七色發(fā)光手電第一節(jié)七色發(fā)光手電框圖第二節(jié)三色發(fā)光二極管第三節(jié)七色發(fā)光手電硬件設(shè)計(jì)第四節(jié)七色發(fā)光手電軟件設(shè)計(jì)編程實(shí)現(xiàn)七色發(fā)光手電。該手電在開始鍵的控制下發(fā)光；且在發(fā)光后，每按一次開始鍵，變換一種顏色；在開始鍵的控制下，共可以發(fā)出七種顏色的光。知識(shí)目標(biāo)·了解三基色原理?！ふ莆杖l(fā)光二極管的原理與使用。·熟悉多個(gè)三色發(fā)光二極管的驅(qū)動(dòng)方法?！ふ莆蘸瘮?shù)聲明的作用及形式?！な煜ぴ闯绦蛐碌臅鴮懶问??！な炀氝\(yùn)用多分支語句。能力目標(biāo)·認(rèn)識(shí)三色發(fā)光二極管?！つ軌虍嫵隹驁D及硬件電路圖。·能夠正確寫出函數(shù)聲明語句。·正確使用多分支語句?！じ鶕?jù)要求編寫程序。

第一節(jié)七色發(fā)光手電框圖

如圖2-1所示為七色發(fā)光手電的框圖。為了增強(qiáng)手電的亮度，七色發(fā)光手電模型由多個(gè)發(fā)光器件并聯(lián)而成，引出紅、綠、藍(lán)3個(gè)控制線，由于AT89S52單片機(jī)并行I/O口的帶負(fù)載能力有限，故驅(qū)動(dòng)電路是必不可少的。

第二節(jié)三色發(fā)光二極管

2.1三基色原理光學(xué)三基色是指紅、綠、藍(lán)三色，人眼對(duì)紅、綠、藍(lán)最為敏感。三基色原理是指自然界中的絕大部分彩色都可以由三種基色按一定比例混合得到；反之，任意一種彩色均可被分解為三種基色。作為基色的三種彩色，要相互獨(dú)立，即其中任何一種基色都不能由另外兩種基色混合來產(chǎn)生。由三基色混合而得到的彩色光的亮度等于參與混合的各基色的亮度之和。三基色的比例決定了混合色的色調(diào)和色飽和度。白色、青色、黃色、紫色可以由三種基色相加混合而成。白色?=?紅色?+?綠色?+?藍(lán)色青色?=?綠色?+?藍(lán)色黃色?=?紅色?+?綠色紫色?=?紅色?+?藍(lán)色2.2三色發(fā)光二極管將紅、綠、藍(lán)3種不同顏色的管芯封裝在一起就形成了三色發(fā)光二極管。三色發(fā)光二極管有共陰型和共陽型兩種類型，如圖2-2所示。三色發(fā)光二極管中的三種顏色是相互獨(dú)立的，可以根據(jù)需要點(diǎn)亮不同的管芯，在使用時(shí)，必須串接限流電阻，使流過管芯的電流在安全范圍之內(nèi)。例如，共陽極3腳接高電平，紅色管芯的負(fù)極4腳接低電平，點(diǎn)亮的就是紅色管芯。不同顏色發(fā)光二極管的導(dǎo)通管壓降略有區(qū)別，一般紅色的為1.8～2.0?V，綠色和藍(lán)色的為3.2～3.4?V。用數(shù)字萬用表，測(cè)試三色發(fā)光二極管時(shí)，將擋位開關(guān)置于“”。測(cè)試方法如下：假設(shè)一個(gè)腳為第3腳，將紅表筆接假設(shè)的第3腳，黑表筆分別接其他3個(gè)引腳，如果發(fā)光，可確定為共陽型，并根據(jù)顏色確定其余3個(gè)引腳；如果不發(fā)光，換黑表筆接假設(shè)的3腳，發(fā)光的話，則為共陰型。如果用紅、黑表筆分別連接至假設(shè)的3腳，都不發(fā)光時(shí)，則重新假設(shè)3腳。2.3七色發(fā)光手電測(cè)試仔細(xì)觀察七色發(fā)光手電，首先連接5V電源線(對(duì)顏色連接，5?V用紅色線，GND用黑色線)，然后將紅、綠、藍(lán)三色控制口分別接至P2.0、P2.1、P2.2，硬件連接好后，下載示例手電?.hex文件至AT89S52芯片中，多次按下開始鍵(key0)，觀察七色發(fā)光手電發(fā)出的七種顏色。紅、綠、藍(lán)三個(gè)控制引腳共有8種組合，按表2-1進(jìn)行手工測(cè)試，觀察并記錄每種組合對(duì)應(yīng)的顏色。例如，測(cè)試第二種組合時(shí)，紅色為0、綠色為0、藍(lán)色為1，那么就將紅色、綠色控制線接GND、藍(lán)色控制線接5?V。

