51单片机PWM可控灯程序设计

Question

项目二：PWM可控灯设计
基本要求：基于单片机，采用PWM技术，进行亮度可调的可控灯制作与调试（要求同时调控2个或2个以上的多个发光二极管），编程实现可控灯的亮度增强和减弱，要求使用KEY1按键实现亮度增强调节，使用KEY2按键实现亮度减弱调节。
拓展要求：实现呼吸霓虹灯的设计，要求使用一个按键实现多花样、多呼吸频率（至少5种花样，其中至少3种不同呼吸频率）的呼吸霓虹灯花样切换变化（注意呼吸频率必须有明显变化）。

Answer 1

#include <reg51.h> // 包含51单片机的头文件
#define uchar unsigned char // 定义无符号字符类型
#define uint unsigned int // 定义无符号整数类型
#define LED P0 // 将LED灯连接到P0口
#define KEY P1 // 将按键连接到P1口
#define FREQ 100 // 定义PWM的频率为100Hz
#define MODE 5 // 定义呼吸灯的模式个数
#define DELAY 10 // 定义呼吸灯的延时常数

uchar duty[8] = {0, 25, 50, 75, 100, 75, 50, 25}; // 定义8个LED灯的占空比数组
uchar mode = 0; // 定义呼吸灯的模式变量，初始为0
uchar speed = 1; // 定义呼吸灯的速度变量，初始为1
uchar flag = 0; // 定义按键扫描的标志变量，初始为0

void delay_ms(uint ms); // 延时函数的声明
void pwm_output(); // PWM输出函数的声明
void key_scan(); // 按键扫描函数的声明
void mode_change(); // 模式切换函数的声明
void speed_change(); // 速度改变函数的声明

void main() // 主函数
{
    TMOD = 0x01; // 设置定时器0为模式1
    TH0 = (65536 - 1000) / 256; // 设置定时器0的初值，定时10ms
    TL0 = (65536 - 1000) % 256;
    EA = 1; // 开启总中断
    ET0 = 1; // 开启定时器0中断
    TR0 = 1; // 启动定时器0
    while (1) // 主循环
    {
        key_scan(); // 调用按键扫描函数
        mode_change(); // 调用模式切换函数
        speed_change(); // 调用速度改变函数
    }
}

void delay_ms(uint ms) // 延时函数，延时ms毫秒
{
    uint i, j;
    for (i = ms; i > 0; i--)
        for (j = 110; j > 0; j--);
}

void pwm_output() // PWM输出函数，根据占空比数组控制LED灯的亮度
{
    uchar i;
    for (i = 0; i < 8; i++) // 循环遍历8个LED灯
    {
        if (duty[i] > 0) // 如果占空比大于0
        {
            LED = ~(1 << i); // 点亮对应的LED灯
            delay_ms(duty[i] * 10 / FREQ); // 延时占空比对应的时间
        }
        if (duty[i] < 100) // 如果占空比小于100
        {
            LED = 0xFF; // 熄灭所有的LED灯
            delay_ms((100 - duty[i]) * 10 / FREQ); // 延时剩余的时间
        }
    }
}

void key_scan() // 按键扫描函数，检测按键的状态
{
    if (KEY != 0xFF) // 如果有按键按下
    {
        delay_ms(10); // 去抖延时
        if (KEY != 0xFF) // 再次判断按键状态
        {
            flag = KEY; // 记录按键值
            while (KEY != 0xFF); // 等待按键松开
        }
    }
}

void mode_change() // 模式切换函数，根据按键值改变呼吸灯的模式
{
    if (flag == 0xFE) // 如果按下了KEY1
    {
        flag = 0; // 清除按键值
        mode++; // 模式加一
        if (mode == MODE) // 如果模式达到最大值
            mode = 0; // 模式归零
        switch (mode) // 根据模式值改变占空比数组
        {
        case 0: // 模式0，所有灯同时呼吸
            duty[0] = duty[1] = duty[2] = duty[3] = duty[4] = duty[5] = duty[6] = duty[7] = 0;
            break;
        case 1: // 模式1，单个灯依次呼吸
            duty[0] = 100;
            duty[1] = duty[2] = duty[3] = duty[4] = duty[5] = duty[6] = duty[7] = 0;
            break;
        case 2: // 模式2，两个灯依次呼吸
            duty[0] = duty[1] = 100;
            duty[2] = duty[3] = duty[4] = duty[5] = duty[6] = duty[7] = 0;
            break;
        case 3: // 模式3，四个灯依次呼吸
            duty[0] = duty[1] = duty[2] = duty[3] = 100;
            duty[4] = duty[5] = duty[6] = duty[7] = 0;
            break;
        case 4: // 模式4，八个灯依次呼吸
            duty[0] = duty[1] = duty[2] = duty[3] = duty[4] = duty[5] = duty[6] = duty[7] = 100;
            break;
        }
    }
}

void speed_change() // 速度改变函数，根据按键值改变呼吸灯的速度
{
    if (flag == 0xFD) // 如果按下了KEY2
    {
        flag = 0; // 清除按键值
        speed++; // 速度加一
        if (speed == 4) // 如果速度达到最大值
            speed = 1; // 速度归一
    }
    switch (speed) // 根据速度值改变占空比数组
    {
    case 1: // 速度1，最慢
        duty[0]++;
        if (duty[0] == 100) // 如果占空比达到最大值
            duty[0] = 0; // 占空比归零
        break;
    case 2: // 速度2，较慢
        duty[0] += 2;
        if (duty[0] > 100) // 如果占空比超过最大值
            duty[0] = 0; // 占空比归零
        break;
    case 3: // 速度3，较快
        duty[0] += 5;
        if (duty[0] > 100) // 如果占空比超过最大值
            duty[0] = 0; // 占空比归零
        break;
    }
    if (mode > 0) // 如果模式不为0
    {
        uchar i;
        for (i = 1; i < 8; i++) // 循环遍历后面的灯
        {
            duty[i] = duty[i - 1]; // 将前一个灯的占空比赋值给后一个灯
        }
    }
    pwm_output(); // 调用PWM输出函数
}

void timer0() interrupt 1 // 定时器0中断服务函数
{
    static char n; // 定义一个静态变量，用于记录PWM的状态
    if (n == 0) // 如果是第一次进入中断
    {
        OFF; // 关闭LED灯
        TH0 = (65536 - j) / 256; // 重新加载定时器0的初值，根据占空比计算低电平时间
        TL0 = (65536 - j) % 256;
        n = 1; // 改变状态变量
        return; // 退出中断
    }
    if (n == 1) // 如果是第二次进入中断
    {
        ON; // 打开LED灯
        TH0 = (65536 - k) / 256; // 重新加载定时器0的初值，根据占空比计算高电平时间
        TL0 = (65536 - k) % 256;
        n = 0; // 改变状态变量
        return; // 退出中断
    }
}