单片机按键控制流水灯：嵌入式系统应用（嵌入式系统应用指南）

# 1. 单片机基础**

单片机是一种集成在单个芯片上的微型计算机，它具有CPU、存储器、输入/输出接口等基本功能。单片机广泛应用于各种电子设备中，如智能家居、工业控制、医疗设备等。

单片机的核心是CPU，它负责执行程序指令。存储器用于存储程序和数据。输入/输出接口用于与外部设备通信。单片机通过内部总线将这些部件连接起来，形成一个完整的系统。

单片机的特点包括体积小、功耗低、成本低、可靠性高。因此，单片机成为各种电子设备中理想的控制核心。

# 2. 按键输入与流水灯控制**

**2.1 按键输入原理**

**2.1.1 按键的基本结构**

按键是一种电气开关，其基本结构由以下部分组成：

- **触点：**两个或多个用于导电的金属触点，在未按下时处于断开状态。
- **弹簧：**将触点复位到断开状态的弹性元件。
- **按钮：**施加压力以闭合触点的机械元件。

**2.1.2 按键的电气特性**

按键的电气特性主要由其触点材料和形状决定。常见的触点材料包括：

- **金：**耐腐蚀、低接触电阻，但成本较高。
- **银：**导电性好、抗氧化，但易磨损。
- **铜：**成本低、导电性好，但易氧化。

触点的形状影响着按键的接触面积和稳定性。常见的触点形状有：

- **平触点：**接触面积大，稳定性好。
- **凸触点：**接触面积小，但抗振动能力强。

**2.2 流水灯控制原理**

**2.2.1 流水灯的组成和工作原理**

流水灯是一种利用多个 LED 灯按特定顺序依次点亮，产生流动效果的电子装置。其主要组成部分包括：

- **单片机：**控制流水灯运行的微控制器。
- **LED 灯：**发光二极管，用于产生光线。
- **电阻：**限制流过 LED 灯的电流。

流水灯的工作原理是：单片机根据预先编写的程序，依次输出高电平信号，驱动对应的 LED 灯点亮。通过控制高电平信号的输出顺序和间隔，实现流水效果。

**2.2.2 流水灯的控制方法**

流水灯的控制方法主要有两种：

- **硬件控制：**使用移位寄存器等硬件电路控制 LED 灯的点亮顺序。
- **软件控制：**由单片机软件直接控制 LED 灯的点亮顺序。

软件控制方法更灵活，可以实现更复杂的流水效果。

# 3. 单片机程序设计

单片机程序设计是单片机应用的基础，它决定了单片机的功能和性能。本章将介绍单片机程序流程设计和C语言程序编写的相关知识。

### 3.1 程序流程设计

程序流程设计是单片机程序开发的第一步，它决定了程序的结构和执行顺序。程序流程图是一种常用的程序流程设计工具，它用图形