在嵌入式系统或微控制器项目中，LED流水灯是一种常见的实验项目，它不仅能够展示基本的GPIO（通用输入输出）控制，还能通过不同的模式增加趣味性。本文将探讨四种不同的流水灯效果，并通过代码示例展示如何实现它们。
效果1：依次亮（循环）
这种效果是最基本的流水灯效果，LED灯按照顺序依次亮起，当最后一个LED灯亮起后，又从头开始循环。这种效果可以通过一个简单的for循环实现，循环中依次设置每个LED灯为高电平（亮），然后延时一段时间，再设置为低电平（灭）。随后，下一个LED灯被点亮，如此循环。
代码实现：
cs
#include "Config.h"
#include "STC8G_H_GPIO.h"
#include "STC8G_H_Delay.h"
// 每个LED灯 所代表的引脚
#define LED1 P27
#define LED2 P26
#define LED3 P15
#define LED4 P14
#define LED5 P23
#define LED6 P22
#define LED7 P21
#define LED8 P20
#define LED_SW P45
// GPIO配置 输入/输出
void GPIO_config(void) {
// 总开关 P4 端口下的5号引脚 推挽模式
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //结构定义
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_Pin_5; //指定要初始化的IO,
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_OUT_PP; //指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PP
GPIO_Inilize(GPIO_P4, &GPIO_InitStructure);//初始化
// P1端口下的 4、5号引脚 准双向口模式
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5; //指定要初始化的IO,
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_PullUp; //指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PP
GPIO_Inilize(GPIO_P1, &GPIO_InitStructure);//初始化
// P2端口下的 0 到 7 号引脚 准双向口模式
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; //指定要初始化的IO,
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_PullUp; //指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PP
GPIO_Inilize(GPIO_P2, &GPIO_InitStructure);//初始化
}
int main() {
int i; // 定义for循环初始化下标变量
// 1. 配置8个灯和总开关SW的引脚工作模式
GPIO_config();
// 2. 开启总中断
EA = 1;
// 4. 开启总开关
LED_SW = 0;
// 5. 开启流水灯
while(1) {
// 依次亮
for(i = 0; i <= 8; i++) {
// i:1,2,3,4,5,6,7,8
LED1 = i == 0 ? 0 : 1; // 第一个灯亮，其他灯不亮
LED2 = i == 1 ? 0 : 1; // 第二个灯亮，其他灯不亮
LED3 = i == 2 ? 0 : 1; // 以此类推
LED4 = i == 3 ? 0 : 1;
LED5 = i == 4 ? 0 : 1;
LED6 = i == 5 ? 0 : 1;
LED7 = i == 6 ? 0 : 1;
LED8 = i == 7 ? 0 : 1;
delay_ms(100); // 延迟100ms
}
}
}效果2：依次亮（顺序+逆序）
在效果1的基础上，这种效果增加了逆序循环的部分。即当LED灯按照顺序依次亮起并熄灭后，会按照逆序再次亮起并熄灭。实现这一效果需要在原有的for循环基础上增加一个逆序的循环。
代码实现：
cs
#define LED3 P15
#define LED4 P14
#define LED5 P23
#define LED6 P22
#define LED7 P21
#define LED8 P20
#define LED_SW P45
// GPIO配置 输入/输出
void GPIO_config(void) {
// 总开关 P4 端口下的5号引脚 推挽模式
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //结构定义
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_Pin_5; //指定要初始化的IO,
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_OUT_PP; //指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PP
GPIO_Inilize(GPIO_P4, &GPIO_InitStructure);//初始化
// P1端口下的 4、5号引脚 准双向口模式
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5; //指定要初始化的IO,
