课程设计
设计名称：多按键花样流水灯
学年学期：2014-2015学年第二学期课程名称：单片机原理及应用课程设计专业年级：12级电气工程及其自动化姓名：秦磊
学号：2012012081
提交日期：2014年6月15号
成绩：
指导教师：许景辉甘学涛
摘要：当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，一般被单片机智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，智能控制与自动控制的核心就是单片机。而C51系列单片机就是其中一种，它具有较大内存还可以方便扩展，接口简单，与keil等编程软件易于结合，操作方便，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案，是时常被用对象。
关键词：单片机流水灯 keil 程序
目录
前言 (4)
第一章设计目的及要求 (5)
1.1 设计目的 (5)
1.2 设计基本要求 (5)
1.2.1、课程设计要求 (5)
第二章方案设计 (6)
2.1、几种常见的跑马灯 (6)
2.2、研究背景 (6)
2.3 方案设计任务分析 (6)
第三章主要元器件介绍 (7)
3.1 AT89C51单片机介绍 (7)
3.1.1 AT89C51芯片简介 (7)
3.1.2 引脚说明 (8)
第四章硬件电路设计 (10)
4.1硬件系统的设计要求 (10)
4.2 主控系统 (11)
4.3花样灯输入及中断控制模块 (11)
4.4 花样灯输出控制部分 (12)
4.5 时钟及复位部分电路 (12)
4.5.1时钟电路 (12)
第五章软件设计及主要子程序 (14)
5.1、软件设计思路 (14)
第六章系统仿真与调试 (18)
6.1、Keil编译 (18)
6.2、Protues仿真平台 (18)
6.2.1、Protues仿真简介及部分模块仿真 (18)
6.2.2、硬件电路总图与仿真 (19)
6.2.3、PCB板的生成 (19)
第七章操作说明 (21)
7.1 方式一操作说明 (21)
7.2 方式二操作说明 (21)
7.3 方式三操作说明 (22)
7.4 方式四操作说明 (22)
第八章课程设计总结 (24)
附录 (25)
1 中断子程序 (25)
2 跑马灯子程序 (25)
3 流水灯子程序 (25)
4戏水灯子程序 (26)
5 延时子程序 (26)
参考文献 (28)
前言
近年来，随着电子技术和微型计算机的发展，单片机的档次不断提高，起应用领域也在不断的扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到广泛的应用、成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。单片微型计算机简称单片机（single-chip microcomputer）,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。
[1]随着现代社会的发展，人们越来越追求审美和新颖，而流水灯就是其中一种，以前简单的照明工具变得越来越多样化，流水灯的千姿百态恰能给人一种视觉冲击，现在不管大街小巷我们都可以随处可见这种变幻万千的流水灯，而这种流水灯我们可以产用电子电路去设计，我们主要可以用装套控制器和状态译码器来实现灯光的流水效果，但是现在我们可以用单片机AT89C51来实现，因为其相对于电子电路有明显的优越性，控制硬件电路比较简单，软件方面程序也不复杂，使用protues来实现设计，方便快捷。因此制作的远离简单，但功能作用并不低于电子电路设计的，由于它的小巧方便、通俗易懂，所以我们往往采用单片机来做流水灯。
第一章设计目的及要求
1.1 设计目的
1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；
2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；
3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法
4）学习并掌握protues和keil的使用熟悉操作。
1.2 设计基本要求
1.2.1、课程设计要求
能熟练运用51单片机实现硬件与软件结合完成电子产品的设计，把理论真正运用于实践，会用Keil 等软件编程调试运行，熟悉应用Proteus软件仿真。强化编程练习，注意查询方式与中断方式的区别等等
1.2.2、基本设计功能要求主要解释
多按键花样流水灯采用80c51单片机为控制器件，此花样流水灯共有四个按键，分别对应控制着四种花样灯光效果。当开关K1按下时，执行跑马灯程序，共8个LED逐次点亮，每隔100ms点亮一个LED，点亮100ms后关闭。当K1断开时所有的LED应该都保持在断开时的状态；当开关k2按下时，执行流水灯程序，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。当开关k2断开时所有LED灯都应熄灭；当开关K3按下时,执行戏水灯程序共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。当开关k3断开时所有的LED应该保持led的1,3,5,7亮；当k4按下时，则循环执行上述程序，一直到K4断开，所有的LED熄灭。
第二章方案设计
2.1、几种常见的跑马灯
市面上有很多中流水灯，有多种花样方式，这里不一一例举
2.2、研究背景
随着现代社会的发展，各种各样的产品出现。现在大街小巷都有流水灯的身影。流水灯就是一种，以前简单的照明工具来让我们的生活变得越来越多样化，流水灯的千姿百态恰能给人一种视觉冲击，现在不管大街小巷我们都可以随处可见这种变幻万千的流水灯，而这种流水灯我们可以使用电子电路去设计，我们主要可以用装套控制器和状态译码器来实现灯光的流水效果，但是现在我们可以用单片机AT89C51来实现，或者51系列的都可以。因为其相对于电子电路有明显的优越性，控制硬件电路比较简单，软件方面程序也不复杂，因此制作的远离简单，但功能作用并不低于电子电路设计的，由于它的小巧方便、通俗易懂，所以我们往往采用单片机来做流水灯。
2.3 方案设计任务分析
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，P1.4,P1.5,P1.6,P1.7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花样灯的开通。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。整个电路组成框图如图2-1所示[3]。
图2-1 花样流水灯控制系统
第三章主要元器件介绍
3.1 AT89C51单片机介绍
3.1.1 AT89C51芯片简介
AT89C51是MCS—51系列单片机中的一种低功耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储技术制造，并且与80C51引脚和指令系统完全兼容。主要性能：与MCS-51 微控制器产品系列兼容。片内有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器存储数据保存时间为10年。宽工作电压范围：Vcc可为2.7V到6V全静态工作；可从0Hz至16MHz 程序存储器具有3级加密保护 128*8位内部RAM 32条可编程I/O线、两个16位定时器/计数器、中断结构具有5个中断源和2个优先级、可编程全双工串行通道、空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容。
[5]
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。AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，具有丰富的内部资源：4kB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个16位定时/计数器、5个向量两级中断结构、2个全双工的串行口，具有4.25～5.50V的电压工作范围和0～24MHz工作频率，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[1]。
