下载文档原格式
基于51单片机的流水灯设计51单片机是一种常用的微控制器，它具有高性价比、易于编程和广泛的应用范围。
流水灯是一种常见的电子灯光装置，它通过类似于瀑布般的效果，逐个点亮一系列的灯。
本文将介绍基于51单片机的流水灯的设计。
流水灯的设计过程可以分为硬件设计和软件设计两个步骤。
硬件设计：在硬件设计方面，我们需要准备以下器件和材料：1.51单片机开发板2.杜邦线3.LED灯4.电阻接下来，根据流水灯的设计思路，将多个LED灯连接在一起，形成一个线性的灯带。
为了控制LED灯的亮灭，我们需要使用51单片机的GPIO 口来提供高低电平信号。
通过改变GPIO口的输出信号，我们可以实现各个LED灯的顺序点亮和熄灭。
软件设计：在软件设计方面，我们需要使用到汇编或C语言来编写控制程序。
以下是一个简单的流水灯程序的伪代码：```1.初始化51单片机的GPIO口方向，设置为输出模式2. 定义一个存储灯光模式的数组，比如`light_pattern[] = {0xFF, 0x7F, 0x3F, 0x1F, 0x0F, 0x07, 0x03, 0x01}`3.定义一个循环计数器`i`4.进入无限循环5. 通过将`light_pattern[i]`的值写入GPIO口，控制LED灯的亮灭6.延时一定时间（比如几百毫秒）7.更新循环计数器`i`8.如果`i`超过了数组的长度，将其重置为09.结束循环```在程序中，我们可以通过循环计数器`i`来依次点亮和熄灭LED灯。
通过不断更新`i`的值，我们可以实现灯光模式的循环播放。
总结：。
基于51单片机的流水灯毕业设计方案：一、引言流水灯是一种常见的电子设计项目，适合初学者练习和毕业设计。
通过使用51单片机和少量外围元件，可以实现一个简单而有趣的流水灯效果。
本文将介绍基于51单片机的流水灯设计方案，包括硬件连接、软件程序设计和效果展示等内容。
二、硬件设计1. 材料准备：51单片机（如STC89C52）、LED灯若干（建议4-8个）、电阻、面包板、连线等。
2. 连接方式：将LED灯按顺序连接到51单片机的IO口，每个LED 灯通过一个电阻连接到IO口，确保电流限制。
3. 电源供应：连接电源至电路板，保证正常工作电压和电流。
三、软件设计1. 编程环境：使用Keil C51等集成开发环境进行程序编写。
2. 程序设计：设计一个循环移位的程序，控制51单片机的IO口依次点亮LED灯，形成流水灯效果。
3. 定时控制：通过定时器中断或延时函数控制LED灯的亮灭时间，实现流水灯的效果。
四、效果展示1. 烧录程序：将编写好的程序烧录到51单片机中。
2. 调试测试：连接电路并通电，观察LED灯按顺序点亮并流动的效果。
3. 优化改进：根据实际效果调整程序和硬件设计，优化流水灯的效果和稳定性。
五、注意事项1. 电路连接：确保电路连接正确，避免短路或接反现象。
2. 程序设计：合理设计程序逻辑，确保LED灯的流水效果符合预期。
3. 调试测试：在调试过程中注意观察LED灯的亮暗情况，及时发现问题并进行调整。
六、总结基于51单片机的流水灯设计是一个适合初学者和毕业设计的简单而有趣的项目，通过设计和实现可以提升对单片机编程和电路连接的理解和技能。
希望通过本文的介绍，读者能够顺利完成基于51单片机的流水灯毕业设计，并在实践中不断提升自己的电子设计能力。
《单片机原理及应用》基于51单片机实验箱的流水灯设计一、实验目的和要求1.掌握单片机基本资源使用。
2.掌握单片机电路原理图。
3.掌握单片机C语言软件开发以及试验箱使用。
二、实验内容和原理实验内容：1.绘制程序流程图并编写C语言程序2.在实验箱中进行测试，最后提交实验报告三、主要仪器设备Keil4软件、C51单片机实验箱。
四、操作方法与实验步骤4.1 题目要求使用单片机实验箱实现流水灯功能。
4.2 系统设计思路主程序中实现流水灯功能，时间单位采用500ms信号，作为实现流水灯的发光二极管和单片机的P1相连。
4.2 C程序编制（包含详细的文字和程序流程图）#include<intrins.h>#include<reg52.h>#define uchar unsiged char#define uint unsigned intvoid mDelay(uint Delay){int i;for(;Delay>0;Delay--)for(i=0;i<110;i++);}void main(){unsigned char a,i;While(1){a=0x01;for(i=0;i<8;i++){a=-crol-(a,1)P2=amDelay(500);}}4.3 测试分析（包含文字和图像叙述）在KeilC51软件软件中编写好程序并调试好后，连接单片机实验箱，实验结果如下：实验箱上连接的八个灯，每个灯间隔500ms的时间一个接一个的循环闪烁。
