流水灯控制系统设计

【精品】PLC流水灯报告一、项目概述本项目是一个基于PLC的流水灯控制系统，可以实现多个LED灯条之间的交替闪烁，使得整个装置呈现出流水灯的效果。

本项目的目的是通过实际设计和制作流水灯控制系统，深入了解PLC的工作原理和控制方法。

二、系统设计2.1 系统组成本系统共由PLC控制器、LED灯带、电源和外部按钮组成。

PLC控制器作为系统的核心部件，通过编写控制程序来控制LED灯条的亮灭。

LED灯条连接在PLC的数字输出端口上，当输出口输出高电平时，LED灯条亮起；输出低电平时，LED灯条熄灭。

外部按钮连接到PLC的数字输入端口上，通过读取输入端口的状态来判断按钮是否被按下。

当按钮按下时，PLC会接收到一个信号，然后根据控制程序的设置来改变LED灯的亮灭状态。

本系统的流程如下：1. 初始化：PLC控制器启动，并将LED灯条的状态全部设为熄灭。

2. 检测按钮状态：PLC读取输入端口的状态，判断按钮是否按下。

3. 改变LED灯状态：如果按钮被按下，PLC将改变LED灯的状态，从而实现流水灯的效果。

4. 等待一段时间：为了使流水灯效果更加明显，PLC在改变LED灯的状态后会暂停一段时间。

5. 回到检测按钮状态：系统回到第二步，继续检测按钮状态。

2.4 功能点设计本系统共有三个功能点：开始、停止和复位。

开始功能点用于启动流水灯效果，按下按钮后，流水灯将开始交替闪烁。

复位功能点用于将系统状态还原为初始状态。

三、系统实现3.1 硬件设计本系统采用的PLC型号为S7-200系列，并搭配了4根LED灯条，每根LED灯条上都有10个LED灯，共40个LED灯。

外部控制按钮采用常开型按钮和通断型按钮，分别连接到PLC的数字输入端口上。

电源采用5V直流稳压电源，用于为LED灯提供电源。

本系统的控制程序采用Ladder图编写，共分为三个模块：开始、停止和复位。

开始模块：采用了一个双边沿触发器，用于检测外部按钮是否被按下，如果检测到按钮按下，则改变LED灯的状态，使其开始交替闪烁。

自主创新实践报告设计题目P LC在流水灯中的应用学生姓名专业班级指导教师目录第一章绪论 (2)1.1引言 (2)1.2采用流水灯的意义和目的 (2)1.3 本次设计的主要内容 (2)第二章主要硬件设备的介绍 (3)2.1可编程控制器的发展历史 (3)2.1.1 可编程控制器的定义 (4)2.1.2 可编程控制器的特点 (4)2.1.3 PLC的基本结构和工作原理 (5)2.2西门子S7-200的硬件组成 (8)第三章电路及软件设计 (10)3.1硬件电路设计 (10)3.1.1流水灯分布图 (10)3.1.2控制系统I/O点及地址分配 (10)3.2软件设计 (11)3.2.1梯形图 (11)3.2.2指令表 (19)第四章系统调试 (21)4.1 系统的连接与运行 (21)4.2 流水灯闪烁 (21)4.3 流水灯的调试 (22)总结 (23)第一章绪论1.1引言随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣和发展,各大中小城市都在进行亮化工程。

企业为宣传自己企业的形象和产品,均采用广告手法之一:流水灯广告屏来实现这一目的.当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的广告灯均可以见到,一种是采用流水灯管做成的各种形状和多中彩色的灯管,另一种为日光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果。

这些灯的亮灭,闪烁时间及流动方向等均可以通过PLC 来达到控制的要求。

可编程控制器PLC：英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，是一种数字运算操作的电子系统，专为在社会环境应用而设计的。

它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.作为自动控制装置的核心,它具有功能强,可靠性高等诸多优点。

该装置可以完成各种指令系统训练以及多种控制对象的程序设计训练。

流水灯模拟控制系统（课程设计论文）引言流水灯就是一组灯在控制系统的控制下按照设定的顺序和时间来点亮和熄灭，这样就能形成如流水一样的视觉效果。

现在很多街上的店面和招牌上面就安了流水灯，在夜里看上去如流水一样变换闪烁、美不胜收。

流水灯控制可用多种方法实现，例如可运用模电和数电的知识，利用移位寄存器实现对流水灯的控制：通常用左移寄存器实现灯的单方向移动；用双向移位寄存器实现灯的双向移动。

因为我最近在自学单片机的教程，对单片机这个具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点小东西起了浓厚的兴趣，本着学习单片机就要理论与实践并重的理念，我决心用单片机来做这次流水灯课程设计，检验自己对单片机知识的吸收和掌握的程度。

