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1、齐齐哈尔大学单片机课程设计题 目： 基于单片机的花样流水灯设计 学 院： 通信与电子工程学院 专业班级： 电子122班 学生姓名： 指导教师： 基于单片机的流水灯设计摘 要：近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月益更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。我们周围有许多广告牌。通过单片机的控制，我们可以把城市的夜晚装饰的更漂亮。通过对单片机的系统学习，对一些广告灯的设计做了一些必要的改进。同时对自己的改进也做了真实的
2、仿真。达到了预期的目的。但是在改进的过程里也发现了自己的很多的不足。这会在以后的学习生活里不断提高。逐步完善自己。关键词：广告灯、单片机、程序设计1 引言单片机微型计算机室微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。单片机微型计算机简称单片机，贴别适用于控制领域，故又称为控制器。随着电子技术和微机计算机的迅速发展，单片机的档次不断提高，其应用领域也在不断的扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到了广泛的应用，成为现代电子系统中最重要的智能化核心部件。通常，单片机由单块集成电路芯片构成，内部包含有计算机的基本功能部件：中
3、央处理器、存储器和I接口电路等。因此，单片机只需要和适当的软件及外部设备相结合，便可成为一个单片机控制系统。单片机经过、，代的发展，目前单片机正朝着高性能和多种品种方向发展，它们的功能在增强，内部资源在增多，引脚的多功能化，以及低电压低功耗。当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见得速度被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。学习单片机的最有效方法就是理论与
4、实践并重。2总体架构.硬件组成按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，具有丰富的内部资源：4kB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个16位定时/计数器、5个向量两级中断结构、2个全双工的串行口，具有4.255.50V的电压工作范围和024MHz工作频率，使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。因此，本流水灯实际上就是一个带有三十二个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。2.2流水灯硬件原理图
5、2.3开发软件Keil c51软件是总过单片机应用开发的优秀软件之一，它集编程，编译，仿真于一体，支持汇编，PLM语言和C语言的程序设计，界面友好，易学易用。它可以结合proteus软件可以实现单片仿真。对于初学者的需求基本能得到满足。而对于所需电路图的绘制则需要专用的protel软件的支持。它也是个功能全面的软件。所以学好单片机首先要熟悉上面提到的几种软件。以便于理论与实践的真正结合。用protel软件的主要注意的是对各图标代码的熟悉。一提高绘画速度。Keil c51软件主要是对程序的编写要准确。软件的使用要在学习理论知识的同时带着使用，在使用中不断的熟悉。如果在实验室则主要熟悉对Keil工
6、程文件属性中，还需要设置实际使用的晶振率。这个参数非常重要，直接影响通信的波特率，可以按照实际使用的参数进行设置。单片机最小系统要是单片机工作起来，最基本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成。时钟电路：本系统采用单片机内部方式产生时钟信号，用于外接一个石英晶体振荡器和个微调电容，构成稳定的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路。复位电路：确定单片机工作的起始状态，完成单片机的启动过程。单片机系统的复位方式有上电自动复位和手动按键复位。本设计采用手动按键复位，该复位方式同样具有上电自动复位功能。3 花样流水灯设计3.1设计思路 从硬件原理中可以看出，如果要让接在P1.0口的LE
7、D1两起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；同理，接在P1.1口的其他个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。在此我们还注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管两灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。3.2设计方案流水灯控制器大致可分为两种方案实现。一种是利用电子电路装置控制，另一种是采用单片机控制。方案一：根据设计任务要求介绍的流水
8、灯控制电路的基本组成，可以确定流水灯控制应由振荡电路、计数时序分配电路、移位位寄存器和流水灯显示五部分组成。方案二：本方案主要是通过对基于单片机的多控制、多闪烁方式的流水灯循环系统的设计，来达到本设计的要求。其硬件构成有单片机、复位电路、发光二极管流水灯、电源电路。此设计方案中单片机的口接路按键控制电路，实现流水灯花型的切换功能；单片机的引脚接上一个按钮开关以实现对流水灯闪烁频率的控制，即实现了快慢两种节拍实现花型的变换；单片机上的口接八路发光二极管组成流水灯电路，显示流水灯循环情况。方案选择结合设计任务书比较以上两种方案克制；利用电子电路装置控制，其电路不很复杂，制作相对较容易点，成本也相对
9、较低，但可调性差，亮灯模式少而且样式单调，达不到设计任务要求或实现困难。采用单片机控制其优点是电路集成度高，工作原理简单，清晰明了，自定义编程，控制的图案花样多，移植性好等。综上，显然方案二各方面优越于方案一，以及为了体现专业优势，本次设计采用第二种方案。系统的软件设计单片机的应用系统由硬件和软件组成，上述硬件原理图搭建完成上电之后，还不能看到多控制、多闪烁方式的灯系统循环点亮的现象，还需要告诉单片机怎么样进行控制，即编写程序控制单片机管脚电平的高低变化，来实现发光二极管的明灭。软件编程是多控制、多闪烁方式的灯系统中的一个重要的组成部分，是本设计的重点和难点。下面将阐述多控制、多闪烁方式的灯系
