原创 【基础教程】端口基本操作(流水灯)

    今天，我们就来控制这些IO口，让他们输出一定的内容。这是基础，以后各种芯片的使用，其实都是通过控制IO输出各种有时序的电平（就是输出一定的波形），来控制芯片的。

   
    这些IO口，输出什么电平（高电平还是低电平）是通过我们的程序来控制的。在C语言中，控制端口的输出极其的简单，我们闲来看几个例子：

    P0 = 0x01；    //将P0口（这个P0在REG51.H头文件中已经定义，可以直接使用）赋值为0x01；
                           //我们知道，0x01是16进制，转换成二进制是0B0000 0001。

                           //我们知道，P0口是8位的，分别是P0.0 P0.1 P0.2 P0.3 P0.4 P0.5 P0.6 P0.7
                           //这个赋值，其实就是对应的将P0.0输出高电平，其他的输出低电平。

    P1 = 0xFF；    //这个和上面是一样的，0xFF的二进制是0B1111 1111。意思就是将P1的八个引
                          //脚，全部输出为高电平。

    那如何给某一个特定的引脚赋值呢？比如，我就是想让第40个引脚输出高电平，不想改变其他引脚的状态。这个简单，我们看看MCS51的管脚图，第40个引脚是P0.0口。
    那么用C语言的思维方式是不是应该这么写：
    P0^0 = 1；  //注意，P0.0只是一位，他的状态只能是0或者1。不能出现P0^0=0x12这样的语句。
                        //当然，这么写也是不对的。因为C语言中“^”是一个“异或”运算符。机器会

    #include <REG51.H>            //先将CPU的头文件包含到工程中来。这其中定义了CPU所有的寄存器。
    void main()                           //main()函数，是一个工程中的主函数，程序就是从这里开始运行的，是必须有的。
    {
           for(;;)                            //你没有看错，这个for（；；）里面的确没有变量和控制条件.

                                                //就是为了无限循环，也可以使用while（1）。
           {
                 P0 = 0x01；             //在这个不断循环中，一直执行一句话，就是P0 = 0x01。
           }

    }

    3.编译一下，链接一下，OK，程序没有错误“0个错误，0个警告”。

    4.把程序下载到我们的开发板L-20上，看看CPU运行的结果是什么吧？哈哈，不用说，你会看到流水灯除了第一个，其他7个都是亮的。说到了流水灯，我看我们有必要来看看流水灯的电路：

   
    从照片上，我们就可以看到，L-20系统有8个发光二极管，这一排发光二极管的连接方式如右面的这个电器连接示意图所示，发光二极管是这样连接到CPU的。（图中只是画出了链接到P0.7的那个LED放光二极管，还有7个没有画出，他们分别连接到P0的其他端口）。你也许已经注意到了，这个发光二极管是反着接到CPU上的，也就是说，当CPU的P0.7口输出高电平的时候，D7这个发光二极管是不亮的（因为两端的电压相等，不会有电流流过）；当CPU的P0.7口输出为低电平的时候，+5V端有电流流想CPU的P0.7端口，这时LED放光二极管点亮。
    有人问了，为什么要向相应的端口写“0”的时候才亮；写“1”的时候就不亮，这和我们平时的思维方式不同啊，电路为什么要这么连接啊？哈哈，我这样链接是有原因的：CPU的端口，往外提供电流的能力很小，一般才零点几MA左右，根本就不能是LED发光；但是灌电流却比较大，可达到20MA左右，完全可以使LED发光。现在明白为什么要这么链接了吧？就是为了能让lED在不使用功率发达器件的情况下，直接点亮。

    好了，既然知道L-20系统的流水灯电路和原理了，接下来，我们就写个程序来控制这些灯的亮灭吧~~

#include <REG51.H>

void main()

{

     for(;;)

    {

          P0 = 0x00;     //把P0口上的LED灯全部打开。

          P0 = 0xFF；   //把P0口上的LED灯全部熄灭。

    }

}

    好了，在CPU的无限循环运行中，我们让它关掉LED，再打开LED。是不是就是让L-20上的八个LED灯不断的闪烁啊？哼哼~~赶紧把这个程序下载到L-20上看看运行的结果吧~~

    什么，不对？LED灯没有闪烁，而是一直在亮？怎么可能，我们程序中明明是让P0口上的灯先打开，后关闭啊？问题出在哪里？哈哈，问题就处在我们低估CPU的运行速度了。CPU的运行速度非常的快，它不断的开关LED，但是频率相当的高（达到500 000 HZ），由于我们的眼睛有视觉暂留效应，所以我们根本就看不出来LED灯在闪烁（事实上，他的确在闪烁）。

    那该怎么办啊？哈哈，当然是让他闪烁的慢一点了：

#include <REG51.H>

void main()

{

    unsigned int i;

    for(;;)

    {

          P0=0x00;                           //打开所有的LED灯。

          for(i=0;i<60000;i++);        //打开后，让CPU数数，数到60000后再执行下面的语句。这就是延时的原理。

          P0=0xFF;                           //关闭所有的LED灯。

          for(i=0;i<60000;i++);        //延时的原理其实就是让CPU执行空语句，浪费CPU的时间。

    }

}

    赶紧把这个程序下载到L-20上看看效果吧~~哈哈，是不是看到L-20实验板上的发光二极管在一闪一闪的？对了，这就是我们要的效果！

#include <REG51.H>

void main()

{

      unsigned int i;

      for(;;)

      {

            P0=0xFF;                       //全部关闭LED。

            for(i=0;i<20000;i++);    //延迟一段时间。

            P0 = 0xFE;                    //打开第一个灯。 0B1111 1110

            for(i=0;i<20000;i++);

            P0 = 0xFD;                    //打开第二个灯。 0B1111 1101

            for(i=0;i<20000;i++);

            P0 = 0xFB;                    //打开第三个等。 0B1111 1011

            for(i=0;i<20000;i++);

            for(i=0;i<20000;i++);

}

    好啦！怎么样，能看的懂吧？原理非常的简单，就是先让第一个灯亮，过一段时间，再让第二个灯亮，再第三个，第四个……这样以来，这些灯就像流水一样不断的来回循环，是不是很有意思。

    当然，你自己也可以规定不同的流动方式，赶紧动手制作你自己的流水灯吧！！最后，请你欣赏我自己做的几个简单的流水灯运行结果吧！~