多按键花样流水灯地设计.doc

word  摘要自人类发明计算机以来，单片机技术在社会各领域中得到了广泛的应用在流水灯控制系统中，单片机的作用更是发挥的淋漓尽致，成为此系统中的核心局部利用单片机的可编程功能，软硬件结合，来控制LED的灯的开通关断，通过丰富多彩的把戏变化，给人以不同的视觉效果，更是成为现代商业社会不可缺少吸引消费者的普遍手段本文结合单片机的突出特点，着重介绍通过单片机来实现多按键把戏流水灯的变化，主要包括其软件程序的编写、硬件电路的搭接、器件的选择，以与通过PROTEUS的仿真和PCB板的制作等 关键词: 单片机、可编程控制器、多按键把戏流水灯、准确 前言 单片微型计算机简称单片机〔single-chip microputer〕,又称为单片机微型控制器〔single-chip microcontroller〕,是由CPU、RAM、ROM、定时/计时器、I/O接口电路通过应刷电路板上的总线连成一体的完整计算机系统从1971年出现单片机的雏形开始，短短四十多年的时间里，单片机便社会各领域中得到了广泛的应用在流水灯控制系统中，单片机更是取代了由齿轮调节延迟时间的旧式控制系统，成为日后此系统中的核心局部由于单片机具有一些突出的优点：体积小、重量轻、电源单一、功耗低；功能强、价格低；数据大都在单片机部传送，运行速度快、抗干扰能力强、可靠性高，所以单片机被广泛的应用于测控系统、数据采集、智能仪器仪表、机电一体化产品、智能接口、计算机通信以与单片机的多级系统等领域。

本文主要讲的是单片机，课题名称为多按键把戏流水灯，它使我们学会了如何使用单片机控制我们日常生活中的多设备设施的应用通过本课题的设计以后，使我了解到了单片机的许多方面的应用目录摘要1前言2第一章 设计目的和要求41  设计目的42 设计根本要求4第二章 80c51单片机简介480c51单片机4引脚介绍：5总线系统：6第三章：方案设计任务分析7第四章  软件设计91 中断子程序92 跑马灯子程序93 流水灯子程序94戏水灯子程序105 循环子程序106 延时子程序11第五章：硬件系统设计121时钟与复位局部电路122主控系统133把戏灯输出控制局部14第六章：系统仿真151 Keil C51仿真152 proteus仿真18第七章：课程设计与总结20参考文献21第一章 设计目的和要求 1  设计目的 1） 掌握51系列单片机的根本硬件结构与工作原理； 2〕掌握51系列单片机的汇编语言与根本程序设计方法； 3〕学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的根本步骤与方法 2 设计根本要求 1〕选择一个I/O口控制八只流水灯2〕设置四个按键K1—K4，按下K1跑马灯，K2流水灯，K3戏水灯，K4如此循环三种控制方式。

3〕跑马灯：共8个LED逐次点亮，每隔100ms点亮一个LED，点亮100ms后关闭4〕流水灯：共8个LED逐次点亮，每隔100ms点亮一个LED，点亮100ms后下一个LED点亮，当所有LED灯全部点亮后，延时100ms，然后全灭；然后继续上次操作5〕戏水灯：共8个LED，第一次1、3、5、7号灯点亮，延时100ms，关闭，延时100ms，2、4、6、8号灯点亮，延时100ms，关闭，延时100ms然后继续上次操作第二章 80c51单片机简介 80c51单片机 80C51单片机属于MCS-51系列单片机，由Intel公司开发，其结构是8048的延伸，改良了8048的缺点，增加了如乘〔MUL〕、除〔DIV〕、减〔SUBB〕、比拟〔PUSH〕、16位数据指针、布尔代数运算等指令，以与串行通信能力和5个中断源采用40引脚双列直插式DIP〔Dual In Line Package〕，有128个RAM单元与4K的ROM80C51有两个16位定时计数器，两个外中断，两个定时计数中断，与一个串行中断，并有4个8位并行输入口80C51部有时钟电路，但需要石英晶体和微调电容外接，本系统中采用12MHz的晶振频率。

由于80C51的系统性能满足系统数据采集与时间精度的要求，而且产品产量丰富来源广，应用也很成熟，故采用作为控制核心MCS-51系列单片机部采用模块式结构，其结构组成框图如如下图引脚介绍：引脚是单片机和外界进展通信的通道连接点，用户只能通过引脚组建控制系统从应用的角度来看，引脚的应用是单片机应用的一个重要根底因此熟悉引脚是学习应用单片机的根底　　单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚⒈ 电源: VCC - 芯片电源，接+5V；⑵ VSS - 接地端；⒉ 时钟:　　XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端⒊ 控制线:控制线共有4根，⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片EPROM编程脉冲 ① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址② PROG功能：片有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲⑵ PSEN:外ROM读选通信号⑶ RST/VPD:复位/备用电源① RST〔Reset〕功能：复位信号输入端② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源⑷ EA/Vpp:外ROM选择/片EPROM编程电源① EA功能：外ROM选择端② Vpp功能：片有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。

