51单片机玩转物联网基础篇02-点亮LED灯，实现跑马灯效果

前言

上一节，我们完成了51单片机开发环境的搭建，本节我们正式学习51单片机，编程语言的学习，通常是从第一个"hello world"开始，而点灯实验便是单片机学习的开始。

一、基础知识

1.单片机最小系统

一个最小的单片机系统,需要有单片机、电源电路、晶振电路、复位电路组成,这几部分存在就可以使单片机正常工作,如果需要频繁的下载程序,还需增加下载电路。

(1) 单片机

首先，我们先介绍下单片机，

引脚序号名称说明

以下为I/O端口：

P0：

第一功能：8位，漏极开路的双向I/O口。用时要加上拉电阻,可驱动8个LS型负载。

第二功能：低8位地址线和8位数据线分时复用；此时为真正的双向三态口。

P1:

8位准双向I/O口，可驱动4个LS型TTL负载。

P2：

8位准双向I/O口，与地址总线（高8位）复用，可驱动4个LS型TTL负载。

P3口：

8位准双向I/O口，双功能复用口，可驱动4个LS型TTL负载。

(2) 电源电路

单片机系统需要5V电压供电，直接输入的电压不太稳定性，需要电路稳压，同时点亮LED2，可以通过LED2的亮灭初步观察系统运行情况，正常运行情况，LED2常亮。

ESP8266和NRF24L01需要3.3V供电，因此使用ASM1117对VCC进行降压到3.3V。

(3) 晶振电路

单片机晶振电路如下图所示，晶振的选择有两种：12M或者11.0592M，11.0592串口通信波特率计算会更加精准，而12M的晶振计算延时时间比较方便，本实验使用开发板采用11.0592M，此外为了增加系统稳定性，防止电感干扰，需要在晶振两端增加电容。

(4) 复位电路

单片机有一个RST引脚，只需要将此引脚保持一段时间高电平即可复位STC89C52单片机，当RESET案件按下瞬间，C9还未充电，两端电压为0，R4两端电压为5V，5V为高电平，作为复位信号经RST引脚送入单片机，对单片机进行复位，同时随着电源对C9充电，C9电源不断上升，R4两端电压不断下降，当C9两端电压达到5V时，充电结束，此时R4两端电压为0，单片机RST引脚变为低电平，单片机进入正常工作装填，复位完成。

2.LED灯发光原理

LED灯中有电流通过时候，将点亮LED灯，单片机系统中，常见的LED灯如下所示，其中长的引脚一端为正极，短的为负极。

那么问题来了，如何让LED中有电流通过呢？电流到多少才能点亮LED呢？我们先看下实际电路设计中常用的LED设计电路

上图中LED１左边接入电源正极、右边接入负极，电流方能通过点亮LED，此时LED电阻几乎为０，如果电源接反方向了，LED产生很大电阻，阻止电流通过，此时，不能LED不能点亮，一般而言LED正向接入电源，保证通过LED中的电流为２０ｍＡ左右即可点亮LED。

３.查看开发板LED部分原理图

从上图可知,LED3接入了单品阿吉的P10引脚,因此,只需要给P10引脚低电平即可点亮LED。

二、实例

1.新建一个空白工程

打开Keil4,点击Project->New uVision Project...

然后选择工程保存路径，并设置工程名字如下

选择AT89C52,本实验使用STC89C52，Keil中默认没有，选择与之相近的AT89C52即可。

然后出现下图，点击否即可，原因是Keil C51已经帮我们完成了启动

然后Source Group文件夹，选择Add Files to Group 'Source Group 1'

紧接着本地创建main.c文件，添加即可

添加完成后，工程中打开main.c，如下图所示

2.点亮LED

(1) 程序

#include <reg52.h>

sbit LED3 = P1^0;

void delay_ms(int ms)
{
        int i = 0, j = 0;
        for (i = ms; i > 0; i--)
        {
                for (j = 110; j > 0; j--);
        }
}

int main(void)
{
        while(1)
        {
                LED3 = 0; 
                delay_ms(1000);
                LED3 = 1;
                delay_ms(1000);
        }
}

程序中“sbit LED3 = P1^0;”语句将P1^0传给了变量LED3,LED3为0时候，P10引脚电平为低，LED3为1时候，P10引脚电平为高,当P10引脚为低电平时候，LED点亮，过1S后P10引脚为低电平，LED熄灭，由于在while(1)中执行，因此系统永远不会退出，LED会一直维持闪烁状态。

(2) 设置生成hex文件

按照如下步骤，勾选Create Hex File选项框即可

编译后结果如下，没有错误，同时生成了Hex文件

打开本地文件夹，可以看到生成的project.hex文件

(3) 下载运行

按照上节方法，将程序下载到单片机中，可看到设备LED3每隔1S亮灭一次

2.来个跑马灯

(1) 程序

#include <reg52.h>

sbit LED3 = P1^0;
unsigned char val = 0;

void delay_ms(int ms)
{
        int i = 0, j = 0;
        for (i = ms; i > 0; i--)
        {
                for (j = 110; j > 0; j--);
        }
}

// 跑马灯
int main(void)
{
        // 灭所有灯
        val = 0xFF;          // 11111111
        while(1)
        {
                val = val << 1;
                P1 = val;
                if (val == 0)
                {
                        val = 0xFF;
                } 

                delay_ms(200);
                
        }
}

程序中逻辑处理，用到了左移算法，0xFF二进制是1111 1111，对应P10所有引脚都为高电平，LED3-LED10都熄灭，0xFF左移一位是0xFE,二进制为1111 1110，LED3点亮，0xFE左移一位是1111 1100,LED3和LED4同时点亮，依次类推，直到数据为0, 所有灯点亮后，重新赋值0xFF。

(2)下载运行

下载后，可以看到跑马灯效果，LED灯逐个点亮。

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