51单片机学习笔记5 流水灯实现及蜂鸣器控制

  • 一、流水灯
    • 1. 硬件电路
    • 2. 代码实现
      • （1） 点亮一个LED的基本操作
      • （2） 使用算术左移实现流水灯
      • （3） 使用库文件左移函数
  • 二、蜂鸣器
    • 1. 蜂鸣器介绍
    • 2. 硬件电路
      • 原理图
      • ULN2003
        • 内部结构图：
        • 引脚接线图
    • 3. 代码实现

一、流水灯

1. 硬件电路

开发板的LED灯连接到GPIO的P2口的P20~P27：

LED采用共阳极接法。这种接法的好处是点亮LED不需要I/O口输出很大功率电流；GPIO在输出低电平时LED亮。

2. 代码实现

（1） 点亮一个LED的基本操作

这里简单给P2口赋值0或1实现GPIO口开关，实际只操作P20端口。由于输出低点平点亮，所以给0x01取反，除了最低位其它位都会变成高电平，效果就是最低位LED亮。

#include "reg52.h"typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;#define LED_PORT   P2
void delay_10us(u16 ten_us){while(ten_us--);
}void main(){while(1){LED_PORT=~0x00;delay_10us(50000);LED_PORT=~0x01;delay_10us(50000);}
}

（2） 使用算术左移实现流水灯

让0x01里的1使用 << 先左移到合适位置，然后整体取反，即可以让想要的位置灯亮。

#include "reg52.h"typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;#define LED_PORT   P2
void delay_10us(u16 ten_us){while(ten_us--);
}void main(){int i=0;while(1){LED_PORT = ~(0x01<<i);i++;if(i>7)i=0;delay_10us(50000);}
}

（3） 使用库文件左移函数

这里要使用系统intrins.库。下面的循环流水灯使用变量 direction 来表示方法，只占用一个bit即可。
crol 与 << 最大区别是，左移后溢出部分自动补到最右侧。

#include "reg52.h"
#include "intrins.h"typedef unsigned char u8;
typedef unsigned int u16;// 宏定义使用P2端口
#define LED_PORT    P2
// ten_us 大约延时10us
void delay_10us(u16 ten_us){while(ten_us--);
}
/*** 循环流水灯代码*/
void main(){int i=0;bit direction=0;while(1){// LED_PORT = _crol_(0xFE, i);if(direction==0){i++;if(i>=7){direction=1;i=7;}}else{i--;if(i<0){i=1;direction=0;}}delay_10us(1000*(i+1));}
}

这里延时计算把i值也带进去了，会产生类似跳跃的效果。

二、蜂鸣器

1. 蜂鸣器介绍

来自百度百科的介绍：
蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器，采用 直流电压 供电，广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、 电子玩具 、汽车电子设备、电话机、 定时器 等电子产品中作发声器件。 蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“ZZG”、“LB”、“JD”等）表示。

主要分类：

  • 压电式蜂鸣器（无源蜂鸣器）：使用脉冲信号
  • 电磁式蜂鸣器（有源蜂鸣器）：提供电源即可

2. 硬件电路

原理图

蜂鸣器需要30mA左右电流进行驱动，51的I/O口驱动能力比较弱，一般不会直接使用I/O口来驱动蜂鸣器，需要使用放大电路。
开发板使用了ULN2003D来驱动蜂鸣器，原理图如下：


BEEP接在ULN2003D的12脚，通过单片机的P25来进行控制。

ULN2003

ULN2003是高耐压、大电流复合晶体管阵列，由七个硅NPN 复合晶体管组成。一般采用DIP—16 或SOP—16 塑料封装。ULN2003灌电流可达500mA，并且能够在关态时承受50V 的电压，输出还可以在高负载电流并行运行。它可以直接驱动继电器等负载；输入5VTTL电平，输出可达500mA/50V。
注意3.3V的高电平也可以直接驱动输入端I/O口。

内部结构图：

引脚接线图

3. 代码实现

#include <reg52.h>
sbit BEEP = P2^5;              // 蜂鸣器对应管脚
void delay(int);                // 声明延迟函数
void beep(int,int,int);         // 声明发声函数/**
* 主程序
/**
main()
{while(1){beep(100,10,10);      // 响100次，频率为100Hzdelay(2000);            // 延迟2000×0.5ms=1s}
}/**
* 延迟函数。延迟时间=n×0.5ms
**/
void delay(int n)
{int i,j;for(j=0;j<n;j++)for(i=0;i<60;i++);     //循环60次约0.5ms
}/**
* 发声函数,在0.5ms的时间里响count次
**/
void beep(int count,int TH,int TL)
{int i;for(i=0;i<count;i++){BEEP = 1;                //输出高电平delay(TH);BEEP = 0;             //输出低电平delay(TL);}
}

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