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，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。

因此，作为未来电子自动化领域主力，我们应该掌握有关单片机的知识，以跟上科技的发展和时代的潮流。

1系统总体方案设计1.1 设计主要功能由课程设计任务书可知，首先要求八个灯LED0至LED7依次点亮，间隔时间为一秒。

待八个灯全部点亮后，再由LED7至LED0依次熄灭，间隔时间同样为一秒。

等到灯全部熄灭后，再控制灯八个灯同时闪烁4次，闪烁一次的时间为1秒，共计四秒。

附加功能：灯LED0-LED1-LED2-LED3构成字母A的“/”，灯LED7-LED6-LED5构成字母A的“\”，灯LED4构成字母A的“-”，按照写字母A的顺序依次点亮各个小灯，间隔时间为500毫秒。

等到灯全部点亮后，再控制八个灯同时闪烁3次，闪烁一次的时间为500毫秒。

由于延时时间较短，在灯明灭时我们可以明显地观测到字母A的流水灯效果。

1.2 设计要点本次课程设计中的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。

单片机控制左右循环的流水灯设计单片机是一种微型计算机芯片，可以用于控制和管理各种电子设备。

流水灯是一种经典的电子元件，通过依次点亮或熄灭一组LED灯来形成流动效果。

本文将设计一个使用单片机控制的左右循环流水灯。

设计思路：1.硬件设计：a.先准备一个单片机开发板、一组LED灯和与LED灯串联的电阻。

b.将LED灯按照循序连接，连接方式可以为并联或串联。

c.通过引脚和外部电路将LED灯与单片机的IO口相连。

每个LED灯与一个IO口相连，并且通过电阻限流。

2.软件设计：a.在单片机上编写控制流水灯的程序。

这可以使用C语言或汇编语言进行编写。

b.程序主要通过循环结构来实现流水灯的效果。

编写一个循环函数，用于控制LED灯的点亮和熄灭。

c.在循环函数中，通过控制IO口输出高电平或低电平来控制LED灯的亮灭。

每次循环，根据需要逐个点亮或熄灭LED灯。

d.为了实现左右循环的效果，可以通过改变点亮或熄灭的顺序来改变流水灯的方向。

可以使用一个变量来控制点亮和熄灭的顺序，每次循环后改变该变量的值。

示例代码：以下是一个使用C语言编写的简单示例代码，来控制左右循环流水灯。

```c#include <reg52.h>//定义LED灯使用的IO口sbit LED1 = P1^0;sbit LED2 = P1^1;sbit LED3 = P1^2;sbit LED4 = P1^3;//控制流水灯循环void lightFlowint i;int direction = 1; // 控制流水灯的方向，1表示向右，-1表示向左//流水灯循环while(1)//控制LED灯的点亮和熄灭LED1=0;LED2=1;LED3=1;LED1=1;LED2=0;LED3=1;LED4=1;LED1=1;LED2=1;LED3=0;LED4=1;LED1=1;LED2=1;LED3=1;LED4=0;//根据方向改变控制顺序if(direction == 1)//向右direction = -1;}elsedirection = 1;}}void mainlightFlow(;```这个示例代码中，使用P1口上的4个IO口来控制4个LED灯的点亮和熄灭。

plc控制流水灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和功能。

2. 学生能掌握流水灯电路的工作原理和PLC控制流程。

3. 学生能描述不同类型PLC的编程语言和指令系统。

技能目标：1. 学生能运用PLC编程软件设计简单的流水灯控制程序。

2. 学生能通过PLC对流水灯进行调试和故障排查。

3. 学生能运用团队合作的方式，完成流水灯控制系统的搭建与优化。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化控制技术的兴趣，激发创新意识和探索精神。

2. 培养学生严谨、细致的工作态度，提高学生的责任心和自我管理能力。

3. 培养学生团队协作精神，学会尊重和倾听他人意见，共同解决问题。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，使学生能够将所学应用于实际工程案例。

学生特点：学生具备一定的电子电路基础知识，对PLC控制技术有一定了解，但实际操作经验不足。

教学要求：注重理论与实践相结合，强调动手能力和团队合作，提高学生的实际操作技能和问题解决能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于教学设计和评估。

二、教学内容1. PLC基本原理与结构：介绍PLC的组成、工作原理及在各行业中的应用。

教材章节：第一章 可编程逻辑控制器概述2. 流水灯电路设计：讲解流水灯电路的工作原理，分析不同类型的流水灯电路。

教材章节：第二章 常用电气控制电路3. PLC编程软件使用：学习PLC编程软件的操作方法，掌握基本编程指令。

