单片机流水灯原理图和线路图

用单片机设计流水灯的方法和程序编写-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIANS51增强型单片机实验板上有8个高亮度发光二极管（见图1所示），可以用来做单片机流水灯、跑马灯。

等实验，电路原理图见下图3。

图3单片机流水灯设计方法从原理图可以看出，如果我们想让接在口的LED1亮起来，那么我们只要把口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在口的LED1熄灭，就要把口的电平变为高电平就可以；同理，接在～口的其他7个LED的点亮和熄灭方法方法同LED1。

因此，要实现流水灯功能，我们只要将LED2～LED8依次点亮、熄灭，依始类推，8只LED变会一亮一暗的做流水灯了。

实现8个LED流水灯程序用中文表示为：低、延时、高、低、延时、高、低、延时、高、低、延时、高、低、延时、高、低、延时、高、低、延时、高、低、延时、高、返回到开始、程序结束。

从上面中文表示看来实现单片机流水灯很简单，但是我们不能说你变低，它就变低了。

因为单片机听不懂我们的汉语的，只能接受二进制的“1、0......”机器代码。

我们又怎样来使单片机按我们的意思去工作呢为了让单片机工作，只能将程序写为二进制代码交给其执行；早期单片机开发人员就是使用人工编写的二进制代码交给单片机去工作的。

今天，我们不必用烦人的二进制去编写程序，完全可以将我们容易理解的“程序语言”通过“翻译”软件“翻译”成单片机所需的二进制代码，然后交给单片机去执行。

这里的“程序语言”目前主要有汇编语言和C语言两种；在这里我们所说的“翻译”软件，同行们都叫它为“编译器”，将“程序语言”通过编译器产生单片机的二进制代码的过程叫编译。

前面说到，要想使LED1变亮，只需将对应的单片机引脚电平变为低电平就可以了。

现在让我们将上面提到的8只LED流水灯实验写为汇编语言程序。

在上面主程序中用到了五条汇编语言指令：CLR、ACALL、SETB、LJMP、EN D。

CLR：是将其后面指定的位清为0，程序中使对应端口输出低电平ACALL：是子程序调用指令，程序中调用了DELAY延时子程序SETB：是将其后面指定的位置成1，程序中使对应端口输出高电平AJMP：是无条件跳转指令，意思是：跳转到指定的标号处继续运行END：是程序结束的伪指令，意思是告诉编译器，程序到此结束。

用AT89C51单片机实现流水灯的控制设计[1] 用AT89C51单片机实现流水灯的控制设计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，正以前所未见的速度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，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。

1.引言目前，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。

学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，本文笔者用AT89C51单片机自制了一款简易的流水灯，重点介绍了其软件编程方法，以期给单片机初学者以启发，更快地成为单片机领域的优秀人才。

2.硬件组成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CMOS8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。