五、讨论和心得（不少于100字）通过此次实验，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，试验过程还是比较繁琐，但是还是完成了这次试验，使我对于理解单片机的基本原理更加深刻，将所学知识运用到实践中，在实践中发现问题，强化理论知识。
课程名称：单片机原理及应用实验项目名称（二）：定时计数器的应用—按钮控制LED灯四、实验目的和要求1.掌握单片机基本资源使用。
目录引言 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 1 -第一章总体设计方案 ---------------------------------------------------------------------------------------- - 3 -1.1设计思路 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- - 3 -1.2原件清单 ---------------------------------------------------------------------------------------------------- - 4 -第二章电路设计与分析------------------------------------------------------------------------------------- - 5 -2.1 AT89C51----------------------------------------------------------------------------------------------------- - 5 -2.1.1主要特性---------------------------------------------------------------------------------------------- - 5 -2.1.2 2.1.2 管脚说明管脚说明 --------------------------------------------------------------------------------------------- - 5 -2.1.3 AT89C51单片机的P 口特点 ------------------------------------------------------------------------ - 7 -2.2 2.2 设计原理图设计原理图 ------------------------------------------------------------------------------------------------ - 9 -第三章软件设计与分析---------------------------------------------------------------------- - 11 -3.1位控法 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ - 11 -3.2 proteus 仿真--------------------------------------------------------------------------------------------- - 14 -第四章总结与致谢------------------------------------------------------------------------------------------- - 15 -4.1总结 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 15 -4.2致谢 --------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 18 -参考文献------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 19 -附录1 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 21 -附录2 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------- - 23 -引言当今社会，这种由单片机芯片控制各种硬件工作的技术也日益成熟，并普及在交通、化工、机械等各个领域。
