單片機(jī)AT89C51可控流水燈課程設(shè)計(jì)報(bào)告(匯編語(yǔ)言)

1、目錄目錄1第一章 課題的意義及應(yīng)用2第二章 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)32.1 設(shè)計(jì)方法32.2 數(shù)碼管顯示方案32.3 鍵盤(pán)輸入方案4第三章 硬件電路設(shè)計(jì)43.1電路原理43.2單片機(jī)最小系統(tǒng)53.3系統(tǒng)工作流程5第四章 程序設(shè)計(jì)64.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖64.2 系統(tǒng)流程圖6第五章 調(diào)試75.1正常現(xiàn)象75.2出現(xiàn)的故障7第六章 心得體會(huì)9參考文獻(xiàn)9附錄110程序：10附錄219仿真電路圖:19實(shí)驗(yàn)箱接線圖：19流程圖:20第一章 課題的意義及應(yīng)用當(dāng)今社會(huì)，隨著人們物質(zhì)生活的不斷提高，電子產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了家家戶戶，無(wú)論是生活或?qū)W習(xí)，還是娛樂(lè)和消遣幾乎樣樣都離不開(kāi)電子產(chǎn)品，大型復(fù)雜的計(jì)算能力是人腦所不能勝任

2、的，而且比較容易出錯(cuò)。計(jì)算機(jī)作為一種快速通用的計(jì)算工具方便了用戶的使用。計(jì)算機(jī)可謂是我們最親密的電子伙伴之一。本設(shè)計(jì)著重在于分析計(jì)算機(jī)軟件和開(kāi)發(fā)過(guò)程中的環(huán)節(jié)和步驟，并從實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)出發(fā)對(duì)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)做了詳細(xì)的分析和研究。單片機(jī)由于其微小的體積和極低的成本，廣泛的應(yīng)用于家用電器、工業(yè)控制等領(lǐng)域中。在工業(yè)生產(chǎn)中。單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。單片機(jī)的應(yīng)用日益廣泛，如應(yīng)用在儀器儀表，家用電器和專賣(mài)裝備的智能化以及過(guò)程控制等方面，單片機(jī)在人們的日常生活和工作中正扮演著越來(lái)越重要的角色。本系統(tǒng)就是充分利用了AT89C51芯片的I/O引腳。系統(tǒng)以采用MCS-51系列單

3、片機(jī)為中心器件來(lái)設(shè)計(jì)LED流水燈系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)8個(gè)LED流水燈的各種顯示方式，并實(shí)現(xiàn)循環(huán)的速度可調(diào)，暫停及復(fù)位功能。通過(guò)本次課題設(shè)計(jì)，應(yīng)用單片機(jī)原理及接口技術(shù)等所學(xué)相關(guān)知識(shí)及查閱資料，完成可控流水燈設(shè)計(jì)，以達(dá)到理論與實(shí)踐更好的結(jié)合、進(jìn)一步提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和設(shè)計(jì)的能力的目的。通過(guò)本次設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，可以使我在基本思路和基本方法上對(duì)基于MCS-51單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一個(gè)比較感性的認(rèn)識(shí)，并具備一定程度的設(shè)計(jì)能力。第二章 系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 2.1 設(shè)計(jì)方法本課題使用AT89C51單片機(jī)時(shí)無(wú)須外擴(kuò)存儲(chǔ)器。因此，本流水燈實(shí)際上就是一個(gè)帶有八個(gè)發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振

4、、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個(gè)單片機(jī)。 如果要讓接在P1.0口的LED1亮起來(lái)，那么只要把P1.0口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤?；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄滅，就要把P1.0口的電平變高電平；同理，接在P1.1P1.7口的其他7個(gè)LED的點(diǎn)亮和熄滅的方法同LED1。因此，要實(shí)現(xiàn)流水燈功能，只要將發(fā)光二極管LED1LED8依次點(diǎn)亮、熄滅，8只LED燈便會(huì)一亮一暗的做流水燈了。在此還應(yīng)注意一點(diǎn)，由于人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)以單片機(jī)執(zhí)行每條指令的時(shí)間很短，在控制二極管亮滅的時(shí)候應(yīng)該延時(shí)一段時(shí)間，否則就看不到“流水”效果了。2.2 數(shù)碼管顯示方案 通常數(shù)碼管顯示有兩種方

