单片机原理流水灯设计
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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；P0、P1、P2和P3接口均具有普通I/0口的功能，P0、P2口还可以作系统地址和数据总线、P3口有第二功能，P3口的第二功能大多与其内部功能部件有关，RD、WR是外部数据存储器的写、读控制信号，它与MCS-51的内部功能器件配合使用。
本实验用到的P1口内部结构如图1所示。作输出时：输出0即（P1.x=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。为了能读到真实的引脚信号，下面的场效应管必须截止，即锁存器的内容必须是1。为了能正确读取引脚信号，锁存器必须先写1。通过C51程序的编写，可以使I/O口的每根引脚在不同的时间输出不同的0、1信号，从而控制外部的设备。
归纳四个并行口使用的注意事项如下：
1、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。
2、四个口在作输入口使用时，均应先对其写“1”，以避免误读。
3、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。
4、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。
5、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。 图 1 P1口的位结构
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内容及过程:
用proteus设计流水灯电路，将仿真实验板上51单片机的P1口的8根线与实验板上的8位LED灯连接，I/O口的一根引脚控制一个LED灯。根据实验板上LED灯的硬件连接，编写程序使8个LED灯从最低位依次点亮，每次只亮一盏灯。依此循环。
一、在此基础上编写程序使用一根I/O线接一开关控制流水灯流向。
1、用keil软件编写流水灯程序：
(1)、启动Keil仿真软件后，点击Project菜单新建项目(new project);
(2)、新建项目后，选择仿真单片机型号，并新建、保存、然后加入程序文件(add files
to group“source group”)
(3)、编写言程序，程序如下：
#include "reg51.h" main()
#include "intrins.h" {
#define uchar unsigned char temp=0xFE;
#define uint unsigned int for(i=0;i<8;i++)
uchar temp,i; {
void delay(uint z) P0=temp;
{ temp=_crol_(temp,1);
uint x,y; delay(400);
for(x=z;x>0;x--) }
for(y=110;y>0;y--);//延时函数 }
}
（4）、程序写好后，进行连接、编译、生成hex文件，如图2、图3所示：
图2 单击output，然后点击creat hex fi： 图3 生成led.Hex文件
2、用proteus仿真软件画出流水灯的电路图，用到的元器件有：AT89C51RB2、CAP、八个LED-BLUE、CRYSTAL、RES、BUTTON及电源和接地。图如4所示：
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图4 proteus流水灯仿真电路图
3、双击单片机，导入程序，如图5所示：
图5 导入流水灯的hex文件
二、在此基础上编写程序使8个LED灯从两边向中间循环点亮。
1、用keil软件编写灯从两端向中间移动流水灯程序：
(1)、启动Keil仿真软件后，点击Project菜单新建项目(new project);
(2)、新建项目后，选择仿真单片机型号，并新建、保存、然后加入程序文件(add files
to group“source group”)
(3)、编写言程序，程序如下：
#include"reg51.h"
#include"intrins.h"
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar a,b,i;
void delay(uint z)
{
uint x,y;
第 4 页 共 4 页 for(x=z;x>0;x--)
for(y=240;y>0;y--);
}
main()
{
while(1)
{
for(i=0;i<5;i++)
{
a=(~(0x01< b=(~(0x80>>i))&0xf0; P0=a+b; delay(500); } } } （4）、程序写好后，进行连接、编译、生成hex文件，如图6、图7所示： 图6 单击output，然后点creat hex 图7 生成hex可执行文件 2、用proteus软件进行仿真，画出电路图，所需元器件有：AT89C51RB2、CAP、八个LED-BLUE、CRYSTAL、RES、BUTTON及电源和接地。图如4所示，导入程序如图5所示。利用proteus进行仿真实验时，如何正确画出电路图关系到实验仿真结果的正确以否，所以，需掌握单片机的基本原理，I/0口的功能，然后认真画图，画好后，导入程序进行调式，发现问题进行修改，最后仿真成功。
