單片機(jī)花樣流水燈設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、大 學(xué) 物理學(xué)院 單片機(jī)花樣流水燈設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 課 題： 花樣流水燈設(shè)計(jì) 班 級(jí)： 物理* _ 姓 名：二* _ 學(xué) 號(hào)： . A 摘要】 當(dāng)今時(shí)代的智能控制電子技術(shù)，給人們的生活帶來了方便和舒適，而 每到晚上五顏六色的霓虹燈則把我們的城市點(diǎn)綴得格外迷人，為人們生活 增添了不少色彩。 制作流水燈的方法有很多種，有傳統(tǒng)的分立元件，由數(shù)字邏輯電路構(gòu) 成的控制系統(tǒng)和單片機(jī)智能控制系統(tǒng)等。本設(shè)計(jì)介紹一種簡(jiǎn)單實(shí)用的單片 機(jī)花樣流水燈設(shè)計(jì)與制作，采用基于 MS-51的單片機(jī)AT89C51和發(fā)光二極 管、晶振、復(fù)位、電源等電路以及必要的軟件組成的以 AT89C5偽核心， 輔以簡(jiǎn)單的數(shù)碼管等設(shè)備和必要的電路，設(shè)計(jì)

2、了一款簡(jiǎn)易的流水燈電路板， 并編寫簡(jiǎn)單的程序，使其能夠自動(dòng)工作。 本設(shè)計(jì)用AT89C51單片機(jī)為核心自制一款簡(jiǎn)易的花樣流水燈，并介紹了 其軟件編程仿真及電路焊接實(shí)現(xiàn)，在實(shí)踐中體驗(yàn)單片機(jī)的自動(dòng)控制功能。 該設(shè)計(jì)具有實(shí)際意義，可以在廣告業(yè)、媒體宣傳、裝飾業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛 應(yīng)用。 關(guān)鍵字： AT89C51 單片機(jī) 流水燈 數(shù)碼管A 概述】 1. 單片機(jī)及其發(fā)展概況 單片機(jī)又稱為單片微計(jì)算機(jī)，其特點(diǎn)是將微型計(jì)算機(jī)的基本功能部件 （如中央處理器（CPU、存儲(chǔ)器、輸入接口、輸出接口、定時(shí)/計(jì)數(shù)器及終 端系統(tǒng)等）全部集成在一個(gè)半導(dǎo)體芯片上。單片機(jī)作為一種高集成度微型 計(jì)算機(jī)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化控制、智

3、能儀器儀表、通信設(shè)備、汽 車電子與航空航天電子系統(tǒng)、智能家居電器等各個(gè)領(lǐng)域。 2. Protues 仿真軟件簡(jiǎn)介 Protues 以其數(shù)量眾多的元件數(shù)據(jù)庫(kù)、 標(biāo)準(zhǔn)化的仿真儀器、 直觀的捕獲 界面、簡(jiǎn)潔明了的操作、強(qiáng)大的分析測(cè)試、可信的測(cè)試結(jié)果 , 為電子工程 設(shè)計(jì)節(jié)約研發(fā)時(shí)間，節(jié)省了工程設(shè)計(jì)費(fèi)用。利用 Protues 軟件設(shè)計(jì)一款通 過數(shù)碼管顯示計(jì)數(shù)時(shí)間的流水燈電路及 Keil C 軟件編程后，再將兩者關(guān)聯(lián) 則可以簡(jiǎn)單快速的進(jìn)行仿真。 【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)目標(biāo) 】 設(shè)計(jì)要求以發(fā)光二極管作為發(fā)光器件， 用單片機(jī)自動(dòng)控制， 對(duì) 8個(gè) LED 燈設(shè)計(jì)至少 3 種流水燈顯示方式，每隔 20 秒變換一次顯示花樣，

4、計(jì)時(shí)通過 一個(gè)二位七段數(shù)碼管顯示。A 【設(shè)計(jì)方案】 1.設(shè)計(jì)原理 AT89C51單片機(jī)內(nèi)部包括微處理器、存儲(chǔ)器（存放程序指令或數(shù)據(jù)的 ROM RAM等）、輸入/輸出口（ I/O 口）及其他功能部件如定時(shí)/計(jì)數(shù)器、中 斷系統(tǒng)等。它們通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線連接起來。 要實(shí)現(xiàn)流水燈功能，只要將發(fā)光二極管 LedlLed8依次點(diǎn)亮、熄滅， 8只LED燈便會(huì)一亮一暗的做流水燈狀，設(shè)計(jì)花樣時(shí)可依此類推。此外還應(yīng) 注意的是人眼的視覺暫留效應(yīng)以及單片機(jī)執(zhí)行每條指令的時(shí)間很短， 所以 控制二極管亮/滅的時(shí)候應(yīng)延時(shí)一段時(shí)間，否則將無法以肉眼觀察到“流水” 等花樣效果。 2.電路原理圖 C1 3. 器件配

