左右來回循環(huán)的流水燈試驗(yàn)報(bào)告

1、青島科技大學(xué)微機(jī)原理與接口技術(shù)綜合課程設(shè)計(jì)（報(bào)告）題目直流電機(jī)控制綜合實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師學(xué)生姓名學(xué)生學(xué)號(hào)周艷平宋雪英0908610211信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院院（部）計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)09612012一白三：摘要21、單片機(jī)概述22、仿真軟件介紹23、需求分析2一、課程設(shè)計(jì)目的3二、課程設(shè)計(jì)要求3三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容31、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求32、系統(tǒng)分析31）.硬件電路設(shè)計(jì)（畫出原理圖、接線圖）42）軟件框圖53、用keil建項(xiàng)目流程74、程序清單74、系統(tǒng)調(diào)試9四、設(shè)計(jì)總結(jié)（結(jié)論）10摘要近年來，隨著電子技術(shù)和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，單片機(jī)的檔次不斷提高，起應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴(kuò)大，已在工業(yè)控制、尖端科學(xué)、智能儀器儀表、

2、日用家電、汽車電子系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化設(shè)備、個(gè)人信息終端及通信產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用、成為現(xiàn)代電子系統(tǒng)中最重要的智能化的核心部件。而AT89C51就是其中一種，它是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能CMO8位微處理器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。本課程設(shè)計(jì)介紹一種LED小燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，以單片機(jī)作為主控核心，與按鍵、排阻、電阻、電容等較少的輔助硬件電路相結(jié)合，利用軟件實(shí)現(xiàn)對LED燈進(jìn)行控制。能夠通過按鍵控制8個(gè)LED小燈從左到右依次點(diǎn)亮。關(guān)鍵字：單片機(jī)、LED流水燈1、單片機(jī)概述單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是頗具生命力的機(jī)種。單片

3、機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。通常，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路等。因此，單片機(jī)只需要和適當(dāng)?shù)能浖巴獠吭O(shè)備相結(jié)合，便可成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。單片機(jī)經(jīng)過1、2、3、3代的發(fā)展，目前單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，它們的CPU功能在增強(qiáng)，內(nèi)部資源在增多，引角的多功能化，以及低電壓底功耗。2、仿真軟件介紹(1).Keiluv3運(yùn)行Keiluv3新建工程：菜單“Preject-NewPreject,保存為*.uv2,選擇芯片型號(hào)，copy否新建文件：菜單“File-New，保存為*.c,編寫程序

4、將源文件添加到工程：在左側(cè)projectworkspace的sourcegroup1點(diǎn)右鍵選擇addfile加入*.c設(shè)置工程：點(diǎn)菜單欄上的泮、選Target,設(shè)晶振值；選Output,點(diǎn)createHexfile以生成少些文件；選Debug,選擇軟件仿真(simulator)或硬件仿真(KeilMonitor)方式。編譯鏈接：點(diǎn)菜單欄上的啰;進(jìn)行編譯，或點(diǎn)菜單欄上的盅進(jìn)行編譯鏈接，或點(diǎn)菜單欄上的朝進(jìn)行重新編譯鏈接，或點(diǎn)菜單欄上的后停止編譯。編譯鏈接后生成*.hex文件，可燒寫到單片機(jī)。(2).Proteus使用Proteus仿真點(diǎn)擊單片機(jī)，在ProgramFiles處選擇*.hex文件，OK

5、,進(jìn)行仿真RESPACK-8排阻，就是好多電阻連載一起，有一個(gè)公共端，1端為公共端接VCC(上拉)或地(下拉)一般接在51單片機(jī)P0口，因P0口內(nèi)沒有上拉電阻，不能輸出高電平，所以要接上拉電阻。3、需求分析隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，人們越來越追求審美和新穎，而流水燈就是其中一種，以前簡單的照明工具變得越來越多樣化，流水燈的千姿百態(tài)恰能給人一種視覺沖擊，現(xiàn)在不管大街小巷我們都可以隨處可見這種變幻萬千的流水燈，而這種流水燈我們可以產(chǎn)用電子電路去設(shè)計(jì)，我們主要可以用裝套控制器和狀態(tài)譯碼器來實(shí)現(xiàn)燈光的流水效果，但是現(xiàn)在我們可以用單片機(jī)AT89C51來實(shí)現(xiàn)，因?yàn)槠湎鄬τ陔娮与娐酚忻黠@的優(yōu)越性，控制硬件電路比較