教材章节：第三章 PLC编程软件与指令系统4. 流水灯控制程序设计：根据流水灯电路，设计相应的PLC控制程序。

教材章节：第四章 PLC程序设计5. PLC程序调试与优化：学习调试PLC程序的方法，掌握故障排查技巧。

教材章节：第五章 PLC程序调试与优化6. 团队合作与实践：分组进行流水灯控制系统的搭建与调试，培养学生的团队合作能力。

教材章节：第六章 PLC控制系统设计与应用教学进度安排：本教学内容共计6个课时，每课时45分钟。

实验报告单实验名称：流水灯控制系统设计实验项目：实验目的：1. 理解单片机系统软硬件开发的过程，单片机基本的I/O控制方法。

2. 掌握51单片机的汇编指令。

3. 掌握Proteus硬件仿真软件的使用及技巧。

4. 掌握Keil uVision程序开发软件的使用技巧。

实验器材：安装了Keil uVision5和Proteus的电脑；实验原理：通过更改P2口8位的高低电平，分别控制8个Led灯的亮灭。

单片机流水灯的实质是单片机各引脚在规定的时间逐个上电，使LED灯能逐个亮起来但过了该引脚通电的时间后便灭灯的过程，实验中使用了单片机的P2端口，对8个LED灯进行控制，要实现逐个亮灯即将P2的各端口逐一置零，中间使用时间间隔隔开各灯的亮灭。

使用rl或rr a实现位的转换。

然后将A寄存器转换一次便送给P2即MOV P2,A便将转换后的数送到了P2口，不断循环下去，便实现了逐位置操作。

具体的亮灭情况如下表：要实现“流水灯”效果，也就是需要将P2口的输出值发生以下变化:FE→FD→FB→F7→EF→DF→BF→7F→BF→DF→EF→F7→FB→FD→FE ..... 可以使用一个循环，不断对数据进行移位运算实现。

这里的移位指令采用RL和RR,即不带进位的位移运算指令。

如果使用带进位的位移运算指令(RLC 和RRC),则需要定期把cy置0，否则会出现同时亮起两个发光二极管的情况。

实验步骤：1.在仿真系统Proteus中实现电路原理图设计；新建设计文档、设置工作环境、选择并放置元器件、对原理图进行布线、原理图的电器规则检查、调整、保存和输出报表等。

2.源代码的设计与生成目标代码；在Keil uVision5平台进行C语言和汇编语言源代码的输入、编译与调试，并生成可执行文件.hex。

C语言存储为.c文件，汇编语言存储为.asm文件。

3.调试与仿真在Proteus中将可执行文件.hex加载到单片机中，对系统进行虚拟仿真。

1 绪论 (3)1.1 课题背景及目的 (3)2 流水灯控制电路组成 (5)2.1 555定时器 (5)2.1.1 电路组成 (5)2.1.3 脉冲产生的整形电路 (8)3 流水灯控制电路的整体分析 (14)3.2 整体电路的分析 (16)结论 (21)致谢 (22)参考文献 (23)1 绪论1.1 课题背景及目的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，数字逻辑电路的发展也日趋迅速，通常流水灯的设计会选择单片机编程，虽然单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，但是，选择单片机更大的增加了设计费用，并且对设计者的编程语言要求高，而在数字电路中，中规模集成电路以其功能强大、种类繁多，得到广泛应用。

很多中规模集成电路都具有通用性，它的应用已不仅仅局限于其本身所具有的功能。

如本文所设计的流水灯电路，就是利用中规模集成电路的功能扩展，将移位寄存器构成移存型计数器，将其输出端接到多个LED指示上。

利用数字电路来控制灯的状态，并显示设计结果。

其主要的电路原理：整个流水灯电路由时钟产生，流水程序控制驱动及功率控制元件电源供给电路等电路组成。

1.2 课题研究方法常见的流水灯控制系统中，是使用微机控制，设备复杂，成本较高；另外应用单片机控制，虽然简单，但系统智能化及传输可靠性低，且对语言的编程能力要求较高，均不理想。

为了提高系统可靠性、实用性，从而研究了一种基于模拟电子技术和数字电子技术的循环控制系统。

这种设计不仅仅应用到流水灯的控制，也在工业生产中提高自动化循环控制得到利用。

为了发光二极管形成流水效果，将电源加在555定时器中，定时发送脉冲，通过CD4017循环计数，由CD4066控制开关，使发光二极管逐个接受高电平，循环亮起，设计中，选用四种颜色的发光二极管，从而形成更好的流水效果。

1.3 基本要求设计方案（1）设计一个彩灯控制电路，使其能够产生一个控制信号控制彩灯实现灯光变换的功能。

80C51单片机控制流水灯1使用汇编语言编写程序，8个LED灯接在P0口，显示出流水灯效果2用mov指令移位3用查表法显示流水灯4将P1口拨码开关设置状态读出，作为流水灯设置显示模式5在4的基础上加入控制功能，K0为低电平时，LED停止移动，K0高电平时，LED开始移动；K1为低电平时，LED左移，K1高电平时，LED 右移。