其具体硬件组成如图1所示。

点击看原图图1 流水灯硬件原理图从原理图中可以看出，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。

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。

使用74LS164制作流水灯单片机初学者对于流水灯实验一定特别的熟悉，这个实验逻辑清晰，效果明显，在各类单片机以及微机控制相关材料中都会进行讲解。

当我们学习了一段时间单片机之后，或者在进行单片机系统设计时，会发现51单片机的引脚有时并不是很够用，有时候需要尽量节省单片机I/O引脚。

如何节省I/O引脚是我们在设计单片机系统时，经常需要考虑的一个问题。

下面以8个LED组成的流水灯效果的实现为例，讲解如何节省单片机的I/O引脚。

通常我们会采用如图1所示的电路图，通过单片机直接驱动8个LED，但是这种控制方式消耗了8个单片机引脚。

图1 常规流水灯电路我们也可以使用三八译码器来完成流水灯的效果。

其控制电路图如图2所示（这种控制方式在我之前上传的文档中有详细介绍，感兴趣读者可以查看）。

这种控制方式虽然可以在一定程度上可以节省单片机I/O接口的使用，如下图所示，最少只需要使用3个I/O口。

但是这种方式也存在一定的缺点，这种控制方式只能同时点亮1个LED 灯，如果想实现两个以及以上的LED灯点亮的效果，那么这种电路将无法直接实现效果。

图2 三八译码器拓展I/O口下面我们看一下能够使用其他的芯片，来进一步降低单片机I/O 口的消耗。

使用串行转并行芯片74LS164来制作流水灯效果，其控制原理图如图3所示。

从原理图中可以看出，使用了74LS164芯片控制流水灯之后，只占用了单片机的两个I/O口。

一个用于输出时钟脉冲，另外一个用于输出串行数据。

图3 74LS164控制流水灯原理图与前面采用译码器控制的流水灯相比，使用74LS164控制的流水灯效果具有如下两个显著优点：1.占用单片机I/O口少，最少仅为2个。

2.控制功能强大，74LS164驱动的流水灯点亮的个数没有限制，可以任意数量点亮。

编程思路：单片机以最快的速度通过串口控制8个LED灯的点亮状态，由于此过程极短，人眼无法分辨，通过延时函数稳定输出效果，并延时一定时间，再次以最快的速度通过串口控制8个LED灯的亮灭状态，并执行延时函数实现等待效果，如此反复，就可以实现流水灯的效果，且可以实现任意的流水灯的效果。

1.引言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，正以前所未见的速度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，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。

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。

学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，本文笔者用AT89C51单片机自制了一款简易的流水灯，重点介绍了其软件编程方法，以期给单片机初学者以启发，更快地成为单片机领域的优秀人才。

2.硬件组成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。

其具体硬件组成如图1所示。

图1 流水灯硬件原理图从原理图中可以看出，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。

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。

一、设计题目流水灯设计二、设计要求1、通过本次课程设计对80C51单片机对数据的处理和输出显示的认识和理解。

2、能够结合单片机对数据的处理输出显示了解单片机软件的应用。

3、将软、硬件有机地结合，软件系统采用汇编语言编写程序，并在WAVE中调试运行。

三、设计内容功能描述：1.功能要求：程序运行后，将依次循环出现8只LED依次逐个点亮，依次逐个叠加，依次逐个递减，从两边靠拢后分开，从两边叠加递减的流水灯效果。

2.使用说明：总体分三大部分（1）8个发光二极管（2）80C51单片机（3）软件部分按照硬件电路图把8个发光二极管依次连接P1.0~P1.7如图所示，EA (80C51 31脚) 为访问外部程序存储器控制信号，低电平有效当。

当EA端保持高电平时，单片机访问片内程序存储器的程序。

若超出该范围时，自动转去执行外部程序存储器的程序。

当EA端保持低电平时，无乱片内有无程序存储器，均只访问外部程序存储器,所以硬件电路要保持31脚高电平。

18 、19脚是接外部晶振的两脚，根据硬件电路图接上12MHz的外部晶振。

9脚是复位脚即为RESET，该引脚为单片机的上电复位端，当单片机晶体振荡器工作时，该引脚上出现两个机器周期的高电平，就可以实现复位操作，使单片机回复到初始状态。

图9脚就是上电复位电路连接图。

3.基础知识：80C51单片机的寻址方式包括寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、立即寻址以及基址寄存器加变址寄存器间接寻址5种寻址方式。