基于单片机的流水灯设计目录1 总体设计方案 (2)1.1设计功能及要求 (2)1.2设计方案 (2)1.2.1 硬件设计方案 (2)1.2.2 软件设计方案 (2)2 硬件设计 (3)2.1串口工作电路设计 (3)2.2单片机核心电路设计 (4)2.3发光二极管连接电路 (6)3 软件设计 (7)3.1主程序 (8)3.2子程序1 (9)3.3子程序2 (9)3.4子程序3 (9)3.5子程序4 (9)3.6子程序5 (9)3.7子程序6 (10)3.8子程序7 (10)4 课程设计体会 (10)1 总体设计方案1.1设计功能及要求现代都市夜景少不了霓虹灯的点缀，本课程设计选择模拟都市霓虹灯的亮灭情况，即用单片机实现流水灯控制，实现花样灯得控制。
如让灯一个接一个的亮，或者让灯隔一个灯亮等。
1.2 设计方案流水灯总体设计框图如下图所示。
1.2.1 硬件设计方案本小车主要采用STC89C52单片机作为控制二极管的发光情况从而实现流水灯控制。
采用美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片,使用+5V单电源供电的MAX232芯片，为下载程序提供数据传送通道。
1.2.2 软件设计方案采用汇编语言的编程方法，对STC89C52单片机的输出引脚进行控制，从而达到流水灯控制。
2 硬件设计流水灯的总体硬件设计电路图如下图所示2.1串口工作电路设计串口电路的设计主要采用MAX232，主要实现对单片机STC89C52的程序载入。
MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-232标准串口设计的单电源电平转换芯片,使用+5V单电源供电。
其封装入图所示。
引脚分三大部分。
第一部分是电荷泵电路，由1、2、3、4、5、6脚和4只电容构成。
功能是产生+12V和-12V两个电源，提供给RS-232串口电平的需要。
第二部分是数据转换通道，由7、8、9、10、11、12、13、14脚构成两个数据通道。
其中13脚（R1IN）、12脚（R1OUT）、11脚（T1IN）、14脚（T1OUT）为第一数据通道。
基于单片机的流水灯设计摘要：随着时代的变化，很多商品在确保其性能前提下也开始变得更加美观大方。
在其中LED流水灯的运用也越来越广泛下去。
利用单片机加以控制促使LED造成流水实际效果因为价格低廉，实际操作方便快捷而便备受欢迎。
文中选择用C51单片机利用C语言程序编写操纵LED小灯的闪动，利用单片机P0-P3口输出高低电平差别促使不同类型的小灯产生不同类型的明暗度转变进而产生流水效果。
并引入for语句和分数句子进行流水灯款式的循环和自动选择。
关键字：流水灯，单片机，C语言，LED小灯1引言1.1设计背景LED灯在现代社会中一直都拥有广泛应用，其便宜实惠能够在很大程度上满足人们在各个领域里的要求，比如广告牌子、工业控制系统的操作面板等具有流水灯的运用。
在这样的新趋势状态下那就需要开专门自动控制系统，而利用单片机制作出来的流水灯的自动控制系统因为省时省力简单实用。
可以在很大程度上达到也支持现阶段的必须。
而且利用了单片机的结构有很多相近计时器、存储器能够很容易地进行针对小灯控制。
其简单实用的特点也是具备主要代表实际意义。
1.2需求分析报告应用8051系列产品单片机进行心型流水灯的设计方案，利用单片机导出高低电平的改变来促使小灯闪动进而实现循环系统流水，而且在尽可能美观大方前提下开发出更多的小灯闪动款式。
2设计2.1总体方案设计总体目标此次课题研究选用AT89S51单片机完成LED小灯闪烁的实际效果。
与此同时加入复位电路。
复位后闪动款式则再次开始。
而且在确保电源电路没有问题的情形下尽可能进行更多小灯闪动款式，以保证其美观度。
2.2总体方案设计框架图应用5V电压源根据联接USB接口立即供电系统。
依据在单片机及内部结构烧提前准备好的系统控制单片机P0-P3口的高低电平转变促使小灯产生变化。
并加入复位电路，当复位按键启动时，小灯状态将回应至最初的状态。
3 AT89C51单片机单片机全称是片式微型机，也被称为单片微控制板，经过不断的技术升级和优化，现在的单片机已经将一个基本上完整的、可以实现电子计算机基本要素的元器件集成化于一块微处理芯片之中。
基于单片机智能温控流水灯随着科技的不断发展，智能家居产品逐渐走进人们的生活，提高了生活的便利性和舒适度。
其中，基于单片机的智能温控流水灯是一种颇受欢迎的家居产品，它具有智能控制、节能环保等特点，在节约能源的同时还能提升家居氛围。
本文将介绍基于单片机的智能温控流水灯的设计原理和实现方法。
一、设计原理基于单片机的智能温控流水灯主要由单片机、温度传感器、流水灯灯带等部件组成。
其设计原理如下：1. 温度检测：通过温度传感器实时检测室内温度，并将数据传输给单片机进行处理。
2. 温度控制：单片机根据设定的温度阈值，自动控制流水灯的亮度和颜色。
当室内温度过高时，流水灯调整为低亮度和凉色调，以降低室内温度；反之，当室内温度过低时，流水灯调整为高亮度和暖色调，以提高室内温度。
3. 灯光效果：流水灯采用流水般变换的灯效，通过单片机控制灯珠的亮灭和颜色变化，实现灯光流动的效果，为家居环境增添情调和舒适感。
二、实现方法基于单片机的智能温控流水灯的实现方法如下：1. 硬件设计：选择合适的单片机控制芯片，并连接温度传感器、流水灯灯带等硬件部件，搭建硬件系统。
2. 软件编程：编写单片机的程序，实现对温度传感器数据的读取和处理，以及灯光效果的控制。
通过逻辑判断和控制指令，实现温度检测和灯光调节的功能。
3. 装配调试：将硬件系统组装完善，并进行功能调试和性能优化，确保智能温控流水灯的正常工作和稳定性。
三、应用优势基于单片机的智能温控流水灯具有以下优势：1. 智能化控制：通过单片机程序的设计，实现对室内温度的智能检测和控制，提高了灯光的智能化程度。
2. 节能环保：根据实时温度调节灯光亮度和颜色，避免了灯光长时间高亮度造成的能源浪费，节约了能源资源。
3. 美化家居：流水灯的灯效设计独特，能够为家居环境增添美感和舒适度，营造出温馨浪漫的氛围。
综上所述，基于单片机的智能温控流水灯是一种具有智能化控制和节能环保等特点的家居产品，其设计原理和实现方法都相对简单易行。
第1章概述近几年来，彩灯对于美化、亮化城市有着不可轻视的重要工作。
因此作为城市装饰的彩灯需求量越来越大，对与彩灯的技术和花样也越来越高。
但传统的彩灯控制电路一般是由数字电路组成，这种彩灯控制器电路结构复杂、成本较高、功率损耗大，此外从功能效果上看，彩灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。
因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。
然而单片机具有体积小、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。
LED彩灯具有成本低、发光纯度高、发光热量小、耗电量低、超长寿命的特点。
所以利用单片机作LED彩灯控制，不仅是使控制花样、路数大大增加,成本也很低，而且对环境能源没有污染，有着很大的发展前景。
本方案是一种基于AT-89C51单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。
主要以AT-89C51单片机作为主控核心与发光二极管、晶振、复位、电源等组成电路，利用软件编辑实现彩灯流水灯的效果。
第2章方案设计2.1设计任务（1）共有红、绿、蓝3色彩灯各8个，要求按一定顺序和时间关系运行：红色发光二极管由弱到强—>绿色发光二极管由弱到强—>蓝色发光二极管由弱到强。
（2）利用三基色原理，控制每次点亮红色发光二极管，绿色发光二极管，蓝色发光二极管的数目，实现黄色，紫色，青色。
（3）控制不同颜色发光二极管的数目，实现花样彩灯。
（4）编写程序代码。
（5）程序分析与调试。
2.2工程方案按照设计任务要求，红，绿，蓝光由弱到强，每个颜色用8个发光二极管，在程序控制下，先亮一个，再亮两个，再亮三个，慢慢的直到最后全亮，就能看到由弱到强的现象。
如果同一颜色使用更多的发光二极管，显示效果会更柔和。
要实现黄色，紫色，青色光，只能根据三基色原理进行合成。
所谓三基色是指红，绿，蓝三色，人眼对红，绿，蓝最为敏感，大多数可以通过红，绿，蓝3种颜色按照不同的比例合成产生。
同时，绝大多数单色光也可以分解成红绿蓝三种光。
基于51单⽚机的流⽔灯设计基于51单⽚机的流⽔灯设计⼀．基本功能利⽤AT89c51作为主控器组成⼀个LED流⽔灯系统，实现8个LED 灯的左、右循环显⽰。
⼆．硬件设计图1.总设计图1.单⽚机最⼩系统1.1选⽤AT89C51的引脚功能图2. AT89C51XTAL1:单芯⽚系统时钟的反向放⼤器输⼊端。
XTAL2：系统时钟的反向放⼤器输出端，⼀般在设计上只要在XTAL1和XTAL2上接上⼀只⽯英震荡晶体系统就可以⼯作了，此外可以在两引脚与地之间加⼊20PF的⼩电容，可以使系统更稳定，避免噪⾳⼲扰⽽死机。
RESET：重置引脚，⾼电平动作，当要对晶体重置时，只要对此引脚电平提升⾄⾼电平并保持两个及其周期以上的时间便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器内容均被设成已知状态。
P3：端⼝3是具有内部提升电路的双向I/O端⼝，通过控制各个端⼝的⾼低电平了实现LED流⽔灯的控制。
1.2复位电路如图所⽰，当按下按键时，就能完成整个系统的复位，使得程序从新运⾏。
图3.复位电路1.3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AT89C51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。
图4.时钟电路2.流⽔灯部分图5.流⽔灯电路三．软件设计3.1编程语⾔及编程软件的选择本设计选择C语⾔作为编程语⾔。
C语⾔虽然执⾏效率没有汇编语⾔⾼，但语⾔简洁，使⽤⽅便，灵活，运算丰富，表达化类型多样化，数据结构类型丰富，具有结构化的控制语句，程序设计⾃由度⼤，有很好的可重⽤性，可移植性等特点。
⽽汇编语⾔使⽤起来并没有这么⽅便。
本设计选⽤了Keil作为编程软件，.Keil C51⽣成的⽬标代码效率⾮常之⾼，多数语句⽣成的汇编代码很紧凑，容易理解。
基于单片机的流水灯设计单片机是一种集成电路，它包含了处理器、内存和输入/输出接口等组件。
它为嵌入式系统提供了良好的硬件和软件支持。
流水灯是一种常见的电子实验项目，它可以通过多个LED灯的顺序闪烁，形成一种流动的效果。
在本文中，我们将介绍基于单片机的流水灯设计。
首先，我们需要选择适合的单片机。
常见的单片机包括51系列、AVR系列和ARM系列等。
在这里，我们选择使用51系列单片机，因为它具有广泛的应用和丰富的开发资源。
接下来，我们需要准备硬件组件。
除了单片机之外，我们还需要LED 灯、电阻、电源和连接线等。
LED灯是流水灯的核心组件，我们可以选择不同颜色和尺寸的LED灯，以满足不同的设计需求。
电阻用于限制LED灯的电流，这样可以保护LED灯和单片机。
电源可以是直流电压，可以使用电池或者外部电源适配器。
连接线用于将LED灯与单片机连接起来。
在硬件准备好之后，我们开始进行软件设计。
软件设计包括两个方面：硬件配置和程序编写。
首先，我们需要将单片机的引脚与LED灯进行连接。
通过单片机的GPIO引脚，我们可以控制LED灯的亮灭。
根据具体的硬件连接方式，我们需要在程序中设置相应的引脚为输出模式。
程序编写是流水灯设计的核心。
我们使用C语言进行程序编写。
首先，我们需要定义相应的宏定义和全局变量，以便在程序中使用。
接下来，我们可以使用循环控制语句和延时函数，实现LED灯的流动效果。
具体的程序设计可以根据实际需求进行调整和修改。
在实际操作中，我们可能会遇到一些问题。
例如，LED灯不亮、流动效果不理想等。
这些问题可能是由于硬件连接错误、程序错误或者供电不稳定等原因引起的。
对于这些问题，我们可以检查硬件连接是否正确、程序是否有误、供电是否稳定等，查找问题的所在，并进行相应的调整和修正。
流水灯设计是一个典型的嵌入式系统设计项目，它涉及到硬件和软件的多个方面。
通过这个项目，我们可以学习和掌握单片机的应用和开发技术。
此外，我们还可以进一步扩展该项目，例如添加按键控制、改变流动速度等，以满足不同的设计需求。
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。
基于单片机的流水灯设计【摘要】流水灯是当前LED显示屏的最基本的控制形式。
本文主要介绍了基于单片机的流水灯设计，从系统的硬件电路入手，将8位LED灯通过共阳极接法接至单片机P1端口，然而介绍了流水灯的控制原理以及通过循环移位法实现的程序控制流程，从而实现对单片机P1端口的循环赋值来控制LED灯亮灭，形成流水灯。
【关键词】51单片机；流水灯；共阳极接法；循环移位1 概述随着国民经济的快速发展，人们深刻意识到广告宣传的重要性，而科学技术的不断发展，微电子技术的自动化智能控制得以快速发展，使得基于单片机的LED显示屏的控制应用越来越广泛，各种绚丽多彩的LED广告显示屏闪耀在街头巷尾，吸引着人们的注意。
基于单片机的LED显示屏控制系统，产品体积小，功能强，成本低，适合各个门面超市的广告宣传，而LED显示屏的控制核心就是单片机。
对于单片机控制LED显示屏的学习，需要从基本入手，对基于单片机的流水灯的设计则是LED最基本的显示控制，所以深入学习基于单片机的流水灯设计可以深刻理解LED显示屏的基本原理以及单片机控制显示屏的基本流程，对于以后的基于单片机系统的设计也会有很大的帮助。
2 单片机控制流水灯流水灯就是让LED显示屏内的LED灯以一定的规则有序地亮灭，进而在人的视觉内形成具有实际以及的图像或文字，以达到吸引人注意的效果。
基于单片机的流水灯设计，就是以单片机为核心控制器件，通过人们预先编写程序来使单片机输出控制信号，进而控制LED显示屏的有序亮灭，达到流水灯的效果。
2.1.基于单片机的流水灯控制电路本文是以51单片机为研究对象来设计流水灯控制系统，赋值单片机的其他电路构成流水灯控制系统的硬件电路。
如图1所示，为该控制系统的主要的硬件电路图。
图1 基于51单片机的8位流水灯设计电路图如图1所示，该控制系统为51单片机应用系统的最小系统。
其中，AT89C51单片机为ATMEL公司成产的低电压、高性能的CMOS8位单片机，在硬件电路中，有单片机应用系统的复位电路和晶振电路，这些都属于51单片机应用系统的最基本的单路，此外，在单片机的P1端口连接着8个共阳极LED灯，这些电路和AT89C51单片机构成了流水灯控制系统的主要电路。
黄河科技学院LED流水灯的设置LED流水灯的设计引言发光二极管(LED)，是一种把电能变成光能的特种器件，主要由PN结芯片、电极和光学系统构成。
当系统受到外界激发后，会从稳定的低能态跃迁到不稳定的高能态，当系统由不稳定的高能态重新回到稳定的低能态时，能量差以光的形式辐射出来，就会产生发光现象。
当在PN结上加以正向电压之后，P区的空穴注入至N区，N区的电子注入至P区，相互注入的电子与空穴相遇后即产生复合，这些多数载流子在结的注入和复合中产生辐射而发光。
它是自发辐射发光，不需要较高的注入电流产生粒子数反转分布，也不需要光学谐振腔，发射的是非相干光。
LED大约是在80年代中期开始在电子显示屏中使用的。
进入90年代以后，由于半导体工业的迅猛发展，带动了LED制造材料和工艺的改进，在颜色与亮度方面都有了质的飞跃。
早期的LED显示屏，由于受材料和工艺的限制，视角仅有200-300左右，从而制约了LED显示屏的发展。
在分辨率方而，由于受当时数字技术、集成电路技术和控制技术等技术的限制，很难作出高密度的LED显示屏。
今后随着半导体工业的不断发展，无论是材料，还是加工工艺，都会不断地提高，LED显示屏在颜色、视角、亮度、密度、寿命等方面也会逐步完善，价格也会进一步降低。
目前LED产业大多以2英寸或4英寸的蓝宝石基板为主，如能采用硅基氮化镓技术，至少可节省75%的原料成本。
据日本三垦电气公司估计，使用硅衬底制作大尺寸蓝光氮化镓LED的制造成本将比蓝宝石衬底和碳化硅衬底低90%。
国内外芯片技术差异很大，在国外，欧司朗、美国普瑞、日本三垦等一流企业已经在大尺寸硅衬底氮化镓基LED研究上取得突破，飞利浦、韩国三星、LG、日本东芝等国际LED巨头也掀起了一股硅衬底上氮化镓基LED的研究热潮。
其中，在2011年，美国普瑞在8英寸硅衬底上研发出高光效氮化镓基LED，取得了与蓝宝石及碳化硅衬底上顶尖水平的LED器件性能相媲美的发光效率160lm/W;在2012年，欧司朗成功生产出6英寸硅衬底氮化镓基LED。
反观中国内地，LED芯片企业技术的突破点主要还是提高产能和大尺寸蓝宝石晶体生长技术，除了晶能光电在2011年成功实现2英寸硅衬底氮化镓基大功率LED芯片的量产外，中国芯片企业在硅衬底氮化镓基LED研究上无大的突破，目前中国内地LED芯片企业还是主攻产能、蓝宝石衬底材料及晶圆生长技术，三安光电、德豪润达、同方股份等内地芯片巨头也大多在产能上取得突破。
当今我们随处可见各种形形色色的LED灯，有室内和马路上的照明灯，也有点缀在高楼大厦上彩色绚丽的霓虹灯，还有各种别致动态的广告灯等。
那么小小的LED灯究竟是如何进行动态转换的呢？为此我小组特设计了三种简易的方案来实现LED流水灯的转换，来揭开它神秘的面纱。
其三种方案如下：方案一基于AT89C51单片机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。
本方案是利用AT89C51单片机自制了一款简易的流水灯，其设计如下：1、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。
2、软件编程#include<reg51.h>#include<intrins.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charvoid delay(uint i){uchar t;while(1--) for(t=0;t<120;t++);}}void main(){P1=0xfe;while(1){delay(500);P1=-crol-(P1,1);}}3、说明当上述程序之一编写好以后，我们需要使用编译软件对其编译，得到单片机所能识别的二进制代码，然后再用编程器将二进制代码烧写到AT89C51单片机中，最后连接好电路通电，我们就看到LED1～LED8的“流水”效果了方案二基于数字电路设计本方案设计通过NE555产生脉冲信号，74LS161组成8进制计数器，74LS138进行译码，通过三极管的带负载能力，点亮发光二极管。
其设计如下：1、工作时钟源设计采用555定时器接成的多谐振荡器。
555定时器是多用途的数字—模拟混合集成电路，利用它能极方便的构成施密特触发器，单稳态触发器和多谐振荡器，使用灵活，方便。
555定时器在波形产生和交换，测量与控制中应用广泛成熟准确。
555定时器接成的多谐振荡器产生的时钟信号驱动能力较强，555通过改变R和C的参数就可以改变振荡频率，电路参数容易确定，使用简单，信号稳定，调试方便，而三极管多谐振荡器，不易调试，输出信号驱动能力不强且信号不够稳定，故选用555定时器接成的多谐振荡器作为系统的时钟源。
2、流水灯驱动电路设计本方案中使用1片4位同步二进制计数器74LS161，其Q0,Q1,Q2脚输出三位二进制顺序脉冲000-001-010-011-100-101-110-111，时钟源为555定时器的输出方波。
与Q0,Q1,Q2相连接的是一片38译码器74LS138的A0，A1，A2引脚，Y0—Y7依次输出负脉冲。
其是引脚输入脉冲为时钟源为555定时器的输出方波经一片74LS14反相器反相后的时钟脉冲，其74LS138真值表如下：3、电路结构图其具体硬件组成如图2所示图2 电路组成原理图方案三基于PLC的设计PLC即可编程控制器：是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
1、设计原理根据PLC梯形图程序扫描原则，按先左后右，先上后下的步序，逐句扫描，执行程序。
程序执行完毕后，将输出映象寄存器，即元件映象寄存器中的Y寄存器的状态，在输出处理阶段转存到输出锁存器，通过隔离电路，驱动功率放大电路，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载使LED逐一点亮。
2、设计电路图其具体硬件组成如图3所示图3 电路组成原理图2软件编程ORG0000HAJMP STARTORG 0030HSTART：MOV SP，#60HMOVP A，#0FEHMOV P1，AMOV R0，#7LOOP： RLMOV P1，AACALL DELAYDJNZ R0，LOOPAJMP STARTDELAY：；MOV R0，#255D1： MOV R1，#255DJNZ R1，$DJNZ R0，D1RETEND3、PLC程序指令简单说明MOVP指令。
MOVP指令是如果前面的条件满足后只执行一周期，只在前面的状态为１的瞬间传送一次。
使用MOVP将每一组变化状态的十六进制的数送到输入元件里，让每一组灯随着变幻灯随着变化周期执行下去。
M8013是通（亮）0.5S断（灭）0.5S也就是周期为1S。
M012同理其周期为0.1S 比M8013的频率快十陪，让我们更能看到流水灯的流动美感。
INC/INCP是将某一目标元件的值加1之后，在存回目标元件中。
为了不使加1持续进行，因此通常使用P。
方案对比总结方案一采用AT89S51单片机来控制LED灯亮灭，实现LED逐一循环点亮，电路结构简单，元器件少，比较容易实现。
方案二采用数字电路来实现LED亮灭，需要使用多谐振荡器及译码器，电路时钟频率调节不精准，且电路结构复杂。
方案三采用PLC控制器来实现控制，电路结构简单，操作简便，但PLC芯片价格昂贵且能耗大。
基于此，我组决定采用方案一来实现对LED流水灯的控制。
附录方案一元器件列表编号名称规格数量1 电源+5V 1 个2 电阻110Ω8 个1K 1 个10K 1 个3 LED 8 个4 普通电容30PF 2 个极型电容10UF 1 个5 晶振20MHz 1 个6 单片机AT89S51 1 个7 开关单刀开关 1 个。
