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单片机之跑马灯设计

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1 单片机最小应用系统设计报告 一、设计题目„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 二、设计目的„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 三、系统硬件图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 四、程序流程图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2 五、系统说明与分析 5.1系统主要组成部分„„„„„„„„„„„„„„„6 5.2 74LS244介绍部分„„„„„„„„„„„„„„„6 5.3 74LS244连接部分„„„„„„„„„„„„„„„9 5.4单片机最小系统部分„„„„„„„„„„„„„„9 5.5数码显示部分„„„„„„„„„„„„„„„„„13 5.6电路板的制作„„„„„„„„„„„„„„„„„15

5.7系统连线说明分析„„„„„„„„„„„„„„„16 六、源程序 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18 七、总结 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19 八、参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„19 2

一、 设计题目 用at89s51的P1口作为输入、P0口作为输出，通过74LS244接8路LED模拟分支控制。P1.0为低电平时，点亮一LED；P1.0为高电平、P1.1为低电平时点亮全部LED；当P1.0、P1.1都为高电平时，LED按四个一组，轮流反复点亮。 二、 设计目的 1、进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理。 2、掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。 3、通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解表关电路参数的计算方法。 4、通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。 5、通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统全过程，为今后的从事打基础。 三、 系统硬件图

1、模拟分支控制系统的硬件电路原理图如下：

图1 电路原理图 3

2、PCB图如下：

图2 PCB图 4

四、 程序流程图 模拟分支控制系统程序框图如下：

Y N Y

N Y

N

图3 程序流程图

开始 P1.0为0 点亮1个LED

P1.1为0 点亮8个LED

P1.0为1，P1.1为1 4个LED组队闪烁

返回 5

五、系统说明与分析 5.1系统主要组成部分 模拟分支控制系统主要分为三个部分：单片机最小系统，74LS244分支部分，数码管显示部分。 所用主要元件有：AT89S51，74LS244，8个LED数码管。 5.2介绍74LS244部分 74LS244是ttl 八同相三态缓冲器/线驱动器，其coms器件对应为74hc244,常用在单片机mcu系统中，作为单片机的输入输出数据缓冲器，在选通时输入数据送到总线上，在非选通时对总线呈高阻态。 74LS244的管脚图下图所示：

图4 74LS244管脚图 74LS244内部电路： 6

图5 74LS244内部结构图

电路分析： 1、74ls244/54ls244三态八缓冲器/线驱动器/线接收器(3S,两组控制)。

图6逻辑引脚功能图 引脚功能： 1A1~1A4,2A1~2A4 输入端 /1G, /2G 三态允许端(低电平有效) 1Y1~1Y4,2Y1~2Y4 输出端 真值表： 7

L =低逻辑电平 H =高逻辑电平 X =高或低的逻辑电平 ž =高阻抗

2、推荐工作参数： 符号 参数 最小值 典型值 最大值 单位 VCC 电源电压 4.75 5 5.25 V VIH 输入高电平电压ViH 2 - - V VIL 输入低电平电压ViL - - 0.8 V IOH 输出高电平电流IOH - - -15 mA IOL 输出低电平电流IOL - - 24 mA TA 工作温度 0 - 70 °C

3、电气参数： 符号 参数 测试条件 最小值 最小值 最小值 单位 VI 输入钳位电压 VCC = Min, II = -18 mA - - -1.5 V HYS Hysteresis (VT+ - VT-) VCC = Min 0.2 0.4 - V VOH 输出高电平电压 VCC = Min, VIH = Min VIL = Max, IOH = -1 mA 2.7 - -

V VCC = Min, VIH = Min VIL = Max, IOH = -3 mA 2.4 3.4 - VCC = Min, VIH = Min VIL = 0.5V, IOH = Max 2 - - VOL 输出低电平电压 VCC = Min VIL = Max IOL = 12 mA - - 0.4 V IOL = Max - - 0.5 IOZH 输出高阻态时高电平电流 VIH = Min VCC = Max VIL = Max VIH = Min VO = 2.7V - - 20 mA IOZL 输出高阻态时低电平电流 VO = 0.4V - - -20 mA

