调用内置函数实现流水灯

1、第四节 调用内置函数实现流水灯4.1实现流水灯我们是不是也可以让几个LED依次按顺序亮呢？其实显示的原理很简单，就是让一个LED灭后，延时一小会，然后点亮另一个，依次轮流下去。为了实现流水灯，我们首先要将8个LED分别接在P1口的8个引脚上，如图4-1所示。图4-1程序代码如下：代码4.1 （实现一个流水灯）#include <reg52.h> /包含52系列单片机头文件#define uint unsigned int /宏定义 将unsigned int 替换为较为简单的uint写法/分别声明单片机P1.0P17引脚，命名为led1led8，表示这八个引脚上接着八个LED灯sb

2、it led1 = P1 0; sbit led2 = P1 1; sbit led3 = P1 2; sbit led4 = P1 3; sbit led5 = P1 4; sbit led6 = P1 5; sbit led7 = P1 6; sbit led8 = P1 7; /*功能：延时函数输入参数：ms 需要延时的毫秒数输出参数：无*/void DelayMs(uint ms)uint i,j; /定义两个无符号整形的循环变量for(i=ms;i>0;i-) /延时ms毫秒for(j=100;j>0;j-);/延时约1msvoid main(void) whi

3、le(1) led1 = 0; /点亮LED1DelayMs(250); /延时250msled1 = 1; /将LED1熄灭led2 = 0; /点亮LED2DelayMs(250); /延时250msled2 = 1; /将LED2熄灭led3 = 0; /点亮LED3DelayMs(250); /延时250msled3 = 1; /将LED3熄灭led4 = 0; /点亮LED4DelayMs(250); /延时250msled4 = 1; /将LED4熄灭led5 = 0; /点亮LED5DelayMs(250); /延时250msled5 = 1; /将LED5熄灭led6 = 0;

4、 /点亮LED6DelayMs(250); /延时250msled6 = 1; /将LED6熄灭led7 = 0; /点亮LED7DelayMs(250); /延时250msled7 = 1; /将LED7熄灭led8 = 0; /点亮LED7DelayMs(250); /延时250msled8 = 1; /将LED7熄灭 我们可以看到，程序实现的思路就是在一个大循环中，依次按顺序点亮每一个LED，然后延时250ms（即让LED亮250ms），然后熄灭它；按照此方法依次点亮每一个LED，我们看到的就是流水灯效果了。4.2调用内置库函数实现流水灯上面我们讲了如何使LED产生流动效果，但是你是否发

5、现一个问题：写的太冗长了！能不能再简单点呢？可以！可以使用C51的库函数_crol_()来实现。程序代码如下：代码4.2 （实现一个流水灯）#include <reg52.h> /包含52系列单片机头文件#include <intrins.h> /包含“有C51库函数_crol_()定义”的头文件#define uint unsigned int /宏定义 将unsigned int 替换为较为简单的uint写法#define uchar unsigned char /宏定义 将unsigned char 替换为较为简单的uchar写法/延时函数void DelayMs

6、(uint ms)uint i,j; /定义两个无符号整形的循环变量for(i=ms;i>0;i-) /延时ms毫秒for(j=100;j>0;j-);/延时约1msvoid main()uchar a=0xfe; /定义一个变量a，并给他赋初始值 11111110 即0xfewhile(1)P1 = a;/将a的值赋给P1口，即让P1的八个引脚分别输出a的每一位，/第一次循环时，P1口赋值为11111110，即只有P1.0亮，/其余引脚LED都熄灭DelayMs(250);/让P1.0亮250毫秒a=_crol_(a,1); /a循环左移1位后再赋值给a，则a变为11111101

7、，即/只有P1.1亮，其余引脚都熄灭，如此循环，可以看到LED  /轮流被点亮的效果在这段代码中，我们使用了一个C51的库函数“_crol_”，我们先打开keil的Help，查看一下该函数的说明。我们使用鼠标在代码中的“_crol_” 函数上点一下，然后按键盘的“F1”按键，函数“_crol_”的使用说明就会弹出来，如图4-2所示。图4-2首先，我们如果想要使用该函数，必须在程序的开头处包含“intrins.h”头文件。然后，我们在看看这个函数的声明。unsigned char _crol_ ( unsigned char c, /* character to rotate left

8、 */ unsigned char b); /* bit positions to rotate */Description 所描述的大概意思就是：函数_crol_将字符c循环左移b位，然后将结果输出。为了帮助理解，我们可以看看help提供的例子代码，如代码4.3所示。代码4.3#include <intrins.h>void test_crol (void) char a; char b; a = 0xA5; / a = 10100101 b = _crol_(a,3); /* 将a循环左移三位后，得到b=0x2D */Ø 代码分析：首先，a=0xA5 注意，0xA5表

9、示它是十六进制数（C51中，0x前缀表示十六进制数），换算成二进制就是a=10100101。现在我们将其循环左移三位（即最左边的一位转到最右边，剩下的位依次向左挪一位），过程如下：第一次循环移位：移位前：a=10100101 移位后：a=01001011第二次循环移位：移位前：a=01001011 移位后：a=10010110第三次循环移位：移位前：a=10010110 移位后：a=00101101循环左移三位后，a=00101101 换算成十六进制即 a=0x2D将这个结果作为函数运算的结果输出，即b=0x2DØ 知识点：循环左移和循环右移C51库函数中，unsigned char

