前言

在之前的教程中，我們成功搭建了開(kāi)發(fā)環(huán)境，初步對(duì)開(kāi)發(fā)板的GPIO口有了一定的了解，在本教程中，我們將帶領(lǐng)大家制作第一個(gè)工程，就是通過(guò)GPIO口來(lái)點(diǎn)亮一盞LED小燈！

一、LED簡(jiǎn)介

LED 即發(fā)光二極管。它具有單向?qū)щ娦?，通過(guò)5mA 左右電流即可發(fā)光，電流越大，其亮度越強(qiáng)，但若電流過(guò)大，會(huì)燒毀二極管，一般我們控制在3 mA-20mA之間，通常我們會(huì)在LED 管腳上串聯(lián)一個(gè)電阻，目的就是為了限制通過(guò)發(fā)光二極管的電流不要太大，因此這些電阻又可以稱為“限流電阻”。當(dāng)發(fā)光二極管發(fā)光時(shí)，測(cè)量它兩端電壓約為1.7V，這個(gè)電壓又叫做發(fā)光二極管的“導(dǎo)通壓降”。

下圖左右分別為直插式發(fā)光二極管和貼片式發(fā)光二極管實(shí)物圖。發(fā)光二極管正極又稱陽(yáng)極，負(fù)極又稱陰極，電流只能從陽(yáng)極流向陰極。直插式發(fā)光二極管長(zhǎng)腳為陽(yáng)極，短腳為陰極（ 長(zhǎng)正短負(fù)、大負(fù)小正 ）。仔細(xì)觀察貼片式發(fā)光二極管正面的一端有彩色標(biāo)記通常有標(biāo)記的一端為陰極。

二、硬件設(shè)計(jì)

開(kāi)發(fā)板上LED 模塊電路如下圖所示：

在前面我們介紹過(guò)如何查看原理圖，相同網(wǎng)絡(luò)標(biāo)號(hào)表示它們是連接在一起的，該模塊獨(dú)立，可自由連接單片機(jī)IO 口，因此D1-D8 可連接到單片機(jī)的P20-P27口。圖中LED 采用 共陽(yáng)接法 ，即所有LED 陽(yáng)極管腳接電源VCC，陰極管腳通過(guò)一個(gè)470 歐的限流電阻接到P2 口上。根據(jù)前面LED 的介紹我們知道，要讓LED 發(fā)光即對(duì)應(yīng)的陰極管腳應(yīng)該為低電平，若為高電平則熄滅。

如果要想51 單片機(jī)控制LED，就必須通過(guò)單片機(jī)管腳在P2 口上輸出低電平。本教程所要實(shí)現(xiàn)的功能是：點(diǎn)亮D1 指示燈。

三、程序設(shè)計(jì)

#include< reg52.h > //頭文件
sbit LED1=P2^0;  //將P2.0管腳定義為L(zhǎng)ED1


void main()
{  
  while(1)
  {  
   LED1=0;   //LED端口設(shè)置為低電平 即點(diǎn)亮LED燈
  }
}

main.c 文件內(nèi)代碼非常少也很簡(jiǎn)單，首先將51 單片機(jī)的頭文件包含進(jìn)來(lái)，然后使用sbit 關(guān)鍵字來(lái)定義P2.0 管腳，定義好后即可使用LED1 來(lái)替代P2.0口的操作。主函數(shù)功能非常簡(jiǎn)單，首先讓LED1 為低電平，即P2.0 口輸出為低電平，D1 指示燈即點(diǎn)亮，然后進(jìn)入while 循環(huán)，單片機(jī)此時(shí)一直在while 內(nèi)循環(huán)操作。當(dāng)然該條語(yǔ)句也可以放在while 循環(huán)語(yǔ)句內(nèi)，同樣會(huì)點(diǎn)亮D1 指示燈。在51 單片機(jī)程序開(kāi)發(fā)中，main 函數(shù)內(nèi)通常都會(huì)有一個(gè)while 循環(huán)，在循環(huán)體內(nèi)不斷執(zhí)行我們所要實(shí)現(xiàn)的功能。對(duì)于僅點(diǎn)亮LED，可以把控制語(yǔ)句放在while 之前來(lái)執(zhí)行。

