简易LED灯闪烁的设计--单片机课程设计.doc

单片机课程设计任务书题 目：简易led灯闪烁的设计 系 别： 2010年6月18日单片机原理及应用课程设计任务书学生姓名：班级： 2学号：18课题名称：简易led灯闪烁的设计指导教师：徐波一、 完成的功能制作简易的led流水灯，使得led灯在每间隔200ms轮流点亮。二、控制要求如果要让接在p1.0口的led1亮起来，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p1.1p1.7口的其他7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。在此我们还应注意一点，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，我们在控制二极管亮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。三、设计要求根据实际应用的需要，本次设计要达到如下设计要求：(1)要求本次设计的控制装置采用单片机技术实现；(2)要能完全满足控制要求； (4)画出本次设计最小应用系统硬件电路原理示意图。最好利用单片机仿真软件制图。（电源、复位、晶振、电阻、电容、发光二极管、at89c51芯片）(5)要求资料详细，设计思路清晰。编程语句有句解。目 录一、功能要求二、方案论证三、系统硬件电路设计四、系统程序的设计1、位控制法2、循环移位法3、查表法4、c语言程序五、总结一、 功能要求 led产品带给我们如此色彩丰富的世界, 同时给予我们靓丽明媚而且难忘的时刻.在led快速发展的时候, 也是我们发展led产品适用化和广泛化的厂商。运用所学的知单片机知识识设计方案，使得在电路中的led灯进行每间隔200ms轮流点亮。二、 方案论证 方案介绍方案一：位控制法这是一种比较笨但又最易理解的方法，采用顺序方案结构，用位指令控制p1口的每一个位输出高低电平，从而来控制相应led灯的亮灭。方案二：循环移位法在方案一中我们是逐个控制p1端口的每个位来实现的，因此方案显得有点复杂，下面我们利用循环移位指令，采用循环方案结构进行编程。我们在方案一开始就给p1口送一个数，这个数本身就让p1.0先低，其他位为高，然后延时一段时间，再让这个数据向高位移动，然后再输出至p1口，这样就实现“流水”效果啦。由于8051系列单片机的指令中只有对累加器acc中数据左移或右移的指令，因此实际编程中我们应把需移动的数据先放到acc中，让其移动，然后将acc移动后的数据再转送到p1口，这样同样可以实现“流水”效果。方案三：查表法上面的两个方案比较简单的流水灯程序，“流水”花样只能实现单一的“从左到右”流方式。运用查表法所编写的流水灯程序，能够实现任意方式流水，而且流水花样无限，只要更改流水花样数据表的流水数据就可以随意添加或改变流水花样，真正实现随心所欲的流水灯效果。我们首先把要显示流水花样的数据建在一个以tab为标号的数据表中，然后通过查表指令“movca，a+dptr”把数据取到累加器a中，然后再送到p1口进行显示。具体源方案如下，tab标号处的数据表可以根据实现效果的要求任意修改。三、 系统硬件电路设计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八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。其具体硬件电路图如下：图1 流水灯硬件原理图从原理图中可以看出，如果要让接在p1.0口的led1亮起来，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p1.1p1.7口的其它7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。在此我们还应注意一点，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，我们在控制二极管亮灭的时候还应该延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。四、 系统程序的设计 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，我们还不能看到流水灯循环点亮的现象，我们还需要告诉单片机怎么来进行工作，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一亮一灭。软件编程是单片机应用系统中的一个重要的组成部分，是单片机学习的重点和难点。下面我们以最简单的流水灯控制功能即实现8个led灯的循环点亮，来介绍实现流水灯控制的几种软件编程方法。1. 位控制法 这是一种比较笨但又最易理解的方法，采用顺序程序结构，用位指令控制p1口的每一个位输出高低电平，从而来控制相应led灯的亮灭。程序如下：org 0000h ；单片机上电后从0000h地址执行ajmp start ；跳转到主程序存放地址处org 0030h ；设置主程序开始地址start：mov sp，#60h ；设置堆栈起始地址为60hclr p1.0 ；p1.0输出低电平，使led1点亮acalldelay ；调用延时子程序setbp1.0 ；p1.0输出高电平，使led1熄灭clr p1.1 ；p1.1输出低电平，使led2点亮acalldelay ；调用延时子程序setbp1.1 ；p1.1输出高电平，使led2熄灭clr p1.2 ；p1.2输出低电平，使led3点亮acalldelay ；调用延时子程序setbp1.2 ；p1.2输出高电平，使led3熄灭clr p1.3 ；p1.3输出低电平，使led4点亮acalldelay ；调用延时子程序setbp1.3 ；p1.3输出高电平，使led4熄灭clr p1.4 ；p1.4输出低电平，使led5点亮acalldelay ；调用延时子程序setbp1.4 ；p1.4输出高电平，使led5熄灭clr p1.5 ；p1.5输出低电平，使led6点亮acalldelay ；调用延时子程序setbp1.5 ；p1.5输出高电平，使led6熄灭clr p1.6 ；p1.6输出低电平，使led7点亮acalldelay ；调用延时子程序setbp1.6 ；p1.6输出高电平，使led7熄灭clr p1.7 ；p1.7输出低电平，使led8点亮acalldelay ；调用延时子程序setbp1.7 ；p1.7输出高电平，使led8熄灭acalldelay ；调用延时子程序ajmp start ；8个led流了一遍后返回到标号start处再循环delay： ；延时子程序mov r0，#200；延时一段时间d1： mov r1，#250;nopnopdjnz r1，$djnz r0，d1ret ；子程序返回end ；程序结束2.