其中基址寄存器加变址寄存器间接寻址方式一般用于访问程序存储器中的数据表格。

这种寻址方式是以DPTR 或PC作基址寄存器，以累加器作变址寄存器，并以两者内容相加成的16位地址作为操作数的地址，以达到访问数据表格的目的。

即熟悉运用查表指令编写程序。

查表指令可用于复杂代码转换显示，通过查表指令可以实现复杂的显示效果，并可以减少程序代码。

四、程序设计1、程序内容；----------------------------------------------- ；流水灯实例；功能：点亮发光管LED并闪烁；-----------------------------------------------ORG 0000H ;伪指令，指定程序从0000HLJMP MAIN ; 跳转指令，程序跳转到MAIN处ORG 0100H ; 伪指令，指定以下程序从0100H开始存放 MAIN:MOV SP ,#60H ; 给堆栈指针赋初值MOV P1,#0FFH ;给P1赋初值，LED全熄灭；以下为查表程序MOV DPTR,#LED TABLELIGHT :MOV R7, #42LOOP :MOV A , #42SUBB A , R7MOVC A ,@A+DPTRMOV P1 , A ; 输出显示LCALL DELAY ; 调延时子程序DJNZ R7 , LOOPSJMP LIGHT ;跳转，程序继续；延时子程序DELAY :MOV R7 ,#10HDELAY0 :MOV R6 ,#7FHDELAY1 :MOV R5 ,#7FHDJNZ R5 ,$DJNZ R6 ,DELA Y1DJNZ R7 ,DELA Y0RET; 表格数据LED TABLE :DB 0FFH ；全部熄灭DB 0FEH, 0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH；依次逐个点亮DB 0FEH,0FCH,0F8H,0F0H,0E0H,0C0H,080H,000H; 依次逐个叠加DB 080H,0C0H,0E0H,0F0H,0F8,0FCH,0FEH,0FFH; 依次逐个递减DB 07EH,0BDH,0DBH,0E7H,0E7H,0DBH,0BDH,07EH;两边靠拢后分开DB 07EH,03CH,018H,000H,000H,018H,03CH,07EH; 两边叠加后递减DB 000H ；全部点亮END六、成员分工七、心得体会这次这个单片机的课程设计我们完成的不太理想，我们小组有四个人。

东北石油大学实习总结报告实习类型生产实习实习单位东北石油大学实习基地实习起止时间 2018年7月7日至2018年7月16日指导教师刘东明、孙鉴所在院（系）电子科学学院班级电子科学与技术15-2学生姓名学号 022018年 7月 16日目录第1章按键控制流水灯设计 (1)实习目的.............................. 错误!未定义书签。

实习要求.............................. 错误!未定义书签。

第2章电路工作原理 (2)STC89C52单片机工作原理 (2)LED工作原理 (3)按键工作原理 (3)整体电路图 (5)本章小结 (6)第3章 C程序设计 (7)程序设计流程图 (7)实验结果 (8)本章小结 (9)总结及体会 (10)参考文献 (11)附录 (12)第1章按键控制流水灯设计1.1实习目的本次实习以STC89C52单片机为控制核心。

通过它实现对八盏LED 灯的亮灭进行设定，并在设定完成之后能够按照之前的设定实现流水灯效果。

外部电路为按键控制流水灯。

P0口控制八盏灯，P1口控制矩阵键盘，P2口控制独立按键，程序利用单片机内部计时器中断实现流水效果。

要求流水灯能够自行设定、暂停、复位，工作稳定，可靠性高。

生产实习的主要目的是培养理论联系实际的能力，提高实际动手操作能力。

本专业的生产实习旨在广泛了解实际单片机电子产品工作的全过程，熟悉电子产品的主要技术管理模式，并在实习的操作过程中学习掌握电子产品的焊接安装调试的实际操作技能。

巩固和加深理解所学的理论，开阔眼界，提高潜力，为培养高素质大学本科人才打下必要的基础。

透过学习，是理论与实际相结合，能够使学生加深对所学知识的理解，并为后续专业课的学习带给必要的感性知识，同时直接了解本业的生产过程和生产资料，为将来走上工作岗位带给必要的实际生产知识。

1.2实习要求1．深入学习单片机开发软件Keil的使用，熟悉单片机电路设计，根据实际应用电路对程序进行调试。

电子信息工程学系实验报告课程名称：单片机原理及接口成绩：实验项目名称：实验2 流水灯实验时间： 2011-10-21指导教师（签名）：班级：电信092 姓名：蔡松亮学号： 910706247一、实验目的:进一步熟悉keil仿真软件、proteus仿真软件的使用。

