51單片機(jī)（一）：單片機(jī)最小系統(tǒng)組成與I/O輸出控制

5. LED 驅(qū)動電路

細(xì)心的讀者可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在最小系統(tǒng)中，發(fā)光二極管（LED）的接法是采取了電源接到二極管正極再經(jīng)過1K 電阻接到單片機(jī)I/O 口上的（見圖4 中的接法1）。為什么這么接呢？首先我們要知道LED 的發(fā)光工作條件，不同的LED 其額定電壓和額定電流不同，一般而言，紅或綠顏色的LED 的工作電壓為1.7V~2.4V，藍(lán)或白顏色的LED 工作電壓為2.7~4.2V， 直徑為3mm LED 的工作電流2mA~10mA。在這里采用紅色的3mm 的LED。其次，51 單片機(jī)（如本實(shí)驗(yàn)板中所使用的STC89C52單片機(jī)）的I/O 口作為輸出口時，拉電流（向外輸出電流）的能力是μA 級別，是不足以點(diǎn)亮一個發(fā)光二極管的。而灌電流（往內(nèi)輸入電流）的方式可高達(dá)20mA，故采用灌電流的方式驅(qū)動發(fā)光二極管。當(dāng)然，現(xiàn)今的一些增強(qiáng)型單片機(jī)，是采用拉電流輸出（接法2）的，只要單片機(jī)的輸出電流能力足夠強(qiáng)即可。另外，圖4 中的電阻為1K 阻值，是為了限制電流，讓發(fā)光二極管的工作電流限定在2mA~10mA。

圖4 LED的接法

四、程序設(shè)計

在單片機(jī)編程語言上，有C 語言和匯編兩種選擇。本系列教程采用C 語言編寫程序，在此對Ｃ語言和匯編語言在進(jìn)行單片機(jī)開發(fā)時進(jìn)行下簡單比較，匯編語言面向硬件，要求對硬件的特性如寄存器之類的比較熟悉，執(zhí)行效率高，但可讀性和移植性差，不同的單片機(jī)之間的程序不能通用，例如學(xué)會了51 單片機(jī)的匯編指令，卻沒法用到AVR 單片機(jī)上。Ｃ語言面向過程，可讀性和移植性很好，效率要比匯編低一些。對于剛接觸單片機(jī)的人來說，學(xué)習(xí)這兩種語言是一樣的，但在以后的開發(fā)效率上，C 語言的優(yōu)勢就體現(xiàn)出來了，其可以幾乎完全不改動的情況下移植，大大提高了開發(fā)速度。

控制發(fā)光二極管D1 閃爍的C 語言源程序：

1. 程序詳細(xì)說明

（1）頭文件包含。程序接下來調(diào)用的P0_0 就是該頭文件中定義好的一個寄存器地址。在對單片機(jī)內(nèi)部的寄存器操作之前，應(yīng)申明其來處，有興趣的讀者可以看看AT89X52.h 文件中的內(nèi)容。

（2）宏定義led, 便于直觀理解也便于程序修改，將P0_0 口命名為led, 這樣在程序中就可以用led代替P0_0 口進(jìn)行操作。

（3）延時函數(shù)聲明。函數(shù)在調(diào)用之前必須進(jìn)行聲明，由于函數(shù)定義放在主函數(shù)之后，所以在主函數(shù)之前對延時函數(shù)進(jìn)行了聲明。

（4）主函數(shù)入口。主函數(shù)不傳遞參數(shù)也不返回值。

（5）死循環(huán)。

（6）輸出高電平，led 不亮。

（7）延時一段時間，以便人眼能夠直觀看到。

（8）輸出低電平，led 點(diǎn)亮。

（9）延時一段時間。

（10）延時函數(shù)定義。

（11）for 語句循環(huán)延時。

2. 程序流程圖與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

程序流程如圖5 所示。經(jīng)編譯軟件（keil）編譯，生成單片機(jī)燒寫文件，然后就可下載到單片機(jī)內(nèi)部運(yùn)行了，硬件電路板如圖6 所示，本實(shí)驗(yàn)板上用的是STC89C52RC，可以用通過板載USB 轉(zhuǎn)串口燒寫程序。故將USB 線（本實(shí)驗(yàn)套件中有）連接電腦和實(shí)驗(yàn)板。供電電源可以從USB 取，也可以從外部電源取電。冷啟動，即先點(diǎn)擊下載，然后再上電。下載程序到單片機(jī)內(nèi)運(yùn)行后，可以看到實(shí)驗(yàn)板上P0_0 口外接的LED 燈（D1） 一亮一滅的閃爍。

圖5 程序流程圖