10、统是如何实现个灯的循环点亮，来介绍实现流水灯控制的软件编程方法。系统仿真本设计使用的软件来进行编程。提供了包括编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境将这些部分组成在一起。的是一款出品的了电路分析实物仿真系统，可仿真各种电路和，并支持单片机，元件库齐全，使用方便，是不可多得的专业的单片机软件仿真系统。小结本方案以单片机作为主控核心，流水灯显示电路以及单片机最小系统等模块组成的核心主控制电路，利用软件编程烧录程序到单片机来实现对流水灯进行控制，与其他流水灯相比该电路结构简单、易操作、硬件少、体积小、成本低、低能耗等优点，其电路集成度高，工
11、作原理简单，清晰明了，控制图案的花样多，移植性好。在设计过程中，项目由本人独立完成。参考文献：1.张毅刚.单片机原理及接口技术.北京.电子工业出版社.2008附录1 源程序清单程序如下：#include#include#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharucharcodetable0=0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00;/P0-P7依次点亮ucharcodetable1=0x01,0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x3f,0x7f,0xff;/P0-P7依次熄灭ucharcodetabl
12、e2=0x7f,0x3f,0x1f,0x0f,0x07,0x03,0x01,0x00;/P7-P0依次点亮ucharcodetable3=0x80,0xc0,0xe0,0xf0,0xf8,0xfc,0xfe,0xff;/P7-P0依次熄灭uchartemp,aa,bb,temp,temp1;voiddelay(uintz);voidh();voidhh();voidhhh();voidhhhh();voidinit();voidmain()/主函数init();while(100)/大循环h();hh();hhh();hhhh();voiddelay(uintz)/延时函数uintx,y;fo
13、r(x=z;x0;x-)for(y=110;y0;y-);voidh()for(aa=0;aa3;aa+)for(bb=0;bb8;bb+)P0=table2bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)P1=table0bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)P3=table0bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)P2=table0bb;delay(50);delay(100);for(bb=0;bb8;bb+)P0=table3bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)P1=table1bb;delay(50);fo
14、r(bb=0;bb8;bb+)P3=table1bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)P2=table1bb;delay(50);for(aa=0;aa3;aa+)for(bb=0;bb8;bb+)P2=table2bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)P3=table2bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)P1=table2bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)P0=table0bb;delay(50);delay(100);for(bb=0;bb8;bb+)P2=table3bb;delay(50);f
15、or(bb=0;bb8;bb+)P3=table3bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)P1=table3bb;delay(50);for(bb=0;bb8;bb+)P0=table1bb;delay(50);voidhh()for(bb=0;bb3;bb+)for(aa=0;aa8;aa+)P0=table2aa;P2=table2aa;delay(50);for(aa=0;aa8;aa+)P3=table2aa;P1=table0aa;delay(50);for(aa=0;aa8;aa+)P2=table3aa;P0=table3aa;delay(50);for(aa
16、=0;aa8;aa+)P1=table1aa;P3=table3aa;delay(50);voidinit()P1=P2=P3=P0=0x00;delay(500);P1=P2=P3=P0=0xff;delay(200);temp=0xfe;temp1=0x7f;voidhhh()for(bb=0;bb10;bb+)for(aa=0;aa8;aa+)P0=temp1;temp1=_cror_(temp1,1);delay(40);P0=0xff;for(aa=0;aa8;aa+)P1=temp;temp=_crol_(temp,1);delay(40);P1=0xff;for(aa=0;aa8;aa+)P3=temp;temp=_crol_(temp,1);delay(40);P3=0xff;for(aa=0;aa8;aa+)P2=temp;temp=_crol_(temp,1);delay(40);P2=0xff;voidhhhh()for(aa=0;aa30;aa+)P0=P1=0x00;delay(100);P1=P0=0xff;P2=P3=0x00;delay(100);P2=P3=0xff;附录2 结果图片