5、式：動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示。靜態(tài)顯示的優(yōu)點(diǎn)是程序簡(jiǎn)單、顯示亮度有保證、單片機(jī)CPU的開(kāi)銷小，節(jié)約CPU的工作時(shí)間。但占用I/O口線多，每一個(gè)LED都要占用一個(gè)I/O口硬件開(kāi)銷大,電路復(fù)雜。需要幾個(gè)LED就必須占用幾個(gè)并行I/O口，比較適用于LED數(shù)量較少的場(chǎng)合。當(dāng)然當(dāng)LED數(shù)量較多的時(shí)候可以使用單片機(jī)的串行口通過(guò)移位寄存器的方式加以解決，但程序編寫(xiě)比較復(fù)雜。LED動(dòng)態(tài)顯示硬件連接簡(jiǎn)單，但動(dòng)態(tài)顯示掃描方式需要占用CPU較多的時(shí)間，在單片機(jī)沒(méi)有太多實(shí)時(shí)測(cè)試任務(wù)的情況下可以采用。本系統(tǒng)需要采用4位LED數(shù)碼管來(lái)顯示流水燈閃爍方式的序號(hào)，故本系統(tǒng)選擇動(dòng)態(tài)顯示方案。2.3 鍵盤(pán)輸入方案單片機(jī)的鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)可以采

6、用獨(dú)立式按鍵和矩陣式鍵盤(pán)兩種。獨(dú)立式按鍵指直接用I/O口線構(gòu)成單個(gè)按鍵電路，可在系統(tǒng)中鍵較少時(shí)使用。在按鍵比較多的時(shí)候可采用矩陣式鍵盤(pán)。本系統(tǒng)要設(shè)置6個(gè)按鍵，其中1個(gè)鍵用來(lái)開(kāi)啟和關(guān)閉整個(gè)流水燈系統(tǒng)并控制流水燈的閃爍方式，還有一個(gè)鍵也是控制流水燈的閃爍方式，另外2個(gè)鍵控制流水燈閃爍速度，還有一個(gè)按鍵用來(lái)控制流水燈的暫停和繼續(xù)。最后一個(gè)按鍵用來(lái)控制流水燈的復(fù)位，故采用獨(dú)立式按鍵。第三章 硬件電路設(shè)計(jì) 3.1電路原理本硬件的核心是MCS-51單片機(jī)，我們選用AT89C51。因無(wú)需擴(kuò)展外部RAM。系統(tǒng)采用4位共陽(yáng)極數(shù)碼管,用來(lái)顯示各種閃爍方式的序號(hào)。系統(tǒng)采用6個(gè)按鍵控制，其中1個(gè)鍵用來(lái)開(kāi)啟和

7、關(guān)閉整個(gè)流水燈系統(tǒng)并控制流水燈的閃爍方式，還有一個(gè)鍵也是控制流水燈的閃爍方式，另外2個(gè)鍵控制流水燈閃爍速度，還有一個(gè)按鍵控制流水燈的暫停和繼續(xù)。最后一個(gè)按鍵控制流水燈的復(fù)位。系統(tǒng)在P1.0到P1.8上接了8個(gè)發(fā)光二極管，在按一下啟動(dòng)鍵時(shí)，P1.0的二極管亮，此時(shí)從P1.0到P1.8的二極管依次閃爍：1.若此時(shí)按按鍵1，2，流水燈將2個(gè)2個(gè)，隔1個(gè)亮1個(gè)，從中間向兩邊并從兩邊向中間或4個(gè)4個(gè)依次閃爍。2.若此時(shí)按按鍵3，4，流水燈的閃爍頻率將改變。3.若此時(shí)按按鍵5，將暫停流水燈效果，再按一次又可繼續(xù)之前的效果。4.若此時(shí)按按鍵6，將復(fù)位流水燈（跳到第一種方式）。3.2單片機(jī)最小系統(tǒng)P1.0 4

