51单片机（一）：单片机最小系统组成与I/O输出控制

5. LED 驱动电路

细心的读者可能已经发现，在最小系统中，发光二极管（LED）的接法是采取了电源接到二极管正极再经过1K 电阻接到单片机I/O 口上的（见图4 中的接法1）。为什么这么接呢？首先我们要知道LED 的发光工作条件，不同的LED 其额定电压和额定电流不同，一般而言，红或绿颜色的LED 的工作电压为1.7V~2.4V，蓝或白颜色的LED 工作电压为2.7~4.2V， 直径为3mm LED 的工作电流2mA~10mA。在这里采用红色的3mm 的LED。其次，51 单片机（如本实验板中所使用的STC89C52单片机）的I/O 口作为输出口时，拉电流（向外输出电流）的能力是μA 级别，是不足以点亮一个发光二极管的。而灌电流（往内输入电流）的方式可高达20mA，故采用灌电流的方式驱动发光二极管。当然，现今的一些增强型单片机，是采用拉电流输出（接法2）的，只要单片机的输出电流能力足够强即可。另外，图4 中的电阻为1K 阻值，是为了限制电流，让发光二极管的工作电流限定在2mA~10mA。

图4 LED的接法

四、程序设计

在单片机编程语言上，有C 语言和汇编两种选择。本系列教程采用C 语言编写程序，在此对Ｃ语言和汇编语言在进行单片机开发时进行下简单比较，汇编语言面向硬件，要求对硬件的特性如寄存器之类的比较熟悉，执行效率高，但可读性和移植性差，不同的单片机之间的程序不能通用，例如学会了51 单片机的汇编指令，却没法用到AVR 单片机上。Ｃ语言面向过程，可读性和移植性很好，效率要比汇编低一些。对于刚接触单片机的人来说，学习这两种语言是一样的，但在以后的开发效率上，C 语言的优势就体现出来了，其可以几乎完全不改动的情况下移植，大大提高了开发速度。

控制发光二极管D1 闪烁的C 语言源程序：

1. 程序详细说明

（1）头文件包含。程序接下来调用的P0_0 就是该头文件中定义好的一个寄存器地址。在对单片机内部的寄存器操作之前，应申明其来处，有兴趣的读者可以看看AT89X52.h 文件中的内容。

（2）宏定义led, 便于直观理解也便于程序修改，将P0_0 口命名为led, 这样在程序中就可以用led代替P0_0 口进行操作。

（3）延时函数声明。函数在调用之前必须进行声明，由于函数定义放在主函数之后，所以在主函数之前对延时函数进行了声明。

（4）主函数入口。主函数不传递参数也不返回值。

（5）死循环。

（6）输出高电平，led 不亮。

（7）延时一段时间，以便人眼能够直观看到。

（8）输出低电平，led 点亮。

（9）延时一段时间。

（10）延时函数定义。

（11）for 语句循环延时。

2. 程序流程图与实验现象

程序流程如图5 所示。经编译软件（keil）编译，生成单片机烧写文件，然后就可下载到单片机内部运行了，硬件电路板如图6 所示，本实验板上用的是STC89C52RC，可以用通过板载USB 转串口烧写程序。故将USB 线（本实验套件中有）连接电脑和实验板。供电电源可以从USB 取，也可以从外部电源取电。冷启动，即先点击下载，然后再上电。下载程序到单片机内运行后，可以看到实验板上P0_0 口外接的LED 灯（D1） 一亮一灭的闪烁。

图5 程序流程图