89C51单片机是把那些作为控制应用所必需的基本内容都集成在一个尺寸有限的集成电路芯片上。如果按功能划分，它由如下功能部件组成，即微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统及特殊功能寄存器。它们都是通过片内单一总线连接而成，其基本结构依旧是CPU加上外围芯片的传统结构模式。但对各种功能部件的控制是采用特殊功能寄存器的集中控制方式。
微处理器、数据存储器、程序存储器、并行I/O口、串行口、定时器/计数器、中断系统各部分功能及说明类似于8051单片机内部结构说明。特殊功能寄存器共有21个，用于对片内的各功能的部件进行管理、控制、监视。实际上是一些控制寄存器和状态寄存器，是一个具有特殊功能的RAM区。
由上可见， 89C51单片机的硬件结构具有功能部件种类全，功能强等特点。特别值得一提的是该单片机CPU中的位处理器，它实际上是一个完整的1位微计算机，这个1位微计算机有自己的CPU、位寄存器、I/O口和指令集。1位机在开关决策、逻辑电路仿真、过程控制方面非常有效；而8位机在数据采集，运算处理方面有明显的长处。MCS-51单片机中8位机和1位机的硬件资源复合在一起，二者相辅相承，它是单片机技术上的一个突破，这也是MCS-51单片机设计的精美之处。80C51单片机属于MCS-51系列单片机，[2]由Intel公司开发，其结构是8048的延伸，改进了8048的缺点，增加了如乘（MUL）、除（DIV）、减（SUBB）、比较（PUSH）、16位数据指针、布尔代数运算等指令，以及串行通信能力和5个中断源。采用40引脚双列直插式DIP（Dual In Line Package），内有128个RAM单元及4K 的ROM。80C51有两个16位定时计数器，两个外中断，两个定时计数中断，及一个串行中断，并有4
个8位并行输入口。80C51内部有时钟电路，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及时间精度的要求，而且产品产量丰富来源广，应用也很成熟，故采用来作为控制核心。
程序存储器数据存储器
图3-1 80c51结构图
3.1.2 引脚说明
引脚是单片机和外界进行通信的通道连接点，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基础。因此熟悉引脚是学习应用单片机的基础。
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相同。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单片机的引脚排列及逻辑符号如图3-2所示。
由于工艺及标准化等原因，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以双重功能。P00～P07 P0口8位双向口线（在引脚的39～32号端子）。
P10～P17 P1口8位双向口线（在引脚的1～8号端子）。
P20～P27 P2口8位双向口线（在引脚的21～28号端子）。
P30～P37 P3口8位双向口线（在引脚的10～17号端子）。
(1)、P0口有三个功能：
1)外部扩展存储器时，用作数据总线（如图中的D0～D7为数据总线接口）
2)外部扩展存储器时，用作地址总线（如图中的A0～A7为地址总线接口）
3)不扩展时，可做一般的I/O口使用，但内部无上拉电阻，作为输入或输出时应在外部接上拉电阻。
(2)、P1口功能：P1口只做I/O口使用，其内部有上拉电阻。
(3)、P2口有两个功能：(1)扩展外部存储器时，当作地址总线使用；(2)做一般I/O口使用，其内部有上拉电阻。
(4)、P3口有两个功能：
除了作为I/O口使用外（其内部有上拉电阻），还有一些特殊功能，由特殊寄存器来设置。当作为输入时，上拉电阻将其电位拉高，若输入为低电平则可提供电流源；所以如果P0口作为输入时，处在高阻抗状态，只有外接一个上拉电阻才能有效。
(5)、ALE/PROG 地址锁存控制信号：在系统扩展时，ALE用于控制把P0口的输出低8位地址送锁存器锁存起来，以实现低位地址和数据的隔离。PROG为编程脉冲的输入端，在89C51单片机内部有一个4KB的程序存储器（ROM），ROM的作用就是用来存放用户需要执行的程序的，那么我们是怎样把编写好的程序存入进这个ROM中的呢？实际上是通过编程脉冲输入才能写进去的，这个脉冲的输入端口就是PROG。
(6)、PSEN 外部程序存储器读选通信号：
在读外部ROM时PSEN低电平有效，以实现外部ROM单元的读操作:
1)内部ROM读取时，PSEN不动作；
2)外部ROM读取时，在每个机器周期会动作两次；
3)外部RAM读取时，两个PSEN脉冲被跳过不会输出；
4)外接ROM时，与ROM的EA脚相接。
(7)、EA/VPP 访问程序存储器控制信号：
1)接高电平时：CPU读取内部程序存储器（ROM）
2)接低电平时：CPU读取外部程序存储器（ROM）。8031单片机内部是没有ROM的，那么在应用8031单片机时，这个脚是一直接低电平的。
(8)、RST 复位信号：当输入的信号连续2个机器周期以上高电平时即为有效，用以完成单片机的复位初始化操作，当复位后程序计数器PC=0000H，即复位后将从程序存储器的0000H单元读取第一条指令码。
(9)、XTAL1和XTAL2 ：外接晶振引脚。当使用芯片内部时钟时，此二引脚用于外接石英晶体和微调电容；当使用外部时钟时，用于接外部时钟脉冲信号。
(10)、VCC：电源端接+5V电压输入。
(11)、GND：接地端。[4]
图为各引脚何各功能的图示
图3-2 40引脚PDIP 封装的80C51单片机的引脚排列及逻辑符号图
第四章 硬件电路设计
4.1硬件系统的设计要求
多按键花样流水灯总的电路原理图如图4-1所示
整套电路系统由控制系统模块、花样灯输出控制显示模块组成。
图4-1 多按键花样流水灯总体电路图
4.2 主控系统
主控系统采用80c51单片机，单片机P1口用于开关控制输入，P2口用于控制输出花样灯花样变化，P3.2（INTO）口用于外部中断外输入。
4.3花样灯输入及中断控制模块
如图4-2，花样灯输入控制模块由四个开关，电源，上拉电阻及四个二极管组成。各开关风别和相应的P1口相连于此同时通过二极管与P3.2（INTO）口相连。当开关处于断开状态时，各开关所对应P1.N(N为4到7)口处于高电位状态，当开关闭合时，所对应得P1.N(N为4到7)口直接与地相连，便处于低电位状态，于此同时二级管也导通，使P3.2（INTO）也经过二极管也直接与地相连，因此P3.2（INTO）的电位便被拉升到低电位，引起外部中断。此处电路二极管的设置十分必要和关键，利用二极管的单向导电性使得任意开关按下时，不至使得P1.4-P1.7口发生短路，全部被拉到低电位，若无二极管按下任意开关时，四个开关的右端将同时处于低电位，这就使得程序不能准确判断到底是哪个开关闭合，从而就不能顺利执行相应的花样灯程序。
图4-2花样灯输入控制系统部分电路
4.4 花样灯输出控制部分
如图4-3，为花样灯输出控制部分电路图。图中共有八个发光二极管，其采用共阳极结构。输出信号从80c51单片机的P2口输出，每个P2.N(N从1-7)通过总线与其相对应一个发光二极管相连，发光二管与限流电阻相连，设置限流电阻的目的是限制流过发光二极管的电流大小，不至于使其因为热效应损坏。当P2.N(N从1-7)处于低电平的时候，与其相连的二极管便被点亮，通过对P2口的高低电平的控制便控制了发光二极管的点亮与熄灭。从而实现花样灯的变化。
图4-3 花样灯输出部分电路
4.5 时钟及复位部分电路
4.5.1时钟电路
单片机本身如同一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作，电路应在唯一的时钟信号控制下，严格地按规定时序工作。而时钟电路就用于产生单片机工作所需要的时钟信号。80c51单片机时钟电路示意图如图4-4所示
二分频
状态时钟
机器周期
ALE
图4-4 80c51时钟振荡电路示意图
在80c51芯片内部有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。反相放大器的输入端为引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2，在芯片的外部通过这两个引脚跨接晶体振荡器和微调电容