II 最大输入电压时输入电VCC = Max VI = 7V - - 0.1 mA 8

流 IIH 输入高电平电流 VCC = Max VI = 2.7V - - 20 mA IIL 输入低电平电流 VCC = Max VI = 0.4V -0.5 - -200 mA IOS 输出短路电流 VCC = Max (Note 3) -40 - -225 mA ICC 电源电流 VCC = Max, Outputs Open Outputs HIGH - 13 23

mA Outputs LOW - 27 46 Outputs Disabled - 32 54

5.3 74LS244连接部分 74LS244是三态输出的八缓冲器，由2组、每组四路输入、输出构成。每组有一个控制端，由控制端的高或低电平决定该组数据被接通还是断开。 (1)74LS244的内部逻辑结构

图7 74LS244的内部逻辑结构

(2)74LS244应用说明 MCS-51外部扩展空间很大，但数据总线口和控制信号线的负载能力是有限的。若需要扩展的芯片较多，则MCS-51 总线口的负载过重，74LS244 是一个扩展输入口，同时也是一个单向驱动器，以减轻总线口的负担。程序中可以加一段延时程序，以减少总 9

线口读写的频繁程度。延时时间约为0.01 秒，不会影响显示的稳定。 5.4单片机最小系统部分 AT89S51是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。 AT89S51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。 此外，AT89S51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。 1．主要特性： • 8031 CPU与MCS-51 兼容 • 4K字节可编程FLASH存储器(寿命：1000写/擦循环) • 全静态工作：0Hz-24KHz • 三级程序存储器保密锁定 • 128*8位内部RAM • 32条可编程I/O线 • 两个16位定时器/计数器 • 6个中断源 • 可编程串行通道 • 低功耗的闲置和掉电模式 • 片内振荡器和时钟电路 2．管脚说明： VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器， 10

它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。 P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（记时器0外部输入） P3.5 T1（记时器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通） P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 I/O口作为输入口时有两种工作方式即所谓的读端口与读引脚读端口时实际上并不从外部读入数据而是把端口锁存器的内容读入到内部总线经过某种运算或变换后再写回到端口锁存器只有读端口时才真正地把外部的数据读入到内部总线上面图中的两个三角形表示的就是输入缓冲器CPU将根据不同的指令分别发出读端口或读引脚信号以完成不同的操作这是由硬件自动完成的不需要我们操心1然后再实行读引脚操作否则就可能读入出错为什么看上面的图如果不对端口置1端口锁存器原来的状态有可能为0Q端为0Q^为1加到场效应管栅极的信号为1该场效应管就导通对地呈现低阻抗,此时即使引脚上输入的信号为1也会因端口的低阻抗而使信号变低使得外加的1信号读入后不一定是1若先执行置1操作则可以使场效应管截止引脚信号直接加到三态缓冲器中实现正确的读入由于在输入操作时

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单片机跑马灯(流水灯)控制实验报告

单片机跑马灯(流水灯)控制实验报告

单片机跑马灯(流水灯)控制实验报告实验目的：本实验旨在通过使用单片机对LED灯进行控制，实现跑马灯（流水灯）的效果，同时熟悉单片机编程和IO口的使用。

实验器材：1）STC89C52单片机2）最基本的LED灯3）面包板4）若干跳线实验过程：1.硬件连接：将单片机的P2口与面包板上的相应位置连接，再将LED灯接入面包板中。

