用单片机实现流水灯（进阶版）

由 cathy 提交于周三, 5 一月 2022 - 11:59

看到这个标题，很多人会想：“流水灯？谁不会流水灯啊。单片机入门的第一节课不就是实现跑马灯嘛？” 别急，慢慢看嘛，就算是简单的跑马灯，也可以玩出花样的哟。

先说说我今天讲的内容吧，首先：如何用P1口（只有八个引脚哟）实现八个流水灯，然后：如何用P1口实现十六个流水灯。最后，用32个引脚，P1,P2,P3,P4实现1024个流水灯呢？可能有人会说了，“不可能！！！”别急，再到最后，就是控制很多很多个！那我们就开始吧。

一、实验目的

1、熟悉P1口作输出口的原理与方法。

2、掌握循环延时，并能计算延时时间。

3、能熟练的使用keil编程和proteus仿真。

4、实现多个流水灯的控制

二、实验内容

1、用keil编写程序，编译运行。

2、用proteus进行仿真检验。

3、用面包板进行搭线展示，用2个流水灯实现流水效果。

三、实验原理

将单片机的P1口的0和1接上Led灯，采用共阴极的接法，当单片机的P1^0和P1^1引脚为低电平时，由于二极管的单项导通性，Led被点亮，即可实现循环流水效果。必要的知识还是需要滴，上图！

四、电路图

实物图：

proteus仿真结果：

五、流程图

六、源代码

<pre style="overflow-x:auto; background-color:#e9e9e9;">#include <reg51.h>
sbit Led_0 = P1^0;
sbit Led_1 = P1^1;
sbit touch = P1^2; //HTTM触摸开关

void delay()
{
int i,j;
for(i=0;i<200;i++)
for(j=0;j<200;j++);
}
void main()
{
touch = 0;
while(1)
{ //说明：此按键为HTTM触摸开关
//按下为高电平，灯亮；不按下为低电平，灯灭
if(touch == 1) //有按键被按下
{
Led_0 = 1;
Led_1 = 0;
delay();
Led_0 = 0;
Led_1 = 1;
delay();
}
else //没有按键被按下
{
Led_0 = 1;
Led_1 = 1;
}
}
}</pre>

看到这里，有人就要说了，我都看么那么久了，你这不就是一个流水灯吗？还故弄玄虚搞那么久，我手中的西瓜刀已经准备好了，你继续表演吧。

行，马上就开始表演。

七、流水灯进阶

既然我们都写过流水灯，那我们一定对延时函数一定都不陌生，就随便给个延时等待嘛，但是有没有人想过，这个延时函数到底延时了多久？

“三分钟，我要这个延时函数的全部信息！”

我：可以用定时器测试的。

“不，我没学过定时器，但是我现在就要！快给我一个简单的方法！”

我：行，办法就在下面。

1、用C语言设计，如何计算延时时间

对于延时时间可以通过示波器进行准确的查看。在这里我准备了两段延时函数，分别是1ms，test(自定义)来进行测试，前面的1ms是经过精确计算无误的时间，后面的test则是自己需要计算的延时函数。
1ms测试结果（准确时间）

测试结果：1ms时间准确。

Test延时函数测试

Test延时函数测试结：delay = (909-605)ms = 304ms。

源代码如下：

<pre style="overflow-x:auto; background-color:#e9e9e9;">#include <reg51.h>
sbit Out = P1^0;

void Delay1ms(void) //测试1ms 误差 0us
{
unsigned char a,b,c;
for(c=1;c>0;c--)
for(b=142;b>0;b--)
for(a=2;a>0;a--);
}
void Delay10ms(void) //测试10ms 误差 0us
{
unsigned char a,b,c;
for(c=5;c>0;c--)
for(b=4;b>0;b--)
for(a=248;a>0;a--);
}
void Delay_Test(void) //测试结果304ms
{
int i,j;
for(i=0;i<250;i++)
for(j=0;j<150;j++);
}
void main()
{
while(1)
{
Out = 1;
Delay_Test();
Out = 0;
Delay_Test();
}
}</pre>

2、当LED的数量远多于接口数量时（如50，100，1000个），该怎么实现流水灯？

解答如下：实现方法较多，这里我采用的是3-8译码器，通过3-8译码器的级联可以实现led数目的增加，实现50，100个没有问题，如果要实现1000个则需要4-16译码器，并通过级联的方式实现。

实现结果如下：

源代码如下：

<pre style="overflow-x:auto; background-color:#e9e9e9;">#include <reg51.h>
//用6个IO口点亮16个流水灯
//实现效果：可以用8个IO口点亮16个流水灯，
//分别为3 3显示 2片选，最多可控制16*4=64个
/*
如果采用4-16译码器，包括片选端，那么一个占8个位置，可以亮16*16=256
一共有32/8=4那么4*256=1024个灯，满足一千个灯
*/
sbit crol_1 = P1^0;
sbit crol_2 = P1^1;
sbit crol_3 = P1^2; //设置控制代码
sbit crol_4 = P1^3;
sbit crol_5 = P1^4;
sbit crol_6 = P1^5; //第二个译码器
sbit select_1 = P1^6;
sbit select_2 = P1^7;//片选
static int count = 0;

void delay_ms() //设置延时函数
{
int i,j;
for(i=0;i<250;i++)
for(j=0;j<250;j++);
}
void Crol_Flow_1() //前八个
{
select_1 = 1; //设置片选端
select_2 = 0;
switch (count)
{
case 0:
crol_3 = 0,crol_2 = 0,crol_1 = 0;
break;
case 1:
crol_3 = 0,crol_2 = 0,crol_1 = 1;
break;
case 2:
crol_3 = 0,crol_2 = 1,crol_1 = 0;
break;
case 3:
crol_3 = 0,crol_2 = 1,crol_1 = 1;
break;
case 4:
crol_3 = 1,crol_2 = 0,crol_1 = 0;
break;
case 5:
crol_3 = 1,crol_2 = 0,crol_1 = 1;
break;
case 6:
crol_3 = 1,crol_2 = 1,crol_1 = 0;
break;
case 7:
crol_3 = 1,crol_2 = 1,crol_1 = 1;
break;
}
}
void Crol_Flow_2() //后八个
{
select_1 = 0; //片选端
select_2 = 1;
switch (count) //设计亮的顺序
{
case 8:
crol_6 = 0,crol_5 = 0,crol_4 = 0;
break;
case 9:
crol_6 = 0,crol_5 = 0,crol_4 = 1;
break;
case 10:
crol_6 = 0,crol_5 = 1,crol_4 = 0;
break;
case 11:
crol_6 = 0,crol_5 = 1,crol_4 = 1;
break;
case 12:
crol_6 = 1,crol_5 = 0,crol_4 = 0;
break;
case 13:
crol_6 = 1,crol_5 = 0,crol_4 = 1;
break;
case 14:
crol_6 = 1,crol_5 = 1,crol_4 = 0;
break;
case 15:
crol_6 = 1,crol_5 = 1,crol_4 = 1;
break;
}
}
void main()
{
while(1)
{
if(count == 16)
count = 0; //若是等于16则清零
else if(count < 8)
{
Crol_Flow_1();
delay_ms();
count++;
}
else if (count < 16)
{
Crol_Flow_2();
delay_ms();
count++;
}
}
}</pre>

八、说点什么

其实大致的思路就是借用3-8译码器扩展引脚啦，是不是感觉豁然开朗呢。实现1024个流水灯也不难啦，用4-16的是不是就可以啦？好好思考一下。当然这只是我的思路，还有其它的方法。

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