單片機最小系統(tǒng)組成與I/O輸出控制
5. LED 驅(qū)動電路
細心的讀者可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn),在最小系統(tǒng)中,發(fā)光二極管(LED)的接法是采取了電源接到二極管正極再經(jīng)過1K 電阻接到單片機I/O 口上的(見圖4 中的接法1)。為什么這么接呢?首先我們要知道LED 的發(fā)光工作條件,不同的LED 其額定電壓和額定電流不同,一般而言,紅或綠顏色的LED 的工作電壓為1.7V~2.4V,藍或白顏色的LED 工作電壓為2.7~4.2V, 直徑為3mm LED 的工作電流2mA~10mA。在這里采用紅色的3mm 的LED。其次,51 單片機(如本實驗板中所使用的STC89C52單片機)的I/O 口作為輸出口時,拉電流(向外輸出電流)的能力是μA 級別,是不足以點亮一個發(fā)光二極管的。而灌電流(往內(nèi)輸入電流)的方式可高達20mA,故采用灌電流的方式驅(qū)動發(fā)光二極管。當然,現(xiàn)今的一些增強型單片機,是采用拉電流輸出(接法2)的,只要單片機的輸出電流能力足夠強即可。另外,圖4 中的電阻為1K 阻值,是為了限制電流,讓發(fā)光二極管的工作電流限定在2mA~10mA。
圖4 LED的接法
四、程序設(shè)計
在單片機編程語言上,有C 語言和匯編兩種選擇。本系列教程采用C 語言編寫程序,在此對C語言和匯編語言在進行單片機開發(fā)時進行下簡單比較,匯編語言面向硬件,要求對硬件的特性如寄存器之類的比較熟悉,執(zhí)行效率高,但可讀性和移植性差,不同的單片機之間的程序不能通用,例如學(xué)會了51 單片機的匯編指令,卻沒法用到AVR 單片機上。C語言面向過程,可讀性和移植性很好,效率要比匯編低一些。對于剛接觸單片機的人來說,學(xué)習(xí)這兩種語言是一樣的,但在以后的開發(fā)效率上,C 語言的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了,其可以幾乎完全不改動的情況下移植,大大提高了開發(fā)速度。
控制發(fā)光二極管D1 閃爍的C 語言源程序:
1. 程序詳細說明
(1)頭文件包含。程序接下來調(diào)用的P0_0 就是該頭文件中定義好的一個寄存器地址。在對單片機內(nèi)部的寄存器操作之前,應(yīng)申明其來處,有興趣的讀者可以看看AT89X52.h 文件中的內(nèi)容。
(2)宏定義led, 便于直觀理解也便于程序修改,將P0_0 口命名為led, 這樣在程序中就可以用led代替P0_0 口進行操作。
(3)延時函數(shù)聲明。函數(shù)在調(diào)用之前必須進行聲明,由于函數(shù)定義放在主函數(shù)之后,所以在主函數(shù)之前對延時函數(shù)進行了聲明。
(4)主函數(shù)入口。主函數(shù)不傳遞參數(shù)也不返回值。
(5)死循環(huán)。
(6)輸出高電平,led 不亮。
(7)延時一段時間,以便人眼能夠直觀看到。
(8)輸出低電平,led 點亮。
(9)延時一段時間。
(10)延時函數(shù)定義。
(11)for 語句循環(huán)延時。
2. 程序流程圖與實驗現(xiàn)象
程序流程如圖5 所示。經(jīng)編譯軟件(keil)編譯,生成單片機燒寫文件,然后就可下載到單片機內(nèi)部運行了,硬件電路板如圖6 所示,本實驗板上用的是STC89C52RC,可以用通過板載USB 轉(zhuǎn)串口燒寫程序。故將USB 線(本實驗套件中有)連接電腦和實驗板。供電電源可以從USB 取,也可以從外部電源取電。冷啟動,即先點擊下載,然后再上電。下載程序到單片機內(nèi)運行后,可以看到實驗板上P0_0 口外接的LED 燈(D1) 一亮一滅的閃爍。
圖5 程序流程圖
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