51單片機(jī)上實(shí)現(xiàn)控制跑馬燈

在MCS一51單片機(jī)的控制系統(tǒng)中，它的四個(gè)并行8位輸入輸出端口P0一P3是我們經(jīng)常使用的。在并行端口的編程學(xué)習(xí)中，“跑馬燈”是單片機(jī)并行端口輸出控制的典型實(shí)例。所謂跑馬燈，是指將八個(gè)發(fā)光二極管分別連接到單片機(jī)的某一并行端口的八根線上，通過編程控制這八個(gè)發(fā)光二極管從低到高或從高到低依次點(diǎn)亮。

如圖1所示，將8個(gè)發(fā)光二極管陰極接到MCS一51單片機(jī)P1端口的8根端口線上，陽極通過限流電阻接+5V電源。要讓發(fā)光二極管點(diǎn)亮，則對(duì)應(yīng)的端口線應(yīng)該為低電平（‘’0’）；而要讓其熄滅，對(duì)應(yīng)的端I=I線應(yīng)該為高電平（“1”）。由此，我們假定“跑馬燈”由端I=1的低位向高位輪流點(diǎn)亮．可以得到如下狀態(tài)：

圖1   跑馬燈電路圖

表1   跑馬燈狀態(tài)表

從表１可以看出，Ｐ１端口的狀態(tài)共有８種，在“跑馬燈”的顯示過程中．這８種狀態(tài)依次出現(xiàn)，循環(huán)往復(fù)。而要實(shí)現(xiàn)“跑馬燈”的這種　顯示功能．我們可以采用三種方法：

（１）窮舉法；

（２）移位法；

（３）查表法。

下面分別來介紹一下這三種方法。

一、窮舉法

對(duì)于單片機(jī)的顯示狀態(tài)來說，它的８種狀態(tài)是循環(huán)顯示的。所謂窮舉法。是指將單片機(jī)所有的顯示狀態(tài)全部列舉出來。寫在程序的主函數(shù)中，通過while（1）的死循環(huán)來實(shí)現(xiàn)這些狀態(tài)的循環(huán)顯示。

程序如下：

通過上述程序可以看出，窮舉法程序結(jié)構(gòu)簡單。直接將所有需要的狀態(tài)在主函數(shù)中全部列舉出來即可。

二、移位法

通過觀察表一中列出的跑馬燈８種狀態(tài)，從０ＦＥＨ變化到７ＦＨ。這些狀態(tài)從二進(jìn)制來看，始終是保持７個(gè)“１”，１個(gè)“０”；并且“０”的位置從最低位依次移動(dòng)到最高位，每次向左移動(dòng)一位。當(dāng)‘０’移動(dòng)到最高位后，又重新從最低位開始。

在Ｃ語言中，我們學(xué)習(xí)過位操作運(yùn)算符。在位操作運(yùn)算符中，有專門的二進(jìn)制移位運(yùn)算符。其中，“＜＜”運(yùn)算符表示將二進(jìn)制數(shù)左移，　“＞＞”運(yùn)算符表示將二進(jìn)制數(shù)右移。不管是左移還是右移，移出來的空位補(bǔ)０。但是，我們觀察跑馬燈的８種狀態(tài)可以看出，在“０’向左移動(dòng)的過程中，移位空出來的狀態(tài)是補(bǔ)１，這樣保證始終是７個(gè)“１”，1個(gè)“０”。所以，在這里直接對(duì)最終顯示的狀態(tài)進(jìn)行左移操作顯然是不行的。由此，我們考慮將初始數(shù)據(jù)變成７個(gè)“０”，１個(gè)”１”，對(duì)初始數(shù)據(jù)進(jìn)行左移，左移之后再取反，即可變成７個(gè)“１”，１個(gè)“０”的顯示狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)跑馬燈功能。如表２所示。

比較表１和表２的狀態(tài)．可以看出采用先對(duì)初始狀態(tài)移位再取反的方式．可以得到想要的跑馬燈８種狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)跑馬燈的顯示。

程序如下：

通過上述程序可以看出．移位法通過對(duì)二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行移位之后再取反的方式來得到跑馬燈的狀態(tài)，并將其送端口實(shí)現(xiàn)跑馬燈的顯示。