接线如下图：（一）用mov指令编写ORG 0000H ;定义程序初始地址JMP MAIN ;跳转至MAINORG 0030HMAIN: MOV A,#0FEH ;MOV R0,#08H ;设置移动8位LOOP1:MOV P0,A ;点亮第一个灯CALL DELAY ;调用延时程序RL A ;左移DJNZ R0,LOOP1 ;循环左移MOV R1,#08H ;设置移动8位LOOP2:RR A ;右移MOV P0,A ;输出CALL DELAY ;调用延时程序DJNZ R1,LOOP2 ;循环右移JMP MAIN ;跳转至MAIN DELAY:MOV R3,#20 ;延时程序定义D1: MOV R4,#100D2: MOV R5,#230DJNZ R5,$DJNZ R4,D2DJNZ R3,D1RETEND（二）用查表法ORG 0000H ; 定义程序地址从0000H开始存放JMP MAIN ;跳转至主程序ORG 0030H ;设置主程序地址MAIN:MOV DPTR,#TABLE ;将TABLE的地址赋给DPTRONE: CLR A;累加器清零MOVC A,@A+DPTR ;取出表中的数据CJNE A,#0FFH,TWO ;判断是不是表中最后的0FFH，如果不是则跳转至TWOJMP MAIN ;如果是表中最后的0FFH，则跳转至main，重新运行TWO: MOV P1,A ;将数据输出至p1口CALL DELAY ;调用延时程序INC DPTR ;修改指针DPTR，指向表中下一个数据JMP ONE ;跳转至oneDELAY:MOV R3,#20 ; 延时子程序定义D1: MOV R4,#100D2: MOV R5,#230DJNZ R5,$DJNZ R4,D2DJNZ R3,D1RETTABLE: ; 花样流水灯的表，可以自由定义DB 01111111BDB 10111111BDB 11011111BDB 11101111BDB 11110111BDB 11111011BDB 11111101BDB 11111110BDB 11111110BDB 11111101BDB 11111011BDB 11110111BDB 11101111BDB 11011111BDB 01111111B DB 11100111B DB 11011011B DB 10111101B DB 01111110B DB 10111101B DB 11011011B DB 11100111B DB 11100111B DB 11011011B DB 10111101B DB 01111110B DB 10111101B DB 11011011B DB 11100111B DB 01010101B DB 10101010B DB 00110011B DB 11001100B DB 11110000B DB 00001111BDB 0FFH ;用作表的结尾的标志，可自由定义END（三）拨码开关控制ORG OOOOH ;JMP MAINORG 0030H ;MAIN:MOV P1,#0FFH ;准双向口，先写1再读，防止读取出错MOV A,P1 ;读取P1的状态MOV P0,A ;将p1的状态输出到P0CALL DELA Y ;调用延时子程序JMP MAIN ;跳转到MAINDELAY:MOV R3,#20 ;延时子程序定义D1: MOV R4,#100D2: MOV R5,#230DJNZ R5,$DJNZ R4,D2DJNZ R3,D1RETEND（四）在（三）的基础上加上控制功能ORG 0000HJMP MAINORG 0030HMAIN: MOV P1,#0FFH ;准双向口，先写1再读,防止出错MOV A,P1 ;读取P1的状态MOV R0,A ; 保存A的状态TEST: JB P2.0,MOVING ;判断P2.0的电平，高电平时跳转至MOVINGJMP DISPLA Y ;跳转到DISPLA YMOVING:JB P2.1,RIGHT ;判断P2.1的状态，高电平时右移LEFT: RL A ;A左移一位JMP DISPLA Y ;跳转至DISPLA YRIGHT:RR A ;A右移一位JMP DISPLA Y ;跳转至DISPLA YDISPLA Y:MOV P0,A ;输出到P0口MOV R1,A ;保存A的状态CALL DELAY ;调用延时程序MOV A,R0 ;将R0保存的状态存到A中XRL A,P1 ;判断P1口的状态是否变化JNZ MAIN ;P1口状态变化，跳转至MAIN重新显示MOV A,R1 ;P1口状态不变，继续当前的状态显示JMP TEST ;跳转至TESTDELAY:MOV R3,#20 ; 延时程序定义D1: MOV R4,#100D2: MOV R5,#200DJNZ R5,$DJNZ R4,D2DJNZ R3,D1RET。

