單片機流水燈與呼吸燈結合-滴水燈程序及詳細教程

ID:81203 · 發表于 2015-5-26 19:22

TWAS手把手教你做呼吸燈-基于51單片機學習板

內容比較簡單，發這個貼主要是針對新手！

什么是呼吸燈？
顧名思義，燈光在微電腦控制之下完成由亮到暗的逐漸變化，感覺像是在呼吸。用專業的話來說是通過控制PWM的占空比來完成對LED亮度的控制
什么是PWM和占空比？
脈沖寬度調制（Pulse Width Modulation，簡稱PWM），是利用微處理器的數字輸出來對模擬電路進行控制的一種技術。
占空比：高電平在一個周期之內所占的時間比率。
呼吸燈原理
當一顆LED在高速閃爍，閃爍的頻率已經超過了人眼的感知的范圍，那么我們看到這顆LED就是一直亮的，也就是視覺暫留現象（余暉效應）。如果

我們控制一次閃爍中亮和滅的時間（修改占空比），就可以控制亮度。
代碼實現：
/*******************************************************
*  程序名稱：main.c
*  程序功能：實現呼吸燈的主程序文件
*  程序作者：TWAS
*  創建時間：2015-1-22
*  修改時間：
*  程序版本：V0.1
*******************************************************/

/* 包含的頭文件 */
#include <reg52.h>

/* 尋址變量定義 */
sbit LED_Drive = P3^5;       /* 定義驅動LED的IO口，LED為共陽 */

/******************************************************
* 函數名稱：main
* 函數功能：主函數
* 入口參數：NULL
* 出口參數：NULL
*******************************************************/
int main()
{
unsigned char i;
/* 初始化 */
      LED_Drive = 1;

      /* 主循環 */
      while(1)
      {
         for(i = 0; i < 200; i++)
            {

                  /* 外邊的for循環共循環200次，前面10次點亮LED，后面180次熄滅LED
                     * 通過修改if后面的值，就可以改變占空比
                     */
                     if(i < 10)
                     {
                              LED_Drive = 0;
                     }
                     else
                     {
                              LED_Drive = 1;
                     }
         }
      }

      return 0;
}

/******************************************
*                   程序結束
*****************************************/

可以明顯看出我們所控制的LED比電源燈暗許多，既然我們會控制亮度，想實現呼吸燈也就變的簡單了
代碼實現：（為了節約空間和界面簡潔，只貼出主要實現的部分）
int main()
{

unsigned char       i;
      unsigned char ucNum = 0;                /* 新增兩個變量，ucNum控制占空比*/
      bit          bAdd = 1;                /* bAdd選擇是增大占空比還是減小占空比 */
/* 初始化 */
      LED_Drive = 1;

      /* 主循環 */
      while(1)
      {

         for(i = 0; i < 200; i++)
            {

                  /* 外邊的for循環共循環200次，前面10次點亮LED，后面180次熄滅LED
                     * 通過修改if后面的值，就可以改變占空比
                     */
                     if(i < ucNum)
                     {
                              LED_Drive = 0;
                     }
                     else
                     {
                              LED_Drive = 1;
                     }
         }
               /* 選擇是增大占空比還是減小占空比 */
               if (1 == bAdd)
               {
                  ucNum++;
               }
               else
               {
                  ucNum--;
               }

               /* 當Num等于200也就是最大值時,bAdd置0，Num開始減小 */
               if (200 == ucNum)
               {
                  bAdd = 0;
               }
               /* 當Num等于200也就是最大值時,bAdd置1，Num開始增大 */
               else if (0 == ucNum)
               {
                  bAdd = 1;
               }

      }

      return 0;
}
   由于圖片看不到效果，這個地方就不貼圖了，根據測試，我們的所需要的功能實現了！
但是這時候有的人就有疑問了，這是很普通的LED，那如果是特殊一點的呢？比如我所用的
學習板上面，16顆LED是用595驅動的，那呼吸燈又該如何實現呢？
其實很簡單，我們把驅動LED的函數封裝一下，直接替換，其它不變就行了！
代碼實現：（為了節約空間和界面簡潔，只貼出主要實現的部分）
for(i = 0; i < 200; i++)
{

/* 外邊的for循環共循環200次，前面10次點亮LED，后面180次熄滅LED
      * 通過修改if后面的值，就可以改變占空比
      */
      if(i < ucNum)
      {
            DriveLED(0x0003); /* LED驅動，點亮D1和D2 */
      }
      else
      {
            DriveLED(0x0002); /* LED驅動，熄滅D1點亮D2 */
      }
}
   當我把程序改成這樣的時候，出了一點問題，不能呼吸，變成閃爍了！等等，先把LED驅動部分發一下：

