項目一

I/O口驅(qū)動LED顯示器件

嵌入式單片機(jī)方向—單片機(jī)C語言程序項目設(shè)計一、任務(wù)1)利用P0.0口驅(qū)動LED閃爍，高電平有效； 2)利用P0.7口驅(qū)動LED閃爍，低電平有效；

二、目的1）了解P0.0口驅(qū)動負(fù)載特點(diǎn)，掌握利用C語言編寫程序一般方法；2）掌握單片機(jī)P0口輸出特性；1.1項目任務(wù)STC-89C51單片機(jī)的P0口采用為OD門輸出，不存在拉出電流，即P0口輸出高電平時輸出電流很小，但P0口輸出低電平時，P0口灌入電流達(dá)到20毫安，因此P0只具有較強(qiáng)的低電平驅(qū)動能力。如果利用P0驅(qū)動門電路以及如LED這樣的小功率負(fù)載，必須加上拉電阻，否則，即使編程讓P0輸出高電平，但是實際只能輸出低電平。一、電路原理

圖1-1是單片機(jī)驅(qū)動LED電路，圖中P0.0端口與電源1.2P0口驅(qū)動LED閃爍

圖1-1單片機(jī)驅(qū)動LED電路原理之間接有一個電阻R2，當(dāng)P0.0口輸出低電平時，從電源正

極出發(fā)經(jīng)過電阻的電流通過P0.0口進(jìn)入單片機(jī)，LED的正

極為低電平，此時LED不亮，當(dāng)此時P0口輸出高電平時，

經(jīng)過電阻的電流無法進(jìn)入P0.0端口，只能通過LED，此時

LED亮。這種LED驅(qū)動方式為高電平有效方式。

P0.7驅(qū)動LED采用的是低電平有效方式，直接了利用了P0口的低電平驅(qū)動能力。當(dāng)P0.7端口輸出高電平時，LED不亮，只有當(dāng)P0.7端口輸出低電平時，LED才亮。為了驗證兩種驅(qū)動方式的效果，可以編寫程序后再利用Proteus軟件進(jìn)行仿真。

二、程序設(shè)計

由于P0.0和P0.7驅(qū)動接法不同，因此要實現(xiàn)兩種接法的LED閃爍效果，程序略有差別，下面給出兩種接法的LED閃爍程序。

/***********************************************************************/

#include<reg51.h>//包含頭文件

sbitLED=P0^0;//LED接P0.0。在kellC51軟件中，定義P0.0為P0^0，

voiddelay(unsignedcharx)//延時函數(shù)

{

unsignedchari,j;

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

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

}

voidmain(void)//主函數(shù)

{ while(1)//程序死循環(huán) {

LED=0;//P0.0輸出低電平，LED滅

delay(100);//調(diào)用延時函數(shù)，延時一段時間，約0.3秒，不精確

delay(100);

LED=1;

delay(100);//P0.0輸出高電平，LED亮

delay(100);

}}/*************************************************************************/（2）利用P0.7端口驅(qū)動LED閃爍，低電平有效

/*****************************************************************************/

#include<reg51.h>//包含頭文件，程序為小5號字

sbitLED=P0^7;

voiddelay(unsignedcharx)//延時函數(shù)

{

unsignedchari,j;

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

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

}

voidmain(void)//主函數(shù)

{ while(1)

{

LED=~LED;//LED初始狀態(tài)為滅，執(zhí)行一次，LED改變一次狀態(tài)

delay(100);

delay(100);//延時一段時間

}

}

/*****************************************************************************/

三、程序說明

（1）因為使用的單片機(jī)芯片為STC89C51，因此程序開始處加入#include<reg51.h>，文件reg51.h中包含了51芯片所有特殊功能寄存器的名稱定義和相對應(yīng)的地址值；

（2）單片機(jī)程序順序執(zhí)行程序，先執(zhí)行主函數(shù)，在主函數(shù)內(nèi)可以調(diào)用分函數(shù)，分函數(shù)可以調(diào)用分函數(shù)，但分函數(shù)不能調(diào)用主函數(shù)，程序執(zhí)行一條命令再執(zhí)行下一條，執(zhí)行完畢后返回到主函數(shù)入口進(jìn)行下次循環(huán)。延時的過程是單片機(jī)執(zhí)行了一個delay（100）函數(shù)而浪費(fèi)一段時間。在執(zhí)行delay（）的過程中，如果沒有中斷，單片機(jī)只能忙這一件事情，單片機(jī)在執(zhí)行此函數(shù)相關(guān)指令時浪費(fèi)和占用的時間就是執(zhí)行延時函數(shù)獲得的時間，但利用delay（）不能得到精確的延時。延時函數(shù)還可以利用帶有形參的函數(shù)實現(xiàn)，如：/**************************/

voiddelay（unsignedintx）

{

while(x)

x--;

}

/**************************/

（3）利用位定義命令讓LED等價于P0.0或P0.7，等于先sbitP0_0=P0^0，然后#definedLEDP0_0，也可以在程序前面不做此類定義，在程序里面直接寫成P0^0=1或P0^0=0，先定義是為了增加程序的可讀性。程序執(zhí)行P0^0=1后，P0.0對以的單片機(jī)內(nèi)部位寄存器就設(shè)置為高電平，同時P0.0端口也輸出高電平，單片機(jī)的所有I/O口都可位位定義，也可以字節(jié)定義。