目录第1章方案的论述以及与最终方案的确定··························· - 1 -1.1第一种方案的论述 (1)1.2第二种方案的论证 (1)1.3第三种方案的论述 (1)1.4最终方案的确定 (1)第2章硬件设计............................................................ - 2 -2.1总体方案设计分析. (2)2.2系统逻辑框图 (2)2.3主要元器件简介 (2)2.3.1 8086CPU ·························································································- 2 -2.3.2 地址锁存器74LS373的内部电路与工作原理 ··········································- 4 -2.3.3 可编程外围接口芯片8255A的简介 ······················································- 5 -第3章软件设计···························································· - 9 -3.1程序流程设计 (9)3.1.1 主程序流程 ·····················································································- 9 -3.1.2 程序流程图 ··················································································· - 10 -3.1.3 系统硬件连接图 ············································································· - 11 -3.1.4 源程序设计(附录) ........................................................................... - 11 -3.2设计最终理想结果及原理 (11)3.2.1 左向移动流水灯 ············································································· - 11 -3.2.2 右向移动流水灯 ············································································· - 11 -设计心得 ·····································································- 12 -参考文献 ·····································································- 13 -附录 ···········································································- 14 -第1章方案的论述以及与最终方案的确定1.1 第一种方案的论述第一种方案，使用AT89C51单片机实现流水灯闪烁设计。

目录第一章绪论 (3)1.1 前言 (3)1.1流水灯系统的意义、现状及要求 (4)1.1.2 技术现状 (5)1.2彩灯的发展 (6)1.2.1 彩灯的最初来源 (6)1.2.2 彩灯给城市带来的五彩缤纷 (6)1.3PLC的发展前景及趋势 (7)1.4PLC的定义及特点 (11)第2章硬件电路的设计 (12)2.1流水灯电路的设计 (13)2.2开关电路的设计 (14)第3章软件设计 (15)3.1软件设计的方案 (11)3.2PLC结构 (14)3.3工作原理 (15)3.4编程语言 (16)3.5S7-200的指令系统 (19)3.6流水灯的工作要求 (18)3.7梯形图 (22)结束语 (41)致谢 (42)参考文献 (43)PLC控制流水灯系统的设计[摘要]本次毕业设计是应用S7-200 PLC流水灯设计的硬件电路，并利用OB1的梯形图控制程序设计。

通过控制S7－200 PLC的定时继电器的功能来实现各彩灯按一定的规律点亮和熄灭。

接通延迟定时器SD的特点（如果RLO有正跳沿，则接通延迟定时器启动指令，以设定的时间值启动指令的定时器）。

这种控制电路结构简单，可靠性高，应用性强；软件程序适应范围广，对各彩灯按一定的规律点亮和熄灭的控制，只需要改变相应的定时器的时间接通即可。

第一章绪论前言随着科技的飞速发展，无论在日常生活中，还是在工农业发展中，PLC具有广泛的应用。

PLC的一般特点：抗干扰能力强，可靠性极高、编程简单方便、使用方便、维护方便、设计、施工、调试周期短、易于实现机电一体化。

PLC总的发展趋势是：高功能、高速度、高集成度、大容量、小体积、低成本、通信组网能力强。

本次毕业设计是应用S7-200 PLC流水灯设计的硬件电路，并利用OB1的梯形图控制程序设计。

通过控制S7－200 PLC的定时继电器的功能来实现各彩灯按一定的规律点亮和熄灭。

接通延迟定时器SD的特点（如果RLO有正跳沿，则接通延迟定时器启动指令，以设定的时间值启动指令的定时器）。

plc的流水灯设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和工作流程；2. 学生能够掌握PLC编程中涉及的逻辑运算和定时控制方法；3. 学生能够了解流水灯的设计原理及其在PLC控制系统中的应用。

