51单片机应用开发---二进制、十六进制与单片机寄存器之间的关系（跑马灯、流水灯实例）

实现目标

1、掌握二进制与十六进制之间的转换

2、掌握单片机寄存器与二进制、十六进制之间的转换

3、掌握单片机驱动跑马灯、流水灯的原理

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一、二进制与十六进制之间的转换

1、二进制

二进制（binary），  是在数学和数字电路中以2为基数的记数系统，是以2为基数代表系统的二进位制。这一系统中，通常用两个不同的符号0（代表零）和1（代表一）来表示 。

2、十六进制

十六进制（简写为hex或下标16）是一种基数为16的计数系统，是一种逢16进1的进位制。通常用数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9和字母A、B、C、D、E、F（a、b、c、d、e、f）表示，其中:A~F表示10~15，这些称作十六进制数字。单片机开发中用0x或0X 表示。

3.常用四种进制对照表

4.二进制转十六进制的转换方法

对一个多位二进制数，可先取出其后四位，转为一位十六进制数。对剩下的部分以同样方法进行转换，直到该串只剩下最后四位，就转换完毕。若是最后串的长度不足四位且不为零时，在串的前面加‘0’补齐位数，再进行转换，如图所示：　

实例1：

二进制：   0101        0011

十六进制：  5              3

如上图二进制0101转换到十六进制后为5，为什么是5呢？这个时候就用到8421法则了，详细如下：

0    1    0    1            0   0   1    1

x     x    x    x            x   x    x    x

8     4    2   1            8   4    2   1

=    =    =    =           =   =    =   =

0    4    0     1           0    0   2   1

0+4+0+1 = 5           0+0+2+1 = 3

注：图中的”x“代表乘法的乘号

由上图计算可得知：

二进制0101转换到十六进制后为5，二进制0011转换到十六进制后为3

额外的知识点：四个二进制的数    =   一位的十六进制的数

5.十六进制转二进制的转换方法

十六进制：  B            7

二进制：   1011        0111

用到8421法则，详细如下：

         B                        7

         11                      7

     8+2+1                4+ 2+1 

1     0    1   1            0   1    1   1

由上图计算可得知：

十六进制B转换二进制 1011，十六进制7转换二进制0111

额外的知识点： 一位的十六进制的数   =  四个二进制的数 

二、单片机寄存器与二进制十六进制的关系

1.单片机P2寄存器与管脚

P2寄存器
P27	P26	P25	P24	P23	P22	P21	P20
1/0	1/0	1/0	1/0	1/0	1/0	1/0	1/0

2.P2操作实例

由上面原理图可知，单片机管脚输出低电平时，LED点亮。现在要让LED5-LED8 亮，LED1-LED4灭，可将要点亮的管脚置0（低电平），灭的管脚置1（高电平），如下表格所示：

P27	P26	P25	P24	P23	P22	P21	P20
0	0	0	0	1	1	1	1

P2 = 0x0f;       //  0000   1111   0X0f    LED5-LED8 亮，LED1-LED4灭

3.跑马灯实例

3.1 管脚、寄存器、LED状态对照表

跑马灯原理分析
LED灯	LED8	LED7	LED6	LED5	LED4	LED3	LED2	LED1	P2寄存器值
对应管脚	P27	P26	P25	P24	P23	P22	P21	P20
灯状态1	1	1	1	1	1	1	1	0	0xfe
延时500ms
灯状态2	1	1	1	1	1	1	0	1	0xfd
延时500ms
灯状态3	1	1	1	1	1	0	1	1	0xfb
延时500ms
灯状态4	1	1	1	1	0	1	1	1	0xf7
延时500ms
灯状态5	1	1	1	0	1	1	1	1	0xef
延时500ms
灯状态6	1	1	0	1	1	1	1	1	0xdf
延时500ms
灯状态7	1	0	1	1	1	1	1	1	0xbf
延时500ms
灯状态8	0	1	1	1	1	1	1	1	0x7f
延时500ms
灯状态9	1	1	1	1	1	1	1	1	0xff
延时500ms

