高级流水灯--水滴效果(渐变带拖尾效果)实现和讲解

图3 下载验证：从开发板上可以看到运行效果，D1 比 D2 亮。（这里说明一点：当 P0 输出低电平时， LED 亮，所以，PWM 的占空比越小越亮）。 3.2 产生 8 个亮度级别
3.1 节的例子证实了我们的设想，PWM 可控制 LED 的亮度，下面我们设计几组占空比不 同的 PWM，看看对 LED 亮度的控制效果。代码如下： 程序清单 L2：不同占空比对 LED 亮度的控制 #include <reg52.h> #include "hw_config.h" #include "my_type.h"
void timer0_init(void)
{
TMOD = 0x01;
//运行模式 1
TH0 = 0xFF; //10us 中断
TL0 = 0xFA;
EA = 1;
//开启中断ET0 = 1;T来自0 = 1;//启动定时器
}
/************************************************************ 函数名称：timer0_overflow 功 能：定时器 0 溢出中断 ************************************************************/ void timer0_overflow(void) interrupt TIMER0_OVERFLOW {
图 2 LED 硬件连接
如果 BD 口输出高低不断变化，则 LED 会闪烁；如果这种高低电平变化非常快，由于人的视觉 暂留现象，LED 就会出现不同的亮度。 3 软件设计 3.1 PWM 能否控制亮度
下面我们就用实践验证 PWM 是否能够控制 LED 的亮度，测试代码如下： 程序清单 L1： 验证 PWM 能否控制 LED 的亮度 #include <reg52.h> #include "my_type.h" #include "hw_config.h"
//亮度级别表 code u8 LightLevel[8]={0,1,2,4,8,16,32,64};
void main(void) {
u8 i = 0; u8 j = 0; u8 k = 0; u8 temp = 0;
//使能独立 LED 的供电，即 LEDS6 输出低电平 LEDEN = 0; ADDR0 = 0; ADDR1 = 1; ADDR2 = 1; ADDR3 = 1;
void main(void) {
u8 i = 0;
//使能独立 LED 的供电，即 LEDS6 输出低电平 LEDEN = 0; ADDR0 = 0; ADDR1 = 1; ADDR2 = 1; ADDR3 = 1;
//第一个 LED 亮 P0 = 0xFE;
while(1) {
for(i=0; i<250; i++) //第 22 行 {
图6 图中的红色面积代表亮度程度。实现流水效果的方法就是：让所有的亮度依次经过在所有 LED， 如图 7：
图7 状态的持续时间从 0-15 逐渐减小，以模拟水滴加速。 下载验证：下载到开发板上，可以看到水滴下落效果。 3.4 定时器产生 PWM
前面 3 个例子中，我们用循环语句虽然能产生占空比不同的 PWM，但 PWM 的周期不好 控制，对此，我们学习如何用定时器产生特定周期 PWM。关于 8051 定时器的使用方法，大 家可以参考例说 51 单片机的 4 章和 5 章。 我们用定时器 0 产生 PWM，代码如下： 程序清单 L4 定时器 0 产生 PWM #include <reg52.h> #include "hw_config.h" #include "my_type.h"
u8 i,temp = 0; static u8 count = 0;
count++; count %= 64;
for(i=0; i<8; i++) {
if(LightLevel[i] <= count) {
temp |= (1<<i); } else {
temp &= ~(1<<i); } }
P0 = temp;
P0 = ~((~temp) << (state-7)); } } } } } } L2(31-46).实现水滴变大效果，这段代码的作用可用图形表达，如图 5：
图5 控制 D1 由暗变亮，用了 64 个亮度级别，每个级别发送 64 个脉冲。 L2(49-81). 实现水滴 下落。代码就不逐 行解释了，大家 可根据注释自己分 析，主要说一下 实现 的方法。 定义 LED 有 8 个亮度级别，若用开发板上的 8 个 LED 表示，如图 6：
//亮度级别表 code u8 LightLevel[8]={0,1,2,4,8,16,32,64};
//水滴时间，实现加速效果 code u8 LightTime[16]={16,15,14,13,12,11,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1};
void main(void) {
u8 i,j,k;
简介
学习嵌入式第一个例子通常都是控制一个 LED 亮灭，然后是花样繁多的流水灯，但不管灯 的花样如何变化，单个 LED 的亮度没有变化，只有亮、灭两个状态，本章我们实现如何控制 LED 的亮度。 1 什么是 PWM
脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，简称 PWM），是利用微处理器的数字输出来 对模拟电路进行控制的一种技术。在本章的应用中可以认为 PWM 就是一种方波。比如图 1：
timer0_init();
while(1) { } }
/**********************************************************
函数名称：timer0_init
功 能：初始化定时器 0
**********************************************************/
学习了用定时器产生 PWM，我们可以控制更多的 LED，比如 LED 点阵的亮度。下面的例 子实现 LED 点阵每行的亮度都不同。 程序清单 5 亮度不同的点阵 #include <reg52.h> #include "hw_config.h" #include "my_type.h"
//亮度级别表 code u8 LightLevel[8]={1,2,4,8,16,32,50,64};
图 1 方波 是周期为 10ms，占空比为 60%的 PWM。 占空比：高电平在一个周期之内所占的时间比率。 2 硬件设计 在例说 51 单片机的第三章，我们讲过如何控制开发板上 LED 的亮灭。首先译码器输出端 LEDS6 为低，T10 导通，给 8 个 LED 供电，然后通过缓冲器 8 个输出端 BD0~BD7 的控制 LED 的亮灭（低亮高灭）。
//根据亮度表，依次确定 8 个 LED 当前状态，亮或灭 for(k=0; k<8; k++) {
//以 j 为亮度级别，每个 LED 亮度不一样 if(LightLevel[k] == j) {
temp |= (1 << k); } }
if(state <= 7) {
P0 = ~((~temp) >> (7-state)); } else {
//亮度级别表 code u8 LightLevel[8]={1,2,4,8,16,28,50,64};
//函数声明 void timer0_init(void);
void main(void) {
//使能独立 LED 的供电，即 LEDS6 输出低电平 LEDEN = 0; ADDR0 = 0; ADDR1 = 1; ADDR2 = 1; ADDR3 = 1;
//开始全灭 P0 = 0xFF;
while(1) {
//P0 端口输出 8 组占空比不同的 PWM for(i=0; i<64; i++) //第 29 行 {
for(j=0; j<8; j++) {
if(LightLevel[j] <= i) {
temp |= (1<<j); } else {
temp &= ~(1<<j); } }
函数名称：timer0_init
功 能：初始化定时器 0
*****************************************************************/
void timer0_init(void)
{
TMOD = 0x01;
//运行模式 1
TH0 = 0xFF; //中断时间 10us
//函数声明 void timer0_init(void);
void main(void) {
//使能控制点阵的译码器 LEDEN = 0; ADDR3 = 0;
timer0_init();
while(1) {} }
/*****************************************************************
//一个亮度级别发送 64 个脉冲 for(j=0; j<64; j++) {
P0 = 0xFE; //以 i 为亮度级别，随着 i 的增大，占空比增大 for(k=0; k<64; k++) {
if(k > i) {
P0 = 0xFF; } } } }
//----------------------水滴降落过程--------------------for(state=0; state<16; state++) {