基于单片机的广告流水灯控制设计

Anhui Vocational P1 口（Pin1Pin8）：8 位准双向 I/O 口线，名称为 P1.0P1.7; P2 口（Pin21Pin28）：8 位准双向 I/O 口线，名称为 P2.0P2.7; P3 口（Pin10Pin17）：8 位准双向 I/O 口线，名称为 P3.0P3.7。在实物制作中我 用 P2 口连接了 8 个发光二极管。 2.广告流水灯程序及说明广告流水灯程序及说明 16 ORG 00H ;起始地址 JMP START ;主程序 START ORG 03H ;INT0 中断子程序起始地址 JMP EXT0 ;INT0 中断子程序 EXT0 START:MOV IE,#10000001B ;INT0 中断允许 MOV IP,#00000001B ;INT0 中断优先 MOV TCON,#00000000B ;INT0 为电平触发 MOV SP,#70H ;设定堆栈指针 START:MOV A,#0FFH ;显示初值设定，灯全灭 MOV R1,#02H ;从左至右移动两轮 CLR C M1:MOV R2,#08H ;设右移 8 次 LOOP:RLC A ;左移一位 MOV P2,A ;输出到 P2 CALL DELAY ;延时 0.2S DJNZ R2,LOOP ;左移不到 7 次就继续 DJNZ R1,M1 ;移动不到两轮就继续 MOV R1,#02H ;从右至左移动两轮 M2: MOV R2,#07H ;设右移 8 次 LOOP1:PRC A ;右移一位 MOV P2,A ;输出到 P2 CALL DELAY ;延时 0.2S DJNZ R2,LOOP1 ;右移不到 7 次就继续 DJNZ R1,M2 ;移动不到两轮就继续 MOV R1,#02H ;闪烁 2 次 M3: MOV P2.#0FFH ;全灭 CALL DEALY ;延时 0.2S MOV P2,#00H ;全亮 CALL DEALY ;延时 0.2S DJNZ,R1,M3 ;闪烁 2 次不到两次就继续 JMP START1 ;重复循环显示 EXT0:PUSH ACC ;累加器的值压入堆栈保护 17 PUSH PSW ;PSW 的值压入堆栈保护 SETB RE0 ;设定 PSW 工作寄存器组 1，保护 R0R7 寄存器内容 CLR RS1 MOV A,#00H ;设置灯闪烁前初值，令灯全亮 MOV R2,#10 ;使灯闪烁 5 次 LOOP2:MOV P2,A ;显示输出 CALL DELAY ;延时 0.2S CPL A ;将 A 值反相 MOV P2,A ;显示输出 CALL DELAY ;延时 0.2S DJNZ P2,LOOP2 ;闪烁不到 5 次就继续 POP PSW ;从堆栈中取回 PSW 的值 POP ADC ;从堆栈中取回 ACC 的值 RETI ;返回主程序 DELAY:MOV R3,#20 ;延时 0.2S D1: MOV R4,#20; D2: MOV R5,#248; DJNZ R5,$; DJNZ R4,D2; DJNZ R3,D1; RET END (四四)元器件介绍与选择元器件介绍与选择 AT89S51 是一个低功耗，高性能 CMOS 8 位单片机，片内含 4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写 1000 次的 Flash 只读程序存储器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性 存储技术制造，兼容标准 MCS-51 指令系统及 80C51 引脚结构，芯 片内集成了通用 8 位中央处理器和 ISP Flash 存储单元，功能强大 的微型计算机的 AT89S51 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价 18 比的解决方案。 它有 40 个管脚，分成两排，每一排各有 20 个脚，其 中左下角标有箭头的为第 1 脚，然后按逆时针方向依次为第 2 脚、第 3 脚第 40 脚，如图 4 所示。 AT89S51 设计和配置了振荡频率可为 0Hz 并可通过软件设置省 电模式。空闲模式下， CPU 暂停工作，而 RAM 定时计数器，串行口， 外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM 的数据， 停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有 PDIP、TQFP 和 PLCC 等三种封装形式，以适应不同产品的需求 。其 中最常见的就是采用 40Pin 封装的双列直接 PDIP 封装。 图图 4 4 A AT T8 89 9S S5 51 1 芯芯片片图图 此外 AT89S51 相对于 AT89C51 增加的新功能包括： （1）新增加很多功能，性能有了较大提升，价格基本不变，甚至比 89C51 更低！ （2）ISP 在线编程功能，这个功能的优势在于改写单片机存储器内 19 的程序不需要把芯片从工作环境中剥离。是一个强大易用的功能。 （3）最高工作频率为 33MHz，大家都知道 89C51 的极限工作频率是 24M，就是说 S51 具有更高工作频率，从而具有了更快的计算速度。 （4）具有双工 UART 串行通道。 （5）内部集成看门狗计时器，不再需要像 89C51 那样外接看门狗计 时器单元电路。 （6）双数据指示器。 （7）电源关闭标识。 （8）全新的加密算法，这使得对于 89S51 的解密变为不可能，程序 的保密性大大加强，这样就可以有效的保护知识产权不被侵犯。 （9）兼容性方面：向下完全兼容 51 全部字系列产品。比如 8051、89C51 等等早期 MCS-51 兼容产品。 故在本次设计制作中芯片选择 AT89S51。 （10）主要特性 与 MCS-51 兼容 ；4K 字节可编程闪烁存储器； 寿命：1000 写/擦 循环；数据保留时间：10 年；全静态工作：0Hz-24Hz；三级程序存储 器锁定；128*8 位内部 RAM；32 可编程 I/O 线；两个 16 位定时器/计数 器；5 个中断源 ；可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模式；片内 振荡器和时钟电路；可编程串行通道；低功耗的闲置和掉电模式 。 （2）管脚说明 VCC：供电电压。 GND：接地。 P0 口：P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口，每脚可吸收 8TTL 门 电流。当 P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于 外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在 FIASH 编程时，P0 口作为原码输入口，当 FIASH 进行校验时，P0 输出原码， 此时 P0 外部必须被拉高。 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓 冲器能接收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高， 可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内 部上拉的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。 