2021年02月04日 | 如何用51单片机数码管实现跑马灯功能？

基于51单片机学习板。用S1键作为控制跑马灯的方向按键，S5键作为控制跑马灯方向的加速度按键，S9键作为控制跑马灯方向的减速度按键，S13键作为控制跑马灯方向的启动或者暂停按键。记得把输出线P0.4一直输出低电平，模拟独立按键的触发地GND。

(2)实现功能：

跑马灯运行：第1个至第8个LED灯一直不亮。在第9个至第16个LED灯，依次逐个亮灯并且每次只能亮一个灯。每按一次独立按键S13键，原来运行的跑马灯会暂停，原来暂停的跑马灯会运行。用S1来改变方向。用S5和S9来改变速度，每按一次按键的递增或者递减以10为单位。

数码管显示：本程序只有1个窗口，这个窗口分成3个局部显示。8，7，6位数码管显示运行状态，启动时显示“on”，停止时显示“oFF”。5位数码管显示数码管方向，正向显示“n”，反向显示“U”。4,3,2,1位数码管显示速度。数值越大速度越慢，最慢的速度是550，最快的速度是50。

(3)源代码讲解如下：

#include "REG52.H"

#define const_voice_short 40 //蜂鸣器短叫的持续时间

#define const_key_time1 20 //按键去抖动延时的时间

#define const_key_time2 20 //按键去抖动延时的时间

#define const_key_time3 20 //按键去抖动延时的时间

#define const_key_time4 20 //按键去抖动延时的时间

void initial_myself();

void initial_peripheral();

void delay_short(unsigned int uiDelayShort);

void delay_long(unsigned int uiDelaylong);

//驱动数码管的74HC595

void dig_hc595_drive(unsigned char ucDigStatusTemp16_09,unsigned char ucDigStatusTemp08_01);

void display_drive(); //显示数码管字模的驱动函数

void display_service(); //显示的窗口菜单服务程序

//驱动LED的74HC595

void hc595_drive(unsigned char ucLedStatusTemp16_09,unsigned char ucLedStatusTemp08_01);

void led_flicker_09_16(); //第9个至第16个LED的跑马灯程序，逐个亮并且每次只能亮一个.

void led_update(); //LED更新函数

void T0_time(); //定时中断函数

void key_service(); //按键服务的应用程序

void key_scan();//按键扫描函数 放在定时中断里

sbit beep_dr=P2^7; //蜂鸣器的驱动IO口

sbit key_sr1=P0^0; //对应学习板的S1键

sbit key_sr2=P0^1; //对应学习板的S5键

sbit key_sr3=P0^2; //对应学习板的S9键

sbit key_sr4=P0^3; //对应学习板的S13键

sbit key_gnd_dr=P0^4; //模拟独立按键的地GND，因此必须一直输出低电平

sbit led_dr=P3^5;

sbit dig_hc595_sh_dr=P2^0; //数码管的74HC595程序

sbit dig_hc595_st_dr=P2^1;

sbit dig_hc595_ds_dr=P2^2;

sbit hc595_sh_dr=P2^3; //LED灯的74HC595程序

sbit hc595_st_dr=P2^4;

sbit hc595_ds_dr=P2^5;

unsigned char ucKeySec=0; //被触发的按键编号

unsigned int uiKeyTimeCnt1=0; //按键去抖动延时计数器

unsigned char ucKeyLock1=0; //按键触发后自锁的变量标志

unsigned int uiKeyTimeCnt2=0; //按键去抖动延时计数器

unsigned char ucKeyLock2=0; //按键触发后自锁的变量标志

unsigned int uiKeyTimeCnt3=0; //按键去抖动延时计数器

unsigned char ucKeyLock3=0; //按键触发后自锁的变量标志

unsigned int uiKeyTimeCnt4=0; //按键去抖动延时计数器

unsigned char ucKeyLock4=0; //按键触发后自锁的变量标志

unsigned int uiVoiceCnt=0; //蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器

unsigned char ucLed_dr1=0; //代表16个灯的亮灭状态，0代表灭，1代表亮

unsigned char ucLed_dr2=0;

unsigned char ucLed_dr3=0;

unsigned char ucLed_dr4=0;

unsigned char ucLed_dr5=0;

unsigned char ucLed_dr6=0;

unsigned char ucLed_dr7=0;

unsigned char ucLed_dr8=0;

