51单片机应用从零开始（六）·逻辑运算

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1. P0 口显示逻辑ʺ与ʺ运算结果

2. P0 口显示条件运算结果

3. P0 口显示按位ʺ异或ʺ运算结果

4. 用 P0 显示左移运算结果

5. ʺ万能逻辑电路ʺ实验

6. 总结

1. P0 口显示逻辑ʺ与ʺ运算结果

逻辑运算是根据对真值的操作来判断命题的真假关系的运算。常见的逻辑运算包括：

非（not）运算：对命题取反，表示命题的否定。例如，“今天不下雨”。

与（and）运算：当且仅当所有命题都为真时，结果为真。例如，“今天既不下雨，又不刮风”。

或（or）运算：当且仅当至少有一个命题为真时，结果为真。例如，“今天下雨或刮风”。

异或（xor）运算：当且仅当有且仅有一个命题为真时，结果为真。例如，“今天只下雨或只刮风”。

蕴含（implication）运算：当且仅当条件命题为真时，结果命题为真。例如，“如果今天下雨，那么地面就会湿润”。

双向蕴含（bi-implication）运算：当且仅当条件命题和结果命题都为真或都为假时，结果命题为真。例如，“今天下雨当且仅当地面会湿润”。

C语言中的逻辑运算符包括：

逻辑与运算符：&&（也可用and表示）
逻辑或运算符：||（也可用or表示）
逻辑非运算符：!

这些逻辑运算一般用于判断语句中的条件表达式，例如在if语句和while语句中。逻辑运算的结果通常是一个布尔值，即true或false。在C语言中，true用1表示，false用0表示。

#include<reg51.h> //包含单片机寄存器的头文件
void main(void) 
{ P0=(4>0)&&(9>0xab);//将逻辑运算结果送 P0 口while(1) ; //设置无限循环，防止程序“跑飞”
}

2. P0 口显示条件运算结果

C语言中的条件运算使用三目运算符（?:）来表示。其语法形式如下：

condition ? expression1 : expression2

如果condition为真，则返回expression1的值，否则返回expression2的值。

#include<reg51.h> //包含单片机寄存器的头文件
void main(void) 
{ P0=(8>4)?8:4;//将条件运算结果送 P0 口，P0=8=0000 1000B while(1) ; //设置无限循环，防止程序“跑飞”
}

三目运算符是一种简化条件判断语句的方式，也被称为“三元表达式”。它的语法结构如下：

表达式1 ? 表达式2 : 表达式3

如果表达式1的值为真（即非零），则整个表达式的值为表达式2的值，否则为表达式3的值。可以理解为，如果表达式1成立，执行表达式2，否则执行表达式3。三目运算符通常用于条件赋值或条件返回语句的简化，可以使代码更加简洁和易读。

3. P0 口显示按位ʺ异或ʺ运算结果

按位"异或"运算是指对两个二进制数的每一位进行比较，相同则结果为0，不同则结果为1。例如，对于二进制数1010和1101进行按位"异或"运算，结果为0111。

符号表示为"^"，例如a^b表示对a和b进行按位"异或"运算。

具体表现如下所示：

操作数A	操作数B	运算结果
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

#include<reg51.h> //包含单片机寄存器的头文件
void main(void) 
{ P0=0xa2^0x3c;//将条件运算结果送 P0 口，P0=8=0000 1000B while(1) ; //设置无限循环，防止程序“跑飞”
}

4. 用 P0 显示左移运算结果

左移运算是一种位运算，用于将一个二进制数的所有位向左移动指定的位数，同时在右侧补上零。左移运算符是“<<”，例如：

a = 3 << 2

在这个例子中，将数字3左移2位，结果为12。原因是将数字3转换为二进制数为“11”，向左移动2位后变成“1100”，即12的二进制表示。

#include<reg51.h> //包含单片机寄存器的头文件
void main(void) 
{ P0=0x3b<<2;//将左移运算结果送 P0 口，P0=1110 1100B=0xec while(1) ; //无限循环，防止程序“跑飞”
}

5. ʺ万能逻辑电路ʺ实验

万能逻辑电路（Universal Logic Gate，简称ULG），顾名思义是一种具有多种基本逻辑运算功能的电路。在实验中，可以使用多种逻辑门电路的组合，实现任意逻辑函数的计算，因此也被称为“可编程逻辑门电路”（Programmable Logic Gate，简称PLG）。

实验具体流程：

准备实验器材和材料，包括逻辑门电路模块、电源、通用电路板、杜邦线、开关和数码管等。
根据所需逻辑函数的真值表，确定逻辑门的类型和连接方式，并用杜邦线将它们接在通用电路板上。
测试电路的正确性，将输入信号带入电路，观察输出结果，与真值表进行比对，确保电路计算正确。
可以将多个逻辑门电路模块和其他电路模块组合使用，实现更复杂的逻辑计算。
最后，将逻辑函数的结果显示在数码管上，以检查电路设计的正确性。

通过实验，可以更好地了解逻辑门电路的原理和工作方式，掌握逻辑设计的基本方法和技能。

#include<reg51.h> //包含单片机寄存器的头文件
sbit F=P1^4; //将 F 位定义为 P1.4 
sbit X=P1^5; //将 X 位定义为 P1.5 
sbit Y=P1^6; //将 Y 位定义为 P1.6 
sbit Z=P1^7; //将 Z 位定义为 P1.7 
void main(void) 
{ while(1) { F=((~X)&Y)|Z; //将逻辑运算结果赋给 F ; } 
}

6. 总结

用右移运算流水点亮 P1 口 8 位 LED

#include<reg51.h> //包含单片机寄存器的头文件
/***************************** 
函数功能：延时一段时间
*****************************/ 
void delay(void) 
{ unsigned int n; for(n=0;n<30000;n++) ; 
} 
/***************************** 
函数功能：主函数
*****************************/ 
void main(void) 
{ unsigned char i; while(1) { P1=0xff; delay(); for(i=0;i<8;i++)//设置循环次数为 8 { P1=P1>>1; //每次循环 P1 的各二进位右移 1 位，高位补 0 delay(); //调用延时函数} } }