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_PullUp; //指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PP
GPIO_Inilize(GPIO_P1, &GPIO_InitStructure);//初始化
// P2端口下的 0 到 7 号引脚 准双向口模式
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; //指定要初始化的IO,
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_PullUp; //指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PP
GPIO_Inilize(GPIO_P2, &GPIO_InitStructure);//初始化
}
int main() {
int i; // 定义for循环初始化下标变量
// 1. 配置8个灯和总开关SW的引脚工作模式
GPIO_config();
// 2. 开启总中断
EA = 0;
// 4. 开启总开关
LED_SW = 0;
// 5. 开启流水灯
while(1) {
// 依次亮 顺序
for(i = 0; i <= 8; i++) {
// i:1,2,3,4,5,6,7,8
LED1 = i == 0 ? 0 : 1; // 第一个灯亮，其他灯不亮
LED2 = i == 1 ? 0 : 1; // 第二个灯亮，其他灯不亮
LED3 = i == 2 ? 0 : 1; // 以此类推
LED4 = i == 3 ? 0 : 1;
LED5 = i == 4 ? 0 : 1;
LED6 = i == 5 ? 0 : 1;
LED7 = i == 6 ? 0 : 1;
LED8 = i == 7 ? 0 : 1;
delay_ms(100); // 延迟100ms
}
// 逆序
for(i = 8; i >= 0; i--) {
// i:8,7,6,5,4,3,2,1
LED1 = i == 0 ? 0 : 1; // 第一个灯亮，其他灯不亮
LED2 = i == 1 ? 0 : 1; // 第二个灯亮，其他灯不亮
LED3 = i == 2 ? 0 : 1; // 以此类推
LED4 = i == 3 ? 0 : 1;
LED5 = i == 4 ? 0 : 1;
LED6 = i == 5 ? 0 : 1;
LED7 = i == 6 ? 0 : 1;
LED8 = i == 7 ? 0 : 1;
delay_ms(100); // 延迟100ms
}
}
}效果3：逐渐亮
这种效果要求LED灯从第一个开始逐个亮起，直到所有LED灯都亮起，然后再逐个熄灭，直到所有LED灯都熄灭。这种效果可以通过两个嵌套的for循环实现，第一个循环控制亮起的LED灯的数量，第二个循环则用于设置对应数量的LED灯为高电平。在第一个循环结束后，再通过一个类似的循环将LED灯逐个熄灭。
代码实现：
cs
#include "Config.h"
#include "STC8G_H_GPIO.h"
#include "STC8G_H_Delay.h"
// 每个LED灯 所代表的引脚
#define LED1 P27
#define LED2 P26
#define LED3 P15
#define LED4 P14
#define LED5 P23
#define LED6 P22
#define LED7 P21
#define LED8 P20
#define LED_SW P45
// GPIO配置 输入/输出
void GPIO_config(void) {
// 总开关 P4 端口下的5号引脚 推挽模式
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //结构定义
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_Pin_5; //指定要初始化的IO,
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_OUT_PP; //指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PP
GPIO_Inilize(GPIO_P4, &GPIO_InitStructure);//初始化
// P1端口下的 4、5号引脚 准双向口模式
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5; //指定要初始化的IO,
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_PullUp; //指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PP
GPIO_Inilize(GPIO_P1, &GPIO_InitStructure);//初始化
// P2端口下的 0 到 7 号引脚 准双向口模式
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; //指定要初始化的IO,
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_PullUp; //指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PP
GPIO_Inilize(GPIO_P2, &GPIO_InitStructure);//初始化
}
int main() {
int i; // 定义for循环初始化下标变量
// 1. 配置8个灯和总开关SW的引脚工作模式
GPIO_config();
// 2. 开启总中断