C1、C2形成反馈电路，可构成稳定的自激振荡器，振荡频率范围通常是1.2~12MHz 。晶体振荡频率高，则系统的时钟频率也高，单片机的运行速度也就快。[5]
也可以由外部时钟电路向片内输入脉冲信号作为单片机的振荡脉冲。这时外部脉冲信号是经XTAL1引脚引入的，而XTAL2引脚悬空或接地。对外部信号的占空比没有要求，但高低电平持续的时间不应小于20ns 。这种方式常用于多块芯片同时工作，便于同步。[4]其外部脉冲接入方式如图2-6所示。
本课设由于只采用了一片单片机，所以采用单片机的内部时钟电路，其晶振频率为12MHZ,其电路图如图4-5所示。
外部脉冲信号
图4-6 80c51外部时钟电路示意图
图4-7 时钟部分电路示意图
第五章软件设计及主要子程序5.1、软件设计思路
图5-1程序流程图
5.2 、主程序
ORG 0000H ;起始地址
AJMP MAIN
ORG 0003H ;外部中断0入口地址
AJMP LOOP1
MAIN: ;主程序
S ETB P3.2 ;外部中断置1
S ETB EX0 ;开外部中断0
C LR IT0 ;设置触发方式电平触发方式
S ETB EA ;开总中断
S JMP $ ;原地跳转等待中断
LOOP1: ;判0转移到相应亮灯方式
J NB P1.4,FANGSHI1 ;当P1.4为低电平是跳转
J NB P1.5,FANGSHI2 ;当P1.5为低电平是跳转
J NB P1.6,FANGSHI3 ;当P1.6为低电平是跳转
J NB P1.7,FANGSHI4 ;当P1.7为低电平是跳
Q UIT: RETI ;中断返回
CLR EA ;禁止中断
CLR EX0 ;禁止外部中断0
M OV P2,#0FFH ;P2口至高电位，关闭所有LED FANGSHI1: ;跑马灯程序（100ms）
M OV P2,#0FFH ;先使灯全部灭
M OV A,#0EFH ；使P2口相应灯亮采用赋值的方式LO1: MOV P2,A
L CALL DELAY
R L A ;P2口逐个点亮
J NB P1.4,LO1 ;开关闭合继续循环执行
SJMP LOOP1 ;返回到LOOP1继续判断
FANGSHI2: ;流水灯程序
C LR P2.0 ;点亮P2.0口
L CALL DELAY ;用赋值方式点亮灯
M OV P2,#0FCH
L CALL DELAY
M OV P2,#0F8H ;同上
M OV P2,#0F0H
L CALL DELAY
M OV P2,#0E0H
L CALL DELAY
M OV P2,#0C0H
L CALL DELAY
M OV P2,#80H
L CALL DELAY
M OV P2,#00H
L CALL DELAY
M OV P2,#0FFH ;P2口全部置1，熄灭
L CALL DELAY
J NB P1.5,FANGSHI2 ;若开关闭合则循环执行S JMP LOOP1
FANGSHI3: ;戏水灯程序
M OV P2,#55H ;点亮1,3,5,7号灯
L CALL DELAY
L CALL DELAY
M OV P2,#0AAH ;点亮2,4,6,8号灯
L CALL DELAY
L CALL DELAY
J NB P1.5,FANGSHI3 ;若开关闭合则循环执行S JMP LOOP1
FANGSHI4: ;第四种花样
M OV P2,#0FFH
M OV A,#0FEH
LO: MOV P2,A
L CALL DELAY ;用另一种方式实现流水灯R L A
J B P2.7,LO
L CALL DELAY
C LR P2.0
L CALL DELAY
C LR P2.1
C LR P2.2
L CALL DELAY
C LR P2.3
L CALL DELAY
C LR P2.4
L CALL DELAY
C LR P2.5
L CALL DELAY
C LR P2.6
L CALL DELAY
C LR P2.7
L CALL DELAY
M OV P2,#0FFH
M OV P2,#55H
L CALL DELAY ;为观察到明显效果延时200ms
L CALL DELAY
M OV P2,#0AAH
L CALL DELAY
L CALL DELAY
J NB P1.6,FANGSHI4
L CALL LOOP1
M OV P2,#0FFH
DELAY: MOV R6,#200 ;延时100ms程序
LOL1: MOV R7,#250
LOL2: DJNZ R7,LOL2
D JNZ R6,LOL1
RET
END
5.3 、子程序
此花样流水灯是由中断子程序，跑马灯子程序，流水灯子程序，戏水灯子程序，此部分在见附录
第六章系统仿真与调试
6.1、Keil编译
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势， Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部分组合在一起。如果使用C语言编程，那么Keil几乎就是不二之选，即使不使用C语言而仅用汇编语言编程，其方便易用的集成环境、强大的软件仿真调试工具也会令你事半功倍。本次设计采用汇编语言编程，生成.hex文件以供装载到Protues中的单片机进行仿真[1]。
6.2、Protues仿真平台
6.2.1、Protues仿真简介及部分模块仿真
Protues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。Proteus 是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。迄今为止是世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、
PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MATLAB等多种编译。
目标代码的加载方法为，在Protues编辑环境双击AT89C51，弹出下图所示的对话框，在PROGRAM FILM一栏中单击打开按钮，选中Keil中生成的lzy.hex文件，在CLOCK FREQUENCY栏中设置系统工作频率为12MHZ，单击OK完成目标代码的加载。
图6-1 程序代码加载
6.2.2、硬件电路总图与仿真
总图如下
图6-2 总图
6.2.3、PCB板的生成
完成电路原理图并封装好后，可由ISIS软件导出PCB板，在ARES 7软件中完成各个元器件的布局，
布局好后采用自动布线，如图6-3所示，PCB板的3D效果如图6-4示。
图6-3 PCB板图
图6-4 PCB板3D效果图
单片机课程设计 2014年 6月 15日 课 程 单片机课程设计 题 目 花样流水灯 院 系 电气工程及其自动化系 专业班级 1112班 学生姓名 温亿锋 学生学号 7 指导教师 张瑛
一丶任务 设计一款以AT89C51单片机作为主控核心，按键控制电路、流水灯显示电路以及单片机最小系统等模块组成的核心主控制电路。 二丶设计要求 通过发光二极管显示不同的花样（至少有六种花样），并且可以通过按键来控制流水灯的速度。 三丶设计方案 本方案主要是通过对基于单片机的多控制、多闪烁方式的LED流水灯循环系统的设计，来达到本设计的要求。其硬件构成框图如下图所示，以单片机为核心控制，由单片机最小系统（时钟电路、复位电路、电源）、按键控制电路、LED 发光二极管和5V直流电源组成。 单片机流水灯循环控制系统硬件框图 此设计方案中单片机的P1口接5路按键控制电路，实现流水灯花型的切换功能；单片机的P3.7引脚接上一个按钮开关以实现对流水灯闪烁频率的控制，即实现了快慢两种节拍实现花型的变换；单片机上的P2口接八路LED发光二极管组成流水灯电路，显示流水灯循环情况。 四丶系统硬件设计 4.1 直流稳压电源电路
对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源电路的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。电子设备除用电池供电外，还采用市电（交流电网）供电。通过变压、整流、滤波和稳压后，得到稳定的直流电。直流稳压电源是电子设备的重要组成部分。本项目直流稳压电源为+5V。 直流稳压电源的制作一般有3种制作形式，分别是分立元件构成的稳压电源、线性集成稳压电源和开关稳压电源。下图为稳压电源采用的是三端集成稳压器7805构成的正5V直流电源。 三端固定式集成稳压电源电路图 AT89C51单片机的工作电压范围：4.0V---5.5V，所以通常给单片机外接5V 直流电源。此处用3节1.5V的干电池供电。 4.2 单片机最小系统 要使单片机工作起来，最基本的电路的构成由单片机、时钟电路、复位电路等组成，单片机最小系统如图所示。 时钟电路：本系统采用单片机内部方式产生时钟信号，用于外接一个12MHz 石英晶体振荡器和2个30pF微调电容，构成稳定的的自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路。 复位电路：确定单片机工作的起始状态，完成单片机的启动过程。单片机系统的复位方式有上电自动复位和手动按键复位。本设计采用手动按键复位，该复位方式同样具有上电自动复位功能。