技能目标：1. 学生能够运用PLC编程软件进行基本的程序编写和调试；2. 学生能够独立设计并实现一个简单的流水灯控制程序；3. 学生能够通过实际操作，解决流水灯控制过程中遇到的问题。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对自动化控制技术的兴趣和热情，提高学习主动性和积极性；2. 学生通过团队协作，培养沟通与交流能力，增强团队意识；3. 学生在学习过程中，培养解决问题的能力和创新精神，提高自信心。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识，注重培养学生的动手操作能力和实际应用能力。

学生特点：学生具备一定的电子技术和计算机编程基础，对新鲜事物充满好奇，喜欢动手实践。

教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生主动探究，鼓励学生提出问题并解决问题，提高学生的实践能力和创新能力。

在教学过程中，关注学生的个体差异，给予个性化的指导。

通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。

二、教学内容1. PLC基本原理：包括PLC的组成、工作原理、常用输入输出设备等；教材章节：第一章 可编程逻辑控制器概述2. PLC编程基础：逻辑运算指令、定时器指令、计数器指令等；教材章节：第二章 PLC编程基础3. 流水灯设计原理：流水灯的控制方法、电路设计、程序设计；教材章节：第三章 顺序控制设计及应用4. PLC编程软件操作：软件安装、程序编写、调试与下载；教材章节：第四章 PLC编程软件操作5. 实践操作：设计并实现一个简单的流水灯控制程序，包括电路连接、程序编写、调试等；教材章节：第五章 实践操作教学内容安排与进度：第一课时：PLC基本原理及编程基础；第二课时：流水灯设计原理；第三课时：PLC编程软件操作；第四课时：实践操作，设计并实现流水灯控制程序。

基于51单片机的流水灯系统设计介绍：流水灯系统是一种常见的电子灯光效果，通过多个方向或位置的灯光按照一定的规则顺序闪烁，形成一种流动的效果。

这种系统在舞台演出、广告等领域广泛应用。

本文将基于51单片机设计一个简单的流水灯系统。

设计目标：本设计的主要目标是实现一个简单的有5个LED灯的流水灯系统，通过51单片机控制闪烁的频率和方向。

设计原理：1.51单片机：使用常见的AT89C51单片机，作为整个系统的控制核心。

2.LED灯：选用5个LED灯作为流水灯的灯光源。

3.节拍控制电路：通过一个定时器电路来生成节拍信号，控制LED闪烁的频率。

详细设计：1.系统硬件设计选用的51单片机AT89C51与外部晶振连接，为单片机提供时钟信号。

5个LED灯分别通过多路开关连接到51单片机的I/O口上，通过单片机控制I/O口输出高或低电平来控制LED灯的亮灭。

定时器电路通过8051单片机内部的定时器模块来实现。

2.系统软件设计使用C语言编写程序，实现流水灯的控制逻辑。

1）初始化：设置51单片机的I/O口为输出模式，并将所有LED灯都设置为关闭状态。

2）闪烁控制：使用一个循环，通过依次改变LED灯的亮灭状态实现流水灯的效果。

可以通过循环变量的增加或减少来改变流水灯的方向。

3）节拍控制：使用编写好的定时器中断服务函数，来控制流水灯的闪烁频率。

可以通过调整定时器的工作模式和计数值来调整闪烁的频率。

测试与调试：总结：本文基于51单片机设计了一个简单的流水灯系统，通过控制LED灯的闪烁频率和方向，实现流水灯的效果。

通过学习和理解该设计，我们可以进一步探索更复杂的灯光系统设计，并在实际应用中进行扩展和优化。

多功能流水灯设计毕业设计毕业设计：多功能流水灯设计一、引言多功能流水灯是一种常见的电子灯具，其特点是能够根据预定的规律产生流动的灯光效果。

在本毕业设计中，我们将设计一款具有多种功能的流水灯，包括不同的灯光模式切换、亮度调节等功能。

本设计将以STM32微控制器作为核心控制器，并通过外部电路和软件编程实现多种流水灯效果。

二、设计方案1.硬件设计本设计中，我们将使用STM32微控制器作为核心控制器，具有丰富的GPIO引脚和定时器功能。

通过连续改变GPIO引脚的电平状态，我们可以实现流水灯的亮灭效果。

同时，我们还将使用一些外部元件，如电阻、电容和三极管等，来实现灯光的亮度调节和控制。

2.软件设计本设计将使用Keil C编译环境进行软件开发。

首先，我们需要编写相关的GPIO和定时器驱动程序，实现对流水灯的控制。

其次，我们还需要编写额外的模式切换和亮度调节功能的程序，通过按键或旋钮等输入方式来改变流水灯的工作模式和亮度。

三、具体实现1.灯光模式切换功能我们将设计一个菜单界面，通过按键输入来切换不同的流水灯工作模式。

在菜单界面中，用户可以选择要显示的流水灯模式，如单色流水灯、多色流水灯等。

通过编写相应的程序代码，我们可以通过按键触发事件来实现模式的切换。

2.亮度调节功能我们将使用旋钮或调光器等输入方式来实现对流水灯亮度的调节功能。

通过读取旋钮当前的位置或调节器的电阻值，我们可以确定亮度的大小。