6、簡單，軟件方面程序也不復(fù)雜，因此制作的遠(yuǎn)離簡單，但功能作用并不低于電子電路設(shè)計(jì)的，由于它的小巧方便、通俗易懂，所以我們往往采用單片機(jī)來做流水燈。一、課程設(shè)計(jì)目的微機(jī)原理和接口技術(shù)是一門實(shí)踐性強(qiáng)的學(xué)科，相關(guān)知識(shí)僅靠學(xué)習(xí)教科書不能很好的掌握，必須通過實(shí)踐才能比較直觀和深刻的理解。在綜合課程設(shè)計(jì)過程中，學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，選擇一個(gè)綜合性的設(shè)計(jì)題目，根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定實(shí)驗(yàn)方案，選擇合適的器件，進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)電路連接，編寫調(diào)試程序，完成設(shè)計(jì)任務(wù)。通過課程設(shè)計(jì)課程，可檢驗(yàn)學(xué)生在微機(jī)原理與接口綜合應(yīng)用方面分析問題與解決問題的能力，從而幫助學(xué)生系統(tǒng)地掌握微機(jī)原理的接口技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，達(dá)到將知識(shí)融會(huì)貫通的目的。

7、同時(shí)給學(xué)生提供更多、更好的訓(xùn)練機(jī)會(huì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。二、課程設(shè)計(jì)要求綜合利用微機(jī)原理與接口課程所學(xué)的各種知識(shí)，設(shè)計(jì)一套具有一定功能、實(shí)用價(jià)值的應(yīng)用系統(tǒng)，(1)必須用和微機(jī)系統(tǒng)相關(guān)的知識(shí)設(shè)計(jì)題目；(2)確定設(shè)計(jì)任務(wù)后，明確題目要求，查找資料提出設(shè)計(jì)方案；(3)獨(dú)立設(shè)計(jì)、編程、調(diào)試和驗(yàn)證所設(shè)計(jì)系統(tǒng)；(4)系統(tǒng)必須能夠演示、運(yùn)行或得到仿真結(jié)果；(5)完成設(shè)計(jì)任務(wù)后撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告；三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1、設(shè)計(jì)任務(wù)與要求設(shè)計(jì)任務(wù)：在AT89S52-I開發(fā)板上實(shí)現(xiàn)8個(gè)發(fā)光LED“流水”的現(xiàn)象即8只LED左右來回點(diǎn)亮，并通過編寫程序控制流水現(xiàn)象。要求：點(diǎn)亮第一個(gè)流水燈，然后熄滅，接著點(diǎn)亮第二個(gè)流水燈，熄滅；點(diǎn)

8、亮第三個(gè)，到最后點(diǎn)亮第八個(gè)燈，熄滅；點(diǎn)亮第七個(gè)燈，依次到第一個(gè)燈，然后循環(huán)實(shí)現(xiàn)流水。程序利用循環(huán)移位函數(shù)_crol_和_50_形成來回滾動(dòng)的效果。8只LED左右來回點(diǎn)亮：接在P0口的8個(gè)LED從左到右循環(huán)依次點(diǎn)亮，然后右到左循環(huán)依次點(diǎn)亮，產(chǎn)生左右循環(huán)走馬燈效果2、系統(tǒng)分析MCS-51系列單片機(jī)有四組8位并行I/O口無作P0、P1、P2和P3。每組I/O口內(nèi)部都有8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器、8位數(shù)據(jù)輸出鎖存器及數(shù)據(jù)輸出驅(qū)動(dòng)等電路。四組并行I/O端I叩手以按字節(jié)操作又可以技泣操作。當(dāng)其茨；殳仃二J展中,部器fTE寸I/O郊口用作雙扃輸入輸出.1一系統(tǒng)作外帝獷展時(shí)a/tlPRP2口作系統(tǒng)地址和數(shù)據(jù)總線、P3