第三節(jié)七色發(fā)光手電硬件設(shè)計(jì)

圖2-3所示為七色發(fā)光手電的硬件電路圖。七色發(fā)光手電模型由七個(gè)共陽型三色發(fā)光二極管組成，將七個(gè)管子的紅色、綠色、藍(lán)色引腳分別并聯(lián)后，引出紅、綠、藍(lán)3個(gè)控制線。芯片4953多用于LED點(diǎn)陣顯示屏驅(qū)動(dòng)，當(dāng)每一顯示行需要的電流比較大時(shí)，要使用行驅(qū)動(dòng)管。每片4953內(nèi)部有兩個(gè)PMOS管，1、3腳為源極，2、4腳為柵極，5、6、7、8腳為漏極，可以驅(qū)動(dòng)2個(gè)顯示行。圖2-3中，如果一個(gè)紅色LED導(dǎo)通電流為Ired，那么最終7個(gè)紅色LED并聯(lián)后，控制線上的電流會(huì)達(dá)到7*Ired，超出了單片機(jī)并行I/O口的帶負(fù)載能力。為了解決這個(gè)問題，將4953內(nèi)部的2個(gè)PMOS管并聯(lián)使用，在源級(jí)與漏極之間形成一個(gè)受柵極控制的電子開關(guān)。當(dāng)柵極為“0”時(shí)，源極與漏極之間會(huì)導(dǎo)通，7個(gè)紅色LED并聯(lián)后的電流經(jīng)過PMOS流通，而不是直接灌入P2.0口；當(dāng)柵極為“1”時(shí)，源極與漏極之間為高阻狀態(tài)(漏極開路)，所有紅色LED不能工作。開始鍵是七色發(fā)光手電的開關(guān)，用以控制手電的亮、滅及顏色的切換。編程控制七色發(fā)光手電時(shí)，字節(jié)尋址和位尋址均可采用，以位尋址為例，定義如下：sbitkaishi=P1^0;sbitRED=P2^0;sbitGRE=P2^1;sbitBLU=P2^2;

第四節(jié)七色發(fā)光手電軟件設(shè)計(jì)

3.1七色彩燈編程使七色發(fā)光手電在通電后，循環(huán)發(fā)出七種顏色。每一種顏色持續(xù)的時(shí)間約為600ms。源程序如下：/*預(yù)處理*/#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint/*全局變量定義*/sbitRED=P2^0;sbitGRE=P2^1;sbitBLU=P2^2;voiddelay(uinta){uinti,j;for(i=0;i<a;i++)for(j=0;j<1827;j++);}main(){ while(1) { RED=0;GRE=0;BLU=0;delay(60); RED=0;GRE=0;BLU=1;delay(60); RED=0;GRE=1;BLU=0;delay(60); RED=0;GRE=1;BLU=1;delay(60); RED=1;GRE=0;BLU=0;delay(60); RED=1;GRE=0;BLU=1;delay(60); RED=1;GRE=1;BLU=0;delay(60); }}在上面的源程序中，delay函數(shù)定義寫在main函數(shù)之前，在main函數(shù)中調(diào)用就是合法的。如果將delay函數(shù)定義剪切至main函數(shù)之后，重新編譯，提示出現(xiàn)錯(cuò)誤，如圖2-4所示。這是由于將被調(diào)用的函數(shù)寫在主調(diào)函數(shù)之后，編譯器在main函數(shù)中，見到delay(60)時(shí)，不清楚這是一個(gè)什么類型的函數(shù)。3.2函數(shù)編程時(shí)，如果程序的功能較多，規(guī)模較大，把所有的程序代碼都寫在main函數(shù)中，就會(huì)使main函數(shù)變得混亂，使閱讀和維護(hù)變得困難。或在程序中要多次實(shí)現(xiàn)某一功能(如延時(shí)函數(shù))，就需要多次重復(fù)編寫這些代碼。解決的方法是編寫多個(gè)函數(shù)用于實(shí)現(xiàn)不同的功能，然后將這些函數(shù)有序地組裝在一起。