10、 _cror_(unsigned char c, unsigned char b)函数实现循环右移，其中参数c是待移动的字符，参数b是移动的位数，函数的返回值是移动后的值。例如：a = 0xA5; / a = 10100101b = _cror_(a,3); /* 将a循环右移（即最右边的一位转到最左边，剩下的位依次往右挪一位）三位后，得到b=0xB4 */第一次循环移位：移位前：a=10100101 移位后：a=11010010第二次循环移位：移位前：a=11010010 移位后：a=01101001第三次循环移位：移位前：a=01101001 移位后：a=10110100循环左移三位后，a

11、=10110100 换算成十六进制即 a=0xB4将这个结果作为函数运算的结果输出，即b=0xB4Ø 知识点：C51中移位操作符和库函数“_crol_”和“_cror_”的区别C51中，有“>>”和“<<”两个常用的运算符。“>>”为右移运算符，“<<”为左移运算符。其中，“>>”运算符和“_cror_”库函数的区别是，“>>”每移动一位，最左边的那位会填一个“0”，而最右边那位会“丢弃”，不像“_cror_”库函数那样循环移位。例如：a=0xA5那么，a=a>>3 表示将a右移三位,过程如下：第一次

12、>>移位：移位前：a=10100101 移位后：a=01010010 第二次>>移位：移位前：a=01010010 移位后：a=00101001第三次>>移位：移位前：a=00101001 移位后：a=00010100>>右移三位后，a=00010100 换算成十六进制即 a=0x14同理，“<<”运算符和“_crol_”库函数的区别是，“<<”每移动一位，最右边的那位会填一个“0”， 而最左边那位会“丢弃”，不像“_crol_”库函数那样循环移位。例如：a=0xA5，那么，a=a<<3 表示将a左移三位,过程

13、如下：第一次<<移位：移位前：a=10100101 移位后：a=01001010第二次<<移位：移位前：a=01001010 移位后：a=10010100第三次<<移位：移位前：a=10010100 移位后：a=00101000>>右移三位后，a=00101000 换算成十六进制即 a=0x28作业：1、请同学们编写代码，实现流水灯“由下向上”流动的效果。2、请同学们编写代码，实现8只LED左右来回点亮的效果。4.3将函数放在不同的文件中通过上面的例子，我们可能已经注意到了 #include <intrins.h> 语句，即当我们想使

14、用_crol_或_cror_库函数时，我们只需要将库函数声明的头文件包含进来，就可以使用该库函数了，是不是很方便。在工程上，为了方便函数的复用，我们通常是采用将不同的功能的函数放在不同的文件中，然后再需要使用的时候，将这个文件包含进来的方法，来复用函数。这种组织代码的方式，在大的项目中具有明显的优势。下面举个例子，将延时函数“DelayMs”放在另外的文件中，它的基本方法如下：void DelayMs ();这是function.h文件，它声明了DelayMs函数原型，别的文件如果想使用DelayMs函数，必须使用#include function.h"语句才能够调用DelayMs函

15、数#include "function.h"void DelayMs ()这是function.c文件，它实现了DelayMs函数，并且使用#include "function.h"语句和function.h文件挂着一起#include "function.h"void main()DelayMs(10);这是main.c文件，它调用了DelayMs函数，注意，这个函数并没有写在main.c文件中，它必须通过#include "function.h"语句才能调用DelayMs函数DelayMs 具体的做法如下：1.

16、首先在keil项目中添加一个源程序代码文件“function.c”,并键入DelayMs函数的实现代码，如代码4.4所示。代码4.4 void DelayMs(unsigned int ms)uint i,j; /定义两个无符号整形的循环变量for(i=ms;i>0;i-) /延时ms毫秒for(j=100;j>0;j-);/延时约1ms2. 在keil工程中添加一个头文件代码文件“function.h”(使用其他文件名也行，比如“func.h”),并键入如下代码，如代码4.5所示。代码4.5 extern void DelayMs(unsigned int ms); /在头文件中

17、声明函数（对function.c中DelayMs /函数的声明）为了让“function.c”文件和“function.h”文件组合在一起，需要在“function.c”文件中，将写有DelayMs函数声明的头文件包含进来，如图4-3所示。将写有DelayMs函数声明的头文件包含进来图4-3注意：“function.c”文件中的 #include “function.h” 这条预编译指令中，“function.h”文件名必须是写有DelayMs函数声明的头文件的名称，例如，如果添加的头文件名称是“func.h”，那么，“function.c”文件中的 #include “function.h”

18、 这条预编译指令就要改为 #include “func.h” 。3.在main.c中，如需调用“DelayMs”函数（注意，此时，main.c中并没有实现DelayMs），则只需将“function.h”头文件包含进来，如代码4.6所示。代码4.6 （实现一个流水灯,函数在不同的源文件中）#include <reg52.h> /包含52系列单片机头文件#include <intrins.h> /包含C51库函数的头文件#include "function.h" /将含有DelayMs函数声明的头文件包含进来#define uint unsigned