9、口后第一功能與MCS-51的內(nèi)部功能器件配合使用。以P1口為例：P1口的位結(jié)構(gòu)作輸出時(shí)輸出0時(shí)將0輸出到內(nèi)部總線上在寫鎖存器信號(hào)控制下寫入鎖存器鎖存器的反向輸出端輸出1下面的場效應(yīng)管導(dǎo)通輸出引腳成低電平。輸出1時(shí)下面的場效應(yīng)管截止上面的上拉電阻使輸出為1。作輸入時(shí)P1端口引腳信號(hào)通過一個(gè)輸入三態(tài)緩沖器接入內(nèi)部總線再讀引腳信號(hào)控制下引腳電平出現(xiàn)在內(nèi)部總線上。I/O口的注意事項(xiàng)如果單片機(jī)內(nèi)部有程序存貯器不需要擴(kuò)展外部存貯器和I/O接口單片機(jī)的四個(gè)口均可作I/O口使用四個(gè)在作輸入口使用時(shí)均應(yīng)先對其寫以避免誤讀PQ作I/O口用時(shí)應(yīng)外接10K的上拉電阻其它則可不必P2可某幾根線作地址使用時(shí)剩下的線不能作

10、I/O線使用內(nèi)口的某些口線作第二功能時(shí)剩下的線可以單獨(dú)作I/O線使用。1） .硬件電路設(shè)計(jì)（畫出原理圖、接線圖）繪制流水燈原理圖假設(shè)元器件參數(shù)為ci=c2=20pf、c3=IOufRl=R2=R3=R4=R5=R6=R7=R8=470姆、R9=10k歐姆晶振=12M;VCC=5V?？傠娐穲D如圖1所示卜KTAL1POWADOPDUADIPO2/AD2XTAL2PO前AD3P0.4/AD4.PD5/AD5PQWACMRSTPO7/AO7P2.0/A8P2T/A9P22/A10PSENP2.3M11ALEP2.4/A12EAP2.aTA14P27/M5P1.DP3.0RXDM.1P3.1/TXDP1

11、.2ra.ziNTOP1.3PIJINTMP1.4PSATTOP1.5P.SfTIP1.BP3.6WRP1.7P37RDat怒51圖1流水燈原理圖繪制流水燈接線圖:圖2繪制流水燈接線圖2） .選用AT89C51的弓I腳功能XTAL1:單芯片系統(tǒng)時(shí)鐘的反向放大器輸入端。XTAL2:系統(tǒng)時(shí)鐘的反向放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英震蕩晶體系統(tǒng)就可以工作了，此外可以在兩引腳與地之間加入20PF的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪音干擾而死機(jī)。RESET重置引腳，高電平動(dòng)作，當(dāng)要對晶體重置時(shí)，只要對此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)及其周期以上的時(shí)間便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)

12、動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)。P0:端口0是一個(gè)8位寬的開路汲汲雙向輸出入端口，共有8個(gè)位，P0.0表示0,P0.1表示1,以此類推。P2:端口2是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，每一個(gè)引腳可以推動(dòng)4個(gè)LS的TTL負(fù)載，若將端口2的輸出設(shè)為高電平時(shí)，此端口便能當(dāng)成輸入端口來使用。4.說明如圖所示，S1為復(fù)位開關(guān)，S2、S3、S4分別為切換不同流水效果的開關(guān)，P2口控制LED燈D1D7的顯示，P0口作為LED的輸出控制。當(dāng)按下S2后能實(shí)現(xiàn)D1和D7同時(shí)亮其他不亮，然后D2和D6亮，依此類推。當(dāng)按下復(fù)位S1,然后按下S2實(shí)現(xiàn)LED燈從D7到D1循環(huán)亮，按下S1然后按下S3實(shí)現(xiàn)

13、LED從D1到D7的循環(huán)亮。3)軟件框圖卜面是8只LED左右來回點(diǎn)亮的流程圖8只LED左右來回點(diǎn)亮的程序流程圖3、用keil建項(xiàng)目流程1）、運(yùn)行keil2軟件，啟動(dòng)后，點(diǎn)擊Project菜單新建項(xiàng)目，新建項(xiàng)目后，選擇為AT89C51的仿真單片機(jī)的型號(hào)，單擊File選才NNew新建程序文件，彳存后，右擊SourceGroup1添加入程序文件。2）、編寫程序，右擊Target1打開設(shè)置輸出HEX窗口，如圖3所示:iXl圜XSTarget1一2L#include”gESelectDeviceforTarget-TargstI1ncOptionsforTargetTargetOpenFilI卷IReb