unsigned char ucLed_dr9=0;

unsigned char ucLed_dr10=0;

unsigned char ucLed_dr11=0;

unsigned char ucLed_dr12=0;

unsigned char ucLed_dr13=0;

unsigned char ucLed_dr14=0;

unsigned char ucLed_dr15=0;

unsigned char ucLed_dr16=0;

unsigned char ucLed_update=0; //刷新变量。每次更改LED灯的状态都要更新一次。

unsigned char ucLedStep_09_16=0; //第9个至第16个LED跑马灯的步骤变量

unsigned int uiTimeCnt_09_16=0; //第9个至第16个LED跑马灯的统计定时中断次数的延时计数器

unsigned char ucLedStatus16_09=0; //代表底层74HC595输出状态的中间变量

unsigned char ucLedStatus08_01=0; //代表底层74HC595输出状态的中间变量

unsigned char ucLedDirFlag=0; //方向变量，把按键与跑马灯关联起来的核心变量,0代表正方向，1代表反方向

unsigned int uiSetTimeLevel_09_16=300; //速度变量，此数值越大速度越慢，此数值越小速度越快。

unsigned char ucLedStartFlag=1; //启动和暂停的变量，0代表暂停，1代表启动

unsigned char ucDigShow8; //第8位数码管要显示的内容

unsigned char ucDigShow7; //第7位数码管要显示的内容

unsigned char ucDigShow6; //第6位数码管要显示的内容

unsigned char ucDigShow5; //第5位数码管要显示的内容

unsigned char ucDigShow4; //第4位数码管要显示的内容

unsigned char ucDigShow3; //第3位数码管要显示的内容

unsigned char ucDigShow2; //第2位数码管要显示的内容

unsigned char ucDigShow1; //第1位数码管要显示的内容

unsigned char ucDigDot8; //数码管8的小数点是否显示的标志

unsigned char ucDigDot7; //数码管7的小数点是否显示的标志

unsigned char ucDigDot6; //数码管6的小数点是否显示的标志

unsigned char ucDigDot5; //数码管5的小数点是否显示的标志

unsigned char ucDigDot4; //数码管4的小数点是否显示的标志

unsigned char ucDigDot3; //数码管3的小数点是否显示的标志

unsigned char ucDigDot2; //数码管2的小数点是否显示的标志

unsigned char ucDigDot1; //数码管1的小数点是否显示的标志

unsigned char ucDigShowTemp=0; //临时中间变量

unsigned char ucDisplayDriveStep=1; //动态扫描数码管的步骤变量

unsigned char ucWd1Part1Update=1; //窗口1的局部1更新显示变量

unsigned char ucWd1Part2Update=1; //窗口1的局部2更新显示变量

unsigned char ucWd1Part3Update=1; //窗口1的局部3更新显示变量

//根据原理图得出的共阴数码管字模表

code unsigned char dig_table[]=

{

0x3f, //0 序号0

0x06, //1 序号1

0x5b, //2 序号2

0x4f, //3 序号3

0x66, //4 序号4

0x6d, //5 序号5

0x7d, //6 序号6

0x07, //7 序号7

0x7f, //8 序号8

0x6f, //9 序号9

0x00, //无 序号10

0x40, //- 序号11

0x73, //P 序号12

0x5c, //o 序号13

0x71, //F 序号14

0x3e, //U 序号15

0x37, //n 序号16

};

void main()

{

initial_myself();

delay_long(100);

initial_peripheral();

while(1)

{

key_service(); //按键服务的应用程序

display_service(); //显示的窗口菜单服务程序

led_flicker_09_16(); //第9个至第16个LED的跑马灯程序，逐个亮并且每次只能亮一个.