20 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器 可接收，输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上 拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉 低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2 口当用于外部程序存 储器或 16 位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址的高八位。 在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存 储器进行读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3 口：P3 口管脚是 8 个带内部上拉电阻的双向 I/O 口，可接收输 出 4 个 TTL 门电流。当 P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平， 并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流 （ILL）这是由于上拉的缘故。 P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口，如下所示： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断 0） P3.3 /INT1（外部中断 1） P3.4 T0（记时器 0 外部输入） P3.5 T1（记时器 1 外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信 号。 RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持 RST 脚两个机器周 期的高电平时间。 ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁 存地址的地位字节。在 FLASH 编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在 平时，ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率 的 1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意 的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE 脉冲。如想禁止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0。此时， ALE 只有在执行 MOVX，MOVC 指令是 ALE 才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微 21 处理器在外部执行状态 ALE 禁止，置位无效。 PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间， 每个机器周期两次 PSEN 有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有 效的/PSEN 信号将不出现。 EA/VPP：当 EA 保持低电平时，则在此期间外部程序存储器 （0000H-FFFFH） ，不管是否有内部程序存储器。注意加密方式 1 时， /EA 将内部锁定为 RESET；当/EA 端保持高电平时，此间内部程序存储 器。在 FLASH 编程期间，此引脚也用于施加 12V 编程电源（VPP） 。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 （3）振荡器特性 XTAL1 和 XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可 以配置为片内振荡器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟 源驱动器件，XTAL2 应不接。有余输入至内部时钟信号要通过一个二分 频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的 高低电平要求的宽度。 （4）芯片擦除 整个 PEROM 阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保 持 ALE 管脚处于低电平 10ms 来完成。在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且 在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。 此外，AT89C51 设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持 两种软件可选的掉电模式。在闲置模式下，CPU 停止工作。但 RAM，定时器， 计数器，串口和中断系统仍在工作。在掉电模式下，保存 RAM 的内容并且冻结 振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。 五故障排除五故障排除 电路板的连接我做的不多，这次是第二次做硬件，经验不足，始不 知道如何下手，做课件我没有考虑元件的布局和线路的干扰问题，只是 把元件均匀的排在万能板上，然后焊接。虽然以前也用过电烙铁，但当 时的焊接水平还是有些差劲，认为只要焊紧就好了，没有想过会不会形 成虚焊。还有选用的导线太粗太硬了，花了很大的工夫才把所有线焊接 完。外在焊接 10uf 电容时没有考虑到电路板的电源进线方向，结果把 22 正负极焊反了。 在制作好以后，打开电源但是有的发光二极管一点反应都没有，由 于之前焊接有点混乱，因此在检查电路有没有漏接和虚焊的时候花了很 长的时间，在确认没有漏接和虚焊之后，又仔细检查了电路图几遍，然 后又把程序在 keil C51 上运行，也没发现在什么错误。在无论如何都 找不到原因之后，向有经验的同学求助了，经过同学查看电路情况后， 发现一个最重要的问题，就是 EA 脚没有接低电平，原因是扩展片外程 序存储器时该脚必须接低电平。找到错误了就马上对症下药，将 EA 脚 接入了电源地线，然后通电测试，这次终于成功了。 23 六小结六小结 通过这次毕业设计得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问 题全面系统的锻炼。在单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程， 以及在常用编程设计思路技巧（特别是汇编语言）的掌握方面都能向前 迈了一大步。 在对本次科研课题设计的上，看到了电力电子技术的发展。电子元 器件从以前的分立元件转向了集程度很高的单片机。并且利用单片机芯 片后实现了以前所做不到的。使得我们做的实物更加丰富多彩，也为我 们的生活带来更多的便利。比如：交通灯，霓虹灯等。通过对实物制作， 也懂得了许多。尤其是对以前所学单片机知识不理解的地方。像芯片工 作的基本原理，芯片引脚的用法和芯片的选择等。在制作过程中，线路 的焊接也很有讲究，尤其是焊点和绝缘部分稍不细心则整个电路都会影 响。我就是在焊接时没细心观察芯片的引脚所对应的线路，所以，导致 多出故障的出现。经过这次的课程学习使我的电工技术也提高了不少。 24 七参考文献七参考文献 1.李朝青. .单片机原理及接口技术（简明修订版）. .杭州：北京航空航天 大学出版社，1998 2.李广弟. .单片机基础. .北京：北京航空航天大学出版社，1994 3.楼然苗.51 系列单片机设计实例 北京：北京航空航天出版社，2003 4.何立民.单片机应用技术大全.北京：北京航空航天大学出版社，1994 5.吴国经.单片机应用技术 中国