⒋ I/O线　　80C51共有4个8位并行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〕P0口输入时需要接上拉电阻才能置1：   MCS-51系列单片机的引脚封装主要有： PDIP40、PLCC44和PQFP/TQFP44不同封装的芯片其引脚的排列位置有所不同，但他们的功能和特性都一样方形封装〔PLCC44和POFP/TQFP44〕有44引脚，其中4个NC为空引脚采用40引脚PDIP封装的80C51单片机的引脚排列与逻辑符号如如下图 引脚示意图 由于工艺与标准化等原因，芯片的引脚数量是有限的，但单片机为实现控制所需要的信号数目却远远超过其引脚数目为解决这一矛盾，单片机的某些信号引脚被赋予双重功能PDIP封装的80C51单片机的引脚排列与逻辑符号图总线系统：所谓总线，就是连接单片机与各外部器件的一组公共的信号线当系统要求扩展时，单片机要与一定数量的外部器件和外围设备连接如果各部件与每一种外围设备都分别用各自的一组线路与CPU直接连接，那么连线将会错综复杂，甚至难以实现为了简化硬件电路的设计和系统结构，常用一组线路，并配以适当的接口电路来与各个外部器件和外围设备连接，这组共用的连接线路就是总线。

采用总线结构便于扩展外部器件和外围设备，而统一的总线标准如此使不同设备间的互连更容易实现 利用片外引脚可以构造MCS-51系列单片机的三总线结构单片机的引脚除了电源端VCC、接地端VSS、复位端RST、晶振接入端XTAL1和XTAL2、通用I/O口的P1.0~P1.7以外，其余的引脚都是为实现系统扩展而设置的用这些引脚构造的单片机系统的三总线结构如如下图MCS-51系列单片机片外三总线结构第三章：方案设计任务分析 I/O口与总线分配：采用标准80c51单片机作为控制器；采用P2口作为输出口控制八个LED的亮灭；P1口为输出口，P1.0,P1.1,P1.2,P1.3分别与四个开关K1,K2,K3,K4相连作为输入控制口，采用外部中断的控制方式控制各种把戏灯的开通采用以上结构，考虑到只有8个LED灯，所选单片机的I/O口完全够用，不需外部扩展该系统具有电路简单，设计方便，显示亮度高，显示准确，耗电较少，可靠性高等特点把戏流水灯控制系统软件流程图  第四章  软件设计 1 中断子程序 T0INT: JNB P1.0,PAOMA1 JNB P1.1,LIUSHUI2 JNB P1.2,XISHUI3 JNB P1.3,XUNHUAN4 ;判0转移到相应亮灯方式 MOV P2,#0FFH ;P2口至高电位，关闭所有LED RETI ;中断返回  2 跑马灯子程序 先让P2口全部为高电平，让后让P2.1口点亮，考虑到人眼的视觉暂停效应，延时100ms,在通过移位指令依次点亮别的口，没点亮一个灯延时100ms. PAOMA1: ;跑马灯程序 MOV P2,#0FFH MOV A,#0FEH LOOP1: MOV P2,A LCALL DELAY RL A JNB P1.0,LOOP1 ;开关闭合继续循环执行 SJMP T0INT ;返回到T0INT继续判断 3 流水灯子程序 依次点亮八个LED灯，没点亮一个延时100ms,当全部点亮时，延时100ms,关闭所有的LED灯，继续从头开始循环。

 LIUSHUI2: ;流水灯程序 CLR P2.0 ;点亮P2.0口 LCALL DELAY CLR P2.1 LCALL DELAY CLR P2.2 LCALL DELAY CLR P2.3 LCALL DELAY CLR P2.4 LCALL DELAY CLR P2.5 LCALL DELAY CLR P2.6 LCALL DELAY CLR P2.7 LCALL DELAY MOV P2,#0FFH ;P2口熄灭 LCALL DELAY JNB P1.1,LIUSHUI2 ;假设开关闭合如此循环执行 SJMP T0INT  4戏水灯子程序 先点亮1、3、5、7号LED延时100ms后关闭，再点亮2、4、6、8号LED，延时100ms后关闭，循环执行上述程序 XISHUI3: ;戏水灯程序 MOV P2,#55H ;点亮1,3,5,7号灯 LCALL DELAYMOV P2, #0FFH ;熄灭1,3,5,7号灯LCALL DELAY MOV P2,#0AAH ;点亮2,4,6,8号灯 LCALL DELAYMOV P2 ,#0FFH ;熄灭2,4,6,8号灯LCALL DELAY JNB P2.2,XISHUI3 ;循环点亮P2口SJMP T0INT5 循环子程序 XUNHUAN4: ;顺序循环执行三种把戏灯 MOV P2,#0FFH MOV A,#0FEH LOOP2: MOV P2,A LCALL DELAY RL A P2.7,LOOP2LCALL DELAYING CL。