可控流水灯单片机设计

单片机原理与应用技术课程设计报告多模式速度可调流水灯学院：专业班级：学号：姓名：指导教师：年月日I目录摘要.......................................................................................................................................II1引言...................................................................................................................................12课题综述..........................................................................................................................12.1课题的来源...............................................................................................................12.2课题的意义...............................................................................................................12.3预期的目标...............................................................................................................12.4面对的问题...............................................................................................................12.5课题的技术...............................................................................................................23系统分析..........................................................................................................................33.1涉及的基础知识.......................................................................................................33.28051单片机引脚图及引脚功能介绍...................................................................33.3解决问题的基本思路..............................................................................................44系统设计..........................................................................................................................54.1硬件设计....................................................................................................................54.2软件设计....................................................................................................................54.3硬件原理图...............................................................................................................64.4设计主要功能...........................................................................................................65代码编写..........................................................................................................................76程序调试........................................................................................................................117实物效果展示.................................................................................................................11结论.................................................................................................................................13参考文献......................................................................................................................14单片机原理及其接口技术课程设计II摘要单片机是一种集成电路芯片，采用超大规模技术，把具有数据处理能力的微处理器、随机存取数据存储器、只读程序存储器、输入输出电路、可能还包括定时计数器、串口通信口、显示驱动电路，脉宽调制电路、模拟多路转换器及A/D转换器等电路集成到一块芯片上，构成一个最小而完善的计算机系统。这些电路在软件的控制下准确、迅速、高效地完成程序设计者事先规定的任务。对可控流水灯设计通过编写代码实现8个LED灯5种流水灯显示方式。在设计中主要采用8051这款芯片作为控制主体，用发光二极管来作为显示灯，用按钮来切换流水灯的发光方式同时外接两个七段显示发光二极管来显示流水灯的发光模式和速度模式。系统通过P2口外接8个发光二极管，P3口接3个按键，一个按键进行方式选择，数码管显示方式编号；用三个键来控制流水灯流动的速度。数码管接在8051的P0口和P1口上，而流水灯的放光二极管经过排阻接在P2口上。利用Keil51软件对汇编程序进行编辑与调试编译和STC下载软件将编译好的程序烧录到单片机中，最终能够得到实物效果的显示。关键词：单片机8051；可控流水灯；Keil51单片机原理及其接口技术课程设计11引言单片机课程设计主要是为了让我们增进对单片机芯片电路的感性认识，加深对理论方面的理解。了解软硬件的有关知识，并掌握软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现应用系统打下良好基础。另外，通过简单课题的设计练习，使我们了解必须提交的各项工程文件，达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。2课题综述2.1课题的来源当今社会，随着科学技术的进步和电子产业的迅猛发展，这种由单片机芯片控制各种硬件工作的技术也日益成熟，并普及在交通、化工、机械等各个领域。而流水灯这项技术在生活中的应用更是广泛，较为贴近生活。而流水灯控制的设计所需要的知识也正好吻合了我们本学期对于单片机这门课程的学习，所以设计流水灯控制的这个课题让我们对知识的学习和巩固都有了进一步的加深。2.2课题的意义这次单片机课程设计是为了通过对单片机编程设计控制LED灯流水闪亮的设计加强学生团队配合的能力和创造力；综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。能够让学生深入真是的体会到所学的理论知识和实践相结合的过程，并融入的所学知识的海洋里，从中找出自身的不足并加以改正。2.3预期的目标对8个LED灯设计5种流水灯显示方式，用一个按键进行方式选择，并用一个数码管显示方式编号；另用三个键来控制流水灯流动的速度，并用一个数码管显示速度等级。2.4面对的问题这次课程设计是通过8051单片机实现。由于硬件设备学校实验室以为我们准备好，并且实现我们预期的课程设计目标无需对已有硬件设备进行改善，所以基本不存在硬件方面的问题，如果中途发现需对硬件进行些许改善，我们也会运用所学知识解决；那么此次我们的设计将要面临的主要问题即为软件如何设计才能实现我们的预期目标，也就是实现流水灯控制功能的程序编辑；最后就是需要将我们的软件设计与已有的硬件相结合，并经过调试展示出我们实物效果。2.5课题的技术通过编程达到LED灯的显示方式、模式切换按钮的控制、亮灯速度的按键控制等技术、两个数码管分别显示速度等级和亮灯模式。单片机原理及其接口技术课程设计33系统分析3.1涉及的基础知识8051单片机原理。8051单片机硬件接口技术：P2口外接八个LED灯和P3口外接按键，以及P0口和P1口分别接共阳极的数码管。8051单片机指令系统：规定8051单片机内操作的语句或命令。八段数码管的显示：向数码的显示送数，控制系统的显示部分。3.28051单片机引脚图及引脚功能介绍本次实习的目的在于加深8051单片机的理解，首先来简单认识一下，它的引脚如图3-1所示：图3-180C51的引脚图80C51有40条引脚，共分为端口线、电源线和控制线三类。1．端口线（4×8=32条）:I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。2．电源线（2条）:VCC为+5V电源线，VSS为接地线。3．控制线（6条）:（1）ALE/PROG——————：地址锁存允许/编程线。ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址；PROG——————功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。（2）PSEN:外ROM读选通信号。（3）RST/VPD:复位/备用电源。RST（Reset）功能：复位信号输入端。VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。（4）EA———/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。EA———功能：内外ROM选择端。Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。4．XTAL1、XTAL2：晶体振荡电路反相输入端和输出端。3.3解决问题的基本思路预先按键选择三种不同等级速度中的一种，编一个实现延时控制的调用程序，来提供亮灯速度的控制。选定用循环移位法来实现亮灯程序的，所以在一种设计好一种亮灯方式的前提下编程实现一个循环结构体，分别来实现五种不同的亮灯方式。4系统设计4.1硬件设计按照单片机系统扩展与系统配置状况，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。8051单片机是本次课程设计运用的主要原件。流水灯控制设计是用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