32G12K128实验-LED流水灯
本帖最后由 惦饭宝 于 2024-10-4 08:59 编辑实验一 LED流水灯一、实验要求利用STC32G12K128实验箱，制作一个单片机控制的流水灯系统。参考实验箱原理图，通过控制单片机的P4.0和P6端口，花式点亮8个发光二极管。
花式1：流水灯从左至右，间隔1秒依次点亮，8盏灯全亮1秒后，全部熄灭，再过1秒后，重复上述过程。
花式2：流水灯从左至右，间隔1秒依次点亮，8盏灯全亮1秒后，从右至左间隔1秒，依次熄灭，全灭后，再过1秒后，重复上述过程。
花式3：按键点灯；要求首次按下按键SW17，点亮最左边的一盏灯(没按按键前，所有灯全灭)，并通过USB-CDC/串口助手显示信息“第1轮按键按下”。第二次按下按键SW17，点亮左边第2盏灯，同时熄灭左边第一盏灯(保持每次按键按下，只亮一盏灯)，并通过USB-CDC/串口助手显示信息“第2轮按键按下”。重复上述按键动作，直到右边第一盏灯点亮后，USB-CDC/串口助手显示信息“第8轮按键按下”。再次按下按键sw17，重复上述过程。
二、实验目的1、掌握单片机GPIO口的使用。2、掌握移位和软件延时程序的编写。3、掌握按键消抖原理。
三、实验报告撰写(包括流水灯系统的原理图；实验程序；调试过程以及实验心得体会)，要求实验报告提交手写纸质版。
四、相关内容
实验原理图：
软件安装教程[冲哥]：
视频教学：《32位8051单片机原理及应用》，一等奖2万, 送实验箱; 冲哥版 - 视频教学，《单片机原理及应用》教学改革及实战技术交流会，本版限制发帖 国芯技术交流网站 - AI32位8051交流社区 (stcaimcu.com)
实验报告一、实验要求 利用STC32G12K128实验箱，制作一个单片机控制的流水灯系统。参考实验箱原理图，通过控制单片机的P4.0和P6端口，花式点亮8个发光二极管。 花式1：流水灯从左至右，间隔1秒依次点亮，8盏灯全亮1秒后，全部熄灭，再过1秒后，重复上述过程。 花式2：流水灯从左至右，间隔1秒依次点亮，8盏灯全亮1秒后，从右至左间隔1秒，依次熄灭，全灭后，再过1秒后，重复上述过程。 花式3：按键点灯；要求首次按下按键SW17，点亮最左边的一盏灯(没按按键前，所有灯全灭)，并通过USB-CDC/串口助手显示信息“第1轮按键按下”。 第二次按下按键SW17，点亮左边第2盏灯，同时熄灭左边第一盏灯(保持每次按键按下，只亮一盏灯)，并通过USB-CDC/串口助手显示信息“第2轮按键按下”。 重复上述按键动作，直到右边第一盏灯点亮后，USB-CDC/串口助手显示信息“第8轮按键按下”。再次按下按键sw17，重复上述过程。
二、实验目的 1、掌握单片机GPIO口的使用。 2、掌握移位和软件延时程序的编写。 3、掌握按键消抖原理.