然后，我们将通过改变PWM信号的占空比来实现对流水灯亮度的控制。

3.故障检测和保护功能为了保证流水灯在长时间使用过程中的稳定性和安全性，我们还将设计故障检测和保护功能。

例如，我们可以通过检测电流和电压等参数来判断灯管是否损坏，并及时发出警报提醒用户更换。

同时，我们还可以设置过压、过流和过载保护功能，以防止灯具因异常情况而损坏。

四、测试与验证在完成硬件和软件设计后，我们将进行测试和验证。

首先，我们将验证流水灯的各项功能是否正常工作，包括模式切换、亮度调节等。

微机原理课程设计目录第1章方案的论述以及与最终方案的确定·····································- 1 -1.1第一种方案的论述 (1)1.2第二种方案的论证 (1)1.3第三种方案的论述 (1)1.4最终方案的确定 (1)第2章硬件设计 .................................................................................- 2 -2.1总体方案设计分析 .. (2)2.2系统逻辑框图 (2)2.3主要元器件简介 (2)2.3.1 8086CPU ················································································································ - 2 -2.3.2 地址锁存器74LS373的内部电路与工作原理····················································· - 4 -2.3.3 可编程外围接口芯片8255A的简介···································································· - 5 -第3章软件设计 ·················································································- 9 -3.1程序流程设计 (9)3.1.1 主程序流程··········································································································· - 9 -3.1.2 程序流程图········································································································· - 10 -3.1.3 系统硬件连接图 ································································································· - 11 -3.1.4 源程序设计(附录) ............................................................................................... - 11 -3.2设计最终理想结果及原理 (11)3.2.1 左向移动流水灯 ································································································· - 11 -3.2.2 右向移动流水灯 ································································································· - 11 -设计心得 ·····························································································- 12 -参考文献 ·····························································································- 13 -附录······································································································- 14 -- 1 -微机原理课程设计第1章方案的论述以及与最终方案的确定1.1 第一种方案的论述第一种方案，使用AT89C51单片机实现流水灯闪烁设计。

流水灯控制电路的设计1.实验目的（1）掌握555定时器的基本结构和工作原理。

（2）掌握74SL163，74SL138芯片的功能及应用。

（3）加深对组合和时序逻辑电路的理解。

（4）通过实验掌握基本电路在实际生活中的应用。

2.总体设计方案或技术路线74SL163为集成4位同步二进制加法计数器，；利用它的同步置数功能可获得N进制计数器。

