基于C51的流水灯设计

1、计算机与信息工程系基于单板机的应用系统课程设计报告 学号2011-2012学年 第2学期0808210124基于单板机的应用系统课程设计报告 题目：基于C51的流水灯设计专 业：计算机科学与技术班 级：计算机科学与技术XX班姓 名：XXX XX指导教师：XX成 绩：计算机与信息工程系2012年4月15日基于C51的流水灯设计1 设计内容1.1 设计用途流水灯就是一组灯，然后在控制系统的控制下按照设定的顺序和时间来发亮和熄灭，有这样就能形成一定的视觉效果， 很多街上的店面和招牌上面就安了流水灯，看上去更美观。特别是晚上，大楼上来回滚动的彩灯管就是一种流水灯，还有马路两边的树上像彩色流星雨落下的灯

2、管这也是一种流水灯。所以，城市夜景中，变幻多姿的霓虹灯历来是一道亮丽的风景。流水灯不是只有单一的效果，它可以可以做出很多很好看意想不到的效果，利用单片机的自动控制功能，设计出相应不同的电路，可以实现彩灯不同模式的流水效果。1.2 设计内容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。可以做出从左向右，从右向左，从中间向两边，从两边向中间等等美轮美奂的效果。本设计涉及到了STC89C52单片机，这一切都是基于该单片机开发的。本设计主要设计的是从左到右依次点亮的流水灯设计，要实现这种发光效果，要将几个发光二极管依

3、次点亮、熄灭，发光二极管便会一亮一灭地成为流水灯了。是最实用也是比较简洁的方法。2 原理及分析如图1所示即为流水灯设计的硬件原理图硬件原理：图1 流水灯硬件原理图从图1中可以看出，如果要让接在P10口的LED1亮起来，那么只要把P10口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P10口的LED1熄灭，就要把P10口的电平变为高电平；同理，接在P11P17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

4、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。实际开发板的流水灯布局如图2 所示。图2实际开发板的流水灯布局3 设计过程和程序代码3.1 总设计框图:总设计框图如图3所示数码管电源驱动复位电路时钟电路八路流水灯STC89C52单片机图3本图为STC89C52单片机，八路流水灯、时钟电路、复位电路将信息输入到该单片机中，单片机处理过的信息由电源驱动和数码管输出。3.2 LED显示单片机I/O的应用最典型的是通过I/O口与LED构成显示电路。利用单只LED组合排列成“1字型，图中共用八个LED，从右到左依次显示采用动态显示。本图为I/O口与8个LED构成的显示电路。3.3

5、 数码管显示单片机I/O的应用最典型的是通过I/O口与7段LED数码管构成显示电路。7段LED数码管，则在一定形状的绝缘材料上，利用单只LED组合排列成“8”字型的数码管，分别引出它们的电极，点亮相应的点划来显示出0-5的数字。采用动态显示。本图为I/O口与7段LED数码管构成的显示电路。3.4 按键控制按键处理设置为：如没有按键，则LED不走动。当按下K2按键时，进入显示状态，按K3健进入停止状态，LED停止走动，K1是复位键。本图为按下键盘上相应键控制LED灯的显示电路。3.5 复位电路 按键电平复位，分压复位。本图为进行电平复位，分压复位的电路。3.6 程序控制流程图程序控制流程图如图1

6、0所示本图是对整个设计过程进行判断控制的流程图3.7 程序代码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。“流水灯”的流向方式有很多种，有从"左向右流"，有"右向左流"，也有"两边向内流"、"内部向外流".好多方法都可以实现这些功能，可是某些编程方法比较繁琐，我设计的这种方法是最实用

7、也是比较简洁的方法，此方法实现的是发光二极管从左到右依次点亮。实现上述功能的程序代码如下：源代码：#include<reg52.h> /52单片机头文件，一般不要改动，里面包含特殊功能寄存器的定义#define uchar unsigned char /将unsigned char定义为uchar，简化输写。提高编程速度 #define uint unsigned int /将unsigned char定义为uint，简化输写。提高编程速度uchar code table=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;/定义八个灯的工作状态。/*延

8、时子程序*/void delay(uint time)while(-time);/当time的值为非0时，执行空语句。当time为0时，跳出while语句。/*主程序*/void main()uchar i;/定义一个无符号字符变量。while(1)/做一个死循环，让程序永远在while下面的大括号里面运行。for(i=0;i<8;i+)/for语句判断条P2=tablei;/表达式为假时执行括号里面语句。为真时，执行下一句。delay(10000);/延时子程序调用编译及下载过程接下来，我们将上述程序编译，并烧写到实验芯片中，放到实验板上可以看到程序的"流水"效果是

9、一样的，但源程序看起来更加简洁，直观。其实STC89C52单片机有的指令常用，有的指令不常用，只要遵守语法规则，可以用这些指令“组合”成我们想象到的任何程序。当然，有时一条指令可以替代很多条指令，这样会使程序简洁，程序代码减少，在编写较大程序时可以让程序存储器放得下你需要的代码，这也是单片机高手所追求的“程序简洁高效”。4 设计结果与分析4.1 设计结果打开安装好的Uvison 2.0软件，新建一个.C程序文件，将上述C语言代码输入该文件，单击“编译”按钮，出现了若干错误，经过我仔细检查进行反复调试，最终将程序运行成功。对STC89C52单片机插入5V电源，通过软件将程序传到STC89C52单

10、片机中，测试观察流水灯是从LED1LED8的流动效果。4.2 结果分析用STC89C52单片机设计的该流水灯具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心即使单片机。单片机的最明显的优势，就是便于植入到各种仪器，设备中。该设计可以能看到流水灯、闪烁的效果，可是也有待改进之处，唯一的缺点是“延时程序的延时时间”限制在10000us，若每一位发光时间太短，连续运行时，看起来每位都是亮的。而且流水灯是单一的颜色和亮度，需要在时间和颜色以及颜色的明暗的设置上再做改进。本程序实现的功能比较简单，其实我们可以在此基础上扩展更复杂的流水灯控制，比如键盘控制流水花样、控制流水灯显

11、示数字或图案等等。通过这次单片机课程设计，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新可以是在原有的基础上进行改进，使之功能不断完善，成为自己的东西。5参考文献1徐煜明，韩雁.单片机原理及接口技术.北京：电子工业出版社，2005.12万光毅，严义，邢春香.单片机实验与实践教程.北京：北京航空航天大学出版社，2006.43 张义和.例说51单片机（C语言版）.人民邮电出版社4梅丽凤.单片机原理及接口技术.清华大学出版社,北京交通大学出版社5侯玉宝.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真.电子工业出版社6杨欣,王玉凤,刘湘黔. 51单片机应用从零开始.清华大学社7戴佳.51单片机应用系统开发典型实例.中国电力出版社8杨欣,王玉凤,刘湘黔.51单片机应用实例详解.清华大学出版社9鲍祖尚,刘凯,谭永宏.单片机原理与开发技术.湖南：国防科技大学出版社，2011年10李广弟等.单片机基础.北京航