如何用單片機(jī)點(diǎn)亮LED

每個(gè)入門單片機(jī)的朋友，我想第一個(gè)程序幾乎都是點(diǎn)亮一顆LED燈了，這同軟件工程的“hello world”一樣經(jīng)典，是很簡(jiǎn)單，但卻有著很多回憶，依然記得學(xué)習(xí)單片機(jī)的那段經(jīng)歷，那時(shí)經(jīng)典的8051單片機(jī)比如AT89C52要大約8個(gè)大洋，電阻電容等等都得自己去買(學(xué)校那時(shí)沒(méi)開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室)，有時(shí)為了幾顆電阻，幾顆LED燈，還得花4元的公交車費(fèi)跑去電子市場(chǎng)，還論顆買，電阻1毛錢2顆，LED燈M5粗的那種1毛錢1顆，然后興高采烈的各種焊接，各種跳線，還各種燒毀……回想起來(lái)都說(shuō)淚啊!

言歸正傳，我認(rèn)為單片機(jī)第一個(gè)程序是點(diǎn)亮LED的理由有幾點(diǎn)：

1、學(xué)會(huì)用Keil軟件建立單片機(jī)工程，建立程序文件，軟件配置和程序編譯。

2、學(xué)會(huì)分析電路并分析驗(yàn)證。

3、學(xué)會(huì)用proteus繪制電路原理圖，并調(diào)試仿真。

4、了解一個(gè)小實(shí)驗(yàn)的基本流程。

綜合以上幾點(diǎn)，認(rèn)真的做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)，對(duì)提高學(xué)習(xí)興趣，很有必要。

什么是LED?

LED中文名稱叫發(fā)光二極管，它會(huì)發(fā)出可見(jiàn)光，常見(jiàn)及常用的有可發(fā)紅、黃、綠色光的LED燈，在產(chǎn)品中，紅色常用來(lái)指示系統(tǒng)錯(cuò)誤，綠色常用來(lái)指示系統(tǒng)正常，黃色常用來(lái)警告，根據(jù)應(yīng)用需求的不同，LED燈也各有千秋，如圖。

圖中有方形，圓形，貼片等LED，顏色也不一樣，一般地，發(fā)光顏色與燈的外形顏色相同，使用的時(shí)候，必須注意幾點(diǎn)：

1、引腳判斷：本例使用2腳的LED燈，新的LED長(zhǎng)的引腳為正極，短的引腳為負(fù)極。

2、工作電壓：通常為1.2~2.2V

3、工作電流：2mA~20mA

如何點(diǎn)亮?

知道LED的基本參數(shù)后，就可以根據(jù)需求設(shè)計(jì)電路了，噢!電路?什么是電路?

電路：指的是由電源，導(dǎo)線，用電器，開(kāi)關(guān)組成的回路。(大概這樣吧)

那么，點(diǎn)亮LED燈的電路必須包含定義中的部分：

1、電源：本例用5V直流電源供電。

2、導(dǎo)線：本例用proteus仿真，連線即為導(dǎo)線。

3、用電器：LED燈，當(dāng)然，還得加電阻。

4、開(kāi)關(guān)：仿真中“運(yùn)行”相當(dāng)于開(kāi)關(guān)。

好了，下面見(jiàn)證LED的成長(zhǎng)：

1、計(jì)算：參考LED的參數(shù)，本例使用M3大的圓形紅色LED來(lái)演示，它的工作電流取3mA就足夠亮，LED的亮度與電流有關(guān);工作電壓取2V(實(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù))， 那么，怎樣滿足該條件? 電源用5V供電，而LED只需要2V，還剩3V，怎么辦?這時(shí)，該電阻出場(chǎng)了，電阻是一種能“吃電能”的家伙，剩余的3V電壓就加在它上面，這樣就清楚了， Vled = 2V Vr = 3V ，I = 3mA ， 電阻和LED燈應(yīng)該串聯(lián)，不解釋，這里還差一個(gè)參數(shù)——電阻值，這時(shí)，歐姆定律出場(chǎng)， R = U / I = 3V / 3mA = 1K 。

2、繪制仿真電路圖： 過(guò)程就不說(shuō)了，看圖

運(yùn)行仿真后。

加入電流表和電壓表，測(cè)測(cè)數(shù)據(jù)和計(jì)算的是否有偏差。

OK，正確。

單片機(jī)如何控制LED?

上圖中是給LED燈直接加電壓，使之點(diǎn)亮，這種控制方式是靠控制開(kāi)關(guān)的通斷使之亮滅，同家庭里的燈是一樣一樣的，單片機(jī)的出現(xiàn)開(kāi)啟了電子設(shè)備智能時(shí)代，換一種方式，用單片機(jī)去控制LED燈的亮滅，而單片機(jī)靠執(zhí)行程序去輸出想要的結(jié)果，真真正正地把人的思想實(shí)現(xiàn)出來(lái)。

單片機(jī)是數(shù)字電路，輸出/輸入只有高電平1和低電平0之分，通常0~0.4V的電壓范圍定義為低電平，大于2V定義為高電平，如圖是單片機(jī)控制LED燈的電路圖。

PS：由于是仿真，這里偷懶了，圖中省略了時(shí)鐘電路，電源電路和復(fù)位電路

將LED燈的負(fù)極連接到單片機(jī)P1.0口，正極串口電阻R1到+5V，這樣原理相同的，單片機(jī)輸出低電平0，使得LED和電阻通路的兩端產(chǎn)生電勢(shì)差，相當(dāng)于上面圖中的“5V電源”，從而滿足LED燈的參數(shù)，點(diǎn)亮LED燈;而當(dāng)單片機(jī)P1.0口輸出高電平時(shí)，電勢(shì)差約為0，不滿足LED燈亮的要求，此時(shí)LED燈熄滅，要達(dá)到這樣的效果，必須將“想法”裝給單片機(jī)，這時(shí)程序閃亮登場(chǎng)。

程序編寫(xiě)：用keil新建一個(gè)C語(yǔ)言程序工程，代碼如下：

運(yùn)行仿真，可以看到LED燈亮了，具體步驟不多說(shuō)，網(wǎng)上一大堆

可是，這樣好嗎?嗯，實(shí)驗(yàn)到這步，流程基本走通了，然而這樣的程序并沒(méi)多大意義，當(dāng)我們需要點(diǎn)亮多顆燈時(shí)，需要shit LED1 = 。.. sbit LED2 = 。.. 然后再賦值，也許你會(huì)說(shuō)：“簡(jiǎn)單，同時(shí)端口賦值嘛， 如 P1 = 0x6D 完事兒” ，但是，這幾顆燈要是都不在一個(gè)端口呢?這時(shí)還是得一個(gè)個(gè)端口去定義，去賦值?這樣好嗎?可能不好，下面的程序案例，將點(diǎn)亮LED燈封裝在一個(gè)函數(shù)里，這個(gè)函數(shù)僅實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮LED燈的邏輯功能，使用時(shí)根據(jù)硬件連接設(shè)置函數(shù)參數(shù)即可，希望起到拋磚引玉的效果。

運(yùn)行結(jié)果為P1^2和P1^7輸出低電平，LED燈點(diǎn)亮。