51单片机入门学习小结（流水灯与数码管）

对原理图的分析

以下是我所用单片机的原理图

这块51单片机一共有4个I/O口（意思为input/output），也代表着如果我们后续都要用到这四个的话那么功能会比较单一，所以单片机上会有很多模块，如74HC245可以用来控制数码管，减轻单片机核心上的负担。

这是LED模块，VCC代表高电位+5V，所以说想让这LED发光，就要在另一端接低电位0V。
在图中我们可以看到可以把LED右端的接口与核心上的P2端相接，一一对应。

LED的点亮与流水灯

1.先来说一下如何点亮LED灯

#include "reg52.h"//调用52单片机的头文件，写51也可以//
sbit LED=P2^0;//sbit 是用来确定地址，这里是把LED定义为P2的0号接口//
void main()
{LED=0;//代表着P2口出低电位使发光二极管前后产生电位差而发光//
}

所以以此类推我们可以使开发板上的多个发光二极管点亮,但是如果一个一个接口定义过去会比较麻烦，所以我们可以对整个P2口进行操作。

#include "reg52.h"
#define LED P2
void main()
{LED=0;
}

这样就能实现LED灯全部点亮。
那么我们要如何使LED灯实现流水灯的样子呢？

流水灯实现

首先我们要知道8个LED灯每一个灯都代表二进制位上的一位，也就是说8个灯在一开始都为1111 1111（顺序从LED1到8），这样两边高电位所以不会亮，我们把他写为十六进制数为0xff（0x是为了告诉电脑这是16进制）
所以我们想要把灯点亮，就可以把各个位置变为0出低电位，这样就可以实现点亮LED灯。
那么我们要怎么样才能使LED灯逐个点亮呢？
我们可以用到C语言中的"<<“与”>>"来实现位的左移右移。也就是说我们可以这样写

#include "reg52.h"
#define LED P2
#define ui unsigned int
#define uc unsigned charvoid delayms(ui del) //延时语句，延时时长为（del*10）ms
{ui i,j;for(i=0; i<del; i++)for(j=0; j<1827; j++)  ;
}void main(){int i;while(1){for(i=1;i<8;i++){LED=(0xff<<i);//把0的那一位不断左移使二极管导通delayms(15);//此处延时是为了展现视觉效果，不延时会太快人眼看不出流水效果}}
}

但这样的流水灯又有点单调了，我们还可以实现使流水灯从左到右再从右到左，只需要在while里在写一个右移即可，代码如下：

#include "reg52.h"
#define LED P2
#define ui unsigned int
#define uc unsigned charvoid delayms(ui del)
{ui i,j;for(i=0; i<del; i++)for(j=0; j<1827; j++)  ;
}void main(){int i;while(1){for(i=1;i<8;i++){LED=(0xff<<i);delayms(15);}LED=0x00;//让所有灯熄灭准备待会反着来亮delayms(10);//这就是待会……for(i=1;i<8;i++){LED=(0xff>>i);//右移！delayms(15);}
}
}

这样就让流水灯更加好看，还有更多形式的流水灯，如从中间散开的波纹，也有从两侧聚拢等，这里不一一例举，大家可以试着自己打出代码实践一下！

数码管的显示

原理图展示

这是一个八位数码管原理图，我们可以看到这个动态数码管可以靠74HC245来实现亮灭。
这里先介绍一下什么叫位选和段选：
位选是控制每一位数码管的控制信号线。
段选是控制一位数码管上8个发光管（段）的亮灭控制信号线。
位选决定着一位数码管是否显示内容。
段选决定着每一个段（发光管）的亮灭。一位数码管就相当于8个LED灯，数码管分为共阴极和共阳极型，共阴极型的，段选为1时段点亮；共阳极型的，段选为0时点亮。
下图左为共阴，左（2）图共阳。

而右图abcdefg对应各个发光管的引脚依次顺序展现为二进制数，a对应2⁰,b对应2¹ ,以此类推出完整的二进制数再转换为16进制数。另外图中dp为小数点。以下为最简单的让数码管显示一个’0’的代码：

#include<reg52.h>
void main()
{P0=0X3F;//显示字符‘0’
}

但我们想要实现让数码管多个显示数字该怎么办？为了方便我先定义一个共阴数码管的数组其中包含了0~9数字的十六位进制码。

uc code gmoon[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};
uc code gsun[]={0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8,0x80,0x90};

这样就方便我们来采集所需要的数字。
让多个数码管显示称为动态显示，其实就是多个数码管，不断交替显示，通过极短的延时利用人的视觉暂停作用，使人看到多个数码管同时显示的效果。在这之中我要先来说一下位选和段选。
首先看到这个74HC245的说明：

其中L代表LOW低电位，H代表HIGH高电位，D就是输入，而Q则是输出，X代表任意一个电位，Q0表示保持原先状态。从中我们可以看到，保存原先状态就是能把之前输入的保存下来也就是说【锁存】。只要先将段选打开（段选=1）来输入所要数字的十六进制，再关闭段选（段选=0）就能够使其锁存住。
我的这块开发板上使用的是74HC138来控制位选也就是接在P22 P23 P24口上
这里在放一张这个芯片的真值表：

A0 A1 A2接口分别对应上述P22 P23 P24，在这之中的第四行开始我们就能得出一个规律，L看做0 H看做1的话，那么A0 A1 A2所一一对应的二进制，整合起来的值就是右边Y哪一个口出低电位的位置。
通过以上所述就可以来进行动态显示，代码如下：

#include "reg52.h"
typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;
sbit LSA = P2^2;
sbit LSB = P2^3;
sbit LSC = P2^4;
u8 code smgduan[16]= {0x3f, 0x06, 0x5b, 0x4f,0x66, 0x6d, 0x7d, 0x07,0x7f, 0x6f, 0x77, 0x7c,0x39, 0x5e, 0x79, 0x71}; //0~F数码
void delay(u16 i) //延时函数
{while(i--);
}void DigDisplay() //数码管显示函数
{u8 i;for(i=0;i<8;i++){ switch(i){case 0:LSC = 0;LSB = 0;LSA = 0;break; //显示第1个数码管case 1:LSC = 0;LSB = 0;LSA = 1;break; //显示第2个数码管case 2:LSC = 0;LSB = 1;LSA = 0;break; //显示第3个数码管case 3:LSC = 0;LSB = 1;LSA = 1;break; //显示第4个数码管case 4:LSC = 1;LSB = 0;LSA = 0;break; //显示第5个数码管case 5:LSC = 1;LSB = 0;LSA = 1;break; //显示第6个数码管case 6:LSC = 1;LSB = 1;LSA = 0;break; //显示第7个数码管case 7:LSC = 1;LSB = 1;LSA = 1;break; //显示第8个数码管}P0 = smgduan[i+1];//显示1~8的数值delay(100); //延时，造成视觉暂留现象P0 = 0x00; //数码管消隐}
}   void main()
{while(1){DigDisplay();}
}

这样就能实现八位数码管显示1~8。
还有更多效果实现，让管子出现各种样式！
这是本人第一次编辑，如果有纰漏欢迎指出与我讨论共同进步！