是如何生成的，下面会讲解。
P2=0xFF可以控制第一个LED亮；
所以代码最终的效果是，第一个LED灯先亮，500ms后灭，500ms后再亮，一直循环。

那Delay500ms()函数是如何实现的呢？过程如下：
在STC-ISP工具中，找到“软件延时计算器”，按照下图分别设置系统频率、定时长度和8051指令集，然后点复制代码，在Keil5中粘贴即可。
在这里插入图片描述
需要注意的是，Delay500ms()中包含_nop_()函数，该函数是包含在INTRINS.H头文件中的，所以在main.c文件中要包含该头文件。

代码写好后，点击rebuild，然后参考第一节的过程，将写好的程序下载到单片机上，重新开关两次开发板的开关，即可看到LED灯闪烁的效果。

在这里插入图片描述

四、LED流水灯

源码路径：51单片机入门教程资料\课件及程序源码\程序源码\KeilProject\2-3 LED流水灯
和 51单片机入门教程资料\课件及程序源码\程序源码\KeilProject\2-4 LED流水灯Plus

和第二节类似，重新建立工程，将main.c文件换成以下代码，提供两种方法：
方法1：

#include <REGX52.H>
#include <INTRINS.H>

void Delay500ms()		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j, k;

	_nop_();
	i = 4;
	j = 205;
	k = 187;
	do
	{
		do
		{
			while (--k);
		} while (--j);
	} while (--i);
}


void main()
{
	while(1)
	{
		P2=0xFE;//1111 1110
		Delay500ms();
		P2=0xFD;//1111 1101
		Delay500ms();
		P2=0xFB;//1111 1011
		Delay500ms();
		P2=0xF7;//1111 0111
		Delay500ms();
		P2=0xEF;//1110 1111
		Delay500ms();
		P2=0xDF;//1101 1111
		Delay500ms();
		P2=0xBF;//1011 1111
		Delay500ms();
		P2=0x7F;//0111 1111
		Delay500ms();
	}
}

方法2：

#include <REGX52.H>

void Delay1ms(unsigned int xms);		//@12.000MHz

void main()
{
	while(1)
	{
		P2=0xFE;//1111 1110
		Delay1ms(1000);
		P2=0xFD;//1111 1101
		Delay1ms(1000);
		P2=0xFB;//1111 1011
		Delay1ms(100);
		P2=0xF7;//1111 0111
		Delay1ms(100);
		P2=0xEF;//1110 1111
		Delay1ms(100);
		P2=0xDF;//1101 1111
		Delay1ms(100);
		P2=0xBF;//1011 1111
		Delay1ms(100);
		P2=0x7F;//0111 1111
		Delay1ms(100);
	}
}

void Delay1ms(unsigned int xms)		//@12.000MHz
{
	unsigned char i, j;
	while(xms)
	{
		i = 2;
		j = 239;
		do
		{
			while (--j);
		} while (--i);
		xms--;
	}
}

两种代码都和第二节种的代码类似，就不一行一行的讲解了。如果有不理解的地方欢迎留言讨论。同样的过程，下载到单片机中即可看到流水灯的效果：

在这里插入图片描述

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