我第一次跑起跑馬燈程序的時候開心的像個兩百斤的孩子

從任意單片機引出四個含GPIO功能的引腳引出來，GPIO是General Purpose Input Output是經典的實現設置輸出電平，檢測捕獲輸入電平的硬體電路。

四個GPIO口與電阻和LED燈連接，共同連接在接地端。

如果想實現1亮234滅，2亮134滅，類似這樣的跑馬燈功能，該如何實現呢？

如果是我來做這些事，首先我會把第一個電路接在VCC上，然後其他電路都接在地上，這樣一路電路有了壓降LED亮了，其他沒有，就滅了，然後我再把一路接地，二路接VCC，就實現了一個跑馬燈的動畫效果。

好像下圖這樣

以此類推，只要我不停的換連導線，就可以完成這樣的動畫效果了。

但是這樣好麻煩，我不想一直不斷的機械做這些事，可以花更多的時間在散步讀書上才對。

所以我特別希望改進這個電路，仔細觀察，找到規律

如果用1代表導線接入VCC，用0代表接地，那麼順序應該是

1000 -> 0100 -> 0010 -> 0001 ->1000

能不能有什麼設備幫助我們換連導線呢？

這裡有兩個思路，第一個使用經典的數字電路，移位寄存器，用邏輯門啥的，在時鐘信號的驅動下幫我們切換導線連接方法。

那麼第二個思路就是用單片機啦！單片機那可比簡單的數字電路厲害多了。

單片機的GPIO設備有好幾種工作方式，按照其工作的特點來看可以分為輸出/輸入兩種模式。

當我們需要單片機去感應外部電平的時候，我們會把它設置在輸入模式，當然現在在我們希望他能輸出特定的電壓，所以設置他為輸出模式。

單片機是一個大黑盒子，裡面的原理很深奧很複雜，但是幸運的是，設計單片機的人，給我們提出了寄存器的概念，這樣我們就不需要理解複雜的電路原理，就可以完成特定的功能操作了！

例如，選擇GPIO口為輸出還是輸入，其切換電路可以抽象成這樣

當P0SEL寄存器的BIT0的數值為1的時候，P0.0口硬體與一大片輸出相關電路相連，也就是說此時P0.0口是處於輸出功能狀態下，反之BIT0為數值0則與一大片輸入相關電路相連。其底層的原理大概是利用三極體開關特性完成的吧！無論如何我們配置寄存器，就完成了開關的操作，選擇了怎樣的電路與我的P0.0口連接！

值得高興的是在GPIO一系列的寄存器里，我找到了切換輸出電平的寄存器 P0OUT寄存器，我抽象的思考這樣寄存器應該是這樣的。

當我給P0OUT的最低位寫上1的時候P0.0口與VCC連接，寫上0的時候P0.0口與GND連接。大底是這樣思考的。

於是我驚喜的發現，單片機可以幫助我實現切換導線連接這樣的事情。

於是我用了MSP430單片機，把P0.0 P0.1 P0.2 P0.3接在了上述的電路上。

寫下了這樣的C代碼

int main(void){

unsigned char led_flash_pos=0x01;

Basic_init(); //基礎配置

P0SEL = 0x0f;//確保P0SEL寄存器低四位是1，使得硬體電路與輸出相關電路相連

Loop:

if(led_flash_pos == 0x10)

led_flash_pos = 0x01; //限制左移範圍

P0OUT = led_flash_pos;

DELAY_S(1); //延時1S讓眼睛看到現象

led_flash_pos </計算機算法，左移操作

goto Loop;//跳轉循環

}

可以有非常花哨的寫法，但是最底層的操作就是配置P0OUT這個寄存器，單片機編程所有對硬體的操作都是對寄存器的操作，我們無需對底層硬體有太多深奧的理解，就可以完成操作！

作者思考：

分工的時代，如果認真深入的去了解學習單片機最底層的硬體原理的話，那會消耗大量的時間和精力，成為一名優秀的軟體開發工程師的話，對底層硬體有一定的理解就好，更多精力花費在對代碼數據結構，算法的優化，例如對P0OUT這個寄存器，何時寫他，怎麼寫他，寫多少比較合適，這都是需要考慮的事情，還有就是延時的時間是否過長，用定時器延時比較好，還是用阻塞延時比較好？另外，怎樣的跑馬燈動畫更好看？很多可以編程的花樣！

記得筆者第一次跑起跑馬燈程序，興奮的寫了好多衍生代碼，例如隔著一個燈閃爍，快速閃爍，等等，好像往你手上塞了好多好多樂高積木（寄存器），你可以任意的搭接。