（4）單片機(jī)C語言程序設(shè)計需要的C語言關(guān)鍵字不多，并且在keilC中用到的關(guān)鍵字是獨(dú)有的，因此對于沒有學(xué)習(xí)過C語言的人學(xué)習(xí)單片機(jī)C語言程序設(shè)計困難并不是很大，重點(diǎn)掌握單片機(jī)C語言書寫格式和怎樣用C語言控制單片機(jī)的硬件資源皆可；另外，在編程時，還要有清晰的邏輯思維頭腦和認(rèn)真實踐，由淺逐步深入學(xué)習(xí),當(dāng)你堅持到最后時，單片機(jī)C語言程序設(shè)計會讓你感覺很簡單。（5）每個人在利用C語言編寫單片機(jī)程序時都有自己的風(fēng)格。一般情況下，函數(shù)的字符左行距為0，其下每條語句前留一個“tab”鍵空。算數(shù)邏輯符號的左右各留一個空格，關(guān)鍵語句要有中文或英文說明，每一個函數(shù)有時也可以用“/**.....**/”上下隔開，這樣有助于提高程序的層次感和可讀性。

1.3程序的模塊化設(shè)計

按照一定順序把單片機(jī)的程序在一個函數(shù)或一個中全部完成，是簡單的單片機(jī)系統(tǒng)程序設(shè)計常用的一種結(jié)構(gòu)，運(yùn)行主函數(shù)的delay（100）語句時，調(diào)用延時函數(shù)delay(unsignedcharx)，其中100為延時函數(shù)的實參，x為函數(shù)的形參。

二、文件的包含函數(shù)調(diào)用只能使程序的結(jié)構(gòu)簡，并不能使程序設(shè)計簡化。在復(fù)雜的單片機(jī)程序中也常常用到文件包含和文件關(guān)聯(lián)。在所有單片機(jī)的程序中，程序前面的include<reg51.h>語句是文件的包含。當(dāng)程序只有幾十行或幾百行的時候，采用順序結(jié)構(gòu)編程的方法很容易讓人看明白。如果一個程序超過幾千行的時候，分析就會變得很復(fù)雜。單片機(jī)C語言程序也支持模塊化設(shè)計，在模塊化程序設(shè)計過程，經(jīng)常會用到函數(shù)的調(diào)用、文件的包含問題。C語言的模塊化程序設(shè)計給單片機(jī)編程帶來很大的方便，在這里以本節(jié)程序為例，簡單介紹在Keil軟件中實現(xiàn)模塊化設(shè)計常用的技巧。一、函數(shù)調(diào)用

我們可以把一些具有一定功能的程序打包為一個個獨(dú)立的函數(shù)，用到此功能時直接調(diào)用即可。如在本節(jié)的幾個程序中，主函數(shù)都調(diào)用了延時函數(shù)。函數(shù)的調(diào)用是單片機(jī)程序模塊化設(shè)計的一個方法，函數(shù)的調(diào)用讓C語言的單片機(jī)程序具有很強(qiáng)的可移植性，同時也大大簡化了程序的結(jié)構(gòu)。

函數(shù)調(diào)用比較簡單，如在LED閃爍程序中，主函數(shù)中的出現(xiàn)的delay（100）語句就是一種函數(shù)調(diào)用，當(dāng)單片機(jī)一種文件包含形式。所謂文件包含，是指一個文件將另外一個文件的內(nèi)容全部包含進(jìn)來。reg51.h是Kiel軟件中定義51系列單片機(jī)內(nèi)部資源的頭文件，在編寫單片機(jī)程序時，只要用到單片機(jī)內(nèi)部資源，程序前面必須把此文件包含進(jìn)來。

復(fù)雜的單片機(jī)系統(tǒng)，程序可以有主程序和若干子程序組成，子程序服務(wù)與主程序，并通過文件包含與主程序關(guān)聯(lián)，文件包含最簡單應(yīng)用是直接在主程序中包含子程序的C語言文件，也可以把子程序做成頭文件形式被主程序包含。在P0.0驅(qū)動LED閃爍程序中，我們可以把延時函數(shù)在文檔中剪切保存為一個delay.c文件，并存放在與主程序同一個目中。這個C文件內(nèi)容為：/**************************/

#include<reg51.h>//包含頭文件，程序為小5號字

sbitLED=P0^7;

voiddelay(unsignedcharx)//延時函數(shù)

{

unsignedchari,j;

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

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

}/**************************/

在設(shè)計LED閃爍程序時直接包含皆可，這樣LED的閃爍主程序可以簡化為

/**************************************************************************/

voidmain(void)//主函數(shù)

{ while(1)

{

LED=~LED;//LED初始狀態(tài)為滅，執(zhí)行一次，LED改變一次狀態(tài)

delay(100);

delay(100);//延時一段時間

}

}

/**************************************************************************/

也可以把delay.c文件形成一個delay.h文件在主函數(shù)中進(jìn)行包含，在使用時delay.h也放在與主程序同一級目錄中。delay.h的內(nèi)容為/**************************/

#ifndef__delay_h__

#define__delay_h__

voiddelay(unsignedcharx);

#endif/**************************/

其中條件指示符#ifndef為預(yù)編譯指令，用來檢查預(yù)編譯