51单片机LED与无源蜂鸣器模块

IO口的使用1

本文主要对51单片机的LED灯的使用以及蜂鸣器的使用进行介绍，其中包括一些实例分析：
1.实现发光二极管的从左到右的流水点亮
2.左右来回循环的流水灯
3.蜂鸣器以一定频率响

一、LED灯

片内I/O端口作为输出使用时，最常用的应用是控制相应的I/O引脚上的LED点亮与熄灭。

LED模块的原理图如下所示

首先可以通过原理图得知

1. 该单片机一共有八个LED灯，接在P２口
2. 而且这八个LED是共阳LED（公共端为VCC），要使LED点亮只需要在对应的引脚口给低电平即可.

举个栗子一

实验要求：
编程来实现发光二极管的从左到右的流水点亮，即按照LED0→LED1→┉→LED7的顺序，每次点亮一个发光二极管，延时一段时间后熄灭这个发光二极管，然后点亮下一个发光二极管，重复循环。

#define LED_PORT P2 //使用宏定义 P2 端口
void main()
{
   
u8 i=0;
while(1)
{
   
for(i=0;i<8;i++)
{
   
LED_PORT=~(0x01<<i); //将 1 右移 i 位，然后取反将结果赋值到 LED_PORT
delay_10us(50000);
}
}
}

进入 main 函数后首先定义一个变量 i，然后进入 while 循环，由于要实现 8个 LED 从 D1->D8 循环点亮，因此可以使用 for 循环语句循环 8 次，每循环一次，点亮的小灯向右移动一个，而 D1-D8 是连接到 P2.0-P2.7 的，因此输出的低电平要左移一位，因此可以使用 LED_PORT=~(0x01<<i);语句实现。0X01<<i 表示 i增加 1 次，0x01 中的 1 就移动多少位，因为 1（高电平）不会让 LED 点亮，需要取反后变为低电平 0 才能点亮，所以最后的结果需要取反后给 LED_PORT 口，并且每次循环都要延时一段时间，这样才能分辨出来 LED 在流水。

还有另一种写法

#include <reg51.h>
#include <intrins.h>   /*包含移位函数的头文件*/
#define uchar unsigned char       
#define uint unsigned int       
void  delay(uint i)     /*延时函数*/
{
    
    uchar t;
    while (i--);
 {
    
    for(t = 0; t < 120; t++); 
 }
}
void  main(  )     /*主程序*/
{
    
    P2=0xfe; 
    while (1)
    {
   
    P2=_crol_( 0,1) ; /*C51函数库中的左移函数，P1中的数据循环左移1位*/
    delay( 500 ); /*500为延时参数，可根据实际需要调整*/
 }
}

上面代码中需要注意的地方

1. 头函数使用：使用了#include <intrins.h>,是因为使用了移位函数_crol_(0,1).用于实现循环左移（Circular Rotate Left）操作。。循环左移是指将二进制表示的数据向左移动，超出最高位的位数被移动到最低位，形成一个循环。
2. P2=0xfe; 是给8051单片机的P2端口赋值，在这个语句中，0xFE 是一个二进制数，它的最低位（最右边的位）是 0，其余各位都是 1，表示将二进制数 1111 1110 。

举个栗子二

在栗子一的基础上，实现左右来回循环的流水灯，实现效果如线图所示：

#include <reg51.h>
#include <intrins.h>  /*包含左、右移位函数的头文件*/
#define uchar unsigned char       
void  delay(  )
{
    
    uchar i,j;
    for(i=0; i< 255; i++);
    for(j=0; j< 255; j++);
}
void  main(  )   /*主函数*/
    {
    
    uchar i,temp;
    while (1)
    {
    
    temp=0xfe;   /*初值为0x11111110*/
    for(i=0; i< 7; i++); 
    {
    
        P2=temp;  /* temp 值送入P2口*/
        delay(  );   /*延时*/
        temp=_crol_( temp,1) ; /*执行左移函数，temp 中的数据循环左移1位*/
    }
    for(i=0; i<7; i++); 
    {
    
        P2=temp;  /* temp 值送入P2口*/
        delay(  );   /*延时*/
        temp=_cror_( temp,1) ; /*执行右移函数，temp中的数据循环右移1位*/
    }
    }
}

二、蜂鸣器

2.1 蜂鸣器的分类

蜂鸣器是一种用来产生声音的装置，根据其结构和工作原理的不同，可以分为多种类型。以下是一些常见的蜂鸣器类型：

1. 压电蜂鸣器（Piezoelectric Buzzer）： 这种蜂鸣器利用压电效应产生声音。当施加电压时，压电材料会发生形变，导致蜂鸣器的振膜振动，从而产生声音。压电蜂鸣器具有体积小、功耗低的优点，广泛用于电子设备中。

2. 磁性蜂鸣器（Magnetic Buzzer）： 这种蜂鸣器使用电磁铁和振膜。当电流通过线圈时，产生的磁场使振膜振动，从而发出声音。磁性蜂鸣器通常比压电蜂鸣器体积稍大，但也被广泛应用。

3. 电动蜂鸣器（Electromagnetic Buzzer）： 这种蜂鸣器包含一个电磁线圈和一个振动片。当电流通过线圈时，产生的磁场引起振动片振动，从而产生声音。电动蜂鸣器在一些应用中常见，但相对而言体积较大。

4. 有源蜂鸣器（Active Buzzer）： 有源蜂鸣器内置振荡器，只需外部提供电源电压即可工作。这种蜂鸣器通常具有简单的驱动电路，方便使用。

5. 无源蜂鸣器（Passive Buzzer）： 无源蜂鸣器需要外部提供振荡信号，相对而言需要更复杂的驱动电路。它不具备自己的振荡器，需要外部提供频率适当的方波信号来驱动。

6. 数字蜂鸣器： 这种蜂鸣器可以通过数字信号产生不同音调的声音，通常与数字电路和微控制器一起使用。

每种类型的蜂鸣器都有其适用的场景和特点，选择合适的蜂鸣器类型通常取决于应用的具体要求。
左：无源蜂鸣器（体积大，裸露电路板） 右：有源蜂鸣器

2.2 蜂鸣器的原理图

我的51单片机的蜂鸣器的原理图，而且它是无源蜂鸣器

蜂鸣器控制管脚直接连接到 51 单片机的 P2.5 管脚上。图中并没有使用三极管进行电流放大，而是使用 ULN2003 芯片来驱动.当 P25 输出高电平，BEEP 则输出低电平；当 P25 输出低电平，BEEP 则输出高电平，类似一个非门。
开发板上使用的是无源蜂鸣器，它需要一定频率的脉冲（高低电平）才会发声，因此需要让 P25 脚以一定频率不断输出高低电平信号才能控制蜂鸣器发出声音

2.3 举个蜂鸣器的栗子

#include "reg52.h"

typedef unsigned int u16; //对系统默认数据类型进行重定义
typedef unsigned char u8;

sbit BEEP=P2^5; //将P2.5管脚定义为BEEP

/*******************************************************************************
* 函 数 名       : delay_10us
* 函数功能   : 延时函数，ten_us=1时，大约延时10us
* 输    入       : ten_us
* 输    出      : 无
*******************************************************************************/
void delay_10us(u16 ten_us)
{
   
 while(ten_us--); 
}

void main()
{
    
 u16 i=2000;

 while(1)
 {
   
     while(i--)//循环2000次
  {
   
   BEEP=!BEEP;//产生一定频率的脉冲信号
   delay_10us(100);
  }
  i=0;//清零
  BEEP=0;//关闭蜂鸣器
 }  
}