基于VHDL流水灯的设计 电子信息科学与技术刘敏何磊成江波 一、设计内容 流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮，流水灯控制是可编程控制器的一个应用，其控制思想在工业控制技术领域也同样适用。流水灯控制可用多种方法实现，但对现代可编程控制器而言，基于EDA技术的流水灯设计也是很普遍的。要求采用可编程逻辑器件实现一个流水灯控制电路，12个LED灯能连续发出4种不同的流水显示形式。彩灯控制器的第1种花样为彩灯按顺时针方向逐次点亮；第2种花样为彩灯按逆时针方向逐次点亮，然后全灭全亮；第3种花样为彩灯两边同时亮1、2、3、4、5、6个逐次向中间移动再散开；第4种花样为彩灯连续交叉闪烁。多个花样自动变换，循环往复。 二、设计方案 彩灯是由FPGA板上的LED灯代替，有以下4种闪烁效果 1.彩灯按顺时针方向逐次点亮。 2.彩灯按逆时针方向逐次点亮，然后全灭全亮。 3.彩灯两边同时亮1、2、3、4、5、6个逐次向中间移动再散开。 4.彩灯连续交叉闪烁。 本控制电路采用VHDL语言设计。运用自顶而下的设计思想，按功能逐层分割实现层次化设计。根据多路彩灯控制器的设计原理，分别对应彩灯的四种变化模式、利用VHDL语言实现该功能. 三、系统框图
四、流水灯设计程序 library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.all; use IEEE.STD_LOGIC_unsigned.all; entity led1 is port( sysclk: in std_logic; dout: out std_logic_vector(11 downto 0) ); end led1; architecture jgt of led1 is signal cnt : std_logic_vector ( 7 downto 0); --variable count:integer RANGE 0 TO 7; signal count : std_logic_vector(5 DOWNTO 0); begin process(sysclk) begin if ( sysclk'event and sysclk = '1') then cnt <= cnt + 1; if (cnt = "11110111") then cnt <= "00000000" ; count <=count+1; end if ; end if; end process; process (count) begin case count is when "000000" =>dout <= "111111111110"; when "000001" =>dout <= "111111111101"; when "000010" =>dout <= "111111111011"; when "000011" =>dout <= "111111110111"; when "000100" =>dout <= "111111101111"; when "000101" =>dout <= "111111011111"; when "000110" =>dout <= "111110111111"; when "000111" =>dout <= "111101111111"; when "001000" =>dout <= "111011111111"; when "001001" =>dout <= "110111111111"; when "001010" =>dout <= "101111111111"; when "001011" =>dout <= "011111111111"; when "001100" =>dout <= "101111111111"; when "001101" =>dout <= "110111111111"; when "001110" =>dout <= "111011111111";
黄淮学院信息工程学院 单片机原理及应用课程设计性实验报告
五、硬件电路设计 根据设计任务，首先进行系统硬件的设计。其硬件原理图由LED显示电路和单片机最小系统组成，如图所示，其中包括时钟电路采用部时钟方式，复位电路采用上电自动复位。由于单片机的I/O口的高电平驱动能力只有微安级，而灌电流可以达到3毫安以上，因此采用低电平驱动。P1、P2、P3分别控制8个led灯。 六、软件程序设计 1、软件设计思路 如果通过上图所示电路图完成实验要求，通过数组，分别同时控P0、P1、P2分别控制8个led灯，从而协调控制24个灯实现花样流水灯效果。 开始 编写数组 主循环 逐个点亮 24灯同时闪烁 逐个熄灭
P3=table1[i]; delayms(500); } shan();//全部闪烁 for(i=0;i<8;i++)//逐个熄灭{ P3=table2[i]; delayms(500); } for(i=0;i<8;i++) { P1=table3[i]; delayms(500); } for(i=0;i<8;i++) { P0=table2[i]; delayms(500); } } } void delayms (uintt) { uint x,y; for(x=t; x>0;x--) for(y=50;y>0;y--); } 七、软硬件仿真调试分析 1、仿真调试结果
图片 1 逐个点亮图片 2 24灯闪烁 图片 3 逐个熄灭 2、性能测试及结果分析 通过仿真结果发现通过上述系统可以实现实验要求，24个灯逐个点亮，24个灯全亮后，24个灯一起闪烁，闪烁5次后，然后24个灯逐个熄灭。由此证明系统满足实验要求。 八、项目总结 在本次花样流水灯试验中，使用循环程序、数组语句实现了实验要求，设计过程中遇到了很多的问题，但经过努力，最终设计出了合理的解决方案。通过此次实验，对多个led灯的控制能力进一步得到提升。 九、项目设计报告成绩 实验报告成绩： 指导教师签字： 年月日
电子课程设计报告课程设计名称： 课程设计题目： 学院名称： 专业：班级： 学号：姓名： 评分：教师： 20 年月日
摘要 这次设计的多功能流水灯是CC4510芯片,CD4013芯片，CC4028芯片NE555芯片的集成电路，是CC4510芯片,CD4013芯片，CC4028芯片和NE555芯片的综合运用。该流水灯的功能是能够根据需要实现自动或手动控制彩灯的正逆流向。 本次设计的方案中利用555定时电路组成一个多写振荡器，发出脉冲，作为计数器的时钟脉冲源。通过分频器改变时钟脉冲的频率，从而改变流速；CC4510计数器和CC4013触发器进行计数和控制流向实现正逆向流水，配合二极管，进而形成相应的多功能流水灯电路。在整个课题设计的准备和调试过程中，通过与同组人的共同努力，顺利地完成了课程的设计和制作。准备工作主要是收集信息，通过互联网查找一些相关的资料，并向学长虚心学习一些经验。调试过程中发现了一些问题，通过共同的分析研究得到的解决，此次的课程设计巩固了前阶段所学的理论知识，增强了动手时间能力。 在这次设计过程中，采用了模块设计，使得电路能更简洁，在排除障碍过程中也能很好的找到问题的根源。根据原理图，领好元器件，排好版后，连接线路。 关键字：多功能，流水，正逆
目录 摘要 (2) 目录 (3) 前言 (4) 第一章设计要求及系统组成 (5) 1.1要求设计 (5) 1.2系统组成 (5) 第二章系统设计方案选择 (7) 2.1方案一 (7) 2.2方案二 (8) 第三章设计方案及工作原理 (9) 3.1设计方案 (9) 3.1.1时钟信号电路 (9) 3.1.2计数译码电路 (10) 3.1.3控制电路 (11) 3.1.4总体电路 (11) 第四章实验，调试及测试结果与分析 (13) 结论 (14) 参考文献 (15) 附录一芯片功能管脚图及真值表 (16)
