模拟广告流水灯的制作与调试

1、学习情况,1,模拟广告流水灯的制作与调试,1.1,发光,LED,灯,任务描述,使用单片机驱动发光二极管发光,要求,1,按照如图所示硬件电路，在单片机最小系统基础上焊接制作发光二极管,电路,2,按要求输入程序并编译生成目标文件，下载到单片机是,P1.0,所接发光二,极管亮,目标,1,学会使用,Keil C51,编写第一个,C,语言源程序，并编译声场目标文件,2,学会使用,AVR fighter,下载软件将目标文件下载到单片机中,3,学或使用程序控制单片机引脚的高、低电平,4,通过观察程序执行的结果，理解控制单片机引脚输出高、低电平对外围,电路所起到的作用,电路制作,单片机驱动发光二极管发光硬件电

2、路原理图,相关咨询,一、任务分析,发光二极管具有单向导电性,单片机的,P1.0,接到发光二极管,D1,的阴极，发光二极管,D1,的阳极通过排阻接上,电源。当单片机的,P1.0,输出低电平，发光二极管的阳极电位高于阴极电位,就会导通发亮；否则，当单片机的,P1.0,输出高电平，发光二极管就会截止,不亮,由于单片机,P1,口德,8,个引脚可以同时输出不同的电平，所以可以控制不同,的发光二极管,D1D8,同时亮灭,二、相关知识介绍,1,库函数文件,reg51.h,可以帮助我们使用,C51,芯片内部资源,2,我们可以通过,sbit,定义位变量，表示单片机的一个位地址或者一个二进制的,位变量，其值只能是

3、,0,或者,1,变量的标识符命令式可以使用字母、数字和,下环线，对大小写的书写严格区分，不能与关键词同名，例如不能使用,sbit P1,0=P1.0,3.C,程序由函数构成，其中,main,为程序的主函数，是每个程序执行的起始点,4.C,语言程序的书写格式：一行可以写几个语句，一个语句也可以写在多行上,每条语句的最后必须有一个分号“；”表示语句的结束,5,使用注释可以提高程序可读性，是编程人员的良好习惯。例如使用,*,进行,多行注释，或者使用,对当前行注释,6,在程序的书写上，我们多用,TAB,键将每一部分的语句对其，使编写的程序呈现,锯齿形，这样可以帮助我们分清不同的程序体，便于调试,7.w

4、hile,1,；为一个死循环，可以理解为程序将在此处进入空闲和等待状态,编程调试,拓展训练,1,编写程序使单片机,P1.2,所接发光二极管,D3,亮,提示：要使,P1.2,所接发光二极管亮，则,P1.2,输出,_,电平？其他引脚输出,_,电平？编写程序,2,编写程序使单片机,P1,所接所有发光二极管都亮,提示：要使,P1,所接发光二极管亮，则,P1,全都输出,_,电平，如果要一次性赋,值，用,C,语言程序如何实现,完成情况：,3,编写程序使单片机,P1,所接发光二极管,D1,D3,D5,D7,一起亮,提示：要使,P1,所接发光二极管,D1D3D5D7,同时亮，则,_,输出低电平,P1,的状态用

5、二进制表示为,_,用,C,语言程序如何实现,总结与评价,一、自我总结,你在整个任务完成过程中出现了哪些问题？你是如何解决的？你还有什么问题,不能解决？有什么体会,二、评价,组长评价,日期,教师评价,日期,1.2,闪烁,LED,灯,任务描述,使用单片机驱动发光二极管闪烁,要求,1,按要求输入程序并编译生成目标文件，下载到单片机使,P1.0,所接发光二,极管,D1,闪烁发光，每一秒闪烁一次,2,完成拓展训练任务，使,P1,口指定发光二极管闪烁发光，并通过修改程序,提高或者降低发光二极管闪烁速度,目标,3,熟练使用,Keil C51,编写,C,语言源程序，并编译生成目标文件，学会使用,Keil C5

6、1,调试程序,4,数量掌握,AVR fighter,下载软件的使用及使用其自动更新功能提高效率,5,学会编写程序实现延时和进行延时长短控制,电路制作,单片机驱动发光二极管闪烁硬件电路原理图,相关咨询,一、任务分析,单片机的指令的执行的时间是很短，数量一般都是,us,级。当我们要求发光二极,管每一秒闪烁,1,次，也就是发光二极管亮,0.5s,灭,0.5s,不断循环,实际操作中我们一般采取软件延时的方法。通过程序使发光二极管亮，然后延时,0.5s,再是发光二极管灭，再延时,0.5s,然后不断循环这个过程,二、相关知识介绍,1,使用字符,P1,可以直接调用单片机特殊功能寄存器,SFR,的,P1,端口