了解并熟悉单片机I/O口和LED灯的电路结构，学会构建简单的流水灯电路。

掌握C51中单片机I/O口的编程方法和使用I/O口进行输入输出的注意事项。

二、实验原理：MCS-51系列单片机有四组8位并行I/O口，记作P0、P1、P2和P3。

每组I/O口内部都有8位数据输入缓冲器、8位数据输出锁存器及数据输出驱动等电路。

四组并行I/O端口即可以按字节操作，又可以按位操作。

当系统没有扩展外部器件时，I/O端口用作双向输入输出口；当系统作外部扩展时，使用P0、P2口作系统地址和数据总线、P3口有第二功能，与MCS-51的内部功能器件配合使用。

以P1口为例，内部结构如下图所示：图 P1口的位结构作输出时：输出0时，将0输出到内部总线上，在写锁存器信号控制下写入锁存器，锁存器的反向输出端输出1，下面的场效应管导通，输出引脚成低电平。

输出1时，下面的场效应管截止，上面的上拉电阻使输出为1。

作输入时：P1端口引脚信号通过一个输入三态缓冲器接入内部总线，再读引脚信号控制下，引脚电平出现在内部总线上。

I/O口的注意事项，如果单片机内部有程序存贮器，不需要扩展外部存贮器和I/O接口，单片机的四个口均可作I/O口使用；四个口在作输入口使用时，均应先对其写“1”，以避免误读；P0口作I/O口使用时应外接10K的上拉电阻，其它口则可不必；P2可某几根线作地址使用时，剩下的线不能作I/O口线使用；P3口的某些口线作第二功能时，剩下的口线可以单独作I/O口线使用。

三、实验环境:硬件：PC机，基本配置CPU PII以上，内存2G软件：keil 2,Proteus 7.5四、实验内容及过程:1、用Proteus画流水灯电路图流程：1）、运行Proteus仿真软件，单击pick from libraries,打开搜索元器件窗口，如图 1 所示：图 1 打开搜索元器件窗口2）、搜索添加元器件，如图2 所示：图2 搜索添加元器件窗口3）、添加元器件，修改元器件的参数，绘制流水灯原理图，元器件参数为c1=c2=20pf、c3=10uf；R1=R2=R3=R4=R5=R6=R7=R8=470欧姆、R9=10k欧姆；晶振=12M;VCC=5V。

单片机AT89C2051制作的LED流水灯电路
一、电路图
按照下图购买元器件及面包板，在面包实验板上参考右图搭成电路。

将已经固化好最简程序的AT89C2051单片机芯片插到实验板中缝左右。

LC3911BH型LED数码管高约13mm，宽10mm，引线排列在两侧，正好能骑插在面包实验板中缝左右。

然后用细硬线按照图2将数码管与单片机Pl口连接好，并接入电阻、电容、晶振、按钮开关等。

下图中LED数码管公共阳极接了1只限流电阻。

显示0—9共10个阿拉伯数字，显示1时段数最少为2个。

设每段电流最大为5mA，则2段总电流I=2×5mA =10 mA，公共限流电阻R=（UCC-ULED）/I=（5V-2V）/10 mA =300Ω
显示8时段数最多为7个，每段电流最小为10/7=1.43mA，显得较暗。

由于LED电流大时正向压降亦大些，故显示数字在0～9之间变化时，亮度变化不是预期那样厉害。

因此，下图电路数码管每段电流在1.5～5mA之间。

公共限流电阻方案适合于业余制作。

下图中AT89C2051晶振频率为6MHz。

没有两个33p电容，由于面包板的分布电容，单片机仍然能起振并工作。

0.1μ电容功能是防高频干扰。

1μ电容、10k电阻与lk电阻组成最常用的复位电路。

AT89系列51单片机要求直流电源电压3—6V。

目前有下列电源可供选用：
●手机锂电池3.6-4.1V
●万能手机充电器4.3-5V
●新稳压电源
二、固定字符显示的程序编制
普通数字电子电路都有特定功能，如与、或、非逻辑功能。

