單片機花樣流水燈設計實驗報告

1、* *大學物理學院單片機花樣流水燈設計實驗題：花樣流水燈設計物理*/名 : *摘要】當今時代的智能控制電子技術，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 成的控制系統(tǒng)和單片機智能控制系統(tǒng)等。本設計介紹一種簡單實用的單片 機花樣流水燈設計與制作，采用基于 MS-51的單片機AT89C51和發(fā)光二極管、晶振、復位、電源等電路以及必要的軟件組成的以AT89C5偽核心,輔以簡單的數(shù)碼管等設備和必要的電路，設計了一款簡易的流水燈電路板， 并編寫簡單的程序，使其能夠自動工

2、作。本設計用AT89C51單片機為核心自制一款簡易的花樣流水燈，并介紹了 其軟件編程仿真及電路焊接實現(xiàn)，在實踐中體驗單片機的自動控制功能。該設計具有實際意義，可以在廣告業(yè)、媒體宣傳、裝飾業(yè)等領域得到廣泛 應用。關鍵字： AT89C51 單片機 流水燈 數(shù)碼管概述】1. 單片機及其發(fā)展概況單片機又稱為單片微計算機，其特點是將微型計算機的基本功能部件（如中央處理器（CP）存儲器、輸入接口、輸出接口、定時/計數(shù)器及終端系統(tǒng)等）全部集成在一個半導體芯片上。單片機作為一種高集成度微型 計算機，已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)自動化控制、智能儀器儀表、通信設備、汽 車電子與航空航天電子系統(tǒng)、智能家居電器等各個領域。2.

3、 Protues 仿真軟件簡介Protues 以其數(shù)量眾多的元件數(shù)據(jù)庫、標準化的仿真儀器、 直觀的捕獲界面、簡潔明了的操作、強大的分析測試、可信的測試結果 , 為電子工程設計節(jié)約研發(fā)時間，節(jié)省了工程設計費用。利用 Protues 軟件設計一款通過數(shù)碼管顯示計數(shù)時間的流水燈電路及 Keil C 軟件編程后，再將兩者關聯(lián) 則可以簡單快速的進行仿真。實驗設計目標 】設計要求以發(fā)光二極管作為發(fā)光器件， 用單片機自動控制， 對 8 個 LED燈設計至少 3 種流水燈顯示方式，每隔 20 秒變換一次顯示花樣，計時通過 一個二位七段數(shù)碼管顯示。【設計方案】1.設計原理AT89C51單片機內部包括微處理器、存

4、儲器（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/計數(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。要實現(xiàn)流水燈功能，只要將發(fā)光二極管 Led1Led8依次點亮、熄滅,8只LED丁便會一亮一暗的做流水燈狀，設計花樣時可依此類推。此外還應注意的是人眼的視覺暫留效應以及單片機執(zhí)行每條指令的時間很短，所以控制二極管亮/滅的時候應延時一段時間，否則將無法以肉眼觀察到“流水”等花樣效果。2.電路原理圖C1C2T卜20pFR2R1C31uF1003.器件配置清單X1CRYSTALU119|XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1P0.2/AD

5、2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P 2.0/A8P 2.1/A9P 2.2/A10PSENP 2.3/A11ALEP 2.4/A12EAP 2.5/A13P 2.6/A14P 2.7/A15P 1.0P 3.0/RXDP 1.1P 3.1/rXDP 1.2P3.2/INI0P 1.3P3.3/INtFP 1.4P 3.4/10P 1.5P 3.5/11P 1.6P3.6/WRP 1.7P 3.7/RD929303r=18丄丄3-4一5-6一7|0一旳FPFPFPr 一 CD1It:LED-YELLOWD5DD-BIRGD7-BI

6、BYLED-BIGYD8LED-YELLOW元件數(shù)量元件數(shù)量電阻100Q15二位七段數(shù)碼管1電阻10KQ1LED8瓷介電容30pF2AT89S511電解電容100uF1CD4511140腳接插件1晶振110腳接插件24.AT89C51 簡介AT89C51單片機有多種封裝形式，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。外部共有40個引腳，圖6為引腳的排列圖。40個引腳大致可分為4大類：電源、時鐘、控 制和I/O引腳,5.芯片擦除整個PERO陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合, 并保持ALE管腳處于低電平10ms來完成。在芯片擦操

7、作中，代碼陣列全被 寫“ 1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復編程以前， 該操作必須被執(zhí)行。此外,AT89C51設有穩(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亭止工作。但RAM定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。6.實驗流程【程序編寫】ORG 30HSTART:MOV DPTR,#TABLELP1:MOV A,#00HMOVC A,A+DPTRCJNE A,#1BH,LP2JMP STARTLP2:MOV P2,ALCALL DELAYINC DPTR

8、JMP LP1DELAY:MOV R7,#10HDE1:MOV R6,#200DE2:MOV R5,#248DJNZ R5,$DJNZ R6,DE2DJNZ R7,DE1RETTABLE:DB 0feH,0fdH,0fbH,0f7HDB 0efH,0dfH,0bfH,07fHDB 0bfH,0dfH,0efH,0f7HDB OfbH,OfdH,OfeH,OffHDB 0aaH,55H,0aaH,55HDB 0aah,55h,0ffHDB 0f0H,0fH,0f0H,0fH,0ffHDB 33H,0ccH,33H,0ccHDB 33H,0ccH,0ffHDB 1BHEND【仿真調試】打開Keil

9、 C軟件將上面程序輸入，調試無誤后編譯輸出".hex"文件,打開Proteus軟件，將之前編譯好的".hex"文件加入到芯片中，開始運行 仿真。數(shù)碼管計時，每隔20秒，Led燈顯示變換一次流水花樣。直A"二 *TB2 .亠£：卑疇二 一I ' d _a瓷f 圖一圖二SiTTTH卜'年也一袒令ri ”-J="圖三圖四【設計實物圖】實物正面圖實物反面圖【實驗小結】驗證過程中，遇到兩個問題:1.調試后期有1個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誤的可能。出現(xiàn)第一個問題是由于那1個LED燈燒壞。第二個問題是數(shù)碼管管腳插槽接觸不良，無法正常運作，外接電線 后能正常用作。結束語此次實驗缺點在于器件排版不夠合理美觀，焊接工藝不