5、置清單30pF C2 X1 CRYSTAL U1 20pF R2 C3 1uF 100 hXTAL1 P0.0/AD0 P0.1/AD1 XTAL2 RST P0.3/AD3 P0.4/AD4 P0.5/AD5 P0.6/AD6 P0.7/AD7 PSEN P2.3/A11 ALE P2.4/A12 EA P2.5/A13 P2.6/A14 P2.7/A15 P1.0 P3.0/RXD P1.1 P3.1/TXD P1.2 P3.2/INTL P1.3 P3.3/INT P1.4 P3.4/T0 P1 5 P3 P1.6 P1.7 P3.6/WR P3.7/RD 39 -38 -7 -36 3

6、5 34 33 32 21 22 23 24 25 26 27 28 D1 LE2-BIRG D5 D8 10k 19 18 9 31 29 30- D3-BIBY LE4-BIGY LED-YELLOW A 元件 數(shù) 量 元件 數(shù) 量 電阻100Q 15 二位七段數(shù)碼管 1 電阻10KQ 1 LED 8 瓷介電容30pF 2 AT89S51 1 電解電容100uF 1 CD4511 1 40腳接插件 1 晶振 1 10腳接插件 2 4. AT89C51 簡(jiǎn)介 AT89C51單片機(jī)有多種封裝形式，常見的有 DIP封裝、PLC封裝、TQFP 封裝，為了使用的方便通常使用 DIP封裝形式的單片機(jī)。

7、外部共有40個(gè)引 腳，圖6為引腳的排列圖。40個(gè)引腳大致可分為4大類：電源、時(shí)鐘、控 制和I/O引腳， 5. 芯片擦除 整個(gè)PERO陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合， 并保持ALE管腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被 寫“ 1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前， 該操作必須被執(zhí)行。此外， AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯， 支持兩種軟 件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM定時(shí)器，計(jì)數(shù)A 器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存 RAM的內(nèi)容并且凍結(jié) 振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止

8、 6.實(shí)驗(yàn)流程 【程序編寫】 A ORG 30H START:MOV DPTR,#TABLE LP1:MOV A,#00H MOVC A,A+DPTR CJNE A,#1BH,LP2 JMP START LP2:MOV P2,A LCALL DELAY INC DPTR JMP LP1 DELAY:MOV R7,#10H DE1:MOV R6,#200 DE2:MOV R5,#248 DJNZ R5,$ DJNZ R6,DE2 DJNZ R7,DE1 RET TABLE:DB 0feH,0fdH,0fbH,0f7H DB 0efH,0dfH,0bfH,07fH DB 0bfH,0dfH,0ef

9、H,0f7HA DB OfbH,OfdH,OfeH,OffH DB 0aaH,55H,0aaH,55H DB 0aah,55h,0ffH DB OfOH,OfH,OfOH,OfH,OffH DB 33H,0ccH,33H,0ccH DB 33H,0ccH,0ffH DB 1BH END 【仿真調(diào)試】 打開Keil C軟件將上面程序輸入， 調(diào)試無誤后編譯輸出.hex文件, 打開Proteus軟件，將之前編譯好的.hex文件加入到芯片中，開始運(yùn)行 仿真。數(shù)碼管計(jì)時(shí)，每隔20秒，Led燈顯示變換一次流水花樣。 Hj. A 【設(shè)計(jì)實(shí)物圖】 實(shí)物正面圖 實(shí)物反面圖 【實(shí)驗(yàn)小結(jié)】 驗(yàn)證過程中，遇到兩個(gè)問題： 1.調(diào)試后期有1個(gè)Led燈無法。 2.數(shù)碼管不能正確顯示數(shù)字。 檢查后排除電路接錯(cuò)誤的可能。出現(xiàn)第一個(gè)問題是由于那 1個(gè)LED燈 燒壞。第二個(gè)問題是數(shù)碼管管腳插槽接觸不良，無法正常運(yùn)作，外接電線 后能正常用作。 結(jié)束五 結(jié)束語 此次實(shí)驗(yàn)缺點(diǎn)在于器件排版不夠合理美觀，焊接工藝