三、实验原理/-------------------------------------------------------------------------------------------------------流水灯原理图--------------------------------------------------------------------------------------/
LED灯原理图
按键原理图：
STC32原理图：
/------------------------------------------------------------------------------------------------------延时函数原理---------------------------------------------------------------------------------------/ //延时函数delay_ms 延时n毫秒
//6000为经验值，使得i = MAIN_Fosc / 6000 = 4000 ，即这一个循环里面i就循环了4000次，大致为1ms的时间。
#define MAIN_Fosc24000000UL //晶振频率 void delay_ms(u16 ms) //unsigned int { u16 i; do { i = MAIN_Fosc/6000; while(--i); }while(--ms); }
/-------------------------------------------------------------------------------------------------------消抖原理-----------------------------------------------------------------------------------------/
因为按键是机械开关所以当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，
一个开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开，所以在开关闭合及断开的瞬间会伴随一连串的抖动(电压上下波动)。
对于一个开关来说，整个按键周期中有效的时间大约在50-200ms，即大约10ms的抖动之后就是正常的低电平。
https://www.stcaimcu.com/data/attachment/forum/202409/15/152519pbnblp9aan6iz9ii.jpg
四、实验程序/---------------------------------------------------------------------------------------------------------花式1：-----------------------------------------------------------------------------------------/
LED_Data = ((LED_Data >> 1)|0x80); //先计算后输出P6 ，LED_Data右移一位，使得LED显示往右移动，然后在最高位加1，点亮最左边的LED灯
if( LED_Data == 0XFF ) // 检查LED_Data是否等于0xFF，即所有LED灯都被点亮 LED_Data = 0x7F; // 如果是，重置LED_Data为0x7F，只保留最高位点亮
P6 = LED_Data; // 将LED_Data的值输出到P6端口，更新LED的状态
delay_ms(1000); // 延时1000ms
/--------------------------------------------------------------------------------------------------------花式2：------------------------------------------------------------------------------------------/
delay_ms(1000); // 延时1000ms LED_Data = ((LED_Data >> 1)|0x80); //先计算后输出P6 ，LED_Data右移一位，使得LED显示往右移动，然后在最高位加1，点亮最左边的LED灯 if( LED_Data == 0XFF ) // 检查LED_Data是否等于0xFF，即所有LED灯都被点亮 { LED_Data = 0XFE; while( LED_Data != 0XFF ) { LED_Data = ( (LED_Data<<1) +1 ); //向左移位 P6 = LED_Data; // 将LED_Data的值输出到P6端口，更新LED的状态 delay_ms(1000); // 延时1000ms } LED_Data = 0x7F; } P6 = LED_Data; // 将LED_Data的值输出到P6端口，更新LED的状态
/---------------------------------------------------------------------------------------------------------花式3：-----------------------------------------------------------------------------------------/
if (KEY1 == 0) // 判断按键有没有按下 { delay_ms(10); // 消抖，等待10毫秒 if (KEY1 == 0) // 再次判断按键是否仍然被按下，确保按键按下有效 { i++; // 增加按键计数 if (i > 8) // 当超过8次按键后，重置 i = 1; LED_Data = ~(0x80 >> (i - 1)); // 每次点亮一个灯 P6 = LED_Data; // 更新LED状态 printf("第%d轮按键按下\r", i); // 打印消息到串口 while (KEY1 == 0); // 等待按键释放，防止多次触发按键事件 } }