EDA课程设计流水灯设计
目录 一、摘要··3 二、流水灯设计目的··4 三、流水灯设计流程··4 四、流水灯设计程序··5 五、流水灯设计管脚分配··7 六、功能仿真图··8 七、原理图波形图··9 八、设计注意事项··10
九、课程设计总结··11 十、参考文献··12 十一、评分表··13 一、摘要 随着EDA技术发展和应用领域的扩大与深入，EDA技术在电子信息、通讯、
自动控制及计算机应用等领域的重要性突出。随着技术市场与人才市场对EDA 的需求不断提高，产品的市场需求和技术市场的要求也必然会反映到教学领域和科研领域中来。因此学好EDA技术对我们有很大的益处。EDA是指以计算机为工具，在EDA软件平台上，根据设计社描述的源文件（原理图文件、硬件描述语言文件或波形图文件），自动完成系统的设计，包括编译、仿真、优化、综合、适配（或布局布线）以及下载。 流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮，流水灯控制是可编程控制器的一个应用，其控制思想在工业控制技术领域也同样适用。流水灯控制可用多种方法实现，但对现代可编程控制器而言，基于EDA技术的流水灯设计也是很普遍的。 课程设计主要的目的是通过某一电路的综合设计，了解一般电路综合设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体的设计方法、通过设计也有助于复习、巩固以往的学习内容、达到灵活应用的目的。在设计完成后，还要将设计的电路进行安装、调试以加强学生的动手能力。在此过程中培养从事设计工作的整体观念。 课程设计应强调以能力培养为主，在独立完成设计及制作任务同时注意多方面能力的培养与提高，主要包括以下方面： ·独立工作能力和创造力。 ·综合运用专业及基础知识，解决实际工程技术问题的能力。 ·查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力。 ·写技术报告和编制技术资料的能力。 ·实际动手能力。
基于单片机的LED流水灯设计 设计任务 1掌握MCS-51系列8051、8255的最小电路及外围扩展电路的设计方法 2了解单片机数据转换功能及工作过程 3设计LED流水灯系统，实现8个LED霓虹灯的左、右循环显示4完成主要功能模块的硬件电路设计 5用proteus软件完成原理电路图的绘制 一设计方法 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口的电平变为高电平；同理，接在P1.1～P1.7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LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。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。
二方案论证与比较 2.1循环移位法 在上个程序中我们是逐个控制P1端口的每个位来实现的，因此程序显得有点复杂，下面我们利用循环移位指令，采用循环程序结构进行编程。我们在程序一开始就给P1口送一个数，这个数本身就让P1.0先低，其他位为高，然后延时一段时间，再让这个数据向高位移动，然后再输出至P1口，这样就实现“流水”效果啦。由于8051系列单片机的指令中只有对累加器ACC中数据左移或右移的指令，因此实际编程中我们应把需移动的数据先放到ACC中，让其移动，然后将ACC移动后的数据再转送到P1口，这样同样可以实现“流水”效果。具体编程如下所示，程序结构确实简单了很多。 2.2查表法 上面的两个程序都是比较简单的流水灯程序，“流水”花样只能实现单一的“从左到右”流方式。运用查表法所编写的流水灯程序，能够实现任意方式流水，而且流水花样无限，只要更改流水花样数据表的流水数据就可以随意添加或改变流水花样，真正实现随心所欲的流水灯效果。我们首先把要显示流水花样的数据建在一个以TAB为标号的数据表中，然后通过查表指令“MOVC A，A+DPTR”把数据取到累加器A中，然后再送到P1口进行显示。具体源程序如下，TAB标号处的数据表可以根据实现效果的要求任意修改。
CD4017流水灯电路设计 摘要：随着LED技术的不断发展以及LED在低功耗、长寿命、环保等方面的优势，LED应用领域逐渐增多。同时，许多国家在看到LED巨大的市场潜力后，纷纷出台各项鼓励措施大力推动LED在各领域中的应用。目前，LED的应用已经从最初的指示灯应用转向更具发展潜力的显示屏，景观照明、背光源、汽车车灯、交通灯、照明等领域，LED应用正呈现出多样化发展趋势。 本次毕业设计就是用小功率LED作为发光体替代实验室中价格昂贵的钠光灯或白炽灯。并利用555定时器、可变电阻普通电阻、电解电容以及普通电容构成可调驱动电路，驱动CD4017计数器构成的译码电路，使LED依次循环发光，从而组成循环流水灯。 关键词： CD4017 555定时器 LED
目录 设计任务和要求 (3) 1.引言 (4) 2.总体设计方案选择与说明 (5) 2.1 方案选择 (5) 2.2 电路工作原理： (5) 3.单元硬件设计说明 (5) 3.1 555定时器 (6) 3.2 自激多谐振荡器 (10) 3.3 十进制计数／分频器CD4017 (11) 3.3.1 CD4017内容说明： (11) 3.3.2 CD4017十进制计数器内部电路图： (12) 3.3.3 CD4017时序波形图： (13) 3.3.4 CD4017引脚图如下： (14) 3.3.5 CD4017引脚功能： (14) 3.4 发光二极管（LED） (15) 3.4.1 LED 特点 (13) 3.4.2 LED光源的特点 (16) 3.5 元件明细表 (17) 4.软件说明 (18) 4.1 Protel99简介 (18) 4.2 Proteus简介 (19) 5.安装调试方法 (19) 5.1 安装方法 (19) 5.2 调试方法 (20) 6.总结 (20) 7.致谢 (21) 8.参考文献 (22) 附录一 (22) 附录二 (24) 附录三 (25) 附录四 (26)
附件1： 学号：0121209310130 课程设计 题目多功能多路流水灯控制电路的设 计仿真与制作 学院信息工程学院 专业电子信息工程 班级电信1201 姓名鲁玲 指导教师孟哲 2014 年 6 月20 日
课程设计任务书 学生姓名：鲁玲专业班级：电信1201 指导教师：孟哲工作单位：信息工程学院 题目: 多功能多路流水灯控制电路的设计仿真与制作 初始条件： 集成译码器、计数器、555定时器、移位寄存器、LED和必要的门电路或其他器件。 要求完成的主要任务:（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具 体要求） 1、课程设计工作量：1周内完成对数字频率计的设计、仿真、装配与调试。 2、技术要求： 错误！未找到引用源。设计一个具有16路（或矩阵）LED不同显示方式或显示图形的控制电路。 错误！未找到引用源。不同显示方式的控制可以是自动结合按键手控等。 ③确定设计方案，按功能模块的划分选择元、器件和中小规模集成电路，设计分 电路，画出总体电路原理图，阐述基本原理。 3、查阅至少5篇参考文献。按《武汉理工大学课程设计工作规范》要求撰写设计报告 书。全文用A4纸打印，图纸应符合绘图规范。 时间安排： 1）第1-2天，查阅相关资料，学习设计原理。 2）第3-4天，方案选择和电路设计仿真。 3）第4-5天，电路调试和设计说明书撰写。 4）第6天，上交课程设计成果及报告，同时进行答辩。 指导教师签名：年月日
系主任（或责任教师）签名：年月日
前言 (2) 1 设计方案 (3) 1.1 设计意义 (3) 1.2 设计目的 (3) 1.3 原理图及工作原理 (3) 2 电路板焊接技术介绍 (4) 2.1 焊接操作要领 (4) 2.2 注意事项 (5) 2.3.焊接调试 (6) 3 电路板的安装与制作 (6) 3.1 确定电路板整体布线图 (6) 3.2 555振荡电路 (6) 3.3 74LS191计数部分 (7) 3.4 74LS138译码电路和LED显示部分 (7) 3.5 5V直流稳压电源电路 (7) 4 电路板的调试 (8) 4.1 调试方法和步骤 (8) 4.2 出现的问题及处理方法 (8) 5 电路实拍图 (10) 6 总结及心得体会 (12) 7 元件清单 (13) 8 参考文献 (14) 附件 (15)
