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高级流水灯--水滴效果(渐变带拖尾效果)实现和讲解.pdf

发布时间：2022-06-15 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.53M 资料格式：pdf 举报 版权申诉
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    简介简介简介简介 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。 1111 什么是什么是什么是什么是 PWMPWMPWMPWM 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： 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。 图 1 方波 2222 硬件设计 硬件设计硬件设计硬件设计 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）。 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。 3333 软件设计 软件设计软件设计软件设计 3.13.13.13.1 PWMPWMPWMPWM 能否控制亮度 能否控制亮度 能否控制亮度 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： 能否控制能否控制能否控制 LEDLEDLEDLED 的亮度的亮度的亮度的亮度 程序清单程序清单程序清单 L1L1L1L1：：：： 验证验证验证验证 PWMPWMPWMPWM 能否控制 程序清单 #include #include "my_type.h" #include "hw_config.h" 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 { if(i<10) { P0 &= 0xFD; //第二个灯亮 } else
    { } P0 |= 0x02; //第二个灯灭 } //第 32 行 } } L1(22-32)：这段代码实现 P0.1 输出占空比为 96%的方波，而 P0.0 恒为低。 P0.1 输出如图 3 所示（受纸张限制，图中高低电平长度比例和实际有偏差）。 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）。 3.23.23.23.2 产生产生产生产生 8888 个亮度级别 个亮度级别 个亮度级别 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： ：不同占空比对 LEDLEDLEDLED 亮度的控制 ：不同占空比对 程序清单程序清单程序清单 L2L2L2L2：不同占空比对 亮度的控制 ：不同占空比对 亮度的控制 程序清单 亮度的控制 #include #include "hw_config.h" #include "my_type.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; //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<
    图 4 下载验证：从开发板上可以看到运行效果，从 D1 到 D8 的亮度逐渐增大。 3.33.33.33.3 水滴下落效果 水滴下落效果 水滴下落效果 水滴下落效果 根据 PWM 可控制 LED 亮度的原理，我们用 8 个 LED 实现水滴下落的效果。第一步，水 滴逐渐变大，用 D1 从暗变亮模拟；第二步，水滴下落，带有拖尾效果，LED 逐个亮，移动速 度加快，且越靠前的 LED 亮度越大。 程序清单程序清单程序清单 L3L3L3L3 水滴流水灯 水滴流水灯 水滴流水灯 程序清单 水滴流水灯 #include #include "hw_config.h" #include "my_type.h" //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;
    u8 temp,count; u8 state; //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; while(1) { //开始全灭 P0 = 0xFF; //---------------水滴逐渐变大（第一个 LED 亮度逐渐变大）--------- for(i=0; i<64; i++) { //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++) {
    //每一状态维持 LightTime[state]个脉冲 for(count=0; count<=LightTime[state]; count++) { //temp 记录 8 个 LED 的状态，0 代表亮，1 代表灭 temp = 0x00; //一个脉冲长度 j 从 0 到 63 for(j=0; j<64; j++) { //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)); P0 = ~((~temp) << (state-7)); } else { } } } } } } 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： 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 6
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