led_update(); //LED更新函数

}

}

/* 注释一：

* 由于本程序只有1个窗口，而这个窗口又分成3个局部，因此可以省略去窗口变量uWd，

* 只用三个局部变量ucWdxPartyUpdate就可以了。

*/

void display_service() //显示的窗口菜单服务程序

{

if(ucWd1Part1Update==1) //更新显示当前系统是处于运行还是暂停的状态

{

ucWd1Part1Update=0; //及时把更新变量清零，防止一直进来更新

if(ucLedStartFlag==1) //启动，显示on

{

ucDigShow8=13; //显示o

ucDigShow7=16; //显示n

ucDigShow6=10; //显示空

}

else //暂停，显示oFF

{

ucDigShow8=13; //显示o

ucDigShow7=14; //显示F

ucDigShow6=14; //显示F

}

}

if(ucWd1Part2Update==1) //更新显示当前系统是处于正方向还是反方向

{

ucWd1Part2Update=0; //及时把更新变量清零，防止一直进来更新

if(ucLedDirFlag==0) //正方向，向上，显示n

{

ucDigShow5=16; //显示n

}

else //反方向，向下，显示U

{

ucDigShow5=15; //显示U

}

}

if(ucWd1Part3Update==1) //更新显示当前系统的速度，此数值越大速度越慢，此数值越小速度越快。

{

ucWd1Part3Update=0; //及时把更新变量清零，防止一直进来更新

ucDigShow4=10; //显示空 这一位不用，作为空格

if(uiSetTimeLevel_09_16>=100)

{

ucDigShow3=uiSetTimeLevel_09_16/100; //显示速度的百位

}

else

{

ucDigShow3=10; //显示空

}

if(uiSetTimeLevel_09_16>=10)

{

ucDigShow2=uiSetTimeLevel_09_16%100/10; //显示速度的十位

}

else

{

ucDigShow2=10; //显示空

}

ucDigShow1=uiSetTimeLevel_09_16%10; //显示速度的个位

}

}

void key_scan()//按键扫描函数 放在定时中断里

{

if(key_sr1==1)//IO是高电平，说明按键没有被按下，这时要及时清零一些标志位

{

ucKeyLock1=0; //按键自锁标志清零

uiKeyTimeCnt1=0;//按键去抖动延时计数器清零，此行非常巧妙，是我实战中摸索出来的。

}

else if(ucKeyLock1==0)//有按键按下，且是第一次被按下

{

uiKeyTimeCnt1++; //累加定时中断次数

if(uiKeyTimeCnt1>const_key_time1)

{

uiKeyTimeCnt1=0;

ucKeyLock1=1; //自锁按键置位,避免一直触发

ucKeySec=1; //触发1号键

}

}

if(key_sr2==1)//IO是高电平，说明按键没有被按下，这时要及时清零一些标志位

{

ucKeyLock2=0; //按键自锁标志清零

uiKeyTimeCnt2=0;//按键去抖动延时计数器清零，此行非常巧妙，是我实战中摸索出来的。

}

else if(ucKeyLock2==0)//有按键按下，且是第一次被按下

{

uiKeyTimeCnt2++; //累加定时中断次数

if(uiKeyTimeCnt2>const_key_time2)

{

uiKeyTimeCnt2=0;

ucKeyLock2=1; //自锁按键置位,避免一直触发

ucKeySec=2; //触发2号键

}

}

if(key_sr3==1)//IO是高电平，说明按键没有被按下，这时要及时清零一些标志位

{

ucKeyLock3=0; //按键自锁标志清零

uiKeyTimeCnt3=0;//按键去抖动延时计数器清零，此行非常巧妙，是我实战中摸索出来的。

}

else if(ucKeyLock3==0)//有按键按下，且是第一次被按下

{

uiKeyTimeCnt3++; //累加定时中断次数

if(uiKeyTimeCnt3>const_key_time3)

{

uiKeyTimeCnt3=0;

ucKeyLock3=1; //自锁按键置位,避免一直触发

ucKeySec=3; //触发3号键

}

}

if(key_sr4==1)//IO是高电平，说明按键没有被按下，这时要及时清零一些标志位

{

ucKeyLock4=0; //按键自锁标志清零

uiKeyTimeCnt4=0;//按键去抖动延时计数器清零，此行非常巧妙，是我实战中摸索出来的。

}

else if(ucKeyLock4==0)//有按键按下，且是第一次被按下

{

uiKeyTimeCnt4++; //累加定时中断次数

if(uiKeyTimeCnt4>const_key_time4)

{

uiKeyTimeCnt4=0;

ucKeyLock4=1; //自锁按键置位,避免一直触发

ucKeySec=4; //触发4号键

}

}

}

void key_service() //按键服务的应用程序

{

switch(ucKeySec) //按键服务状态切换

{

case 1:// 改变跑马灯方向的按键 对应学习板的S1键

if(ucLedDirFlag==0) //通过中间变量改变跑马灯的方向

{

ucLedDirFlag=1;

}

else

{

ucLedDirFlag=0;