19、int /宏定义 将unsigned int 替换为较为简单的uint写法#define uchar unsigned char /宏定义 将unsigned char 替换为较为简单的uchar写法void main()uchar a=0xfe; /定义一个变量，并给他赋初始值 11111110 即0xfewhile(1)P1 = a;/将a的值赋给P1口，即让P1的八个引脚分别输出a的每一位，/第一次循环时，P1口赋值为11111110，即只有P1.0亮，其余/引脚LED都熄灭DelayMs(250);/让P1.0亮250毫秒（此时，DelayMs函数在其他文件中，/但我们依然可以正常使用

20、它）a=_crol_(a,1); /a循环左移1位后再赋值给a，则a变为11111101，即/只有P1.1亮，其余引脚都熄灭，如此循环，可以看到LED  /轮流被点亮的效果 关键点如图4-4所示。因为我们想在“main.c”中使用“DelayMs”函数，因此，将写有“DelayMs”函数声明的头文件包含进来图4-4Ø 知识点 头文件的作用头文件是给其他文件调用函数的接口，比如，我们在调用库函数_crol_时，并不知道_crol_实现的方法（该函数已经被编译为了一个二进制的库函数，我们看不到，实际也无需知道），我们只是通过引用声明了_crol_函数的头文件“intrins.h

21、”，就可以调用这个函数，方法就是，使用#include <intrins.h> 预编译指令即可。Ø 知识点 头文件中应该写什么内容头文件是给其他文件调用函数的接口，从语义上来讲，头文件中应该只写需要被其他文件调用的函数声明，对于不需要被外部文件调用的函数（也就是不需要暴露给外部文件的函数），不应该声明在头文件中，当然，更不应该在头文件中书写源代码。Ø 知识点 extern关键字extern是C语言的一个关键字（extern本意是外面的，外部的），当一个函数声明使用extern关键字时，说明这个函数的实现部分（即源代码部分）是在其他文件中，而不是在和函数声明所在的

22、同一个文件中。Ø 知识点 使用#ifndef #define #endif 预编译指令来防止头文件重复包含在头文件中，我们通常使用#ifndef XXXXX /如果没有定义变量XXXXX 注意#define XXXXX /那么定义变量XXXXX。头文件的内容。#endif这样的结构来防止头文件被重复包含，其中 XXXXX 名称应该在整个项目中是唯一的，不能重复。这样，当某个文件第一次include 这个头文件时，XXXXX这个变量还没有被定义，那么#define XXXXX 到 #endif 指令之间的内容能够被预编译器展开。当某个文件第二次include 这个头文件时，XXXXX这

23、个变量已经被定义，那么，#ifndef XXXXX 条件将不成立了，预编译器会直接跳转到#endif语句，结束预编译。那么#define XXXXX 到 #endif 指令之间的内容就不能够被预编译器展开。我们会在以后举个例子来说明。4.4将工程结构再优化（再抽象）通过上面的例子，我们可能已经将DelayMs函数放在一个单独的文件中，并且通过头文件来调用这个函数。我们注意到，其实：#define uint unsigned int /宏定义 将unsigned int 替换为较为简单的uint写法#define uchar unsigned char /宏定义 将unsigned char 替

24、换为较为简单的uchar写法这两个宏定义也是经常使用的公共定义，那么我们能否将它们也放在一个文件中，使用头文件调用呢？答案是肯定的。做法如下：1. 在keil项目中添加一个头文件“common.h”,并键入如代码4.7所示的代码：代码4.7 #ifndef _COMMON_H#define _COMMON_H#define uint unsigned int /宏定义 将unsigned int 替换为较为简单的uint写法#define uchar unsigned char /宏定义 将unsigned char 替换为较为简单的uchar写法#endif2.将头文件代码文件“functi

25、on.h”,改写为如下代码，如图所示。/代码4.8 #ifndef _FUNCTION_H#define _FUNCTION_H#include "common.h"/将写有宏定义声明的头文件包含进来（因为函数声明使用了uint） /#define uint unsigned int /这个宏定义可以不要了，因为我们已经在common.h中定义了extern void DelayMs(uint ms); #endif3.将源代码文件“function.c”,改写为如下代码，如图所示#include “common.h” /将写有宏定义声明的头文件包含进来 注意头文件的顺序#

26、include “function.h” /将写有DelayMs函数声明的头文件包含进来 注意：/#define uint unsigned int /这个宏定义可以不要了，因为我们已经在common.h中定义了/*功能：延时函数输入参数：ms 需要延时的毫秒数输出参数：无*/void DelayMs(uint ms)uint i,j; /定义两个无符号整形的循环变量for(i=ms;i>0;i-) /延时ms毫秒for(j=100;j>0;j-);/延时约1ms4. 将源代码文件“main.c”,改写为如下代码，如图所示/代码4.8 （实现一个流水灯,函数在不同的源文件中）#include <