/---------------------------------------------------------------------------------------------------------完整程序：-----------------------------------------------------------------------------------------/
Ps：实验程序改写自[冲哥]:视频教学：《32位8051单片机原理及应用》，一等奖2万, 送实验箱; 冲哥版 - 视频教学，《单片机原理及应用》教学改革及实战技术交流会，本版限制发帖 国芯技术交流网站 - AI32位8051交流社区 (stcaimcu.com)
注意事项：STC-ISP中晶振频率调为24MHZ，否则LED灯闪烁时间不定，按照下述图片勾选，实现程序自动下载：
五、调试过程
依据视频教程，将STC32G128K实验箱与电脑连接，正确设置STC-ISP下载器，调试程序。
1.根据输出报告，判断错误位置和错误形式：
2.相关LED灯不按照理想方式亮灭：程序出现逻辑错误，梳理逻辑。
3.使用Keil的程序调试功能。 点击Options for Target选项卡
选择Debug选项
勾选Use Simulator
点击该图标或者Ctrl+F5启动调试操作
进入调试窗口
具体调试过程可参考：Keil5软件使用-进阶调试篇_keil调试教程-CSDN博客六、实验心得
本次LED流水灯实验主要涉及单片机GPIO口的控制、移位操作和延时函数的应用。实验过程中，分三种花式实现了流水灯的顺序点亮、熄灭，以及按键交互。这不仅巩固了对单片机基础知识的掌握，也提升了实践操作能力。
首先，通过对GPIO口的控制，实现了对8个LED灯的精确管理。这使得对单片机与外部设备的交互有了更深入的理解。移位操作在实验中扮演了关键角色，直接关系到流水灯的点亮效果。通过移位操作，顺利实现了LED灯从左到右的移动显示，使得灯光效果更具动态性。同时，移位操作的运用也展现了它在计算机科学中的广泛应用，不仅限于此类实验，在数据处理和算法设计中同样重要。
在此过程中，软件延时函数的合理使用起到了至关重要的作用。尽管软件延时的原理较为简单，但在实际开发中，适当的延时设计能够大幅提升程序的用户体验。通过调节延时时间，流水灯的节奏得以更好地呈现，使整个实验效果更加直观。
此外，按键消抖的处理是实验中的一大亮点。由于机械按键的物理特性，在实际操作中不可避免地会出现抖动现象。通过加入按键消抖的处理方法，成功解决了这一问题，确保了系统的稳定性和可靠性。这也提醒在实际硬件开发中，硬件的物理特性对软件设计有着重要影响，需要软硬件结合来提高系统的性能。
调试阶段是整个实验的关键环节。借助Keil调试工具，进行了多次调试，逐步找出并修正了程序中的逻辑错误。通过对输出结果的分析，明确了问题所在，积累了调试程序的经验。这个过程也让体会到，理论知识与实践操作的结合是提高编程能力的关键。最终，实验顺利完成，对单片机与硬件外设的互动有了更全面的认识，增强了对单片机编程和调试的信心。
这个32G12K128实验-LED流水灯如何间歇同时赋值予全部（P0-P7）呢？间歇时间取多少比较合适？ 白水大虾2016 发表于 2024-9-22 10:07
这个32G12K128实验-LED流水灯如何间歇同时赋值予全部（P0-P7）呢？间歇时间取多少比较合适？ ...
我猜你可能是要实现每一次闪烁，都有不同的LED灯亮起，而不是示例中的用移位符来有规律的让LED闪烁？
如果你的指的是某个端口的8个位，
这样的话我觉得直接让你想要的端口等于0Xxx就行，定义一个数组来保存流水灯状态，然后用一个循环来让P0端口不断改变。
// 定义流水灯状态数组
unsigned char led_states[] = {0xAA, 0xAF, 0xA1, 0xA2, 0xA3, 0xA4, 0xA5, 0xA6}; // 这里根据实际需求修改状态值
unsigned char i = 0;
void main() {
while (1) {
for (i = 0; i <(你设定的状态个数); i++) {
P0 = led_states;// 设置P0端口的状态
Delay(500);
}
}
}
如果你想要的是所有的P0-P7，8个端口都赋值。
额我不知道这样可不可以，因为我发现P5的端口中P5^6和P5^7是没有寄存器的，而且全部这些io口全都用来接LED灯的话......
还是有点思路的，你也是定义一个函数，把所有的端口都在里面统一赋值
void SetAllIOPorts(unsigned char value) {
P0 = value;
P1 = value;
P2 = value;
P3 = value;
P4 = value;
P5 = value;
P6 = value;
P7 = value;
}
void main() {
while(1) {
SetAllIOPorts(0xFF); // 将所有端口的所有引脚置高电平，点亮所有LED
Delay(500); //延时500ms
}
}
至于间歇时间我觉得这个你得自己去试试，延时1000ms或者500ms看上去都行，重要的是你自己觉得时间多少合适吧🤔
{:4_174:} 惦饭宝 发表于 2024-9-22 17:47
我猜你可能是要实现每一次闪烁，都有不同的LED灯亮起，而不是示例中的用移位符来有规律的让LED闪烁？
如果 ...
我就是想要P0到P7的8个端口全部赋值，同时赋值于P0到P7的8个端口行不行？也就是说P0到P7的8个端口各自的8个灯同时熄灭同时点亮同时流水。谢谢您及时解答！ 思路、流程清晰，堪称SOP 写的真清晰啊， soma 发表于 2024-9-22 22:07
写的真清晰啊，
哇，大佬！ 写的非常好，范例 向大佬学习
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