前言

開發者在入門點亮第一盞燈后，再深入一點就會用到流水燈。而如何實現流水燈又有好幾種方式，我查詢了一網上大神們的作品，無非有三種方式即查詢法、位移法。這篇文章，我就如何實現流水燈開展討論。

硬件

我以新定義TBK-RD8T3x_v1.0開發板，為實驗條件。

板載了8個流水燈。原理圖如下：

實現方式之一

從原理圖上看，這8個燈不是接在1個P口上，分別接到了P3的第1-4，與P4的0-3端口之，按網上的教材位移方法都是不適用的。

于是我寫下了第一種方法那就是直接對每一個燈進行寫來實現：

#include "rd8.h"


#define ON 1
#define OFF 0

sbit LED0 = P4^0;
sbit LED1 = P4^1;
sbit LED2 = P4^2;
sbit LED3 = P4^3;
sbit LED4 = P3^1;
sbit LED5 = P3^2;
sbit LED6 = P3^3;
sbit LED7 = P3^4;

void  delay(uint32_t xms)   //延時約xms毫秒
{
    uint32_t  i,j;
    for(i=xms*2;i >0;i--)
    for(j=112;j >0;j--);    //分號代表跑空，for語句不需要分號，112次表示一毫秒
}

void LED_Init(void)
{
	P3CON |= 0x1E; //P3 0b0001 1110 輸出
	P4CON |= 0x0F; //P4 0b0000 1111
}



void main(void)
{
	LED_Init();
	while(1)
	{
		LED0 = ON;
		delay(500);
		
		LED0 = OFF;
		LED1 = ON;
		delay(500);
		
		LED1 = OFF;
		LED2 = ON;
		delay(500);
		
		LED2 = OFF;
		LED3 = ON;
		delay(500);
		
		LED3 = OFF;
		LED4 = ON;
		delay(500);
		
		LED4 = OFF;
		LED5 = ON;
		delay(500);
		
		LED5 = OFF;
		LED6 = ON;
		delay(500);
		
		LED6 = OFF;
		LED7 = ON;
		delay(500);
		
		LED7 = OFF;
		delay(500);
	}
}

這樣的編程實現了流水燈，優點是直觀，缺點是編寫起來麻煩，代碼比較長。經查看map文件編譯結果為：Program Size: data=21.0 xdata=28 const=0 code=418

實現方式之二

用數組法來實現，我們用數據來定義了P4，P3兩組顯示狀態，共組組了9對分別表示8個燈的顯示狀態：

#include "rd8.h"

//P40 P41 P42 P43 
//P31 P32 P33 P34  
//定義LED 狀態數組 

static uint8_t LEDs[]={0x00,0x00,0x01,0x00, 0x02,0x00,0x04,0x00,0x08,0x00, 0x00,0x02, 0x00,0x04, 0x00,0x08,0x00,0x10};  


void LED_Init(void)
{
	P3CON |= 0x1E; //P3 0b0001 1110 輸出
	P4CON |= 0x0F; //P4 0b0000 1111
}


void delay(uint32_t xms)   //延時約xms毫秒
{
    uint32_t  i,j;
    for(i=xms*2;i >0;i--)
    for(j=112;j >0;j--);    //分號代表跑空，for語句不需要分號，112次表示一毫秒
}

void LED_Flash(void)
{
	static uint8_t ledIndex = 0;
	if(ledIndex == 9)
		ledIndex = 0;
	P4 = LEDs[ledIndex*2];
	P3 = LEDs[ledIndex*2+1];
	ledIndex ++;
	
}


void main(void)
{
	LED_Init();

	while(1)
	{
		LED_Flash();
		delay(500);
	}
}

這樣用查表法整理出來的的代碼相對于第一種實現方式，代碼行有所減短，編譯后，查看.map結果為：Program Size: data=40.0 xdata=0 const=0 code=454

實現方式之三

實現方式2，主要是查表的數組還是比較點內存，這里優化一下。

#include "rd8.h"

