流水灯说明书

【摘要】：若干个灯泡有规律依次点亮或者依次熄灭叫流水灯，它用在夜间建筑物装饰方面。例如在建筑物的棱角上装上流水灯，可起到变换闪烁美不胜收的效果。一般情况下单片机的流水灯由若干个LED发光二极管组成，在单片机系统运行时，可以在不同的状态下让流水灯显示不同的组合，作为单片机运行正常的指示，当单片机系统出现故障时，可以利用流水灯显示当前的故障码，对故障做出诊断。本设计采用一块单片机（AT89C52.BUS）作为流水灯系统的控制核心，通过编程来实现单片机I/O口对LED的控制，使流水灯显示上下流动、停止流动、闪灯等功能，并由按键控制流水灯的不同亮法，LED的工作方式通过键盘的扫描实现。其中的LED采取共阴极接法，通过依次向连接的LED的I/O口送出低电平来实现LED的点亮。【关键词】：流水灯按键控制单片机 数码管显示1、引言1.1初始条件：1. 单片机型号为AT89C52，晶振频率为12MHz，控制16个红色发光二极管；2. 16个红色发光二极管共有6种亮灯模式，每个灯亮200ms；3. 通过若干按键选择，用查询方式实现红色发光二级管的不同亮灯模式；4. 要求灯与灯之间的亮、灭交替速度可调；5. 用LED数码管显示每种亮灯模式；6. 系统处于不同亮灯模式时，伴有不同的声音，至少有3种不同的声音。1.2要求完成的主要任务: 1. 查阅参考文献，自学相关元器件的内部结构、工作方式或初始化编程过程；2. 按初始条件完成相关电路的设计，绘制单片机控制系统硬件接线原理图；3. 自行创新设计，完成程序结构与控制功能设计，进行系统调试，实现控制要求；4. 撰写设计说明书，说明书字数不少于5000字，参考文献不少于8篇；2 、系统总体方案设计 2.1 系统的方案设计： 根据题目的要求，控制模块需要选择单片机作为核心控件，选择的单片机AT89C52还有各自的总线型号的，而对于按键，可以选择BUTTON，当然用SWITCH来代替也是可以实现的；显示模块的LED发光二极管选择红色。 考虑到题目的要求与电路图布线的问题，经过仔细的分析和论证，最终的方案如下：单片机：AT89C52按键：BUTTON发光二极管：LED-RED和蜂鸣器等。系统的基本框图2.2.1所示，单片机主要用于对流水灯模块（发光二极管）的控制，实现流水灯6种不同闪烁的功能、6种不同的声音以及LED数码管显示等功能，而按键模块控制单片机I/O口的输出电平，间接地控制流水灯模块。 流水灯模块 （发光二极管）单片机 AT89C52按键模块LED数码管显示模块发声模块2.2.1系统的基本框图2.2 系统硬件配置及组成： 2.2.1 AT89C52芯片介绍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AT89C52单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS8位单片机，具有丰富的内部资源：1、兼容MCS51指令系统2、8kB可反复擦写(大于1000次）Flash ROM；3、32个双向I/O口；4、256x8bit内部RAM；5、3个16位可编程定时/计数器中断；6、时钟频率0-24MHz；7、2个串行中断，可编程UART串行通道；8、2个外部中断源，共8个中断源；9、2个读写中断口线，3级加密位；10、低功耗空闲和掉电模式，软件设置睡眠和唤醒功能；11、有PDIP、PQFP、TQFP及PLCC等几种封装形式，以适应不同产品的需求。 2.2.2 AT89C52工作的工作原理封装的AT89C52引脚AT89C52为8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。VCC（40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。P0P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（3239 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR输入端，10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。 2.2.3 AT89C52工作的中断AT89C52 共有6 个中断向量：两个外中断（INT0 和INT1），3 个定时器中断（定时器0、1、2）和串行口中断。这些中断源可通过分别设置专用寄存器IE 的置位或清0 来控制每一个中断的允许或禁止。IE 也有一个总禁止位EA，它能控制所有中断的允许或禁止。注意IE.6 为保留位，在AT89C51 中IE.5 也是保留位。程序员不应将“1”写入这些位，它们是将来AT89 系列产品作为扩展用的。定时器2 的中断是由T2CON 中的TF2 和EXF2逻辑或产生的，当转向中断服务程序时，这些标志位不能被硬件清除，事实上，服务程序需确定是TF2 或EXF2 产生中断，而由软件清除中断标志位。定时器0 和定时器1 的标志位TF0 和TF1 在定时器溢出那个机器周期的S5P2 状态置位，而会在下一个机器周期才查询到该中断标志。然而，定时器2 的标志位TF2 在定时器溢出的那个机器周期的S2P2 状态置位，并在同一个机器周期内查询到该标志。 2.2.4 C语言变量定义uchar temp0,temp1; uchar yi; uchar yi0,yi1; uint i,j,k,a,b; uint j=3,k=3,a=3,b=3;uchar keshe,key;uint f = 0; 2.2.5 I/O端口地址分配表89C52共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总）I/O端口地址分配表P0口P1口P2口P3口LED数码管显示屏8个红色二极管8个红色二极管7个开关、一个speaker 2.3 系统接线图设计2.2.2硬件电路图 从图2.2.2中可以看出，如果要让接在P1.0口的灯亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为高电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为低电平；同理，接在P1.1P1.7口和P2.0P2.7口的其他15个灯的点亮和熄灭的方法相同。因此，要实现流水灯功能，我们只要将16只发光二极管按照不同规律点亮、熄灭，16只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。工作过程：系统开始工作后，按下按键k1，流水灯模块上循环的显示左、右半个闪两下后全闪三下，LED数码管显示数字“1”，同时speaker发出一种声音。按下rst后停止所有动作；按下按键k2，流水灯模块循环的显示上下两个暗灯沿顺时针流水三圈后静置，LED数码管显示数字“2”，同时speaker发出一种声音。按下rst后停止所有动作；按下按键k3，流水灯模块循环的显示全部二极管闪烁，LED数码管显示数字“3”，同时speaker发出一种声音。按下rst后停止所有动作；按下按键k4，流水灯模块循环的显示右半边一灯不亮、左半边一暗灯逆时针流水，LED数码管显示数字“4”，同时speaker发出一种声音。按下rst后停止所有动作；按下按键k5