基于C51的流水燈設(shè)計(jì)

1、計(jì)算機(jī)與信息工程系基于單板機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 學(xué)號(hào)2011-2012學(xué)年 第2學(xué)期0808210124基于單板機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)報(bào)告 題目：基于C51的流水燈設(shè)計(jì)專 業(yè)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)班 級(jí)：計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)XX班姓 名：XXX XX指導(dǎo)教師：XX成 績：計(jì)算機(jī)與信息工程系2012年4月15日基于C51的流水燈設(shè)計(jì)1 設(shè)計(jì)內(nèi)容1.1 設(shè)計(jì)用途流水燈就是一組燈，然后在控制系統(tǒng)的控制下按照設(shè)定的順序和時(shí)間來發(fā)亮和熄滅，有這樣就能形成一定的視覺效果， 很多街上的店面和招牌上面就安了流水燈，看上去更美觀。特別是晚上，大樓上來回滾動(dòng)的彩燈管就是一種流水燈，還有馬路兩邊的樹上像彩色流星雨落下的燈

2、管這也是一種流水燈。所以，城市夜景中，變幻多姿的霓虹燈歷來是一道亮麗的風(fēng)景。流水燈不是只有單一的效果，它可以可以做出很多很好看意想不到的效果，利用單片機(jī)的自動(dòng)控制功能，設(shè)計(jì)出相應(yīng)不同的電路，可以實(shí)現(xiàn)彩燈不同模式的流水效果。1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容本流水燈實(shí)際上就是一個(gè)帶有八個(gè)發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個(gè)單片機(jī)?？梢宰龀鰪淖笙蛴?，從右向左，從中間向兩邊，從兩邊向中間等等美輪美奐的效果。本設(shè)計(jì)涉及到了STC89C52單片機(jī)，這一切都是基于該單片機(jī)開發(fā)的。本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì)的是從左到右依次點(diǎn)亮的流水燈設(shè)計(jì)，要實(shí)現(xiàn)這種發(fā)光效果，要將幾個(gè)發(fā)光二極管依

3、次點(diǎn)亮、熄滅，發(fā)光二極管便會(huì)一亮一滅地成為流水燈了。是最實(shí)用也是比較簡潔的方法。2 原理及分析如圖1所示即為流水燈設(shè)計(jì)的硬件原理圖硬件原理：圖1 流水燈硬件原理圖從圖1中可以看出，如果要讓接在P10口的LED1亮起來，那么只要把P10口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤?；相反，如果要接在P10口的LED1熄滅，就要把P10口的電平變?yōu)楦唠娖剑煌?，接在P11P17口的其他7個(gè)LED的點(diǎn)亮和熄滅的方法同LED1。因此，要實(shí)現(xiàn)流水燈功能，我們只要將發(fā)光二極管LED1LED8依次點(diǎn)亮、熄滅，8只LED燈便會(huì)一亮一暗的做流水燈了。在此我們還應(yīng)注意一點(diǎn)，由于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，我們

4、在控制二極管亮滅的時(shí)候應(yīng)該延時(shí)一段時(shí)間，否則我們就看不到“流水”效果了。實(shí)際開發(fā)板的流水燈布局如圖2 所示。圖2實(shí)際開發(fā)板的流水燈布局3 設(shè)計(jì)過程和程序代碼3.1 總設(shè)計(jì)框圖:總設(shè)計(jì)框圖如圖3所示數(shù)碼管電源驅(qū)動(dòng)復(fù)位電路時(shí)鐘電路八路流水燈STC89C52單片機(jī)圖3本圖為STC89C52單片機(jī)，八路流水燈、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路將信息輸入到該單片機(jī)中，單片機(jī)處理過的信息由電源驅(qū)動(dòng)和數(shù)碼管輸出。3.2 LED顯示單片機(jī)I/O的應(yīng)用最典型的是通過I/O口與LED構(gòu)成顯示電路。利用單只LED組合排列成“1字型，圖中共用八個(gè)LED，從右到左依次顯示采用動(dòng)態(tài)顯示。本圖為I/O口與8個(gè)LED構(gòu)成的顯示電路。3.3

5、 數(shù)碼管顯示單片機(jī)I/O的應(yīng)用最典型的是通過I/O口與7段LED數(shù)碼管構(gòu)成顯示電路。7段LED數(shù)碼管，則在一定形狀的絕緣材料上，利用單只LED組合排列成“8”字型的數(shù)碼管，分別引出它們的電極，點(diǎn)亮相應(yīng)的點(diǎn)劃來顯示出0-5的數(shù)字。采用動(dòng)態(tài)顯示。本圖為I/O口與7段LED數(shù)碼管構(gòu)成的顯示電路。3.4 按鍵控制按鍵處理設(shè)置為：如沒有按鍵，則LED不走動(dòng)。當(dāng)按下K2按鍵時(shí)，進(jìn)入顯示狀態(tài)，按K3健進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)，LED停止走動(dòng)，K1是復(fù)位鍵。本圖為按下鍵盤上相應(yīng)鍵控制LED燈的顯示電路。3.5 復(fù)位電路 按鍵電平復(fù)位，分壓復(fù)位。本圖為進(jìn)行電平復(fù)位，分壓復(fù)位的電路。3.6 程序控制流程圖程序控制流程圖如圖1