 3.2 对应程序

（1）延时函数软件自动生成

（2）跑马灯操作程序

    while(1)
    {
               P2 = 0xfe; //LED1亮
               Delay500ms();    
               P2 = 0xfd; //LED2亮
               Delay500ms();        
               P2 = 0xfb; //LED3亮
               Delay500ms();    
               P2 = 0xf7; //LED4亮
               Delay500ms();        
               P2 = 0xef; //LED5亮
               Delay500ms();    
               P2 = 0xdf; //LED6亮
               Delay500ms();        
               P2 = 0xbf; //LED7亮
               Delay500ms();    
               P2 = 0x7f; //LED8亮
               Delay500ms();  

                P2 = 0xff; //关闭8个LED
               Delay500ms();       
    }

（3）完整代码

#include <REGX52.H>sbit  LED1 = P2^0;
sbit  LED2 = P2^1;
sbit  LED3 = P2^2;
sbit  LED4 = P2^3;
sbit  LED5 = P2^4;
sbit  LED6 = P2^5;
sbit  LED7 = P2^6;
sbit  LED8 = P2^7;void Delay500ms()		//@11.0592MHz
{unsigned char i, j, k;i = 4;j = 129;k = 119;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);
}void  main(){ while(1){P2 = 0xfe; //LED1亮Delay500ms();    P2 = 0xfd; //LED2亮-Delay500ms();        P2 = 0xfb; //LED3亮Delay500ms();    P2 = 0xf7; //LED4亮Delay500ms();        P2 = 0xef; //LED5亮Delay500ms();    P2 = 0xdf; //LED6亮Delay500ms();        P2 = 0xbf; //LED7亮Delay500ms();    P2 = 0x7f; //LED8亮Delay500ms();  P2 = 0xff; //关闭8个LEDDelay500ms();  }}

4.流水灯实例

4.1 管脚、寄存器、LED状态对照表

流水灯原理分析
LED灯	LED8	LED7	LED6	LED5	LED4	LED3	LED2	LED1	P2寄存器值
对应管脚	P27	P26	P25	P24	P23	P22	P21	P20
灯状态1	1	1	1	1	1	1	1	0	0xfe
延时500ms
灯状态2	1	1	1	1	1	1	0	0	0xfc
延时500ms
灯状态3	1	1	1	1	1	0	0	0	0xf8
延时500ms
灯状态4	1	1	1	1	0	0	0	0	0xf0
延时500ms
灯状态5	1	1	1	0	0	0	0	0	0xe0
延时500ms
灯状态6	1	1	0	0	0	0	0	0	0xc0
延时500ms
灯状态7	1	0	0	0	0	0	0	0	0x80
延时500ms
灯状态8	0	0	0	0	0	0	0	0	0x00
延时500ms
灯状态9	1	1	1	1	1	1	1	1	0xff
延时500ms

4.2 流水灯程序

#include <REGX52.H>sbit  LED1 = P2^0;
sbit  LED2 = P2^1;
sbit  LED3 = P2^2;
sbit  LED4 = P2^3;
sbit  LED5 = P2^4;
sbit  LED6 = P2^5;
sbit  LED7 = P2^6;
sbit  LED8 = P2^7;void Delay500ms()		//@11.0592MHz
{unsigned char i, j, k;i = 4;j = 129;k = 119;do{do{while (--k);} while (--j);} while (--i);
}void  main(){ while(1){P2 = 0xfe; //LED1亮Delay500ms();    P2 = 0xfc; //LED1亮,LED2亮-Delay500ms();        P2 = 0xf8; //LED1亮,LED2亮-,LED3亮Delay500ms();    P2 = 0xf0; //LED1亮,LED2亮-,LED3亮,LED4亮Delay500ms();        P2 = 0xe0; //LED1亮,LED2亮-,LED3亮,LED4亮,LED5亮Delay500ms();    P2 = 0xc0; //LED1亮,LED2亮-,LED3亮,LED4亮,LED5亮,LED6亮Delay500ms();        P2 = 0x80; //LED1亮,LED2亮-,LED3亮,LED4亮,LED5亮,LED6亮,LED7亮Delay500ms();    P2 = 0x00; //全亮Delay500ms();  P2 = 0xff; //关闭8个LEDDelay500ms();  }}

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总结