数字电子技术课程设计报告 (彩灯控制器) 专 专业：电子信息工程 班级：7B1211 学号：123025 姓名：白旭飞 年月：2014-6-28
一、设计要求 1. 以8或10个指示灯作为显示器件，能自动的从左到右、从右到左自动的依次被点亮，如此周而复始，不断循环。 2．打开电源时控制器可自动清零，每个指示灯被点亮的时间相同约为0.5S～2S 范围内。 3．用计算机画出设计电路图，进行仿真分析验证其正确性。 4．写设计说明书一份（画总原理框图以及说明主要工作原理，单元电路的设计和元器件的选择，画出完整的电路图和元器件明细表，收获、体会及建议） 二、设计的作用，目的 1.作用 利用控制电路可使彩灯（例如霓虹灯）按一定的规律不断的改变状态，不仅可获得良好的观赏效果，且可以省电（与彩灯全亮相比）。 2.目的 用NE555芯片，74LS151芯片,74LS163芯片,74LS194，以及一些逻辑门芯片完成彩灯控制器。 三、设计的具体实现 1．系统概述 接通电源时，555占空比可调振荡器产生1s单位的脉冲，脉冲送到下一个模块74LS151计数器，目的实现模5计数器，达到每五秒生成一个脉冲输向下一个芯片74LS194移位寄存器以及计数器74LS163。进而彩灯在脉冲的作用下依次点亮，并实现循环，完成实验要求。 2.总体思路 先用555定时器用来生成1s标准单位cp脉冲，把脉冲给计数器74LS151，通过74LS151形成模5加法计数器，再将74LS151输出信号供给74LS194移位寄 存器输入端，Q 0，Q 1， Q 2 和Q 3 接彩灯然后连接几个逻辑门，把74LS194接成环形 计数器。就能实现基本电路要求。 3.方案设计 总体电路共分三大块。第一块实现时钟信号的产生；第二块实现灯亮灭情况的演示；第三块实现灯亮灭的控制及节拍控制。
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
课程设计(论文)说明书 题目：心形流水灯 院（系）：信息与通信学院 专业：通信工程 学生姓名： 学号： 指导教师： 职称：讲师 2012年12 月1日
摘要 本论文基于单片机技术与单片机芯片AT89S51芯片功能和C语言程序，实现心形流水灯的多种亮与灭的循环。首先，我们了解单片机的一些技术，了解了单片机芯片AT89S51的一些功能；然后结合C语言编程；最后将它们运用到实际的电路，使心形LED灯实现多种亮灭方法。本论文介绍关于流水灯的运用和单片机技术；然后介绍芯片AT89S51；最后介绍运用到的相关软件.矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 关键词：单片机；流水灯；C语言；
Abstract This paper Based on the single chip microcomputer and single chip microcomputer chip AT89S51 chip function and C language program，Realization of flowing water light heart a variety of light and the cycle of destruction。primarily，We know some of the single chip microcomputer technology，Understanding of the single chip microcomputer chip AT89S51 of some functions, Then based on the C language programming; Finally they are applied to the practical circuit, Make heart LED lamp achieve a variety of light out method. This paper introduces about the use of flowing water light and single chip microcomputer; and then introduced chip AT89S51; At the end of this paper applied to software.聞創沟燴鐺險爱氇谴净。Key words：micro-computer；light water ；C programming language残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
目录 前言 (2) 第一章多功能流水灯的设计方案 (3) 1.多功能流水灯的设计方案及框图 (3) 1.1基本要求设计方案 (3) 1.2提高设计方案 (3) 1.3设计框图 (3) 第二章多功能流水灯设计方案单元模块电路设计 (4) 2.多功能流水灯电路的设计 (4) 2.1 多功能流水电路 (4) 2.2多功能流水灯的提高电路 (5) 第三章试验的调试与分析 (6) 第四章结论 (7) 后记 (8) 参考文献 (8) 附录 (9)
随着社会的不断发展，人民生活水平的提高，流水灯在现实生活中所起的作用越来越重要。流水灯简易轻巧，外貌美观，能闪现多彩的颜色，在现实生活中起到了广泛的应用。在繁忙的交通路段，闪烁着的流水交通灯，提醒着人民要遵守交通规则；在繁忙的大街上，闪烁的流水灯无不吸引过路人的眼球，甚至在自动门上都装有自动流水灯，告诉人们现在的时间和日期。流水灯无处不在，所以说多功能流水灯电路的设计可以使我们进一步了解流水灯，感受流水灯给我们生活带来的美感。 多功能流水灯的设计要求在预定的时间到来时，会产生一个控制信号控制彩灯的流向、间歇等，彩灯流向可以随着电路的改变而改变，并具有自控、手控、流向控制等功能。主要考察了数字电路中计数器的原理、NE555定时器的作用等相关知识。在设计的过程中需要了解相关芯片（CD4017 NE555的具体功能，如引脚图、内部框图和真值表等。连接好设计电路，由于最后流水灯的流向十分的顺畅和稳定，所以所得的结果十分的简洁并且很成功。 经过资料的查阅，小组的讨论，以及几种方案的比较，选定方案参考如下： 整个流水灯的电路由振荡电路、译码电路和光源电路组成，振荡电路的组成 包括3个电容、一个电阻器和一个电位器及NE555定时器构成；译码电路的组成包括芯片CD4017光源电路的组成包括若干电阻个若干二极管。
微机原理课程设计 流水灯控制系统 姓名 :XX 学院：物理电气信息学院 班级： 2010 电子 姓名 :12010245
流水灯控制系统 一、设计内容： 本课程设计选用8086 对 8255A的 A口控制来实现模拟流水灯功能的 实现。编写相关程序，通过proteus仿真软件来实现我名字“安亮” 两个字的闪烁，“安”字接 8255 的 A 口的 P0，“亮”字接 A 口的 P1。先让“安”字和“亮”字同时点亮，再让两个字同时暗，接着让“安”字点亮，再让“亮”字点亮，然后让“安”字和“亮”字同时亮暗闪 烁八次，再跳到开始，以此循环。 二、设计目的： 1、了解流水灯的基本工作原理 2、熟悉 8255A 并行接口的各种工作方式和应用 3、利用 8255A 接口，LED 发光二极管，设计一个流水灯模拟系统，让我的名字“安亮”两个字按一定规律点亮。 三、实验原理 在 8086 系统中，采用 16 位数据总线，进行数据传输时，CPU
总是将低 8 位数据线上的数据送往偶地址端口，而过高8位数据线上 的数据送往奇地址端口反过来，从偶地址端口取得的数据总是通过低 8 位数据线传送到CPU，从奇地址端口取得的数据总是通过高8 位数据线送到 CPU。在 8086 系统中，将 8255A的 A1端和地址总线的 A29255A 在对 CPU并且，相连， A1 端和地址总线的 A0 的 8255A 而将相连， 的端口进行访问时，将地址总线的 A0 位总是设置为 0。本课程设计通 过对 8255A 的 A 口控制来实现模拟流水灯功能的实现。“安”接 A 口 的 P0，“亮”接 A口的 P1，实现两个字按一定规律的一个闪烁。 8255 的内部结构 255A 内部结构由以下四部分组成：数据端口A、B、C；A组控制和 B 组控制；读 / 写控制逻辑电路；数据总线缓冲器。 端口 A：包括一个 8 位的数据输出锁存 / 缓冲器和一个 8 位的数据 输入锁存器，可作为数据输入或输出端口，并工作于三种方式中的任何一种。