//P40 P41 P42 P43 
//P31 P32 P33 P34  
//定義LED 狀態數組 

//static uint8_t LEDs[]={0x00,0x00,0x01,0x00, 0x02,0x00,0x04,0x00,0x08,0x00, 0x00,0x02, 0x00,0x04, 0x00,0x08,0x00,0x10};  
//                            高四位代表P4 低四位代表P3 由于P3 為1-4,我們右移了一位，在顯示時，我們需要左移一位
static uint8_t LEDs[]={0x00,// 0b 0000 00000
											 0x10,// 0b 0001 00000 
                       0x20,
                       0x40,
                       0x80,
                       0x01,//0b 0000 0001 
                       0x02, 0x04,0x08,}; 
void LED_Init(void)
{
	P3CON |= 0x1E; //P3 0b0001 1110 輸出
	P4CON |= 0x0F; //P4 0b0000 1111
}


void delay(uint32_t xms)   //延時約xms毫秒
{
    uint32_t  i,j;
    for(i=xms*2;i >0;i--)
    for(j=112;j >0;j--);    //分號代表跑空，for語句不需要分號，112次表示一毫秒
}

void LED_Flash(void)
{
	static uint8_t ledIndex = 0;
	if(ledIndex == 9)
		ledIndex = 0;
	P4 = (LEDs[ledIndex] & 0xF0) >>4;
	P3 = (LEDs[ledIndex] & 0x0F)< 1;
	ledIndex ++;
	
}


void main(void)
{
	LED_Init();

	while(1)
	{
		LED_Flash();
		delay(500);
	}
}

這樣優化后，點用內存有所減少：Program Size: data=31.0 xdata=0 const=0 code=446

實現方式之四

在方式2、方式3，我們定義了數組，利用查表法來實現流水燈。這一節我用利用位移來實現。

#include "rd8.h"

void LED_Init(void)
{
	P3CON |= 0x1E; //P3 0b0001 1110 輸出
	P4CON |= 0x0F; //P4 0b0000 1111
}


void delay(uint32_t xms)   //延時約xms毫秒
{
    uint32_t  i,j;
    for(i=xms*2;i >0;i--)
    for(j=112;j >0;j--);    //分號代表跑空，for語句不需要分號，112次表示一毫秒
}

void LED_Flash(uint8_t led_data)
{
	P3 = (led_data & 0xF0) >>3;  //由于P3從1開始，所以只右移3位
	P4 = (led_data & 0x0F);
}


void main(void)
{
	uint8_t LED_DATA;
	uint8_t i;
	LED_Init();
	
	while(1)
	{
		LED_DATA = 0x00;
		LED_Flash(LED_DATA); // 這里開始是熄滅所有的燈
		delay(500);
		LED_DATA = 0x01;      //初始值
		for(i=0;i< 9;i++)
		{
			LED_Flash(LED_DATA);
			LED_DATA = LED_DATA < < 1;
			delay(500);		
		}
	}
}

這樣我也實現了流水燈，這次位移的實現，我們的代碼量變化為：Program Size: data=23.0 xdata=0 const=0 code=325

實現方式之五

上面所有的流水燈是阻塞式的，我們如果需要處理其的事任，那就得修改為非阻塞式，這里我們增加了定時器來實現，代碼如下：

#include "rd8.h"

uint8_t sta;  
uint32_t count = 0;

void LED_Init(void)
{
	P3CON |= 0x1E; //P3 0b0001 1110 輸出
	P4CON |= 0x0F; //P4 0b0000 1111
}

void Timer0Iint(void)
{
	TMOD |= 0x01;  // 配置定時器0為 16位定時器，  TH0、TL0全用 
	TH0 =(65536-1000)/256;   //1000us定時，即1毫秒溢出產生中斷
	TL0 =(65536-1000)%256;  //1000us定時，即1毫秒溢出產生中斷
	ET0 = 1;									//開啟定時器0中斷
	EA = 1;										//開啟全局中斷
	TR0 = 1;									//定時器0開始計數;
}

void LED_Flash(void)
{
	static uint8_t led_data = 0x00;