采用函數(shù)結(jié)構(gòu)，不僅可以解決問題，也易于實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)，使程序的層次結(jié)構(gòu)更為清晰，便于程序的編寫、閱讀、調(diào)試。因此，函數(shù)就是功能，每個(gè)函數(shù)用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的、不太復(fù)雜的功能，函數(shù)的名字就代表了它的功能，起名字時(shí)一定要做到見名知義。函數(shù)調(diào)用就是使用該函數(shù)，實(shí)現(xiàn)函數(shù)的功能。一個(gè)C源程序是由一個(gè)main函數(shù)和若干其他函數(shù)組成的。在main函數(shù)中調(diào)用其他函數(shù)，其他函數(shù)也可互相調(diào)用。如圖2-5所示，同一個(gè)函數(shù)可以被一個(gè)或多個(gè)函數(shù)調(diào)用任意多次。1．函數(shù)分類C的函數(shù)可以分為庫函數(shù)和用戶自定義函數(shù)兩種。庫函數(shù)是指放在一個(gè)文件內(nèi)的，實(shí)現(xiàn)通用功能的函數(shù)，可以供不同的人調(diào)用。調(diào)用的時(shí)候必須用#include包含相關(guān)的頭文件。用戶根據(jù)需要編寫的函數(shù)稱為用戶自定義函數(shù)。我們編寫的函數(shù)均為用戶自定義函數(shù)。不管是庫函數(shù)還是用戶自定義函數(shù)，根據(jù)有無返回值和有無形參，可以分為四類：(1)無返回值無形參函數(shù)，簡(jiǎn)稱為無返無參函數(shù)；(2)無返回值有形參函數(shù)，簡(jiǎn)稱為無返有參函數(shù)；(3)有返回值無形參函數(shù)，簡(jiǎn)稱為有返無參函數(shù)；(4)有返回值有形參函數(shù)，簡(jiǎn)稱為有返有參函數(shù)。返回值是指函數(shù)被調(diào)用，執(zhí)行完之后返回給調(diào)用者的執(zhí)行結(jié)果，在函數(shù)說明時(shí)也稱為出口參數(shù)。函數(shù)不需要返回值時(shí)，用void表示，例如，延時(shí)函數(shù)為無返回值函數(shù)；函數(shù)需要返回值時(shí)由用戶定義返回值的類型，例如，數(shù)學(xué)函數(shù)多為有返回值函數(shù)。有返回值的函數(shù)，用return語句返回，一般形式為return(表達(dá)式);return語句只能返回一個(gè)結(jié)果，有多個(gè)結(jié)果時(shí)，可定義全局變量進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞。形參的全稱是形式參數(shù)，在被調(diào)函數(shù)執(zhí)行之前，用于接收或存放由調(diào)用者傳遞給被調(diào)函數(shù)的參數(shù)，在函數(shù)說明時(shí)也稱為入口參數(shù)。形參可以是函數(shù)所處理的數(shù)據(jù)、影響函數(shù)功能的因素等。形參可以有1個(gè)或多個(gè)，各形參之間用逗號(hào)間隔，當(dāng)然也可以沒有，無形參時(shí)用void表示。2．函數(shù)操作除了main函數(shù)之外，與其他函數(shù)相關(guān)的操作有3個(gè)，分別是函數(shù)聲明、函數(shù)定義和函數(shù)調(diào)用。1)函數(shù)定義函數(shù)定義限定了函數(shù)的具體功能。函數(shù)定義包含函數(shù)頭和函數(shù)體。在函數(shù)頭中說明該函數(shù)有無返回值、函數(shù)名及有無形參；函數(shù)體中為完成其功能的語句。一般形式為返回值類型 函數(shù)名(形參列表){函數(shù)體語句;}在C51中，所有的函數(shù)都只能定義一次，而且包括主函數(shù)main在內(nèi)，都是平行的，也就是說，在一個(gè)函數(shù)的函數(shù)體內(nèi)，不能再定義另一個(gè)函數(shù)，即不能嵌套定義。