至此，整個(gè)程序就編寫完成，我們編譯一下，如下圖所示：

可以看到?jīng)]有錯(cuò)誤，也沒(méi)有警告。

從編譯信息可以看出，我們的代碼占用FLASH 大小為：19 字節(jié)，所用的SRAM 大小為：9 個(gè)字節(jié)（9+0）。這里我們解釋一下，編譯結(jié)果里面的幾個(gè)數(shù)據(jù)的意義：

code：表示程序所占用FLASH 的大小。

data：數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器內(nèi)部RAM 占用大小。

xdata：數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器外部RAM 占用大小。

有了這個(gè)就可以知道你當(dāng)前使用的flash 和sram 大小了。一定要注意的是程序的大小不是.hex 文件的大小，而是編譯后的code 和data 之和。

四、LED 閃爍實(shí)驗(yàn)

如果要實(shí)現(xiàn)LED 閃爍，只需循環(huán)讓D1 指示燈先亮一會(huì)后熄滅。這里就有一個(gè)延時(shí)問(wèn)題，如何來(lái)產(chǎn)生延時(shí)呢？我們知道單片機(jī)執(zhí)行每條代碼指令都是需要時(shí)間的，在前面介紹C 語(yǔ)言時(shí)講解過(guò)循環(huán)語(yǔ)句，因此只需編寫一個(gè)循環(huán)函數(shù)，讓CPU 不干其它事，專門在那循環(huán)運(yùn)行即可實(shí)現(xiàn)延時(shí)功能。依據(jù)人的肉眼余暉效應(yīng)，延時(shí)時(shí)間不能太短，否則就無(wú)法觀察到LED 閃爍。

void delay_10us(u16 time_us)
{
  while(time_us--);
}

上述代碼即為延時(shí)函數(shù)，通過(guò)while 循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)。函數(shù)入口有一個(gè)形式參數(shù)ten_us，如果ten_us 等于1，則while 循環(huán)執(zhí)行一次，調(diào)用該函數(shù)延時(shí)時(shí)間大約10us，當(dāng)然使用循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)延時(shí)，這種延時(shí)是不精確的，目前我們先得到個(gè)大概的時(shí)間即可。

細(xì)心的朋友可能會(huì)看到函數(shù)形參ten_us 是u16 類型的，這個(gè)似乎不是C 語(yǔ)言數(shù)據(jù)類型關(guān)鍵字，這是我們重定義的數(shù)據(jù)類型，如下：

typedef unsigned int u16;
typedef unsigned char u8;

使用關(guān)鍵字typedef 對(duì)系統(tǒng)默認(rèn)數(shù)據(jù)類型unsigned int 和unsigned char重新命名，主要是方便我們代碼的書寫和變量類型的查看。u16 即代表該變量是16 位的無(wú)符號(hào)整型數(shù)據(jù)，u8 代表該變量是8 位的無(wú)符號(hào)字符型數(shù)據(jù)。有了這個(gè)就知道參數(shù)的傳送范圍，不能超過(guò)形參定義的范圍。

下面看下main 函數(shù)代碼，如下：

void main()
{  
  while(1)
  {
    LED1=0;            //點(diǎn)亮
    delay_10us(50000);  //延時(shí)大概450ms
    LED1=1;            //熄滅
    delay_10us(50000); 
  }
}

main 函數(shù)內(nèi)實(shí)現(xiàn)功能很簡(jiǎn)單，在while 循環(huán)內(nèi)不斷間隔一定時(shí)間點(diǎn)亮LED1和熄滅LED1，這樣即可實(shí)現(xiàn)D1 指示燈閃爍。細(xì)心的朋友可能會(huì)問(wèn)，前面delay_10us 函數(shù)形參為1 時(shí)大約是10us，那現(xiàn)在實(shí)參傳輸50000，不應(yīng)該是500ms嗎，為什么注釋寫的是450ms 呢？這里還得回到剛才話題，使用循環(huán)來(lái)延時(shí)只是獲得一個(gè)大概的時(shí)間，并不能精確，如需精確延時(shí)，后期我們會(huì)學(xué)習(xí)定時(shí)器。此處就不用糾結(jié)這個(gè)問(wèn)題。

#include< reg52.h > 
typedef unsigned int u16;
typedef unsigned char u8;


sbit LED1=P2^0;  


void delay_10us(u16 time_us)
{
  while(time_us--);
}


void main()
{  
  while(1)
  {
    LED1=0;            //點(diǎn)亮
    delay_10us(50000);  //延時(shí)大概450ms
    LED1=1;            //熄滅
    delay_10us(50000); 
  }
}