计算机包括单片机本身没有特。

实验一流水灯实验一、实验目的1)简单 I/O 引脚的输出2)掌握软件延时编程方法3)简单按键输入捕捉判断二、实验实现的功能1)开机是点亮 12 发光二极管，闪耀三下2)依据顺时针循环挨次点亮发光二极管3)经过按键将发光二极管的显示改为顺逆时针方式三、系统硬件设计流水灯原理图四、系统软件设计演示程序按键正转闪耀反转五、实验过程中碰到的问题及解决方法1) 每次循环不论正转仍是反转程序，总先是先履行P1 口的 8 位 led 灯。

原由：在利用 KEIL 自带的库函数中的 _crol_ 和_cror_ 时，在正转和反转程序中应当调动次序的，开始没注意到。

更正后显示正常。

2)在开始实验的时候推行的是向来循环的方式，利用按键嵌套。

以后发现不理想，每次按键按到三次以上后进入死循环。

解决方案：利用一个按键，显示一次。

并加入按键开释，防备误动作。

指导老师署名：日期：实验一程序 :/******************************************************************** **************工程说明：本工程主要达成了一下功能：1，复位后演示全部功能2，灯闪耀三次3，流水灯正转4，流水灯反转函数说明：yanshi() ：演示程序dengss() ：闪耀程序right()：正转程序left()：反转程序scankey() ：按键扫描********************************************************************* **************/#ifndef _led_h#define _led_h#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar i,j,a,b,c,d;uchar flag=0;//亮灯判断标记uchar aa,bb,cc,dd,ss;sbit H1=P3^6;sbit key1=P0^5;sbit key2=P0^6;sbit key3=P0^7;void delay(uint);//1ms 延时void yanshi(void);//演示全部亮灯方式void dengss(void);//闪耀三次void left(void); //左循环亮灯void right(void);//右循环亮灯void scankey(); //按键扫描#endif#include"stc10.h"#include<intrins.h>#include<led.h> //包含各样变量定义及函数申明main(){yanshi();delay(2000); //两秒后进入可控大循环while(1){scankey();if(flag==0)right();if(flag==1)left();if(flag==2)dengss();}}void delay(uint x){uint i,j;for(i=110;i>0;i--)for(j=x;j>0;j--);}void yanshi(){dengss();right();left();P2=0XFF;P3=0XFF;}void dengss(){for(ss=3;ss>0;ss--)P2=0;P3=0xc3;delay(1000);P2=0xff;P3=0xff;delay(1000);}flag+=3;//退出小循环，只亮一次，增大按键扫描频次}void right(){aa=0xfe;for(a=8;a>0;a--){P2=aa;aa=_crol_(aa,1);delay(500);}bb=0xfb;P2=0xff;//熄灭循环后亮着的for(b=4;b>0;b--){P3=bb;bb=_crol_(bb,1);delay(500);}//D12 保存发亮flag+=3;//退出小循环，只亮一次，增大按键扫描频次}void left(){cc=0xdf;for(c=4;c>0;c--){P3=cc;cc=_cror_(cc,1);delay(500);P3=0xff;// 熄灭 D9dd=0x7f;for(d=8;d>0;d--){P2=dd;dd=_cror_(dd,1);delay(500);}//D1 保存发亮flag+=3;//退出小循环，只亮一次，增大按键扫描频次}void scankey(){H1=0;if(key1==0){delay(10);if(key1==0){flag=0;while(!key1);//等候按键开释}}if(key2==0){delay(10);if(key2==0){flag=1;while(!key2);//等候按键开释}}if(key3==0){delay(10);if(key3==0){flag=2;while(!key3);//等候按键开释}}}实验二准时器或实不时钟实验一、实验目的1)数码管动向显示技术2)准时器的应用3)按键功能定义二、实验实现的功能1) 经过按键能够设定准不时间，启动准时器，准不时间到，让12 个发光二极管闪耀，达成准时器功能。