2)函數(shù)調(diào)用函數(shù)的調(diào)用就是函數(shù)的執(zhí)行過程，或者說函數(shù)只有通過調(diào)用才得以執(zhí)行。調(diào)用的一般形式為函數(shù)名(實(shí)參列表);main函數(shù)可以調(diào)用其他函數(shù)(不包括中斷函數(shù))，而不允許被其他函數(shù)調(diào)用；其他函數(shù)可以互相調(diào)用，且可以被調(diào)用多次。因此，C51程序的執(zhí)行總是從main函數(shù)開始，完成對(duì)其他函數(shù)的調(diào)用后再返回到main函數(shù)，最后在main函數(shù)中結(jié)束整個(gè)程序執(zhí)行；一個(gè)C51源程序必須有且只能有一個(gè)主函數(shù)main。形參在函數(shù)定義中出現(xiàn)，只有類型與名字，稱之為形式參數(shù)；實(shí)際參數(shù)在函數(shù)被調(diào)用時(shí)由調(diào)用者給出實(shí)際的數(shù)值，所以稱為實(shí)參。形參與實(shí)參之間的聯(lián)系是傳遞數(shù)據(jù)，發(fā)生函數(shù)調(diào)用時(shí)，調(diào)用者將實(shí)參的值傳送給被調(diào)函數(shù)的形參，從而實(shí)現(xiàn)主調(diào)函數(shù)向被調(diào)函數(shù)的數(shù)據(jù)傳送。形參與實(shí)參都為局部變量，形參在函數(shù)定義的函數(shù)體內(nèi)使用，離開該函數(shù)則不能使用；實(shí)參在主調(diào)函數(shù)中使用，進(jìn)入被調(diào)函數(shù)后，實(shí)參變量也不能使用。函數(shù)的形參和實(shí)參還具有以下特點(diǎn)：(1)形參變量只有在被調(diào)用時(shí)才分配內(nèi)存單元，在調(diào)用結(jié)束時(shí)，即刻釋放所分配的內(nèi)存單元。(2)實(shí)參可以是常量、變量、表達(dá)式、函數(shù)等，無論實(shí)參是何種類型的量，在發(fā)生函數(shù)調(diào)用時(shí)，它們都必須具有確定的值，以便把這些值傳送給形參。(3)實(shí)參和形參在數(shù)量上，類型上，順序上應(yīng)嚴(yán)格一致，否則會(huì)發(fā)生“類型不匹配”的錯(cuò)誤。(4)函數(shù)調(diào)用中發(fā)生的數(shù)據(jù)傳送是單向的。即只能把實(shí)參的值傳送給形參，而不能把形參的值反向地傳送給實(shí)參。因此在函數(shù)調(diào)用過程中，形參的值發(fā)生改變，而實(shí)參中的值不會(huì)變化。3)函數(shù)聲明C程序書寫靈活，沒有嚴(yán)格的要求，但是當(dāng)被調(diào)函數(shù)的函數(shù)定義出現(xiàn)在主調(diào)函數(shù)之后時(shí)，必須要在調(diào)用之前進(jìn)行函數(shù)聲明，告訴編譯器有這樣一個(gè)函數(shù)存在，才能夠根據(jù)它的特點(diǎn)為其分配必要的內(nèi)存單元。函數(shù)聲明的一般形式為返回值類型 函數(shù)名(形參列表);函數(shù)聲明實(shí)際就是函數(shù)定義時(shí)的函數(shù)頭，一個(gè)函數(shù)可以聲明多次，也可以在所有函數(shù)之前只聲明一次。3．舉例【例2-1】延時(shí)200?ms～2?s。寫出函數(shù)定義、函數(shù)聲明及函數(shù)調(diào)用。延時(shí)函數(shù)無需返回值；延時(shí)時(shí)間在200～2000?ms之間是可以變化的，可定義一個(gè)形參來控制延時(shí)時(shí)間的變化；總之滿足該要求的延時(shí)函數(shù)最好為無返有參函數(shù)。