AVR单片机教程——流水灯

本文隶属于AVR单片机教程系列。html

 

上次咱们用 delay 函数与 while 循环实现了一个LED的闪烁。这一次咱们把全部LED加入进来,让它们依次闪烁,造成流水灯的效果。数组

开发板上有4个LED,咱们能够用很少的语句把循环体直接描述出来(看看就行,不用敲):函数

 1 led_set(LED_RED , LED_ON);  2 delay(250);  3 led_set(LED_RED , LED_OFF);  4 led_set(LED_YELLOW, LED_ON);  5 delay(250);  6 led_set(LED_YELLOW, LED_OFF);  7 led_set(LED_GREEN , LED_ON);  8 delay(250);  9 led_set(LED_GREEN , LED_OFF); 10 led_set(LED_BLUE , LED_ON); 11 delay(250); 12 led_set(LED_BLUE , LED_OFF);

可是若是LED多了怎么办?这样写一点都不优雅。一个更合理的方法是,用数组把LED存储起来,在无限循环中套循环,对LED进行遍历。代码以下:性能

 1 #include <ee1/led.h>
 2 #include <ee1/delay.h>
 3 
 4 int main()  5 {  6  led_init();  7     const uint8_t leds[LED_COUNT] = {LED_RED, LED_YELLOW, LED_GREEN, LED_BLUE};  8     while (1)  9  { 10         for (uint8_t i = 0; i < LED_COUNT; i++) 11  { 12  led_set(leds[i], LED_ON); 13             delay(250); 14  led_set(leds[i], LED_OFF); 15  } 16  } 17 }

在代码中,uint8_t 是一种无符号8位整数类型,定义在 <stdint.h> 中。相应地有 int8_t 表示带符号8位整数,以及 int16_t 、uint16_t 等,一直到64位。avr-gcc还提供了24位整型做为编译器扩展:__int24、 __uint24 ,但它们毕竟是编译器扩展,尽可能别用;同时若是你的单片机程序中有16位整数搞不定的东西,那就应该考虑简化一下了。ui

咱们用的单片机是8位机,指令只能处理8位整数,若是是16位,则须要多条指令进行组合。而C语言内置类型 int 在这个环境中是16位的。所以,为了节省空间、提高性能,当一个数能够用8位表示时,应该使用 int8_t 或 uint8_t 代替 int 。url

讲了这么多,为何LED能够用 uint8_t 表示呢?把光标移动到任一表示LED的宏上,右键,点击Goto Implementation,或按下快捷键Alt+G,你就能看到头文件中对这些宏的定义:spa

1 #define LED_RED    (uint8_t)(0)
2 #define LED_YELLOW (uint8_t)(1)
3 #define LED_GREEN  (uint8_t)(2)
4 #define LED_BLUE   (uint8_t)(3)

同时,led_set 等函数都接受 uint8_t 类型的参数表示LED:.net

1 void led_set(uint8_t _which, bool _on); 2 void led_flip(uint8_t _which);

这些都能说明为何用 uint8_t 就能保存一个表示LED的宏。至于我为何选择用 uint8_t ,固然是由于刚才说过的性能因素。code

顺便,咱们能够发现表示LED状态的宏本质上就是 true 和 false ,表示LED的宏就是简单的0、一、二、3,所以程序中能够不用数组来存储LED,也再也不须要任何宏,而且 true 和 false 也很容易对应到灯的亮和暗上:htm

 1 #include <ee1/ee.h>
 2 
 3 int main(void)  4 {  5  led_init();  6     uint8_t i = 0;  7     while (1)  8  {  9         led_set(i % 4, true); 10         delay(250); 11         led_set(i % 4, false); 12         i++; 13  } 14 }

第一行包含了头文件 ee.h ,至关于包含了库中全部的头文件。

这样的程序是否是更好看一些?实际上 LED_RED 等宏的做用都只有让程序变得直观,若是直接用数字表示更方便,也彻底没有问题。

这里还用到一个小技巧来消除内层循环:在循环外设一个变量,每次循环让它加1,传入的参数由它自己改成它对4的模。

你可能会想若是 i 过大了怎么办?当 i 等于255时, i++ 会让 i 变为0,而此时传入函数的参数仍是从3回到0,符合控制逻辑。

为何程序没有 #include <stdbool.h> 就能直接使用 true 和 false ?由于你包含的头文件中用到了它们,这个头文件一定或直接或间接地包含了标准库头文件,所以你就能够直接用了。

还有一个你可能疑惑的地方是,流水灯的逻辑本应是关闭上一个灯,打开下一个灯,而后延时一段时间,为何在程序中是打开、延时,再关闭?想想你会发现没什么不对,不过是把循环体的界限移动了一步。

实际上,若是按前一种逻辑来写程序的话,循环体得写成这样:

1 led_set((i + 3) % 4, false); 2 led_set(i % 4, true); 3 delay(250);

这样虽然逻辑也正确,但反而更难理解。

你也许还有疑问:把上一个灯关闭了之后,程序还要运行一会才能打开下一个灯,会不会看起来有一段时间是没有灯亮的?观察一下你的开发板,你就知道不会,缘由也很简单,关灯和开灯之间的时间是微秒级的,人眼根本没法察觉。

 

除了上述实现,流水灯还有一种效果,就是灯依次亮起,再依次关闭。留做今天的做业吧。

 

上一篇:闪烁LED

下一篇:烧写hex文件

相关文章
相关标签/搜索