}

ucWd1Part2Update=1; //及时更新显示方向

uiVoiceCnt=const_voice_short; //按键声音触发，滴一声就停。

ucKeySec=0; //响应按键服务处理程序后，按键编号清零，避免一致触发

break;

case 2:// 加速按键 对应学习板的S5键 uiSetTimeLevel_09_16越小速度越快

uiSetTimeLevel_09_16=uiSetTimeLevel_09_16-10;

if(uiSetTimeLevel_09_16<50) //最快限定在50

{

uiSetTimeLevel_09_16=50;

}

ucWd1Part3Update=1; //及时更新显示速度

uiVoiceCnt=const_voice_short; //按键声音触发，滴一声就停。

ucKeySec=0; //响应按键服务处理程序后，按键编号清零，避免一致触发

break;

case 3:// 减速按键 对应学习板的S9键 uiSetTimeLevel_09_16越大速度越慢

uiSetTimeLevel_09_16=uiSetTimeLevel_09_16+10;

if(uiSetTimeLevel_09_16>550) //最慢限定在550

{

uiSetTimeLevel_09_16=550;

}

ucWd1Part3Update=1; //及时更新显示速度

uiVoiceCnt=const_voice_short; //按键声音触发，滴一声就停。

ucKeySec=0; //响应按键服务处理程序后，按键编号清零，避免一致触发

break;

case 4:// 启动和暂停按键 对应学习板的S13键 ucLedStartFlag为0时代表暂停，为1时代表启动

if(ucLedStartFlag==1) //启动和暂停两种状态循环切换

{

ucLedStartFlag=0;

}

else //启动和暂停两种状态循环切换

{

ucLedStartFlag=1;

}

ucWd1Part1Update=1; //及时更新显示系统的运行状态，是运行还是暂停.

uiVoiceCnt=const_voice_short; //按键声音触发，滴一声就停。

ucKeySec=0; //响应按键服务处理程序后，按键编号清零，避免一致触发

break;

}

}

void led_update() //LED更新函数

{

if(ucLed_update==1)

{

ucLed_update=0; //及时清零，让它产生只更新一次的效果，避免一直更新。

if(ucLed_dr1==1)

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x01;

}

else

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0xfe;

}

if(ucLed_dr2==1)

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x02;

}

else

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0xfd;

}

if(ucLed_dr3==1)

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x04;

}

else

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0xfb;

}

if(ucLed_dr4==1)

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x08;

}

else

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0xf7;

}

if(ucLed_dr5==1)

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x10;

}

else

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0xef;

}

if(ucLed_dr6==1)

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x20;

}

else

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0xdf;

}

if(ucLed_dr7==1)

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x40;

}

else

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0xbf;

}

if(ucLed_dr8==1)

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01|0x80;

}

else

{

ucLedStatus08_01=ucLedStatus08_01&0x7f;

}

if(ucLed_dr9==1)

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x01;

}

else

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0xfe;

}

if(ucLed_dr10==1)

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x02;

}

else

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0xfd;

}

if(ucLed_dr11==1)

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x04;

}

else

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0xfb;

}

if(ucLed_dr12==1)

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x08;

}

else

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0xf7;

}

if(ucLed_dr13==1)

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x10;

}

else

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0xef;

}

if(ucLed_dr14==1)

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x20;

}

else

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0xdf;

}

if(ucLed_dr15==1)

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x40;

}

else

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0xbf;

}

if(ucLed_dr16==1)

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09|0x80;

}

else

{

ucLedStatus16_09=ucLedStatus16_09&0x7f;

}

hc595_drive(ucLedStatus16_09,ucLedStatus08_01); //74HC595底层驱动函数

}

}

void display_drive()

{

//以下程序，如果加一些数组和移位的元素，还可以压缩容量。但是鸿哥追求的不是容量，而是清晰的讲解思路

switch(ucDisplayDriveStep)

{

case 1: //显示第1位

ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow1];

if(ucDigDot1==1)

{

ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点

}

dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfe);

break;

case 2: //显示第2位

ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow2];

if(ucDigDot2==1)

{

ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点

}

dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfd);

break;

case 3: //显示第3位

ucDigShowTemp=dig_table[ucDigShow3];

if(ucDigDot3==1)

{

ucDigShowTemp=ucDigShowTemp|0x80; //显示小数点

}

dig_hc595_drive(ucDigShowTemp,0xfb);