如何用用C語言編寫的單片機來控制流水燈

用C語言編寫的單片機流水燈程序的軟件和硬件，可以讓八個LED輪流點亮，每個燈點亮和熄滅時間均為1秒。是利用單片機I/O口控制外部設備的簡單例子。當然，在你掌握了本程序后，完全可以充分發揮你的想象，改變一下程序內容和燈的接法（比如用光耦驅動繼電器來控制霓虹燈），做出各種變化非凡的大型燈光廣告牌。

一、硬件電路

因為電路用單片機控制，所以電路非常簡潔。其電路原理圖見下圖，印制板圖如下圖所示。

電路的核心部分是AT89C2051單片機，前面提到它有Pl和P3兩組I/O口，我們這里只用到Pl口，共8個引腳。圖中Cl、R9組成典型的上電復位（即在加電時單片機復位）電路，XTAL、C2、C3與AT89C2051片內振蕩電路組成時鐘振蕩器。值得注意的是，C2、C3的容量不能與圖中數值偏差太大，否則可能引起不起振或振蕩不穩定。XTAL的頻率可以在4-20MHz之間，不過，頻率的變化會導致程序運行速度的變化，這樣就需要調整延時子函數的參數。事實上，不調整參數亦可，只是此時延遲時間不再是1秒，其延遲時間會隨著XTAL頻率的降低而增加。

二、軟件部分

本程序包含兩個函數，一個是主函數，另一個是延時子函數。源程序如下（為了便于講解，我們為每行程序加上了編號）：

程序各行作用如下：

00行：把AT89C2051的頭文件“AT89x051．H”包含進來。

01行：聲明Delay（）延時子函數，該函數有一個無符號整型參數k，同時函數前面的void表明函數不返回函數值。

02行：延時子函數的開始，同時聲明兩個無符號整型變量i和j。

不過請注意，這里沒有象上期的程序一樣，把表示函數開始的“{”單獨成行，而是把下一行寫在一起了。事實上，寫C程序的時候，可以把多行寫作一行，C編譯器只要遇到分號就認為是一行語句的結束。

當然，我們不能因為C程序有這個特點，就隨意把多行合作一行書寫，實際書寫C程序的時候，還是要養成良好的程序書寫習慣，按照約定俗成的原則來書寫。

03行：聲明for（）循環。這個循環的初始條件是i=0，終止條件是i＜k，循環計數是每循環一次，用手計數的變量i加1。因此，這個循環的循環次數就是k次。這樣，只要改變k的值（即改變Delay（）延時子函數的參數k的值），就可以很容易地控制循環次數，從而獲得不同的延時時間。

04行：聲明嵌套在03循環中的一個新的for（）循環，這個循環與上一個循環相似，其循環次數是120次。本循環與上一個循環嵌套后，使得總的循環次數達120×k次。

05行：第一個分號，表示L條空語句，占用一個機器時間，以實現延時的目的。后面的兩個“}”中，第一個“}”是04行for（）循環的結束標志，程序遇到它時，將自動返回04行，使用于循環計數的變量j加1，同時判斷j是否小于120，如果否，則轉入05行；第二個是03行for（）循環的結束標志，程序遇到它則會返回03行。

06行：Delay（）延時子函數的結束標志。

07行：聲明主函數main（）。這里的主函數不需要參數，也不返回函數值。

08行：主函數的開始標志“{”。

與01行的Delay（）延時子函數一樣，習慣上也會把下一行的語句與本行的花括號寫在一起。

09行：聲明一個無條件for（）循環，“；；”以使單片機重復執行任務，使流水燈能不停地流動。

10行：大括號表示09行for（）循環的開始，語句“Pl_0=0”是讓單片機Pl口的O號引腳（即Pl.0）輸出低電平，根據電路可知，此時LED1會被點亮。

11行：以參數值1000調用01行聲明的Delay（）延時子函數，使程序運行到此處時，延時1000毫秒（即1秒）。

12-41行：與10、11行的作用相同。

簡而言之，10-41行的作用就是依次點亮LEDl-LED8這八個發光二極管。

42行：09行結束標志，程序運行到此處時，自動返回09行，因為09行的for（）循環是無條件循環，所以程序馬上會轉到10行繼續運行。

三、軟件仿

真首先按照前面的方法建立一個新的工程，并把上面的程序按照前面的方法輸入并存盤。然后按照下面的方法進行仿真調試。

1．把建立好的C程序加入工程

雙擊左邊工程窗口中的“Target1”，展開“Target1”夾，然后右擊“SourceGroupl”，選擇“增加文件到組‘SourceGroup1’（AddFilestoSourceGroup1）”，并把剛才輸入的C程序加入到工程中。

2．連編目標程序

連編之前要設置目標的輸出屬性，否則連編出來的目標程序中不含有用于固化到單片機中的十六進制文件。

設置目標輸出屬性的方法是：

先單擊工程窗口中的“Target1”以選中它，然后選擇“工程”菜單中的“目標‘Targetl’屬性（OptionsfortargetTargetl）”，系統彈出對話框，在對話框中選擇“輸出（Output）”選項卡，并選中“生成HEX文件（CreateHEXFile）”選項（生成十六進制文件），當然，如果你的單片機編程器不支持十六進制文件的話，就要用轉換軟件把生成的十六進制文件轉換成二進制了。

設置好目標屬性后，按“F7”開始連編目標程序。連編的結果信息會在輸出窗口中顯示出來，若顯示“0錯誤（s），0警告（s）（0Error（s），0Warning（s））”表示連編成功，否則說明連編不成功。若連編不成功，在輸出窗口中會顯示錯誤所在行及錯誤原因，然后根據具體的錯誤進行修改，修改完成后，再次連編，直到連編成功。

3．仿真調試

連編好目標程序后就可以開始仿真調試了，其步驟是：

1）選擇“調試（Debug）”菜單中的“開始/停止調試（Start/StopDebugSession）”，進入仿真調試狀態。

2）選擇“外圍設備（Peripherals）”菜單中的“I/OPorts“選項中的“Port1”，打開I/O口狀態模擬器。狀態模擬器中的“&raDIC;”表示相應的I/O口引腳狀態為“1”電平狀態。

如：圖中表示Pl口（Portl）的8個引腳全為“1”電平狀態。

3）按“Fll”進行單步跟蹤調試。每按一次“Fll”，程序會執行一步（即一條語句），若程序的執行影響了I/O口的狀態，在I/O口狀態模擬器上會有相應的顯示。因為每按Fll一次，程序只執行一步，所以在調試循環程序時，可能會有很多的步數，如本例中每調試一次Delay（）子函數中的兩個循環，其步數高達六萬步，因此要設法減少步數，本例中可先將Delay（）子函數的參數值由1000改為1，等調試成功后再改回1000，這樣就可以大大減少循環步數。

4）再次選擇“調試（Debug）”菜單中的“開始/停止調試（Start/StopDebugSession）”，退出仿真調試狀態。

四、程序固化

當程序通過了仿真調試，就可以利用編程器把它固化到單片機，并插入做好的線路板上，欣賞你的勞動成果了。