74SL138为3线-8线译码器，它有3个输入端、8个输出端，使8个LED发光二极管实现按一定方向的循环亮灭。

由555定时器构成脉冲发生器，并由LED发光二极管监视电路是否工作；将74SL163接成二进制计数器，在Q D端用LED发光二极管监视计数器工作状态；取74SL163的低三位Q C Q B Q A接到74SL138的地址控制端CBA，74SL138的8个输出端依次与排成一排的8个LED发光管相接。

8个发光二极管按一定方向循环亮灭3.实验电路图多谐控制电路J2流水灯控制电路4. 仪器设备名称、型号NE555时基控制芯片 1个74SL163芯片 1个74SL138芯片 1个示波器 1台电源 1台LED发光二极管 10个导线若干试验箱 1个5.理论分析或仿真分析结果在NE555芯片构成的多谐控制电路中，输出信号的频率f=1.43/(R1+2R2)C1,可以通过改变接入的电阻和电容来改变输出信号的频率，从而改变8个LED循环发光的速度。

根据74SL138 3线-8线译码器的特点，通过改变LED接入74SL138芯片的输出端从而改变其发光的顺序或者循环的方式。

6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录）7.实验结论8.实验中出现的问题及解决对策9.本次实验的收获和体会、对电路实验室的意见或建议10．参考文献。

用单片机实现流水灯的控制设计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，本设计课题是流水灯的控制设计，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。

2.硬件组成2.1 总体方案设计分析要求用8255的A口和B口做为输出，接16个发光二极管，从而实现16位流水灯的显示效果，基本的界限可如下图A所示，在C口的地两位接两个开关，实现两个扩展功能的控制。

i：基本流水灯显示电路A口和B口两个端口不能同时复制，从而在试验中可以用BX进行需要复制的数据的存储，因为BX可以分从BH BL两个部分进行独立的操作，在本次试验中用BH对A口进行赋值，用BL对B口进行赋值，通过演示一段时间再对BH BL 进行移位和输出，实现流水灯的效果。

ii:正反方向选择把PC.0口接在开关上，编写程序对C端口的数据进行读取，并进行判断，使得当PC.0为高电平的时候则灯进行左移，同时B口与A口相反。

iii：快慢速度控制把PC.1口接在开关上，编写程序对C端口的数据进行读取，并进行判断，使得当PC.1为高电平的时候则延时的时间缩短，使得流水灯的流水速度加快，低电平的时候则进行延时的时间变长，使得流水灯的流水速度加快。

3硬件原理设计A该模块的WR.RD分别练到PC总线接口模块的XIOW和XIORB该模块的数据（AD0~AD7）、地址线（A0~A7）分别连到PC总线接口模块的数据（D0~D7）、地址线（A0~A7）C 8255模块选通线CA连到PC总线接口模块的IOY3D 8255的PA0~PA7连到发光二极管的L1~L8;8255的PB0~PB7连到发光二极管的L9~L16E 8255的PC0 PC1分别练到开关K0 K1F 软件流程框图及程序清单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。

一、系统功能要求设计以AT89C51为核心并用它来控制发光二极管双灯点亮循环的实验装置，用AT89C51单片机控制8个发光二极管发光，实现亮点以12HZ频率又高到低位两两循环移动。

通过PROTEUS软件设计、仿真，并能从中掌握通过软件控制发光二极管的思路和技巧。

二、系统硬件电路设计(一)设计思路本系统电路由四部分组成：时钟电路、复位电路、输出部分、89C51芯片首先介绍图1其中主要部分电路功能如下图所示：①时钟电路用于产生单片机工作时所需的时钟信号，在芯片的外部通过19脚、18脚接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，构成一个稳定的自激振荡器。

电路中的C1、C2 一般取30pF左右，而晶体振荡器的频率范围通常是1.2-12MHZ，晶体振荡器的频率越高，震荡频率就越高。

②本部分电路起上电复位的作用。

③输出部分采用红、绿、蓝、黄四种颜色的二极管，让流水灯在移动的时候色彩鲜明、便于观察，该系统采用8个发光二极管，两两从高位到地位流水移动。

RN1排阻的作用是保护二极管，向它提供较小的电流，防止二极管因为电流过大而烧毁。

④在设计图中，89C51芯片是核心，P0，P1，P2，P3口均可以作为I/O口使用。

本电路中使用P1口作为输出口。

（二）单片机原理8051单片机包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，现在我们分别加以说明：·中央处理器：中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。

·数据存储器(RAM)：8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。