2.编写程序：按照题目要求编写所需程序。

3.单片机烧录：将程序烧录进单片机中，即可实现跑马灯效果。

程序详解：1. 由于LED灯是呈现亮灭效果，我们要编写程序来控制LED的亮灭状态。

2. 在程序中，我们通过P2口控制LED灯的亮灭状态。

例如，若要让LED1亮，我们就将P2口的第一个引脚设置为低电平（0），此时LED1就会发光。

同样地，若要LED2，LED3等依次点亮，则需要将P2口的第二个、第三个引脚设置为低电平，依此类推即可。

3. 接下来，我们要实现每个LED灯的亮灭时间间隔，并实现跑马灯的效果。

4. 在本实验中，我们采用了计时器中断的方式来实现灯光的控制，即在定时器中断函数中对P2口进行控制，这样可以方便地控制灯亮灭时间和亮度。

通过改变定时器中断的时间，可以改变LED灯的亮灭时间；通过改变P2口的控制顺序，可以实现跑马灯效果。

5. 整个程序比较简单，具体的代码实现可以参考以下程序：#include <REG52.H>#include <intrins.h>#define uint unsigned int #define uchar unsigned char void Delay1ms(uchar _ms); void InitTimer0();sbit led1=P2^0;sbit led2=P2^1;sbit led3=P2^3;sbit led4=P2^4;sbit led5=P2^5;sbit led6=P2^6;sbit led7=P2^7;void InitTimer0(){TMOD=0x01;TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256; EA=1;ET0=1;TR0=1;}void Timer0() interrupt 1 {static uint i;TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%256;i++;if(i%2==0){led1=~led1;}if(i%4==0){led2=~led2;}if(i%6==0){led3=~led3;}if(i%8==0){led4=~led4;}if(i%10==0){led5=~led5;}if(i%12==0){led6=~led6;}if(i%14==0){led7=~led7;}}void Delay1ms(uchar _ms){uchar i;while(_ms--){i=130;while(i--);}}实验总结：通过本次实验，我们掌握了单片机控制跑马灯（流水灯）的方法，对单片机编程和IO 口的使用有了更深入的了解。

实验2-最简单的八路跑马灯-实验说明

实验2-最简单的八路跑马灯-实验说明

实验2: 最简单的八路跑马灯1.0连接说明1.1用跳线帽将SP0排针连接；1.2依据ISP在线编程步骤将程序写到入芯片中；1.3打开电源程序即可运行。

1.4注意该实验结束后可将SP0上的跳线帽去掉，以减少开发板的功耗。

2.0相应原理图如下：3.0实验说明：本实验用到L1-8灯。

本例实验主要用到了延时子程序，clr，lcall，ajmp 指令，通过轮流点亮p1.0 …..P1.7 实现效果。

用户可以通过此程序的学习，初步掌握单片机的IO 端口操作。

练习1：怎样把延时的时间改为更短，或者更长？练习2：怎样用P0,P2,P3端口来操作？练习3：怎样实现不同的跑马花样？4.0程序范例：;//P1口控制跑马灯程序//ORG 0000HAJMP MAINORG 0030HMAIN:MOV P1,#0FFH;ACALL DELCLR P1.0 ;将P1.0送0指令ACALL DEL ;延时SETB P1.0CLR P1.1 ;将P1.1送0指令ACALL DEL ;延时SETB P1.1CLR P1.2 ;将P1.2送0指令ACALL DEL ;延时SETB P1.2CLR P1.3 ;将P1.3送0指令ACALL DEL ;延时SETB P1.3CLR P1.4 ;将P1.4送0指令ACALL DEL ;延时SETB P1.4CLR P1.5 ;将P1.5送0指令ACALL DEL ;延时SETB P1.5CLR P1.6;将P1.6送0指令ACALL DEL ;延时SETB P1.6CLR P1.7 ;将P1.7送0指令ACALL DEL ;延时SETB P1.7ACALL DELMOV P1,#00H;ACALL DELAJMP MAIN ;循环RET;//**************************//;//******延时子程序**********//;//**************************//ORG 0080HDEL: MOV R2,#255 ;想想为什么要这样？D1: MOV R3,#255D2: NOP ;延时2us秒,去掉几个NOP看结果怎样？NOPNOPNOPNOPDJNZ R3,D2DJNZ R2,D1RET。

跑马灯实验报告

跑马灯实验报告

电子系统综合设计报告学号 201009120229 姓名李文海年级专业 2010级电子信息工程(二) 指导教师刘怀强学院理学院走马灯实验论文--《嵌入式系统技术》1、实验目的1、学会dp-51pro实验仪监控程序下载、动态调试等联机调试功能的使用；2、理解和学会单片机并口的作为通用i/o的使用；3、理解和学会单片机外部中断的使用；4、了解单片机定时器/计数器的应用。