循环移位法 在上个程序中我们是逐个控制p1端口的每个位来实现的，因此程序显得有点复杂，下面我们利用循环移位指令，采用循环程序结构进行编程。我们在程序一开始就给p1口送一个数，这个数本身就让p1.0先低，其他位为高，然后延时一段时间，再让这个数据向高位移动，然后再输出至p1口，这样就实现“流水”效果啦。由于8051系列单片机的指令中只有对累加器acc中数据左移或右移的指令，因此实际编程中我们应把需移动的数据先放到acc中，让其移动，然后将acc移动后的数据再转送到p1口，这样同样可以实现“流水”效果。具体编程如下所示，程序结构确实简单了很多。org 0000h ；单片机上电后从0000h地址执行ajmp start ；跳转到主程序存放地址处org 0030h ；设置主程序开始地址start：mov sp，#60h ；设置堆栈起始地址为60h mov a，#0feh ；acc中先装入led1亮的数据（二进制的11111110）movp1，a ；将acc的数据送p1口movr0，#7 ；将数据再移动7次就完成一个8位流水过程loop： rl a ；将acc中的数据左移一位mov p1，a ；把acc移动过的数据送p1口显示acall delay ；调用延时子程序djnz r0，loop ；没有移动够7次继续移动 ajmp start ；移动完7次后跳到开始重来，以达到循环流动效果delay： ；延时子程序mov r0，#200；延时一段时间d1： mov r1，#250；nopnopdjnz r1，$djnz r0，d1ret ；子程序返回end ；程序结束3. 查表法上面的两个程序都是比较简单的流水灯程序，“流水”花样只能实现单一的“从左到右”流方式。运用查表法所编写的流水灯程序，能够实现任意方式流水，而且流水花样无限，只要更改流水花样数据表的流水数据就可以随意添加或改变流水花样，真正实现随心所欲的流水灯效果。我们首先把要显示流水花样的数据建在一个以tab为标号的数据表中，然后通过查表指令“movca，a+dptr”把数据取到累加器a中，然后再送到p1口进行显示。具体源程序如下，tab标号处的数据表可以根据实现效果的要求任意修改。org 0000h ；单片机上电后从0000h地址执行ajmp start ；跳转到主程序存放地址处org 0030h ；设置主程序开始地址start：mov sp，#60h ；设置堆栈起始地址为60hmov dptr，# tab ；流水花样表首地址送dptrloop： clr a ；累加器清零movc a，a+dptr ；取数据表中的值cjne a，#0ffh，show；检查流水结束标志ajmp start ；所有花样流完，则从头开始重复流show： mov p1，a ；将数据送到p1口acall delay ；调用延时子程序inc dptr ；取数据表指针指向下一数据ajmp loop ；继续查表取数据delay： ；延时子程序mov r0，#200 ；延时一段时间d1： mov r1，#250;nopnopdjnz r1，$djnz r0，d1ret ；子程序返回tab： ；下面是流水花样数据表，用户可据要求任意编写db 11111110b ；二进制表示的流水花样数据，从低到高左移db 11111101bdb 11111011bdb 11110111bdb 11101111bdb 11011111bdb 10111111bdb 01111111bdb 01111111b ；二进制表示的流水花样数据，从高到低右移db 10111111bdb 11011111bdb 11101111bdb 11110111bdb 11111011bdb 11111101bdb 11111110bdb 0feh，0fdh，0fbh，0f7h ；十六进制表示的流水花样数据db 0efh，0dfh，0bfh，7fhdb 7fh，0bfh，0dfh，0efhdb 0f7h，0fbh，0fdh，0fehdb 0ffh ；流水花样结束标志0ffhend ；程序结束4、c语言程序代码#include /头文件void delay (); /延时函数调用void main() / 主函数while(1) / 死循环 p1=0x01; /点亮第一个数码管 delay (); / 延时200ms p1=0x02; /点亮第二个数码管 delay (); / 延时200ms p1=0x04; /点亮第三个数码管 delay (); /延时200ms p1=0x08; /点亮第四个数码管 delay (); /延时200ms p1=0x10; /点亮第五个数码管 delay (); /延时200ms p1=0x20; /点亮第六个数码管 delay ();/ /延时200ms p1=0x40; /点亮第七个数码管 delay (); /延时200ms p1=0x80; /点亮第八个数码管 delay (); /延时200ms void delay () /延时函数unsigned char i; /定义变量ifor(i=0;i0x04;i+) /for循环th1=0x3c; /赋初值 高八位tl1=0xb0; /赋初值 低八位tr1=1; /溢出标志while(!tf1); /跳出tf1=0; /复位五、总结led产品带给我们如此色彩丰富的世界, 同时给予我们靓丽明媚而且难忘的时刻.在led