/******************************************************
* 函數名稱：SendData
* 函數功能：74HC595數據的發送
* 入口參數：unsigned int uiDataOne, unsigned int uiDataTwo
* 出口參數：void
*******************************************************/
void SendData(unsigned char ucDataOne, unsigned char ucDataTwo)
{

unsigned int i = 0;

      /* 將片選信號置為低電平 */
      HC595RCK = 0;

      /* 輸入第一個數據：uiDataOne */
      for (i = 0; i < 8; i++)
      {
      /* 給出脈沖信號，首先將CLK置為0 */
                        HC595CLK = 0;
                        if (0 != (ucDataOne & 0x80))
                              {
         HC595DATA = 1;
      }
                              else
                              {
         HC595DATA = 0;
      }
                              /* 給出脈沖信號，首先將CLK置為1 */
                              HC595CLK = 1;
                              /* 準備第二個數據 */
                              ucDataOne = ucDataOne << 1;
}

      /* 輸入第二個數據：uiDataTwo */
      for (i = 0; i < 8; i++)
      {
      /* 給出脈沖信號，首先將CLK置為0 */
                        HC595CLK = 0;
                        if (0 != (ucDataTwo & 0x80))
                              {
         HC595DATA = 1;
      }
                              else
                              {
         HC595DATA = 0;
      }
                              /* 給出脈沖信號，首先將CLK置為1 */
                              HC595CLK = 1;
                              /* 準備第二個數據 */
                              ucDataTwo = ucDataTwo << 1;
}

            /* 將片選信號置為高電平 */
      HC595RCK = 1;
}

/********************************************************
*  函數名稱：DriveLED
*  函數功能：595驅動程序是分兩個數據發的，
*          本函數把它合并成一個數據
*  入口參數：uiData:16顆LED需要顯示的數據
*  出口參數：NULL
*******************************************************/
void DriveLED(unsigned int uiData)
{
SendData(uiData >> 8,uiData);
}

   繼續剛剛的問題，呼吸燈變成閃爍了，怎么回事呢？在程序邏輯上是沒有問題的，
我們只是更改了LED的驅動部分，看來就是LED驅動的問題了！先來Debug看一下，執行
DriveLED這個函數，時間是接近400微妙，循環200次，就是差不多80毫秒，那么LED的
閃爍頻率為12.5HZ（都是大概的值，沒有精確計算），還不足以形成視覺暫留現象。
那怎么辦呢，減少循環次數為50，頻率增大到50HZ左右，像這樣：
for(i = 0; i < 50; i++)
{

      /* 通過修改ucNum的值，就可以改變占空比 */
      if(i < ucNum)
      {
            DriveLED(0x0003); /* LED驅動，點亮D1和D2 */
      }
      else
      {
            DriveLED(0x0002); /* LED驅動，熄滅D1點亮D2 */
      }
}
經過驗證！成功了！
如有錯誤的地方，希望大家批評指正！

ID:82588 · 發表于 2015-6-14 10:42

學習的是一種思維的方法,感覺挺好,收藏待練習

ID:83294 · 發表于 2015-6-20 17:40

剛剛驗證了一下，確實可以實現，樓主厲害

ID:581062 · 發表于 2019-7-9 16:45

樓主我也遇到麻煩為啥用PWM。調光的呼吸燈的程序變成流水燈程序的一個函數調用的形式。結果只有流水沒有呼吸。
求救大佬:'(
#include"reg52.h"
#include<intrins.h>
typedef unsigned int u16;
typedef unsigned char u8;

sbit led1=P2;
int PWM_Low,Clock=500;
#define led P2
void delay(u16 a)
{while(a--);
}

   void main1(int t)
   {

      for(PWM_Low=Clock;PWM_Low>0;PWM_Low--)
      {t=1;
delay(PWM_Low);
{int b;
for (b=0;b<PWM_Low;b++);}
t=0;
delay(Clock-PWM_Low);
{int b;
for (b=0;b<Clock-PWM_Low;b++);}

} }

void main()
{u8 i,t,t1,t2;
t1=0xfe;
t2=0x7f;
for(i=0;i<4;i++)
{t=t1&t2;
led=t;
main1(t);
delay(50000);

t1=_crol_(t1,1);
t2=_cror_(t2,1);}  }
了

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