6、0所示本圖是對整個(gè)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行判斷控制的流程圖3.7 程序代碼單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成，上述硬件原理圖搭建完成上電之后，我們還不能看到流水燈循環(huán)點(diǎn)亮的現(xiàn)象，我們還需要告訴單片機(jī)怎么來進(jìn)行工作，即編寫程序控制單片機(jī)管腳電平的高低變化，來實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管的一亮一滅。軟件編程是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的一個(gè)重要的組成部分，是單片機(jī)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)?！傲魉疅簟钡牧飨蚍绞接泻芏喾N，有從"左向右流"，有"右向左流"，也有"兩邊向內(nèi)流"、"內(nèi)部向外流".好多方法都可以實(shí)現(xiàn)這些功能，可是某些編程方法比較繁瑣，我設(shè)計(jì)的這種方法是最實(shí)用

7、也是比較簡潔的方法，此方法實(shí)現(xiàn)的是發(fā)光二極管從左到右依次點(diǎn)亮。實(shí)現(xiàn)上述功能的程序代碼如下：源代碼：#include<reg52.h> /52單片機(jī)頭文件，一般不要改動(dòng)，里面包含特殊功能寄存器的定義#define uchar unsigned char /將unsigned char定義為uchar，簡化輸寫。提高編程速度 #define uint unsigned int /將unsigned char定義為uint，簡化輸寫。提高編程速度uchar code table=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;/定義八個(gè)燈的工作狀態(tài)。/*延

8、時(shí)子程序*/void delay(uint time)while(-time);/當(dāng)time的值為非0時(shí)，執(zhí)行空語句。當(dāng)time為0時(shí)，跳出while語句。/*主程序*/void main()uchar i;/定義一個(gè)無符號(hào)字符變量。while(1)/做一個(gè)死循環(huán)，讓程序永遠(yuǎn)在while下面的大括號(hào)里面運(yùn)行。for(i=0;i<8;i+)/for語句判斷條P2=tablei;/表達(dá)式為假時(shí)執(zhí)行括號(hào)里面語句。為真時(shí)，執(zhí)行下一句。delay(10000);/延時(shí)子程序調(diào)用編譯及下載過程接下來，我們將上述程序編譯，并燒寫到實(shí)驗(yàn)芯片中，放到實(shí)驗(yàn)板上可以看到程序的"流水"效果是

9、一樣的，但源程序看起來更加簡潔，直觀。其實(shí)STC89C52單片機(jī)有的指令常用，有的指令不常用，只要遵守語法規(guī)則，可以用這些指令“組合”成我們想象到的任何程序。當(dāng)然，有時(shí)一條指令可以替代很多條指令，這樣會(huì)使程序簡潔，程序代碼減少，在編寫較大程序時(shí)可以讓程序存儲(chǔ)器放得下你需要的代碼，這也是單片機(jī)高手所追求的“程序簡潔高效”。4 設(shè)計(jì)結(jié)果與分析4.1 設(shè)計(jì)結(jié)果打開安裝好的Uvison 2.0軟件，新建一個(gè).C程序文件，將上述C語言代碼輸入該文件，單擊“編譯”按鈕，出現(xiàn)了若干錯(cuò)誤，經(jīng)過我仔細(xì)檢查進(jìn)行反復(fù)調(diào)試，最終將程序運(yùn)行成功。對STC89C52單片機(jī)插入5V電源，通過軟件將程序傳到STC89C52單

10、片機(jī)中，測試觀察流水燈是從LED1LED8的流動(dòng)效果。4.2 結(jié)果分析用STC89C52單片機(jī)設(shè)計(jì)的該流水燈具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說，智能控制與自動(dòng)控制的核心即使單片機(jī)。單片機(jī)的最明顯的優(yōu)勢，就是便于植入到各種儀器，設(shè)備中。該設(shè)計(jì)可以能看到流水燈、閃爍的效果，可是也有待改進(jìn)之處，唯一的缺點(diǎn)是“延時(shí)程序的延時(shí)時(shí)間”限制在10000us，若每一位發(fā)光時(shí)間太短，連續(xù)運(yùn)行時(shí)，看起來每位都是亮的。而且流水燈是單一的顏色和亮度，需要在時(shí)間和顏色以及顏色的明暗的設(shè)置上再做改進(jìn)。本程序?qū)崿F(xiàn)的功能比較簡單，其實(shí)我們可以在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展更復(fù)雜的流水燈控制，比如鍵盤控制流水花樣、控制流水燈顯

11、示數(shù)字或圖案等等。通過這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我不僅加深了對單片機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，而且我還學(xué)會(huì)了如何去培養(yǎng)我們的創(chuàng)新精神，從而不斷地戰(zhàn)勝自己，超越自己。創(chuàng)新可以是在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，使之功能不斷完善，成為自己的東西。5參考文獻(xiàn)1徐煜明，韓雁.單片機(jī)原理及接口技術(shù).北京：電子工業(yè)出版社，2005.12萬光毅，嚴(yán)義，邢春香.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程.北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.43 張義和.例說51單片機(jī)（C語言版）.人民郵電出版社4梅麗鳳.單片機(jī)原理及接口技術(shù).清華大學(xué)出版社,北京交通大學(xué)出版社5侯玉寶.基于Proteus的51系列單片機(jī)設(shè)計(jì)與仿真.電子工業(yè)出版社6楊欣,王玉鳳,劉湘黔. 51單片機(jī)應(yīng)用從零開始.清華大學(xué)社7戴佳.51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)典型實(shí)例.中國電力出版社8楊欣,王玉鳳,劉湘黔.51單片機(jī)應(yīng)用實(shí)例詳解.清華大學(xué)出版社9鮑祖尚,劉凱,譚永宏.單片機(jī)原理與開發(fā)技術(shù).湖南：國防科技大學(xué)出版社，2011年10李廣弟等.單片機(jī)基礎(chǔ).北京航