8、0P1.79 RST 31EA18XTAL P2.71920 P2.020 P2.0+5V 10UF 10K C1 C2圖313.3系統(tǒng)工作流程按設(shè)計(jì)要求，規(guī)劃了可控流水燈的工作流程如下：1.按下啟動(dòng)按鈕（按鍵1），流水燈依次閃爍，數(shù)碼管將顯示1為第一種閃爍方式。若在此時(shí)按下按鍵3,4燈光將改變頻率顯示（共有3種速度可供調(diào)節(jié)）。并且若此時(shí)按按鍵5，將暫停彩燈效果，再按一次又可繼續(xù)之前的效果。2.按下按鍵1流水燈將2個(gè)2個(gè)閃爍，此時(shí)數(shù)碼管將顯示2表示為第2種閃爍方式，若在此時(shí)按下按鍵3，4燈光將改變頻率顯示（共有3種速度可供調(diào)節(jié)）。并且若此時(shí)按按鍵5，將暫停彩燈效果，再按一次又可繼續(xù)之前的效果。

9、3.再按下功能鍵1流水燈將隔1個(gè)亮1個(gè)，此時(shí)數(shù)碼管將顯示3表示為第3種閃爍方式，再按下功能鍵3,4燈光將改變頻率顯示（共有3種速度可供調(diào)節(jié)）。并且若此時(shí)按按鍵5，將暫停彩燈效果，再按一次又可繼續(xù)之前的效果。4.再次按下按鍵1流水燈將從中間向兩邊并從兩邊向中間閃爍，此時(shí)數(shù)碼管將顯示4表示為第4種閃爍方式，再按下功能鍵3,4燈光將改變頻率顯示（共有3種速度可供調(diào)節(jié)）。并且若此時(shí)按功能鍵5，將暫停彩燈效果，再按一次又可繼續(xù)之前的效果。5.再按下按鍵1流水燈將4個(gè)4個(gè)閃爍，此時(shí)數(shù)碼管將顯示5表示為第4種閃爍方式，再按下按鍵3，4燈光將改變頻率顯示（共有3種速度可供調(diào)節(jié)）。并且若此時(shí)按按鍵5，將暫停彩燈

10、效果，再按一次又可繼續(xù)之前的效果。6. 再按下停止按鈕系統(tǒng)將停止運(yùn)行。7. 按按鍵2改變流水燈閃爍方式數(shù)碼管將顯示的數(shù)字依次減少。8. 按按鍵6將復(fù)位流水燈（跳到第一種方式）。第四章 程序設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖41所示。四位一體數(shù)碼管 時(shí)鐘復(fù)位 電路單片機(jī)AT89C51 LED按鍵圖414.2 系統(tǒng)流程圖整個(gè)系統(tǒng)的總體程序，電路通電后，若按一下按鍵1，為第一種方式；若再按一下按鍵1，此時(shí)為第二種方式；再按一下為第三種方式；若按下按鍵2，此時(shí)為第二種方式；若再按一下按鍵2，此時(shí)為第一種方式；再按一下按鍵2，此時(shí)為第五種方式。每種方式各有它的流水燈花樣。(程序及流程圖請(qǐng)看附錄

11、)第五章 調(diào)試  5.1正?，F(xiàn)象按下按鍵1,燈開(kāi)始閃爍。開(kāi)始運(yùn)行,這是第一種方式，然后在第一種方式中又有四種閃爍方式,這時(shí)候就要用到按鍵1和2了,按下按鍵1，2切換方式。按一下,切換一種方式,再按一下切換另一種方式。按下按鍵1，2燈開(kāi)始閃爍,切換五種方式。按下按鍵3,4燈光改變頻率顯示。按下按鍵5彩燈效果暫停，再按一次又繼續(xù)之前的效果。最后,就是關(guān)閉,按下按鍵1。 5.2出現(xiàn)的故障在調(diào)試當(dāng)中,出現(xiàn)了按下按鍵5，不能暫停彩燈效果，通過(guò)認(rèn)真修改程序后，按下按鍵5，暫停彩燈效果，再按一次又繼續(xù)之前的效果。圖51在用實(shí)驗(yàn)箱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)流水燈效果。認(rèn)真思考及檢查線路

