LED流水灯的设计与制作

/摘要本设计是一种基于AT89C52单片机的彩灯限制方案，实现对LED彩灯的限制。本方案以AT89C52单片机作为主控核心，由编程实现亮灯循环模式。由在显示模块上有8个LED彩灯,依据用户须要可以编写若干种亮灯模式.本系统具有体积小、硬件少、电路结构简洁及简洁操作和阅读等优点。该LED彩灯限制器实际应用效果较好，亮灯模式多。和其他LED彩灯相比，具有体积小、价格低、低能耗等优点。在能源比较匮乏的今日，彩灯的循环限制在显示方面更表现出一种节约能源的魅力.这将使彩灯具有更广袤的发展天地。关键字：AT89C51循环LED彩灯AbstractThedesignisaprojectofthelanterncontrolwhichbasedonaAT89c52single-chiptoachievethecontroloftheLEDlanterns.ThemastercoreofthedesignisAT89c52single-chip,thedisplaymoduleisformedwith8LEDS,theprogrammeachievethecirclemodeofthecolourLEDS.The8LEDSonthedisplaymodulecanbecompiledalotofmodesbasedontheneedsoftheusers。Thissystemhassomeexcellencesofsmallbulk,fewhardware,simplecircuitframe,easyhandleandread.Thepracticeapplianceeffectofthiscolourlanterncontrolisbetterandlotsofmodesofthecolourlantern.ThisLEDhassomeexcellencesofsmallbulk,lowprice,lowenergyconsumecomparedwithelseLEDS.Inlackenergytoday,theLEDcirclemodecomportsacharmoftheeconomyingenergyonthedisplay.ThiswillletsLEDhasmoreamplitudeheavenandearthtodevelop.Keywords:AT89C51CirculateLEDLantern目录绪论3LED流水灯方案设计和选择31、1设计要求31、2系统功能31、3方案选择32LED流水灯设计过程42、1元件选取42、2硬件设计42、2、1单片机介绍42、2、2LED流水灯总图52、3软件设计62、3、1编程介绍62、3、2编程选择10参考文献11绪论当今时代足一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其足自动化智能限制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的限制系统，正以前所未见的速度被单片机灵能限制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能限制和自动限制的核心就是单片机。LED流水灯方案设计和选择设计要求本次毕业设计要求设计一个LED流水灯，其设计要求如下：（1）、用8个发光二极管作为显示电路。（2）、实现LED动态显示。（3）、能连续循环显示。1、2系统功能LED流水灯可干脆和220V沟通市电相连接，经过开关电源变换，输出直流工作电压，一方面为管内LED模块供应12V工作电源，另一方面为主控模块单片机系统供应5V工作电源。整个系统工作由软件程序限制运行。上电后，LED流水灯按程序设计好的模式进行显示，由全灭→按程序显示→全都熄灭为一个周期。然后循环接着工作。1、3方案选择可只采纳AT89C51作为主控芯片，将P1分别接8个LED实现显示，可用C语言或者汇编语言编程实现。方案框图如图：电电源AT89C51LED显示LED流水灯设计过程元件选取名称规格型号数量微处理器AT89C511电阻…若干电容…若干晶振11.0592MHZ1LED…8硬件设计2、2、1单片机介绍图3AT89C2051引脚配置AT89C2051芯片的20个引脚功能为：VCC电源电压。GND接地。RST复位输入。当RST变为高电平并保持2个机器周期时，全部I/O引脚复位至“1”XTAL1反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2来自反向振荡放大器的输出。P1口8位双向I/O口。引脚P1.2～P1.7供应内部上拉，当作为输入并被外部下拉为低电平常，它们将输出电流，这是因内部上拉的原因。P1.0和P1.1须要外部上拉，可用作片内精确模拟比较器的正向输入（AIN0）和反向输入（AIN1），P1口输出缓冲器能接收20mA电流，并能干脆驱动LED显示器；P1口引脚写入“1”P3口引脚P3.0～P3.5和P3.7为7个带内部上拉的双向I/0引脚。P3.6在内部已和片内比较器输出相连，不能作为通用I/O引脚访问。P3口的输出缓冲器能接收20mA的灌电流；P3口写入“1”后，内部上拉，可用输入。P3口也可用作特别2、2、2LED流水灯总图依据单片饥系统扩建和系统配置状况，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。AT89C51单片机是美国ATMEI公司生产的低电、高性能CMOS8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个向量阴级中断结构、2个全I双工的串行、具有4.25～5.50V的电压工作范同和0～24MHz工作频率，运用AT89C51单片机时无须外扩存储器。因此，本流水灯事实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。其详细硬件组成如图所示。图:流水灯硬件原理图从原理图中可以看出，假如要让接在P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0的电平变为低电平就可以了；相反，假如要接在P1．0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；同理，接P1．1～P1．7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。在此，我们还应留意一点，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，我们在限制二极管亮灭的时候应当延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。2、3软件编程2、3、1编程介绍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，我们还须要告知单片机怎么来进行工作，即编写程序限制单片机管脚电平的凹凸变更，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。下面以最简洁的流水灯限制功能即实现8个LED灯的循环点亮，来介绍实现流水灯限制的几种软件编程方法。（1）位控法这是一种比较笨但又最易理解的方法，采纳依次程序结构，用位指令限制P1口的每一个位输出凹凸电平，从而来限制相应LED灯的亮灭。程序如下：ORG0000H；单片机上电后从O000H地址执行AJMPSTART；跳转到主程序存放地址处ORG0030H：设置主程序起先地址START：MOVSP，#60H；设置堆栈起始地址为60HCLRP1.0；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CLRP1.1；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CLRP1.2；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CLRP1.3；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CLRP1.4；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CLRP1.5；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CLRP1.6；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CLRP1.7；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AJMPSTART；8个LED流了一遍后返回到标号START处再循环DELAY:延时子程序MOVRO，#255；延时一段时间DI：MOVRI，#255DJNZRl，8DJNZRO，DIRET；子程序返回END；程序结束循环移位法在上个程序中我们是逐个限制P1端口的每个位来实现的，因此程序显得有点困难，下面我们利用循环移位指令，采朋循环程序结构进行编程。我们在程序一起先就给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。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。详细编程如下所示，程序结构的确简洁了许多。ORG0000H；单片机上电后从O000H地址执行AJMPSTART；跳转到主程序放地址处ORG0030H；设置主程序起先地址START：MOVSP，#60H；设置堆栈起始地址为60HMOVA，#OFEH；ACC中先装入LED1亮的数据(二进制的11111110)MOVPl，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:RLA；将ACC中的数据左移一位MOVP1，A；把ACC移动过的数据送P1口显示ACALLDELAY；调用延时子程序DJNZRO，LOOP；没有移动够7次接着移动AJMPSTART；移动完7次后跳到起先重来，以达到循环流淌效果DELAY：延时子程序M0VR0，#255；延时一段时间DI：MOVR1．#255DJNZRl,$DJNZR0,DIRET；子程序返回END；程序结束查表法上面的两个程序都是比较简洁的流水灯程序，“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，能够实现随意方式流水，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变更流水花样，真正实现为所欲为的流水灯效果。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。详细源程序如下，TAB标号处的数据表可以依据实现效果的要求随意修改。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

；设置主程序起先地址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；检查流水结束标记AJMP

START

；全部花样流完，则从头起先重复流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

；接着查表取数据DELAY：

；延时子程序MOV

R0，#255

；延时一段时间D1：

MOV

R1，#255DJNZ

R1，$DJNZ

R0，D1RET

；子程序返回TAB

；下面是流水花样数据表，用户可据要求随意编写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，0F