7、物理地址,从而操作,P1,端口，对其赋值，就可以控制其每一个引脚输出的电平高低,2.Keil C51,程序使由函数构成，任何函数必须先定义，再使用,3,我们可以使用,unsigned char int,定义一个无符号整型变量，表示一个,16bit,的二进制数，其数值范围为,065535,其命令遵循标识符命令原则,同理，使用,unsigned char,定义一个无符号字符型变量，表示一个,8bit,的二进制,数，其数值范围为,0225,变量如果定义在函数的外面，成为全局变量；变量如果定义在函数体内，则只能,在函数内部使用,4.while,表达式,循环体,表达当表达式的值为真（非,0,时，就执行循

8、环体,表达式为真就一直执行循环体，其特点使先判断，在确定是否执行,while(1,表示程序将循环执行,中的语句体,类似的语句体还有,do,循环体,while,表达式），其特点使先执行循环体，在判,断表达式是否为真，以确定是否继续执行循环体,5.for,表达式,A,表达式,B,表达式,C,循环体,该语句的执行过程为,1,求解表达式,A,2,判断表达式,B,其值为假时退出该语句；其值为真时,执行循环体，然后继续执行第,3,步。,3,求解表达式,C,4,返回第,2,步,6,延时程序可以用一下子函数来表示，可以是一个固定延时时间的函数，例如,delay,；或者是一个通过参数控制延时时间的函数，例如,d

9、elay,unsigned int m,通常单片机使用的石英晶振振荡器频率为,12MHz,其对应的机器周期为,1us,for,m0;m-,语句,这条语句将把,内的语句循环执行,m,次,编程调试,点亮,D1,延时,0.5s,熄灭,D1,延时,0.5s,开始,拓展训练,1,编写程序使,P1,口所接所有发光二极管每,1,秒闪烁,2,次,提示：要实现要求，则,P1,所接发光二极管每,_,秒就要闪烁一次，即亮灭,一次。则,P1,输出低电平,_,秒，再输出高电平,_,秒，如此,循环。这时候,P1,输出的是一个,_,波形，其频率是,_Hz,2,编写程序使,P1,口所接所有发光二极管,1357,和,2468,

10、交替闪烁，每,1,秒闪烁,4,次。发光,二极管,D2D4D6D8,同时亮，亮,_,秒,编写程序,3,编写程序使用,P1,口所有发光二极管,D1,每,1,秒闪烁,1,次，同时,D2,每,1,秒闪烁,2,次,提示：根据要求混出,D1,和,D2,对应的,P1,口引脚输出的波形图，再转化为程序,4,使用本任务案例程序,P1.0,输出,1Hz,的方波，其周期应该是,_,秒，我们用示,波器观测实际波形，结果得到的实际周期是,_,秒，通过调节程序中延时,1ms,语句中的,n,值，即语句,for,n=0;n124;n,，使,P1.0,输出相对更为精,确的,1Hz,方波，这时候,n,的溢出值由,124,变为,_

11、,这是为什么,5,编写程序使,P1,口所接所有发光二极管一个一个轮流亮，每,1,秒亮一遍,提示：要实现功能，每一个发光二极管要亮,_,秒，如此循环,总结与评价,一、自我总结,你在整个任务完成过程中出现了哪些问题？你是如何解决的？你还有什么问题,不能解决？有什么体会,二、评价,组长评价,日期,教师评价,日期,1.3,模拟广告流水灯,任务描述,使用单片机驱动,8,个发光二极管模拟广告流水灯效果,要求,1,编写程序使,P1,口德发光二极管实现单灯流水显示，每一个灯亮,200ms,目标,1,使用循环移位函数实现流水灯效果,2,使用数组和查表方式实现各种广告彩灯效果,电路制作,单片机驱动,8,各发光二极

12、管模拟广告流水灯硬件电路原理图,相关咨询,一、任务分析,要是,P1,口的发光二极管实现单灯流水显示，可以采用,P1,口诵,0 xfe,先亮第一个,灯，延时,200ms,后，将,P1,口值循环左移,1,位再送,P1,口，使第,2,个灯亮，再延时,200ms,一次类推，循环下去,或者把每一种亮灯模式对应的,P1,口值存到一个表格中，每次都能调用一个值送,P1,口并延时，一直到表格结束在重新开始循环，这种方法适用性更广，能实,现各种不同的彩灯效果，在实际工程中应用较多,二、相关知识介绍,1.Keil C51,提供了丰富的库函数，供我们调用和适用,专用寄存器,reg51.h,包括了所有,8051,的,