12、后，發(fā)現(xiàn)是燒接程序時(shí)步驟出錯(cuò)。然后重新按照步驟：擦除芯片打開(kāi)文件寫(xiě)Flash校驗(yàn)Flash操作，最后實(shí)現(xiàn)了可控流水燈功能。圖52圖53第六章 心得體會(huì)本次課程設(shè)計(jì)的題目是可控流水燈的設(shè)計(jì)，我針對(duì)這個(gè)題目的任務(wù)要求從課本上，上網(wǎng)等渠道獲取相關(guān)信息及參考資料。之后對(duì)電路原理圖和程序不斷地修改，最終達(dá)到要求的效果。但由于水平和時(shí)間有限，程序和設(shè)計(jì)中還有許多不足之處。我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中不斷努力。 通過(guò)此次設(shè)計(jì)使我對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路有了一定的掌握，對(duì)硬件和軟件的實(shí)踐有了一定的了解。系統(tǒng)采用4位共陽(yáng)極數(shù)碼管來(lái)顯示數(shù)字，采用6個(gè)按鍵，用來(lái)調(diào)整流水燈的閃爍方式，閃爍頻率，暫停及復(fù)位。將所學(xué)的知識(shí)得到

13、了一定的貫通，進(jìn)一步掌握了獨(dú)立設(shè)計(jì)的本領(lǐng)，深入領(lǐng)會(huì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟、硬件調(diào)試方法和系統(tǒng)研制開(kāi)發(fā)過(guò)程。感謝老師及同學(xué)的幫助，這次課程設(shè)計(jì)收獲頗多。參考文獻(xiàn)1 胡健單片機(jī)原理及接口技術(shù)，機(jī)械工業(yè)出版社。2 百度文庫(kù)。附錄1程序：ORG0000HAJMP STARTORG 000BHAJMP T_0 ;20ms延時(shí)中斷ORG 001BHAJMP T_1 ;100ms延時(shí)中斷 ;_ _ 偽定義 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _YANS_ENBIT01H ;延時(shí)使能標(biāo)志，1有效 ORG 0030H;_ _ 初始化 _

14、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _START: MOV P2, #01H ;打開(kāi)四位一體數(shù)碼管COM1端 MOV SP, #60H ;設(shè)置堆棧指針在（60H）MOV R1, #0 ;R1 存放按鍵1,2（選擇工作方式）MOV R2, #1 ;R2 存放按鍵3,4（變換延時(shí)時(shí)間）MOV R3, #0 ;R3 延時(shí)輔助MOV R4, #0 ;R4 流水燈1查表輔助 MOV R5, #0 ;R5 流水燈2查表輔助MOV R6, #0 ;R6 流水燈3查表輔助MOV R7, #0 ;R7 流水燈4查表輔助MOV R0, #0 ;R0 流水燈

15、5查表輔助MOV 30H, #2 ;30H 存放延時(shí)數(shù)據(jù)2x100ms即200ms ;中斷初始化 MOV IE, #10001010B;T_0、T_1延時(shí)中斷使能 MOV IP, #00000000B;無(wú)中斷優(yōu)先MOV TMOD,#00010001B;T_0、T_1延時(shí)中斷 工作方式一MOV TH0, #0D8H MOV TL0, #0F0H ;"D8F0" = "55536" (20000us即20ms)MOV TH1, #3CH MOV TL1, #0B0H ;"3CB0" = "15536" (100000u

16、s即100ms) MOV TCON,#01010000B;啟動(dòng)T_0、T_1延時(shí) ;_ _ 主程序 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ MAIN: CJNE R1, #1, L1 ;流水燈1LCALL LOOP L1: CJNE R1, #2, L2 ;流水燈2LCALL LOOP1 L2:CJNE R1, #3,L3 ;流水燈3 LCALL LOOP2 L3:CJNE R1, #4, L4 ;流水燈4 LCALL LOOP3 L4: CJNE R1, #5, L5 ;流水燈5 LCALL LOOP4 L5:CJNE R1, #6

17、, L6 ;關(guān)閉 MOV P1, #0FFH MOV P0, #0FFH LCALL START L6: LJMP MAIN ;_ _ 流水燈1 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ LOOP: JNB YANS_EN,$ ;延時(shí)CLR YANS_EN ;關(guān)閉延時(shí)使能標(biāo)志 MOV DPTR,#TAB1 MOV A,R4MOVC A,A+DPTR MOV P1,A MOV P0, #0F9H ;數(shù)碼管顯示1 INC R4 CJNE R4, #16, BY1 MOV R4, #0 BY1: RET ;_ _ 流水燈2 _ _ _ _ _ _

