５１单片机上超酷流水灯的设计和实现

　　在单片机上实现流水灯很简单，只需要几条指令就可以完成，大部分学生都可以完成任务。于是在第二课堂中就此提出了一个新的问题：能不能实现一个亮度渐变的、按规律移动的超酷流水灯？学生都觉得并不是很容易实现，反映的主要问题是IO口只能写开关量（只能写1或者写0），也就是说只能控制LED灯的亮和灭，却不能控制LED灯的亮度，IO口的两值性不能表示出亮度变化的渐变过程。可是在单片机中还有一种PWM技术可用01方式虚拟表示出一个模拟量，通过这个模拟量可控制LED灯实现渐变的过程。本文介绍如何让单片机通过使用PWM技术来实现超酷流水灯的设计方法。
　　
　　一、什么叫PWM技术
　　
　　PWM是脉冲宽度调制的简称。PWM波是一个连续的方波，在一个周期中，其高电平和低电平的占空比是不同的。一个典型PWM的波形如图1所示。
　　
　　在图1中，T是PWM波的周期，T1是高电平的宽度，Vcc是高电平值。可以得到其输出的平均电压为：
　　
　　式中，T1/T称为PWM波的占空比。控制调节和改变T1的宽度，即改变PWM的占空比，就可以得到不同的平均电压。我们在实际应用中，常可以利用PWM波的输出，实现调节输出电压的功能。
　　
　　二、如何在单片机上实现PWM
　　
　　如何周期性地控制输出脉冲？有两种方案：第一种方案是在主程序通过延时控制再输出；第二种方案是通过单片机的计时器中断延时驱动输出。第一种方案占用CPU运行时间；第二种方案计时器可以在后台独立运行，在等待过程中计时器不占用CPU运行时间。
　　单片机时钟中断生成PWM时系统有两个状态，状态A输出高电平，状态B输出低电平，状态A和状态B的时间宽度总和不变，为一常数TW，状态A的时间T1和状态B的时间T2分别与需要输出的平均电压相关。
　　在单片机实际软件设计上具体的做法是:在定时器中设定下次中断的延时时间，中断发生后，来到状态A，IO脚输出高电平，根据要输出的电压，设定下次中断来的延时时间为T1，T1时间到，新中断发生后，来到