單片機(jī) 跑馬燈課程設(shè)計(jì)

PAGEPAGE7摘要AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低電壓、高性能CMOS8位微處理器，即單片機(jī)。AT89C2051是一種帶2K字節(jié)閃存可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除1000次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。該設(shè)計(jì)使用AT89C51芯片作為控制芯片，利用P1口連接8個(gè)發(fā)光二極管，通過(guò)I/O的值控制“跑馬燈”的亮滅,以達(dá)到顯示效果。開(kāi)始時(shí)所有燈全亮，按下按鍵S時(shí)開(kāi)始跑馬燈，再按下按鍵S時(shí)停止，再按下S時(shí)繼續(xù)，并要求有多種亮暗組合。關(guān)鍵詞：AT89C51單片機(jī)跑馬燈按鍵目錄摘要 I第一章 芯片分析和設(shè)計(jì)概述 2第一節(jié) AT89C51芯片分析 2第二節(jié)設(shè)計(jì)概述 5第二章硬件電路設(shè)計(jì) 6第三章程序部分設(shè)計(jì) 7參考文獻(xiàn) 12芯片分析和設(shè)計(jì)概述AT89C51芯片分析ATMEL的AT89S51是一種高效微控制器，將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，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。AT89C51的芯片引腳圖如下：圖1.1AT89C51引腳圖各引腳的說(shuō)明和功能分析如下：VCC：供電電壓。GND：接地。

P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。

P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)當(dāng)8051通電，時(shí)鐘電路開(kāi)始工作，在RESET引腳上出現(xiàn)24個(gè)時(shí)鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復(fù)位。初始化后，程序計(jì)數(shù)器PC指向0000H，P0-P3輸出口全部為高電平，堆棧指鐘寫(xiě)入07H，其它專(zhuān)用寄存器被清“0”。RESET由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000H地址開(kāi)始執(zhí)行程序。然而，初始復(fù)位不改變RAM（包括工作寄存器R0-R7）的狀態(tài)，特殊功能寄存器初始態(tài)特殊功能寄存器初始態(tài)ACC00HB00HPSW00HSP07HDPH00HTH000HDPL00HTL000HIPxxx00000BTH100HIE0xx00000BTL100HTMOD00HTCON00HSCONxxxxxxxxBSBUF00HP0-P31111111BPCON0xxxxxxxB8051的初始態(tài)（4-2-2）ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。

XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。

XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。振蕩器特性：XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。芯片擦除：整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫(xiě)“1”且在任何非空存儲(chǔ)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。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)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(gè)硬件復(fù)位為止。第二節(jié)設(shè)計(jì)概述本程序設(shè)計(jì)意在展示跑馬燈的色彩樣式及“跑馬”變換效果，如果將跑馬燈做大，會(huì)有很高的觀賞價(jià)值。通過(guò)對(duì)一些相關(guān)書(shū)籍資料的查閱及網(wǎng)上各種作品和代碼的瀏覽，對(duì)各種實(shí)現(xiàn)代碼的比較和優(yōu)化，總結(jié)出本程序，以較優(yōu)秀的代碼實(shí)現(xiàn)各種可控的“跑馬燈”功能。硬件系統(tǒng)部分包括顯示部分、按鍵控制部分和控制芯片。系統(tǒng)框圖如下：圖1.1系統(tǒng)框圖第二章硬件電路設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)使用89C2051芯片作為控制芯片，利用P1口連接8個(gè)發(fā)光二極管，通過(guò)P3接口連接按鍵S作控制開(kāi)關(guān)的輸入，控制開(kāi)關(guān)連接INTO中斷，通關(guān)按鍵觸發(fā)中斷響應(yīng)控制“跑馬燈”的亮滅，以達(dá)到顯示效果。開(kāi)始時(shí)所有燈全亮，按下按鍵S時(shí)開(kāi)始跑馬燈，再按下按鍵S時(shí)停止，再按下S時(shí)繼續(xù)，并設(shè)計(jì)多種亮暗組合。硬件電路連接圖如下：圖2.1硬件電路連接圖第三章程序部分設(shè)計(jì)程序設(shè)計(jì)思路：開(kāi)始時(shí)跑馬燈全亮，接著讀取按鍵狀態(tài)，當(dāng)按鍵沒(méi)有閉合時(shí)，一直在此查詢(xún)按鍵狀態(tài)；當(dāng)有按鍵真正閉合后，開(kāi)始讀程序存儲(chǔ)器，調(diào)出I/O值送給P1口，實(shí)習(xí)一次LED狀態(tài)改變。然后再檢查按鍵狀態(tài)，若無(wú)閉合，繼續(xù)讀程序存儲(chǔ)器；否則，在此循環(huán)，直到按鍵再次按下才讀程序存儲(chǔ)器。主程序的流程圖如下：圖3.1主程序流程圖主程序源代碼如下：SEQUORG0000HLJMPSTARTORG0030HSTART:MOVP1,#00H;初始化P1口，LED全亮CLR00H;清標(biāo)志位00HX2:JBS,X1LCALLDEL10;延時(shí)10MS的消抖X1:JBS,X2JNBS,$;等待按鍵松開(kāi)MOVA,#00HLOOP:JB00H,X3;判斷00H位MOVR2,AMOVDPTR,#TABMOVCA,@A+DPTR INCR2MOVP1,ALCALLDELAY;延時(shí)125MSMOVA,R2CJNER2,#85,X3;判斷讀程存是否為最后一列MOVP1,#00H;初始化P1口MOVA,#00HX3:JBS,LOOP;查詢(xún)按鍵狀態(tài)LCALLDEL10JBS,X3JNBS,$CPL00HLJMPLOOP;******************************;延時(shí)125ms;******************************DELAY:MOVR5,#5DL:MOVR4,#50DL2:MOVR3,#250DL1:DJNZR3,DL1DJNZR4,DL2DJNZR5,DLNOP RET;******************************;延時(shí)10ms;******************************DEL10:MOV7FH,#42DEL10MS:MOV7EH,#119 DJNZ7EH,$ DJNZ7FH,DEL10MSRETTAB:DB00000000bDB11111111bDB00000000bDB00000000bDB00000000bDB00000000bDB11111111bDB00000000bDB11111111bDB11111110BDB11111101BDB11111011BDB11110111BDB11101111BDB11011111BDB10111111BDB01111111BDB10111111BDB11011111BDB11101111BDB11110111BDB11111011BDB11111101BDB11111110BDB11111111BDB11111100BDB11110011BDB11001111BDB00111111BDB11001111BDB11110011BDB11111100BDB11111111BDB11110000BDB00001111BDB00001111BDB11110000BDB00001111BDB00001111BDB11110000BDB00000000BDB11100000BDB01110000BDB00111000BDB00011100BDB00001110BDB00000111BDB01111110BDB10111101BDB11011011BDB11100111BDB11011011BDB10111101BDB01111110BDB11111110BDB11111100BDB11111000BDB11110000BDB11100000BDB11000000BDB10000000BDB00000000BDB10000000BDB110000