18、 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ LOOP1: JNB YANS_EN, $ ;延時(shí) CLR YANS_EN ;關(guān)閉延時(shí)使能標(biāo)志 MOV DPTR,#TAB2 MOV A, R5 MOVC A, A+DPTR MOV P1, A MOV P0, #0A4H ;數(shù)碼管顯示2INC R5 CJNE R5, #8,BY2 MOV R5, #0 BY2: RET ;_ _ 流水燈3 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ LOOP2: JNB YANS_EN, $;延時(shí) CLR YANS_EN ;關(guān)閉延時(shí)使

19、能標(biāo)志MOV DPTR,#TAB3 MOV A, R6 MOVC A, A+DPTR MOV P1, A MOV P0, #0B0H ;數(shù)碼管顯示3INC R6 CJNE R6, #16, BY3MOV R6, #0 BY3:RET ;_ _ 流水燈4 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ LOOP3: JNB YANS_EN, $;延時(shí) CLR YANS_EN ;關(guān)閉延時(shí)使能標(biāo)志MOV DPTR,#TAB4MOV A, R7 MOVC A, A+DPTR MOV P1, A MOV P0, #99H ;數(shù)碼管顯示4INC R7 CJN

20、E R7, #10, BY4MOV R7, #0 BY4:RET ;_ _ 流水燈5 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ LOOP4: JNB YANS_EN, $;延時(shí) CLR YANS_EN ;關(guān)閉延時(shí)使能標(biāo)志MOV DPTR,#TAB5MOV A, R0 MOVC A, A+DPTR MOV P1, A MOV P0, #92H ;數(shù)碼管顯示5INC R0 CJNE R0, #40,BY5MOV R0, #0 BY5:RET ;_ _ 中斷T_0(20ms延時(shí)執(zhí)行識(shí)別按鍵) _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ T_0:

21、CLR ET0PUSH PSW PUSH ACC MOV TH0, #0D8H MOV TL0, #0F0H ;"D8F0" = "55536" (20000us即20ms) LCALL SBAJ ;識(shí)別按鍵 POP ACC POP PSWSETB ET0 RETI;_ _ 中斷T_1（100ms延時(shí)）_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ T_1:CLR ET1 PUSH PSW PUSH ACC MOV TH1, #3CH MOV TL1, #0B0H ;"3CB0" = "15536&q

22、uot; (100000us即100ms) INC R3 MOV A,R3CJNE A,30H,YS MOV R3, #0SETB YANS_EN ;啟動(dòng)延時(shí)使能 YS: POP ACC POP PSW SETB ET1RETI ;_ _ 按鍵識(shí)別 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ SBAJ: ;按鍵1,2（選擇工作方式） JB P3.0, L7JNB P3.0, $ INC R1 L7:JB P3.1, L8JNB P3.1, $ DEC R1CJNER1,#0,L7MOVR1,#5L8: ;按鍵3,4（變換延時(shí)時(shí)間） JB P3

23、.2, L9JNB P3.2, $ INC R2 LCALL YSGX;調(diào)用延時(shí)數(shù)據(jù)更新L9:JB P3.3, L10JNB P3.3, $ INC R2 LCALL YSGX1;調(diào)用延時(shí)數(shù)據(jù)更新L10: ;按鍵5（暫停繼續(xù)） JB P3.4, L11JNB P3.4, $ CPLTR1L11:;按鍵6（復(fù)位）JB P3.5, L12JNB P3.5, $ MOVR1,#1L12:RET;_ _ 延時(shí)數(shù)據(jù)更新 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ YSGX: CJNE R2, #1, BS1 MOV 30H, #10 ;10x100ms即1s

24、MOV R3, #0 SJMP BS3 BS1: CJNE R2, #2, BS2MOV 30H, #5 ;5x100ms即500msMOV R3, #0 SJMP BS3 BS2:CJNE R2, #3, BS3 MOV R2, #0 MOV 30H, #2 ;2x100ms即200ms MOV R3, #0 BS3: RET YSGX1: CJNE R2, #1, BS11 MOV 30H, #2 ;2x100ms即200ms MOV R3, #0 SJMP BS33 BS11: CJNE R2, #2, BS22MOV 30H, #5 ;5x100ms即500msMOV R3, #0 SJMP BS33 BS22:CJNE R2, #3, BS33M