EA = 1;
// 4. 开启总开关
LED_SW = 0;
// 5. 开启逐渐亮流水灯
while(1) {
// 逐渐亮
for(i = 8; i >= 0; i--) {
// 依次点亮前i个灯
LED1 = i >= 1; // 如果i >= 1，则LED1亮()，否则不亮
LED2 = i >= 2; // 如果i >= 2，则LED2亮，否则不亮
LED3 = i >= 3; // 以此类推
LED4 = i >= 4;
LED5 = i >= 5;
LED6 = i >= 6;
LED7 = i >= 7;
LED8 = i >= 8;
delay_ms(100); // 延迟100ms
}
// 逐渐灭
for(i = 0; i <= 8; i++) {
// 依次点亮前i个灯
LED1 = i >= 1; // 如果i >= 1，则LED1亮，否则不亮
LED2 = i >= 2; // 如果i >= 2，则LED2亮，否则不亮
LED3 = i >= 3; // 以此类推
LED4 = i >= 4;
LED5 = i >= 5;
LED6 = i >= 6;
LED7 = i >= 7;
LED8 = i >= 8;
delay_ms(100); // 延迟100ms
}
}
}效果4：奇偶亮
这种效果要求LED灯按照奇偶顺序亮起。首先，所有奇数编号的LED灯（如1、3、5、7）亮起，然后熄灭；接着，所有偶数编号的LED灯（如2、4、6、8）亮起，然后熄灭。这种效果可以通过两个独立的循环实现，一个用于控制奇数LED灯，另一个用于控制偶数LED灯。
代码实现：
cs
#include "Config.h"
#include "STC8G_H_GPIO.h"
#include "STC8G_H_Delay.h"
// 每个LED灯 所代表的引脚
#define LED1 P27
#define LED2 P26
#define LED3 P15
#define LED4 P14
#define LED5 P23
#define LED6 P22
#define LED7 P21
#define LED8 P20
#define LED_SW P45
// GPIO配置 输入/输出
void GPIO_config(void) {
// 总开关 P4 端口下的5号引脚 推挽模式
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //结构定义
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_Pin_5; //指定要初始化的IO,
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_OUT_PP; //指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PP
GPIO_Inilize(GPIO_P4, &GPIO_InitStructure);//初始化
// P1端口下的 4、5号引脚 准双向口模式
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5; //指定要初始化的IO,
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_PullUp; //指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PP
GPIO_Inilize(GPIO_P1, &GPIO_InitStructure);//初始化
// P2端口下的 0 到 7 号引脚 准双向口模式
GPIO_InitStructure.Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; //指定要初始化的IO,
GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_PullUp; //指定IO的输入或输出方式,GPIO_PullUp,GPIO_HighZ,GPIO_OUT_OD,GPIO_OUT_PP
GPIO_Inilize(GPIO_P2, &GPIO_InitStructure);//初始化
}
int main() {
int i; // 定义for循环初始化下标变量
// 1. 配置8个灯和总开关SW的引脚工作模式
GPIO_config();
// 2. 开启总中断
EA = 1;
// 4. 开启总开关
LED_SW = 0;
// 5. 开启奇偶流水灯
while(1) {
// 奇数LED亮（1, 3, 5, 7）
for(i = 1; i <= 8; i += 2) { // 从1开始，每次增加2
LED1 = (i == 1);
LED3 = (i == 3);
LED5 = (i == 5);
LED7 = (i == 7);
LED2 = LED4 = LED6 = LED8 = 0; // 确保其他LED关闭
delay_ms(100); // 延迟100ms
}
// 偶数LED亮（2, 4, 6, 8）
for(i = 2; i <= 8; i += 2) { // 从2开始，每次增加2
LED2 = (i == 2);
LED4 = (i == 4);
LED6 = (i == 6);
LED8 = (i == 8);
LED1 = LED3 = LED5 = LED7 = 0; // 确保其他LED关闭
delay_ms(100); // 延迟100ms
}
}
}总结
通过以上四种流水灯效果的实现，我们可以看到微控制器在控制LED灯方面的强大能力。这些效果不仅展示了基本的GPIO控制技术，还通过不同的模式增加了项目的趣味性和实用性。在实际应用中，我们可以根据具体需求选择合适的流水灯效果，并通过调整参数和添加功能来进一步优化项目。