多功能流水灯设计毕业 设计 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
注：1、此表一组一表二份，课程设计小组组长一份；任课教师授课时自带一份备查。 2、课程设计结束后与“课程设计小结”、“学生成绩单”一并交院教务存档。 2
摘要 这次设计的多功能流水灯是CC4510芯片,CD4013芯片，CC4028芯片NE555芯片的集成电路，是CC4510芯片,CD4013芯片，CC4028芯片和NE555芯片的综合运用。该流水灯的功能是能够根据需要实现自动或手动控制彩灯的正逆流向。 本次设计的方案中利用555定时电路组成一个多写振荡器，发出脉冲，作为计数器的时钟脉冲源。通过分频器改变时钟脉冲的频率，从而改变流速；CC4510计数器和CC4013触发器进行计数和控制流向实现正逆向流水，配合二极管，进而形成相应的多功能流水灯电路。在整个课题设计的准备和调试过程中，通过与同组人的共同努力，顺利地完成了课程的设计和制作。准备工作主要是收集信息，通过互联网查找一些相关的资料，并向学长虚心学习一些经验。调试过程中发现了一些问题，通过共同的分析研究得到的解决，此次的课程设计巩固了前阶段所学的理论知识，增强了动手时间能力。 在这次设计过程中，采用了模块设计，使得电路能更简洁，在排除障碍过程中也能很好的找到问题的根源。根据原理图，领好元器件，排好版后，连接线路。 关键字：多功能，流水，正逆 3
目录 前言 (1) 第一章设计要求及系统组成 (2) 要求设计 (2) 系统组成 (2) 第二章系统设计方案选择 (3) 方案一 (3) 方案二 (4) 方案三 (4) 第三章设计方案及工作原理 (5) 时钟信号电路 (5) 计数译码电路 (7) 控制电路 (8) 总体电路 (9) 第四章实验，调试及测试结果与分析 (11) 结论 (12) 参考文献 (13) 附录一芯片管脚功能图 (14) 附录二元件清单 (18) 附录三电路原理总图 (19) 4
多按键花样流水灯 前言 当单片微型计算机简称单片机（single-chip microcomputer）,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。[1]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部分。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；数据大都在单片机内部传送，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、计算机通信以及单片机的多级系统等领域。 今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。本设计用AT89C51单片机自制了一款简易的花样流水灯，介绍了其硬件电路及软件编程方法，在实践中体验单片机的自动控制功能。该设计具有实际意义，可以在广告业、媒体宣传、装饰业等领域得到广泛应用。 学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，现在我把单片机流水灯设计作为一个课程设计，需要更深的去了解单片机的很多功能，努力的去查找资料。本课题将以发光二极管作为发光器件，用单片机自动控制，实现一个简易的花样流水灯设计。
一、原理图设计的目的： 利用AT89C51，通过控制按键来实现六种流水灯花样的转换，实现花样流水灯的设计，同时通过外部中断0，来控制流水灯的速度。 二、各器件的功能作用： 1、AT89C51 AT89C51有40个引脚，每个引脚都有其功能。本次设计中，利用P0口当输出口，输出低电平来驱动发光二极管点亮。利用P1.0~P1.5六个引脚，通过按键接地，然后采用扫描的方式，判断哪个引脚所接按键按下，从而来控制六种流水灯的花样。利用P3.2引脚外接按键接地，通过控制按键来减慢流水灯的速度，利用P3.3引脚外接按键接地，通过控制按键来提高流水灯的速度。利用P3.7输出低电平，导通三极管Q1，从而给八个发光二极管的阳极加高电平，一旦P0口输出低电平就可以驱动发光二极管。 2、八个发光二极管： 通过八个发光二极管来实现流水灯的变化，用低电平驱动发光二级管亮，同时，用高电平使其熄灭 。 3、按键 通过P1.0-P1.5外接的按键来实现流水灯各种花样的变化，当按键按下时，驱动一种流水灯花样的闪烁。同时，利用按键来提供外部
中断，当按下按键时，产生一个外部中断，向CPU申请中断，CPU 响应其中断，因此可以用按键来实现提高流水灯闪烁的速度。 通过在RST口处加上一个按钮手动复位电路，利用复位按钮可以使运行中的流水灯复位到初始的状态。 4、排阻 因为P0口作为输出口时需要外接上拉电阻 三、设计原理图： 四、程序如下： #include
Proteus花样流水灯课程设计
课程论文 题目：基于51单片机LED流水灯设计 课程名称： 学生姓名： 学生学号： 系别： 专业： 年级： 任课教师： 电气信息工程学院制 1月 基于51单片机的LED流水灯设计
1 单片机AT89C51芯片简介 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：。全静态工作：0Hz—24Hz，三级程序存储器锁定。128*8位内部RAM，32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器，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。 图1 AT89C51芯片
1.1电源引脚 Vcc（40脚）：典型值＋5V。 Vss（20脚）：接低电平。 1.2外部晶振 XTAL1、XTAL2分别与晶振两端相连接。 1.3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”. 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。 1.4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.第一功能：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）。 2硬件电路 2.1晶振电路 单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。一般一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使
目录 摘要 (1) 关键词 (1) Abstract (2) Keyword (2) 1 AT89C51单片机简介 (3) 1.1 单片机的发展 (3) 1.2 单片机的分类 (3) 1.3 AT89C51的介绍 (3) 1.3.1 AT89C51的结构 (3) 1.3.2 AT89C51主要特性 (4) 1.3.3 AT89C51的管脚说明 (4) 2 keilc软件及ledkey控件介绍 (6) 2.1 keilc软件介绍 (6) 2.2 ledkey控件介绍 (7) 2.2.1 ledkey控件的开发 (7) 2.2.2 ledkey控件原理图 (7) 2.2.4 ledkey控件的使用 (7) 2.2.5举例说明 (8) 3多花样流水灯硬件设计 (9) 3.1 Ledkey控件原理图 (9) 3.2 功能介绍 (9) 4多花样流水灯软件设计 (11) 4.1程序功能 (11) 4.2程序流程图 (12) 5 多花样流水灯的仿真 (13) 结语 (14) 参考文献 (15) 附录1：花样流水灯的程序代码 (16) 附录2：花样流水灯功能表 (19) 附录3：keilc软件和ledkey控件介绍相关图片 (20)
基于AT89C51单片机和keilc软件的流水灯设计 摘要:本文介绍了花样流水灯的软件设计过程，重点给出了其软件编程的方法，使学者对汇 编语言有个初步了解。通过对单片机发展、分类、硬件原理图的介绍，特别是AT89C51的介绍，具体到其结构、特性、管脚说明等，让单片机学者对51系列单片机有了初步的认识。在程序实现方面通过文字说明和相应的图片又充分的介绍了keil软件及控件使用方法。 关键词：单片机；编程；控件；仿真