	P3 = (led_data & 0xF0) >>3;  //由于P3從1開始，所以只右移3位
	P4 = (led_data & 0x0F);
	led_data = led_data< 1;
	if (led_data == 0x00)
		led_data = led_data |= 0x01;
}


void main(void)
{
	Timer0Iint();
	LED_Init();
	
	while(1)
	{
		if(sta == 1)
		{
			sta = 0;
			LED_Flash();		
		}
	}
}

void Timer0() interrupt 1
{
	//每次產生中斷后初始化定時器初值， 1ms秒產生1次中斷
	TH0=(65536-1000)/256;
	TL0=(65536-1000)%256;
	//500毫秒執行次LED1反轉
	count ++;
	if(count == 500)
	{
		sta =1;
		count = 0;
	}
	
}

經過修改，這一版是基于非阻塞式的實現。編譯后的.map，代碼尺寸如下：Program Size: data=15.0 xdata=0 const=0 code=364

實現方式之六

這里再增加一種位移的方面代碼如下，這種方式更加簡潔：

#include "rd8.h"
#include 
uint8_t sta;  
uint32_t count = 0;

void LED_Init(void)
{
	P3CON |= 0x1E; //P3 0b0001 1110 輸出
	P4CON |= 0x0F; //P4 0b0000 1111
}

void Timer0Iint(void)
{
	TMOD |= 0x01;  // 配置定時器0為 16位定時器，  TH0、TL0全用 
	TH0 =(65536-1000)/256;   //1000us定時，即1毫秒溢出產生中斷
	TL0 =(65536-1000)%256;  //1000us定時，即1毫秒溢出產生中斷
	ET0 = 1;									//開啟定時器0中斷
	EA = 1;										//開啟全局中斷
	TR0 = 1;									//定時器0開始計數;
}

void LED_Flash(void)
{
	static uint8_t led_data = 0x01;
	led_data = _crol_(led_data,1);
	P3 = (led_data & 0xF0) >>3;  //由于P3從1開始，所以只右移3位
	P4 = (led_data & 0x0F);
//	led_data = led_data< 
//	if (led_data == 0x00)
//		led_data = led_data |= 0x01;
}


void main(void)
{
	Timer0Iint();
	LED_Init();
	
	while(1)
	{
		if(sta == 1)
		{
			sta = 0;
			LED_Flash();		
		}
	}
}

void Timer0() interrupt 1
{
	//每次產生中斷后初始化定時器初值， 1ms秒產生1次中斷
	TH0=(65536-1000)/256;
	TL0=(65536-1000)%256;
	//500毫秒執行次LED1反轉
	count ++;
	if(count == 500)
	{
		sta =1;
		count = 0;
	}
	
}

此次修改后的.map文件顯示為：Program Size: data=15.0 xdata=0 const=0 code=359

總結

總結一下這幾種編程方式點用的空間：

序號	data	xdata	code	優點	缺點
定義端口法	21.0	28	418	代碼可讀性高，直觀	代碼行數多，如何需要修改比較麻煩
數組查表法	40.0	0	454	代碼較第一種整潔，容易修改	占用內存大
查表法優化	31.0	0	446	相比上一種減少了內存的占用	占用內存大
位移法之一	23.0	0	325	相比上面的數組查詢占用內存小	實現代碼復雜
非阻塞式位移	15.0	0	364	相比上面的，實現非阻塞式位移	代碼理解需要一定基礎
非阻塞進式位移二	15.0	0	359	代碼更整法，占用空間小，后期實現功能簡單方便	閱讀理解代碼，需要位移的基礎知識

審核編輯黃宇

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前言

硬件

實現方式之一

實現方式之二

實現方式之三

實現方式之四

實現方式之五

實現方式之六

總結

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