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1、单片机课程设计实验报告课程名称:心形流水灯学院:电子与物理通信学院专业:生物医学工程姓名:王博 秦显富 万立强指导老师:郑娟娟目录一、总体设计2二、硬件设计4三、设计步骤7四、软件设计11五、软件调试16六、心得体会17七、参考文献18 总体设计思路1设计思路本课题使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。因此，本流水灯实际上就是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、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为
2、高电平；同理，接在P1.1P1.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。同样的道理，可以让8个灯左移点亮，全亮、全灭。在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。 元件名称型号数量/个用途单片机AT89C511控制核心晶振12MHZ1晶振电路电容33pF2晶振电路电阻22016显示电路电源+5v1提供电源拨码开关BUTTON5发出信号数码管7SEG-MPX1-CC
3、8显示电路2.原件清单二、硬件设计1AT89C511.芯片（AT89C51） 1）主要特性： 与MCS-51兼容 4K字节可编程闪烁存储器 寿命：1000写/擦循环 数据保留时间：10年 全静态工作：0Hz24Hz 三级程序存储器锁定 128*8位内部RAM 32可编程I/O线 5个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内震荡器和时钟电路2）管脚说明：电源引脚 Vcc（40脚）：典型值5V。 Vss（20脚）：接低电平。外部晶振 XTAL1、XTAL2分别与晶振两端相连接。输入输出口引脚： P0口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”。 P1口：I/O双向口。作输入口时，应
4、先软件置“ 1”。 P2口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”。 P3口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”。控制引脚： RST、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp组成了MSC-51的控制总线。 RST（9脚）：复位信号输入端（高电平有效）。 ALE/-PROG(30脚）：地址锁存信号输出端。 第二功能：编程脉冲输入。 -PSEN（29脚）：外部程序存储器读选通信号。 -EA/Vpp(31脚）：外部程序存储器使能端。 第二功能：编程电压输入端（+21V）。3）AT89C51单片机的P口特点： P0口：是一个8位漏极开路输出型双向I/O端口。作为输出端口时，每位能
5、以吸收电流的方式驱动8 个TTL输入，对端口写1时，又可作高阻抗输入端用。在访问外部程序或数据存储器时，它是时分多路转换的地址（低8位）/数据总线，在访问期间将激活内部的上拉电阻。 P1口：P1口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P1口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。P2口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（Iil）。 P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过
6、内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。P2口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（Iil）。在访问外部程序存储器时和16位外部地址的外部数据存储器（如执行 MOVX DPTR）时，P2口送出高8位地址。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行 MOVX RI）时，P2口引脚上的内容（就是专用寄存器(SFR)区中的P2寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。 P3口：P3口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P3口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。P3口作
7、输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（Iil）。 2、系统框图3、程序框图开关输入AT89C5单片机流水灯三 、设计步骤1硬件设计硬件系统是指构成微机系统的实体和装置，通常由运算器、控制器、存储器、输入接口电路和输入设备、输出接口电路和输出设备等组成。单片机实质上是一个硬件的芯片，在实际应用中，通常很难直接和被控对象进行电气连接，必须外加各种扩展接口电路、外部设备、被控对象等硬件和软件，才能构成一个单片机应用系统。本设计选用以AT89S51单片机为主控单元。显示部分：8个LED灯循环亮灭。2单片机时钟电路时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身
8、就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。在MCS-51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚X1，输出端为引脚X2，在芯片的外部跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。 此电路采用12MHz的石英晶体。时钟电路如下图：图23复位电路 电阻的作用是用于上电复位的，VCC以上电，由于电容两端电压不能突变，所以RST上为高电平，然后电容放电，RST就为低电平了，还可以用手动复位，此电路应用自动复位。图34控制电路控制电路用于控制工作电路的工作情况，根据要求来控制电路，本电路的控制电路用来控制流
9、水灯的工作情况，当按下1、2、3、4各个开关时，电路具有左移、右移、全亮、全没的功能，具体的控制电路如下：图45. 数码管显示电路数码管用于显示当前流水灯工作于哪个状态，属于共阴型数码管，1 到5对应的码分别为00101000B,11001101b ,01101101b,00101011b,01100111B6工作电路1） 工作电路就是根据总的电路的指令，来反应工作情况。本电路的流水灯电路具体的如下： 图52）根据各个模块的功能及他们的信号传输，连接电路如下：图6四、软件设计1设计要求本系统的功能就时实现流水灯的循环点亮，主要有五个功能，第一，按下第一个按钮，16个彩灯闪烁，按下第二个，彩灯间
10、隔闪烁，按下第三个，四个灯循环右移，按下第四个，六个彩灯循环左移，按下第五个键，两个灯循环右移。彩灯用16个发光二极管代替。电路具有的控制彩灯点亮右移、左移、全亮及全灭的功能用按键切换彩灯状态，彩灯两点移动时间间隔为150毫秒。2.程序流程图2.程序设计ORG 0000HLJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV R0,#20 JNB P0.0,LOOP1 ;判断是否有键按下 JNB P0.1,LOOP2 JNB P0.2,LOOP3 JNB P0.3,LOOP4 JNB P0.4,LOOP5 AJMP MAIN ;若没键按下返回重新判断LOOP1:CLR AMOV R0,#20S
11、0: MOV B,#028H;数码管显示1 MOV P2,B LCALL DELAY ;调用延时 MOV P1,A MOV P3 ,A ;闪烁 LCALL DELAY ;调用延时 CPL A ;取反 MOV R4,P0 CJNE R4,#0FFH,main ;判断是否有键按下，若有返回主程序 DJNZ R0,S0 MOV R0,#20 ;循环20次 LOOP2: MOV A,#10101010B S1: MOV B,#11001101b ;数码管显示2 MOV P2,B LCALL DELAY;间隔闪烁 MOV P1,A MOV P3,A LCALL DELAY CPL A MOV R4,P0 CJNE R4,#0FFH,main DJNZ R0,S1 MOV R0,#20LOOP3: MOV A,#00111111b S2: MOV B,#01101101b;数码管显示3 MOV P2,B LCALL DELAY;两个灯循环右移 MOV P1,A MOV P3,A RR A LCALL DELAY MOV R4,P0 CJNE R4,#0FFH,main DJNZ R0,S2 MOV R0,#20LOOP4:MOV A,#11000111BS3: MOV B,#00101011b ;数码管显示4 MOV P2,B LCALL DELAY;三个灯循环左移 MOV P1,A