流水灯电路的制作 一、概述： 随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进，多功能流水灯凭着简易，高效，稳定等特点得到普遍的应用。在各种娱乐场所、店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见，与此同时，还有一些城市采用不同的流水灯打造属于自己的城市文明，塑造自己的城市魅力。目前，多功能流水灯的种类已有数十种，如家居装饰灯、店铺招牌灯等等。所以，多功能流水灯的设计具有相当的代表性。 多功能流水灯，就是要具有一定的变化各种图案的功能，主要考察了数字电路中一些编码译码、计数器原理，555定时器构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲，制作过程中需要了解相关芯片（NE555、CD4017）的具体功能，引脚图，真值表，认真布局，在连接过程中更要细致耐心。 二、电路原理图 三、电路工作原理 多功能流水灯原理电路图如上图所示。原理电路图由振荡电路、译码电路和光源电路三部分组成。本文选用的脉冲发生器是由NE555与R2、R3及C1组成的多谐振荡器组成。主要是为灯光流动控制器提供流动控制的脉冲，灯光的流动速度可以通过电位器R3进行调节。由于R3的阻值较大，所以有较大的速度调节范围。灯光流动控制器由一个十进制计数脉冲分配器CD4017和若干电阻组成。 CD4017的CP端受脉冲发生器输出脉冲的控制，其输出端(Q0~Q9)将输入脉冲按输入顺序依次分配。输出控制的脉冲，其输出控制脉冲的速度由脉冲发生器输出的脉冲频率决定。10
个电阻与CD4017的10个输出端Q0~Q9相连，当Q0~Q9依次输出控制脉冲时10个发光二极管按照接通回路的顺序依次发光，形成流动发光状态，即实现正向流水和逆向流水的功能。电源电路所采用的电源为。 四、板的设计 五、元器件清单 六、电路的组装与调试 1、电路的组装方法和步骤 （1）筛选元器件。对所有购置的元器件进行检测，注意它们的型号、规格、极性，应该保质量。 （2）按草图在PCB板上组装并焊接。 要求：①元器件布局整齐、美观，同类型元器件高度一致；
数字逻辑课程设计 ——流水灯的设计 1问题概述： 设计一个可以循环移动的流水灯，灯总数为8盏，具体要求如下： 1、5亮，其余灭，右移三次后全灭 4、8亮，其余灭，左移三次后全灭 4、5亮，其余灭，各向两边移三次后全灭 1、8亮，其余灭，各向中间移三次后全灭 所要求的彩灯电路在某电路板上完成，该电路板能够提供48MHz标准时钟信号，附带有8个共阳的LED管可作为彩灯使用。 2问题分析 本装置可以看作一个具有20个状态的无输入、8个输出的Moore型时钟同步状态机，每一个状态对应依次出现的每一种亮灯情况，用5位状态编码表示。这里构造一个模20的计数器来循环产生这20种状态。同时对于输入的48MHz的标准时钟信号，需要将其转化为1HZ的信号，此处同样用计数器来实现分频功能。8个输出分别控制LED的发光情况。这里使用5-32的译码器实现输出函数的构造。电路框图如下： 这里使用一个5位的状态编码Q4Q3Q2Q1Q0，表示20个状态。8位的输出函数F7F6F5F4F3F2F1F0分别表示由左至右每一个灯的通断情况。由于本题中LED灯采用共阳极连接方式，所以当Fn为低电平时，对应的LED灯发光。 本电路状态图如下：
本电路的转移/输出表如下： 现针对每一部分设计具体电路 3设计方案 3.11/48MHz分频电路 对于48MHz的信号，一秒钟内有4.8*10^7个周期，而所需1Hz信号，每秒只有一个周期。使输入信号每经过2.4*10^7个周期，输出信号翻转一次方向，便可获得所需的1Hz信号。可以构造一个模4.8*10^7的计数器用于计数，并使计数器输出的最高位在一秒之内恰好变化一次，且占空比为50%，故采用7片74x163进行级联。计数范围为：0110100100011100101000000000-1001011011100011010111111111。这样恰好可以保证最高
摘要 近年来随着科技的飞速发展，单片机的应用正在不断地走向深入，同时带动传统控制检测日新月异更新。在实时检测和自动控制的单片机应用系统中，单片机往往是作为一个核心部件来使用，仅单片机方面知识是不够的，还应根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，加以完善。 正文首先介绍本课题的背景、研究意义及完成的任务功能；接着简单描述设计过程中所用的一些主要元器件、方案的论证，以及介绍了系统硬件工作原理，并且附以系统硬件设计框图；其次阐述了ＰＣＢ板的画质、制作、实物的完成、程序的编写和调试；最后对本设计进行了总结。 本次毕业设计根据设计要求，基本达到预期的目的。即通过ATmega16单片机来控制16x8的贴片发光二极管矩阵显示，以中、明字符为例，分别可以实现‘全亮’到字模‘中’再到字模‘明’到‘全暗’的循环显示。用户可以按照自己的喜好选择不同的字模、显示方式。关键词：单片机 ATmega16 发光二极管霓虹灯 Abstract
In recent years, with the rapid development of science and technology, SCM applications are continually deepening, while the traditional control test drive rapid updates. In real-time detection and control of the microcomputer application system, the microcontroller is often used as a core component, Jin Zhi Shi MCU side is not enough, Haiyinggenju specific hardware structure and application specific characteristics of the software Duixiang Jie He, to be perfect. The text introduces the subject of this issue background, significance, and complete functionality. A brief description of the design process used in some of the major components of the demonstration program, and introduced the principle of the system hardware, and attached to the system hardware design block diagram; second section describes the PCB board of the definition, production, physical completion of the preparation process and debugging; Finally, a summary of the design. The graduation project according to set requirements, achieves the desired purpose. ATmega16 microcontroller to control through the SMD LEDs 16x8 matrix display to the Ming character, for example, were able to achieve 'full light' to the font 'in' then font 'out' to 'all dark' cycle of https://www.doczj.com/doc/62293595.html,ers can follow their own preferences to select a different font, display Keywords: microcontroller ATmega16 LBD Neon 目录 第一章绪论 (1) 1.1课程研究背景 (1) 1.2 课程研究的意义 (1) 1.3 课程研究的任务 (2) 第二章系统总体方案设计········································· 2·1 总体设计目标···········································