2、实验设备z pc 机、arm 仿真器、2440 实验箱、串口线。

3、实验内容z 熟悉 arm 开发环境的建立。

z 使用 arm 汇编和 c 语言设置 gpio 口的相应寄存器。

z 编写跑马灯程序。

5、实验原理走马灯实验是一个硬件实验，因此要求使用dp-51pro 单片机综合仿真实验仪进行硬件仿真，首先要求先进行软件仿真，排除软件语法错误，保证关键程序段的正确。

然后连接仿真仪，下载监控程序，进行主机与实验箱联机仿真。

为了使单独编译的 c 语言程序和汇编程序之间能够相互调用，必须为子程序间的调用规定一定的规则。

atpcs ，即 arm ， thumb 过程调用标准(arm/thumb procedure callstandard)，是 arm 程序和 thumb 程序中子程序调用的基本规则，它规定了一些子程序间调用的基本规则，如子程序调用过程中的寄存器的使用规则，堆栈的使用规则，参数的传递规则等。

下面结合实际介绍几种 atpcs 规则，如果读者想了解更多的规则，可以查看相关的书籍。

1．基本 atpcs 基本 atpcs 规定了在子程序调用时的一些基本规则，包括下面 3 方面的内容：(1)各寄存器的使用规则及其相应的名称。

(2)数据栈的使用规则。

(3)参数传递的规则。

相对于其它类型的 atpcs，满足基本 atpcs 的程序的执行速度更快，所占用的内存更少。

但是它不能提供以下的支持： arm 程序和 thumb 程序相互调用，数据以及代码的位置无关的支持，子程序的可重入性，数据栈检查的支持。

任务7 用自制的跑马灯电路实现4只LED循环点亮

任务7 用自制的跑马灯电路实现4只LED循环点亮


5）位寻址 ） 位寻址是指对片内RAM的位寻址区（20H～2FH单元，对应的位地址为 00H～7FH）和某些可以位寻址的特殊功能寄存器（地址某位为0或8，或 地址能被8整除）进行位操作时的寻址方式，而且这些单元也可以用字节 方式访问。 如：SETB 5BH；将位地址为5FH（即片内RAM中2BH单元的第4位）置1 。
相对寻址和变址寻址，因比较难理解，先不讲
程序功能：实现4只LED灯循环点亮 ORG 0000H AJMP START ；相对寻址，绝对转移指令，程序转向标记START。 ORG 0030H START：CLR P0.7 ；位寻址，P0口的D7位清零。 MOV P0, #0FH ；立即数寻址，将数据0FH送P0口。 CALL DEL ；相对寻址，调用子程序指令，调用标记为DEL的子程序 MOV P0, #0F0H ；立即数寻址，将数据0F0H送P0口。 CALL DEL SJMP START ；相对寻址，转移指令，执行完该指令后程序转向标记为START 指令。 ；*************0.5秒延时子程序********************************* DEL: MOV R7,#5 DEL1: MOV R6, #200 DEL2: MOV R5, #248 DJNZ R5, $ • 工作任务仿真演示： 工作任务仿真演示： DJNZ R6, DEL2 DJNZ R7, DEL1 • 用Proteus软件仿真实验电路，并讲 软件仿真实验电路， 软件仿真实验电路 RET 解程序。 解程序。 END
数据指针（DPTR）： DPTR是一个由两个8位字节组成的16位寄存器，低8位（DPL）地址为82H和高8位 （DPH）地址为83H，属于特殊功能寄存器。它通常在访问外部数据存储器和程序 存储器时作为地址指针使用。编程时既可以按16位寄存器使用，也可以按两个8位 寄存器使用。 如：MOVX A，@DPTR 这条指令的意义是将DPTR中所指定的片外RAM的地址中的内容送A。如果DPTR中 的内容为01BEH，即将存储外部RAM，地址为01BEH的内容送A。