14、uildtarget圖3打開設(shè)置輸出HEX窗口HEXt彳,3）、設(shè)置輸出HEX文件，勾選上Output下的CreateHEXFi:,單擊確定保存，運(yùn)行程序得到如圖4所示：OptionsfurTarpet1TargetTargetOutput|ListingC51A51jBL51LocateEI5LMise|*Executabledisa：CreateExecutable：,VdisanbuVDebugInformaticErsvrstInfcrmatiIJCreateHEXri：HEKKEX-30圖4設(shè)置輸出HEX文件4、程序清單#include#include#defineucharunsi

15、gnedchar#defineuintunsignedint/延時(shí)voidDelayMS(uintx)(uchari;while(x-)(for(i=0;i120;i+);/主程序voidmain()(uchari;P2=0x01;while(1)(for(i=0;i7;i+)(P2=_crol_(P2,1);/P2的值向左循環(huán)移動(dòng)DelayMS(150);for(i=0;i7;i+)(P2=_cror_(P2,1);/P2的值向右循環(huán)移動(dòng)DelayMS(150);代碼解釋：(1) #include預(yù)處理命令，包含頭文件，通用格式#include,類似的頭文件reg52.h/AT89X51.h

16、/AT89X52.h,基本一樣，只在使用時(shí)對位的定義不一樣at89x51.h文件中對P1.1的操作是寫成P1_1;reg51.h文件中的操作則寫成P1A1Oat89x5*特指ATME公司的系列單片機(jī)reg5*指所有52系列的單片機(jī)。reg52是對reg51的擴(kuò)充，增加了T2和DPTR1可認(rèn)為reg51是reg52的子集。sfrP0=0x80;/定義P0的I/O端口，其地址為80H在keil中，sfr與sfr16用于定義8051的特殊功能寄存器，其中sfr用來定義8為特殊功能寄存器，sfr16用來定義16位特殊功能寄存器(2) #includeC51單片機(jī)頭文件包含以下函數(shù)：_crol_字符循環(huán)

17、左移，_cror_字符循環(huán)右移，_irol_整數(shù)循環(huán)左移，_iror_整數(shù)循環(huán)右移，_lrol_長整數(shù)循環(huán)左移，_lror_長整數(shù)循環(huán)右移，_nop_空操作8051NOP指令，_testbit_測試并清零位8051JBC指令。例：unsignedinty;y=0x00ff;y=_irol_(y,4);無符號(hào)整型y循環(huán)左移4位。(3)voidmain(void)主函數(shù)無返回值，void是空的意思，main()是主函數(shù)，也可以定義為intmain(),表示有返回值，需在函數(shù)最后用return返回結(jié)果(3) while()while循環(huán)，當(dāng)()中返回結(jié)果非0時(shí)循環(huán)，先判斷是否符合循環(huán)條件在執(zhí)行。僅當(dāng)

18、括號(hào)中為0時(shí)(為真)退出循環(huán)如while(P1_1)表示當(dāng)P1_1=1時(shí)循環(huán)如while(P1_1=0)表示當(dāng)P1_1=0時(shí)結(jié)果為真，返回1時(shí)循環(huán)如while(1)表示循環(huán)控制變量為常數(shù)1,一直循環(huán)，一般在循環(huán)體內(nèi)放break跳出循環(huán)while(1);一直循環(huán)；while(a-);a減到0時(shí)退出循環(huán)；while(a-);a減到0前一直執(zhí)行內(nèi)的循環(huán)。4、系統(tǒng)調(diào)試8只LED左右來回點(diǎn)亮的調(diào)試結(jié)果：點(diǎn)亮第一個(gè)流水燈，然后熄滅，接著點(diǎn)亮第二個(gè)流水燈，熄滅；點(diǎn)亮第三個(gè)，實(shí)現(xiàn)流水式的左右來回點(diǎn)亮。占11X1間kXTAllPDHTAHPC.WABI-t，ri_1IXTAI71T加拿汽修-iRV口后1算屈HRFCJ/ADT-.,A-MRS-IF2.VW-口jFTTP.Z3AHriJJEFZ*息也盲PLR口T-1FZJ9A.14.FZJ值咨1.P10,mug-TFIJIF3_1iT5e門hue-P13p1，叮/!百LfmjseF1jSP3.&W-,F17fS.t/FTC1四、設(shè)計(jì)總結(jié)（結(jié)論）設(shè)計(jì)心得：通過本次的實(shí)驗(yàn)熟悉keil仿真軟件、proteus仿真軟件的使用。了解并熟悉單