單片機花樣流水燈設(shè)計實驗報告

1、* * 大 學(xué)物理學(xué)院單片機花樣流水燈設(shè)計實驗 課 題： 花樣流水燈設(shè)計 班 級: 物理 * 姓 名: * 學(xué) 號: 【摘要】當今時代的智能控制電子技術(shù)，給人們的生活帶來了方便和舒適，而每到晚上五顏六色的霓虹燈則把我們的城市點綴得格外迷人，為人們生活增添了不少色彩。制作流水燈的方法有很多種，有傳統(tǒng)的分立元件，由數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)和單片機智能控制系統(tǒng)等。本設(shè)計介紹一種簡單實用的單片機花樣流水燈設(shè)計與制作，采用基于MS-51的單片機AT89C51和發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路以及必要的軟件組成的以AT89C51為核心，輔以簡單的數(shù)碼管等設(shè)備和必要的電路，設(shè)計了一款簡易的流水燈電路板，

2、并編寫簡單的程序，使其能夠自動工作。本設(shè)計用AT89C51單片機為核心自制一款簡易的花樣流水燈，并介紹了其軟件編程仿真及電路焊接實現(xiàn)，在實踐中體驗單片機的自動控制功能。該設(shè)計具有實際意義，可以在廣告業(yè)、媒體宣傳、裝飾業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。關(guān)鍵字：AT89C51 單片機 流水燈 數(shù)碼管 【概述】1. 單片機及其發(fā)展概況單片機又稱為單片微計算機，其特點是將微型計算機的基本功能部件（如中央處理器（CPU）、存儲器、輸入接口、輸出接口、定時/計數(shù)器及終端系統(tǒng)等）全部集成在一個半導(dǎo)體芯片上。單片機作為一種高集成度微型計算機，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化控制、智能儀器儀表、通信設(shè)備、汽車電子與航空航天電子系統(tǒng)

3、、智能家居電器等各個領(lǐng)域。2. Protues仿真軟件簡介Protues以其數(shù)量眾多的元件數(shù)據(jù)庫、標準化的仿真儀器、直觀的捕獲界面、簡潔明了的操作、強大的分析測試、可信的測試結(jié)果, 為電子工程設(shè)計節(jié)約研發(fā)時間，節(jié)省了工程設(shè)計費用。利用Protues軟件設(shè)計一款通過數(shù)碼管顯示計數(shù)時間的流水燈電路及Keil C軟件編程后，再將兩者關(guān)聯(lián)則可以簡單快速的進行仿真?！緦嶒炘O(shè)計目標】設(shè)計要求以發(fā)光二極管作為發(fā)光器件，用單片機自動控制，對8個LED燈設(shè)計至少3種流水燈顯示方式，每隔20秒變換一次顯示花樣，計時通過一個二位七段數(shù)碼管顯示?！驹O(shè)計方案】 1.設(shè)計原理AT89C51單片機內(nèi)部包括微處理器、存儲器（

4、存放程序指令或數(shù)據(jù)的ROM、RAM等）、輸入/輸出口（I/O口）及其他功能部件如定時/計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等。它們通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線連接起來。要實現(xiàn)流水燈功能，只要將發(fā)光二極管Led1Led8依次點亮、熄滅，8只LED燈便會一亮一暗的做流水燈狀，設(shè)計花樣時可依此類推。此外還應(yīng)注意的是人眼的視覺暫留效應(yīng)以及單片機執(zhí)行每條指令的時間很短，所以控制二極管亮/滅的時候應(yīng)延時一段時間，否則將無法以肉眼觀察到“流水”等花樣效果。 2.電路原理圖 3.器件配置清單元件數(shù)量元件數(shù)量電阻10015二位七段數(shù)碼管1電阻10K1LED8瓷介電容30pF2AT89S511電解電容100uF1CD451114

5、0腳接插件1晶振110腳接插件2 4.AT89C51簡介AT89C51單片機有多種封裝形式，常見的有DIP封裝、PLC封裝、TQFP封裝，為了使用的方便通常使用DIP封裝形式的單片機。外部共有40個引腳，圖6為引腳的排列圖。40個引腳大致可分為4大類：電源、時鐘、控制和I/O引腳，5. 芯片擦除整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式

6、下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復(fù)位為止。6. 實驗流程開始編寫程序并關(guān)聯(lián)原理圖調(diào)試檢查焊接電路無誤后將所編程序載入芯片調(diào)試 畫出原理圖畫出組裝焊接實物結(jié)束【程序編寫】ORG 30HSTART:MOV DPTR,#TABLELP1:MOV A,#00HMOVC A,A+DPTRCJNE A,#1BH,LP2JMP STARTLP2:MOV P2,ALCALL DELAYINC DPTRJMP LP1DELAY:MOV R7,#10HDE1:MOV R6,#200DE2:MOV

7、 R5,#248DJNZ R5,$DJNZ R6,DE2DJNZ R7,DE1 RETTABLE:DB 0feH,0fdH,0fbH,0f7H DB 0efH,0dfH,0bfH,07fH DB 0bfH,0dfH,0efH,0f7H DB 0fbH,0fdH,0feH,0ffH DB 0aaH,55H,0aaH,55H DB 0aah,55h,0ffH DB 0f0H,0fH,0f0H,0fH,0ffH DB 33H,0ccH,33H,0ccH DB 33H,0ccH,0ffH DB 1BH END【仿真調(diào)試】打開Keil C軟件將上面程序輸入，調(diào)試無誤后編譯輸出".hex"文件，打開Proteus軟件，將之前編譯好的".hex"文件加入到芯片中，開始運行仿真。數(shù)碼管計時，每隔20秒，Led燈顯示變換一次流水花樣。 圖二圖一 圖四圖三【設(shè)計實物圖】 實物正面圖 實物反面圖【實驗小結(jié)】驗證過程中，遇到兩個問題：1.調(diào)試后期有1個Led燈無法。 2.數(shù)碼管不能正確顯示數(shù)字。檢查后排除電路接錯誤的可能。出現(xiàn)第一個問題是由于那1個LED燈燒壞。第二個問題是數(shù)碼管管腳插槽接觸不良，無法正常運作，外接電線后能正常用作。結(jié)束語此次實驗缺點在于器件排版不夠合理美觀，焊接工藝不足及對一些工具的安全使用、細