/*函數(shù)聲明*/voiddelay(uinta);/*函數(shù)調(diào)用*/delay(600); //延時(shí)600ms，600為實(shí)參delay(2000); //延時(shí)2s，2000為實(shí)參/*函數(shù)定義*/voiddelay(uinta){uinti,j; for(i=0;i<a;i++)for(j=0;j<130;j++);}【例2-2】說明下面給出的函數(shù)的特點(diǎn)。voidlcdkaixianshi(void){P0=0x3f;RW=0;RS=0;E=1;E=0;}上述為函數(shù)定義，函數(shù)名為lcdkaixianshi，無返回值，無形參。改正圖2-4中的錯(cuò)誤，重新下載，觀看結(jié)果。源程序如下：/*預(yù)處理*/#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint/*全局變量定義*/sbitRED=P2^0;sbitGRE=P2^1;sbitBLU=P2^2;/*函數(shù)聲明*/voiddelay(uinta);//delay()函數(shù)聲明main(){ while(1) { RED=0;GRE=0;BLU=0;delay(60);//delay()函數(shù)調(diào)用 RED=0;GRE=0;BLU=1;delay(60); RED=0;GRE=1;BLU=0;delay(60); RED=0;GRE=1;BLU=1;delay(60); RED=1;GRE=0;BLU=0;delay(60); RED=1;GRE=0;BLU=1;delay(60); RED=1;GRE=1;BLU=0;delay(60); }}/*函數(shù)定義，main()除外*/voiddelay(uinta)//delay()函數(shù)定義{uinti,j;for(i=0;i<a;i++)for(j=0;j<1827;j++);}當(dāng)控制系統(tǒng)的功能較為復(fù)雜，源程序較長時(shí)，在main函數(shù)之前對(duì)編寫的所有函數(shù)先進(jìn)行聲明，在main函數(shù)之后再寫函數(shù)定義，可使源程序便于查看?！倦S堂練習(xí)2-4】(1)延時(shí)1?ms。寫出函數(shù)定義、函數(shù)調(diào)用及函數(shù)聲明。(2)聲明一個(gè)函數(shù)disp。要求：無返回值；有一形參，形參類型為無符號(hào)字符型，形參名自定。并寫出該函數(shù)的調(diào)用語句。2.3.3七色發(fā)光手電為了實(shí)現(xiàn)七色發(fā)光手電的功能，編程時(shí)，主要解決以下幾個(gè)問題：(1)開始鍵的檢測(cè)。在第一次檢測(cè)到開始鍵閉合時(shí)，延時(shí)10ms去除抖動(dòng)，再進(jìn)行第二次檢測(cè)。(2)手電顏色變換規(guī)律。第1次按下：發(fā)出白色光，RED=0，GRE=0，BLU=0；第2次按下：發(fā)出黃色光，RED=0，GRE=0，BLU=1；第3次按下：發(fā)出紫色光，RED=0，GRE=1，BLU=0；第4次按下：發(fā)出紅色光，RED=0，GRE=1，BLU=1；第5次按下：發(fā)出青色光，RED=1，GRE=0，BLU=0；第6次按下：發(fā)出綠色光，RED=1，GRE=0，BLU=1；第7次按下：發(fā)出藍(lán)色光，RED=1，GRE=1，BLU=0；第8次按下：熄滅，RED=1，GRE=1，BLU=1。(3)統(tǒng)計(jì)開始鍵閉合的次數(shù)。定義變量cishu，初值為0，最大值為8。開始鍵每閉合一次，cishu加1。(4)根據(jù)變量cishu進(jìn)行8分支。用switch語句根據(jù)上述顏色的變換規(guī)律實(shí)現(xiàn)8分支。源程序如下：/*預(yù)處理*/#include<reg51.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint