基于51单片机的流水灯设计

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。

基于51单片机的流水灯利用51单片机P0口实现8个LED(发光二极管)的流水灯控制。

可以使用Proteus软件进行仿真调试。

1 硬件设计利用单片机的PO口控制8个LED，其电路如下图所示。

在桌面上双击图标，打开ISIS 7 Professional窗口（本人使用的是v7.4 SP3中文版）。

单击菜单命令“文件”→“新建设计”，选择DEFAULT模板，保存文件名为“LSD.DSN”。

在器件选择按钮中单击“P”按钮，或执行菜单命令“库”→“拾取元件／符号”，添加如下表所示都可以不画，它们都是默认的。

在ISIS原理图编辑窗口中放置元件，再单击工具箱中元件终端图标，在对象选择器中单击POWER和GROUND放置电源和地。

放置好元件后，布好线。

左键双击各元件，设置相应元件参数，完成电路图的设计。

2 软件设计流水灯又称为跑马灯，在函数中可以将P0口的八种不同状态做成一维数组，循环执行即可，如下所示。

当然也可以采用其它函授来实现，如左移一位<<1（或右移一位>>1），循环左移函授_crol_（或循环右移函授_cror_）等。

/****************************************************************** 流水灯*******************************************************************/ #include "reg51.h"const tab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};void delayms(unsigned int x) //延时{unsigned int j;unsigned char k;for(j=0;j<x;j++){for(k=0;k<120;k++);}}void main(){unsigned char k;while(1){for(k=1;k<8;k++){P0=tab[k];delayms(500);}}}打开Keil程序（本人使用的是Keil8.05中文版），执行菜单命令“工程”→“新建工程”创建“流水灯”项目，并选择单片机型号为AT89C51。

摘要摘要计算机技术的飞速发展和提高，把我们带入了崭新的时代，现在，计算机的应用已经深入到千家万户。

单片微型计算机是制作在一块集成电路芯片上的计算机，简称单片机。

单片机在现在社会有着广泛的应用，小到人们的日常电子用品，大到航天飞机、宇宙飞船，上面都有单片机的广泛应用。

单片机具有体积小、功能强大、低功耗、应用广泛等特点。

以AT公司的芯片AT89C51 单片机来实现流水灯的设计。

本系统由单片机控制，I/O口接LED的负极，而LED的正极则直接与5V电源相连。

通过I/O口输出的低电平点亮LED灯。

因此可以通过控制单片机的I/O口的电平高低以达到控制LED，从而实现不同花样的流水灯的目的。

关键词：LED，单片机，高低电平变化ABSTRACTThe rapid development of computer technology and improving, bring us to the new era, now, the application of computer has been deep into the thousands. Single chip microcomputer is made on an integrated circuit chip computer, hereinafter referred to as single chip microcomputer. SCM has been widely used in the present society, small to People's Daily electronic products, big to aerospace aircraft, spacecraft, above has the wide application of single-chip microcomputer. SCM has small volume, powerful function, low power consumption, wide application, etc. AT the company's chip AT89C51 single-chip microcomputer to realize the water lamp design. This system controlled by single chip microcomputer, I/O ports connect the LED the cathode, and LED the anode is directly connected to 5V power supply. Through the I/O port output low level light leds. So you can single chip microcomputer control through the I/O ports to control LED, the level of high and low so as to realize the purpose of the different pattern of flowing water light.Key words:LED , MCU ,High and Low output leve目录第1章引言 (1)1.1 研究背景及意义 (1)1.2 国内外研究现状以及本系统的重点问题 (1)1.3 本文章节安排 (2)第2章系统设计方案论证 (3)2.1 控制器模块方案论证 (3)2.2 键盘模块方案 (4)2.3 电源模块方案 (4)第3章系统硬件设计方案 (5)3.1 系统设计框图 (5)3.2 硬件电路设计 (5)3.2.1 电源电路 (5)3.2.2 单片机89C52最小系统 (6)3.2.3 按键电路 (13)3.3.4 LED灯电路 (13)第4章程序设计及软件仿真 (15)4.1 软件设计框图 (15)4.2 软件开发平台选择 (15)4.3 软件系统功能模块 (16)4.3.1 初始化模块 (16)4.3.2 延时函数 (17)4.3.3 定时器控制模块 (17)4.3.4 键盘扫描模式 (17)4.3.5 LED灯输出控制模块 (18)4.4 程序调试仿真 (19)4.4.1 仿真平台介绍 (19)4.4.2 仿真测试 (19)第5章硬件调试 (21)5.1 硬件设计 (21)5.2 硬件调试 (21)5.2.1 下载功能调试 (21)5.2.2 LED电路测试 (21)5.2.3 模式选择功能调试 (22)5.2.4 速度加减功能调试 (22)5.2.5 复位电路调试 (22)5.2.6 稳定性测试 (22)总结 (23)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)附录一：原理图 (27)附录二：硬件实物 (28)附录三：程序代码 (29)第1章引言第1章引言1.1 研究背景及意义现如今，随着集成化芯片的飞速发展，分立元件或数字逻辑电路正逐步被集成电路所取代，而单片机作为一种集成电路，其价格低廉，且可靠性强、控制简单但控制方法多样。

1. 设计思路 (2)1.1电源模块 (3)1.2显示模块 (3)1.3花样灯模块 (3)2 单片机花样灯与数码显示系统总体设计........................................................... 错误!未定义书签。

2.1三个模块的阐述2.2单片机花样灯与数码显示控制系统的通行方案设计................................. 错误!未定义书签。

2.3单片机花样灯与数码显示控制系统的功能要求........................................ 错误!未定义书签。

2.4单片机花样灯与数码显示控制系统的基本构成及原理............................ 错误!未定义书签。

3花样灯与数码显示系统的硬件设计 (7)3.1AT89C51单片机简介 (8)3.1.1 AT89C51单片机的主要特性 (8)3.1.2 主要引脚功能 (10)3.2系统硬件总电路构成及原理 (11)3.2.1系统硬件电路构成 (12)3.2.2系统工作原理 (12)4系统软件程序的设计 (15)4.1程序主体设计流程 (15)4.2理论基础知识 (16)4.2.1数组及while、switch等语句................................................................. 错误!未定义书签。

4.2.2软件延时原理 ......................................................................................... 错误!未定义书签。

4.3程序模块设计 ................................................................................................ 错误!未定义书签。

51单片机流水灯实验报告一、实验目的1.熟悉51单片机的硬件资源2.掌握51单片机的I/O口编程3.掌握51单片机的定时器/计数器编程二、实验原理流水灯是一种简单的电子设计，通过依次点亮和熄灭多个LED灯来形成流水灯的效果。

本实验使用的是51单片机，它有40个I/O口和3个定时器/计数器，可以方便地实现流水灯的效果。

三、实验器材1.51单片机开发板B数据线3.LED灯若干4.面包板5.连线材料（公对公、公对母杜邦线）四、实验过程1.准备工作：a.将51单片机开发板和LED灯连接起来，将LED灯依次插在面包板上，并与51单片机的I/O口相连接。

b.连接电脑与51开发板，使用USB数据线将它们连接起来。

2.编写程序：a. 打开Keil开发环境，新建一个工程。

b.在C代码文件中编写流水灯的控制程序，并引用51单片机的头文件和IO口控制相关的函数。

代码示例：```c#include <reg51.h>sbit LED1 = P1^0;sbit LED2 = P1^1;sbit LED3 = P1^2;sbit LED4 = P1^3;sbit LED5 = P1^4;void delay(unsigned int t)while(t--)for(unsigned int i = 0; i < 125; i++);}void maiwhile(1)LED1=0;//点亮LED1delay(1000); // 延时LED1=1;//熄灭LED1LED2=0;//点亮LED2delay(1000); // 延时LED2=1;//熄灭LED2LED3=0;//点亮LED3delay(1000); // 延时LED3=1;//熄灭LED3LED4=0;//点亮LED4delay(1000); // 延时LED4=1;//熄灭LED4LED5=0;//点亮LED5delay(1000); // 延时LED5=1;//熄灭LED5}}```3.烧录程序：a.将开发板上的烧录开关调整为“USB”模式。

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51单片机的流水灯的设计与实现摘要：本文基于STC89C52单片机应用为核心，从系统的硬件电路入手，将8位发光二极管通过共阴极接法接到单片机的P0端口，并通过控制P0口的电平高低以达到控制发光二极管，从而实现循环流水灯的设计。

【关键词】发光二极管单片机流水灯在我们的日常生活中，随处可见各种美丽的霓虹灯，这些美丽的霓虹灯将我们的城市装扮的绚丽多彩，霓虹灯广告牌也已经成为各大商家争相竞争的手段。

其实这些霓虹灯是由发光二极管组合而成的，而这些发光二极管的组合多数也是基于单片机设计和制作出来的。

而这些霓虹灯大多电路结构复杂，不容易实现。

我们就以制作一台简易循环流水灯为例来介绍一下它基于51单片机的设计方案。

1 功能需求约定本次设计主要实现8个发光管间隔200ms由上至下，再由下至上，一个轮回后再重复上个轮回，即用单片机来设计循环流水灯，就是实现这十五种状态的循环切换控制。

2 开发方案的设计本文分别从硬件设计方案和软件设计方案两个方面进行分析。

2.1 硬件设计方案根据循环流水灯的十五种运行状态，可以看出，每盏灯的每种状态我们可以做同样的处理，因此在电路设计中，可以在每种状态下，对单片机的对应引脚做同样的输出，这样我们就可以实现基于51单片机最小系统电路（如图1a所示）流水灯模型的硬件设计了，值得说明的是我们这里采用的是共阴极连接方式（如图1b所示），所谓共阴极连接方式即发光二极管的阴极连接在一起形成一个公共端。

如图1b中的D0-D7八个发光二极管就为共阴极连接方式。

在这里每个发光二极管上还串联了一个限流电阻，那此限流电阻的阻值又该如何选取呢？由于单片机上提供的电压一般为+5V，发光二极管的导通压降一般为1.7V左右，需要的电流一般为3mA，所以限流电阻阻值的计算公式为2.2 软件设计方案状态控制码的确定所谓状态控制码，就是要使流水灯工作在某一种状态，我们应该向单片机的控制口所输出的编码，由前面的硬件设计可知，在某一个状态下，当P0口的某一引脚输出为1时，对应的发光二极管点亮，当P0口某一引脚输出为0时，对应发光二极管熄灭，因此我们前方十五种状态所对应的P0口控制码可以依次写出，以状态1D0灯亮为例，我们可以得到00000001的一个状态码，也就是01（十六进制），因此我们只需要为01通过P0口输出就可以实现状态1的显示了。