- 51單片機應用開發案例手冊
- 程國鋼編著
- 1363字
- 2018-12-27 19:43:08
1.2 I/O引腳驅動LED
LED（發光二極管）是51單片機系統中最常見的一種指示型外部設備，是半導體二極管的一種，可以把電能轉化成光能；其主要結構是一個PN結，具有單向導電性，常常用于指示某個開關量的狀態。LED的實物如圖1.2所示。
圖1.2 紅色的發光二極管實物
說明：發光二極管有紅、黃、綠等多種不同顏色及不同的大小（直徑），還有高亮等型號，它們主要的區別是封裝、功率和價格。
1.2.1 LED的工作原理
發光二極管LED和普通二極管一樣，具有單向導電性，當加在發光二極管兩端的電壓超過了它的導通電壓（一般為1.7～1.9V）時就會導通，當流過它的電流超過一定電流（一般為2～3mA）時則會發光。51單片機系統中發光二極管的典型應用電路如圖1.3所示。
圖1.3 51單片機系統中LED的典型應用電路圖
圖1.3中P1端口上的LED驅動方式稱為“拉電流”驅動方式，當51單片機I/O引腳輸出高電平時，發光二極管導通發光；當51單片機I/O引腳輸出低電平時，發光二極管截止。圖1.3中P3端口上的LED驅動方式稱為“灌電流”驅動方式，當51單片機引腳輸出低電平時，發光二極管導通發光；當51單片機引腳輸出高電平時，發光二極管截止。
圖1.3中的電阻均為限流電阻，當電阻值較小時，電流較大，發光二極管亮度較高；當電阻值較大時，電流較小，發光二極管亮度較低。一般來說該電阻值選擇范圍為1～10kΩ，具體電阻的選擇與該型號單片機的I/O口驅動能力、LED的型號及系統的功耗有關。
說明：P1端口不直接用I/O引腳驅動LED，而是外加了VCC，原因是51單片機I/O口的驅動能力有限；同理，P3中的電阻值不宜過小，因為51單片機I/O口吸收電流的能力也有限，過大的電流容易燒毀單片機。
1.2.2 應用實例——LED閃爍和流水燈
1. LED閃爍實例
LED閃爍實例中使用51單片機控制8個LED間隔亮、滅，形成閃爍效果，這種效果常常用于指示單片機系統的運行狀態。
圖1.4是LED閃爍實例的電路圖，8個LED使用灌電流的驅動方式連接在51單片機的P1端口上，表1.2是實例使用的典型器件說明。
表1.2 LED閃爍實例器件列表
圖1.4 LED閃爍實例電路圖
在實例中，51單片機通過一個軟件延時程序控制P1端口輪流輸出高電平和低電平，驅動發光二極管發光和熄滅，【例1.1】是LED閃爍實例的代碼。
【例1.1】 代碼使用兩個嵌套的for循環語句來控制延時，當到達延時之后使P1輸出電平翻轉。
#include ＜AT89X52.h＞
main（）
{
unsigned char i，j；
P1 =0x00； //初始化P1 輸出，LED全亮
while（1）
{
for（i=0；i＜200；j++） //for循環軟件延時
{
for（j=0；j＜50；j++）；
}
P1 =～P1； //P1 端口輸出的電平翻轉，形成閃爍
}
}
2. 流水燈實例
流水燈實例使用51單片機控制8個LED輪流點亮，常常用于指示單片機系統的工作進程，或者用于構造特殊效果。例如，用紅、綠、黃三種顏色來制造舞臺效果等。
流水燈實例的電路圖和LED閃爍實例相同，如圖1.4所示，【例1.2】是流水燈實例的代碼。
【例1.2】 與LED閃爍實例類似，51單片機使用兩個嵌套的for循環語句來進行軟件延時，當延時完成之后使用“＜＜”移位語句將當前輸出高電平的P1端口引腳向高位移動一位，由于“＜＜”語句不帶進位功能（即到達最高位之后不會自動循環到最低位），所以需要用一個判斷語句將點亮端口位移動到最低位。
#include ＜AT89X52.h＞
main（）
{
unsigned char i，j；
unsigned char LED；
LED=0x01； //最低位LED點亮
P1 =～LED； //灌電流驅動
while（1）
{
for（i=0；i＜250；i++） //軟件延時
{
for（j=0；j＜250；j++）；
}
if（LED==0x80）
//判斷是否到最高位，如果流水到頭，則折返到最低位點亮
{
LED=0x01；
}
else
{
LED=LED ＜＜1； //移位，行程流水
}
P1 =～LED；
}
}