13、SFR,及其位定义，我们一般都必须在文,件开头适用,include,包含开头文件,math.h,数学运算头文件,stdio.h,输入输出流函数头文件,2,循环移位函数,在头文件,intrins.h,中有循环移位函数,_crol_(a,b,表示将一个无符号字符型,变量,a,循环左移,b,次,_cror_(a,b,表示将一个无符号字符型变量,a,循环右移,b,次，另外还有无符号的整型变量循环移位函数,3,数组一种具有固定数目和相同类型成分的有序集合，常用来表示一些固定表格,数据等。例如,unsigned char,table8=0 xfe.0 xfd,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf

14、,0 xbf,0 x7f,表示一个无符号,正习惯数组，一共有,8,个元素，分别用,table0,table1,table7,来,表示，我们可以适用,tablei,来适用这个数组里的数，其中,i=07,4.Keil C,自带有一个位左移和位右移运算符,和,，其功能是将一个数的二进,制代码全部同时左移或者右移若干位，移出的数据丢失，空白的地方补,0,位左移运算格式为,a,n,表示把,a,的值左移,n,位，高位丢失,n,位，地位自动补,上,n,个,0,例如,P1,P1,2,；表示把,P1,的值左移,2,位，右边补上,2,个,0,然,后再赋给,P1,编程调试,使用循环移位函数,实现单灯流水效果,使用循

15、环移位函数实现单灯流水效果,延时,0.2s,P1,左移,1,位显示,开始,使用数组和查表,方式实现各种广告,彩灯效果,使用数组和查表方式实现各种广告彩灯效果,延时,0.2s,开始,i=i+1,N,Y,i=0,i8,取第,i,个亮灯模式,拓展训练,1,编写程序使,P1,口所接所有发光二极管实现两个相邻的发光二极管双灯流水，每次亮,0.5s,2,用,Keil C,自带有位左移和位右移运算符,和,能否实现单灯流水效果,3,编写程序使,8,个发光二极管演示单灯流水效果，同时其速度是变化的，逐渐加快,或者珠江减慢,提示：如果每次调用延时程序的参数是变化的，其延时时间不同，就会出现速度变,化的效果,总结与

16、评价,一、自我总结,你在整个任务完成过程中出现了哪些问题？你是如何解决的？你还有什么问题,不能解决？有什么体会,二、评价,组长评价,日期,教师评价,日期,1.3,可调亮度,LED,灯,任务描述,使用单片机控制发光二极管的亮度,要求,1,单片机驱动发光二极管发光,2,通过按键控制发光二极管的亮度。（辅助功能，关于按键使用后面章节,详细介绍,目标,1,理解,PWM,调制的概念，了解其应用领域,2,掌握通过延时程序输出,PWM,波形的方法,相关咨询,一、任务分析,要改表发光二极管的亮度，即要改变流过发光二极管的平均电流。在直流电路,中，我们可以通过改变限流电阻的阻值达到改变电流的目的。但在单片机,控

17、制发光二极管时，我们只能通过改变发光二极管导通（点亮）的时间,来达到改变平均电流和改变亮度。这时，一般采用输出,PWM,波形调光,二、相关知识介绍,1.PWM(Pulse Width Modulation,脉宽调制技术。通过对脉冲宽的调制，获得,需要的波形（含形状和幅值,PWM,是单片机常用的模拟量输出方法，通过,外接转换电路，可以将不同占空比的脉冲变成与之对应的电压（占空比是,指正脉冲与整个周期的比值），用其进行调光、调功输出，或者控制直流,电机的转速,假如需要一个,1V0.6A,的输出，而实际上只是一个,1V1A,的输出，那么只需,要把,1V1A,的输出接通,0.6,秒，再断开,0.4,秒

18、，然后继续接通,0.6,秒断开,0.4,秒,得到的效果和,1V0.6A,输出的效果是一致的,PWM,波形的一个周期中，高电平的保持时间,Ton,低电平的保持时间,Toff,高电平的高电平与低电平保持的总时间位,Ts=Ton+Toff,我们通常把,Ts,位脉,冲的周期,f+1/Ts,叫脉冲的频率；当频率很低的时候，对于发光二极管而,言其亮灭变化明显，人能感觉到闪烁，而当我们把频率提高到一定程度时,人只能感觉到亮度变化，而觉察不到亮灭闪烁了。对于发热、或者电机等,感性负载效果类似,通常,PWM,调光应用中，我们把,PWM,的频率固定，改变其中占空比来实现,调光。占空比即,Ton/Ts,当给,LED,通以频率相同，但占空比不同的脉冲电压,时，流过,LED,的,RMS,电流是不一样的，所以,LED,