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单片机的LED流水灯系统设计.doc
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2021-10-06
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单片机的LED流水灯系统设计.doc
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目 录
一、前言……………………………………………………………1
1.1 课题简介………………………………………………………1
1.2 设计目的………………………………………………………1
1.3 设计任务及要求……………………………………………… 1
二、总体设计……………………………………………………………2
2.1 设计思路……………………………………………………… 2
2.2 元件清单……………………………………………………… 2
三、硬件设计…………………………………………………………… 3
3.1AT89C51………………………………………………………3
3.2 程序框图………………………………………………………5
3.3 系统框图………………………………………………………5
四、设计步骤……………………………………………………………5
4.1 硬件设计………………………………………………………6
4.2 单片机时钟电路………………………………………………6
4.3 复位电路………………………………………………………6
4.4 控制电路………………………………………………………7
4.5 工作电路………………………………………………………7
五、软件设计……………………………………………………………8
5.1 设计要求………………………………………………………8
5.2 软件的流程图…………………………………………………9
. -可修遍-

- -
5.3 程序设计………………………………………………………9
六、软件调试……………………………………………………………11
七、心得体会……………………………………………………………12
八、参考文献……………………………………………………………13
- - word.zl-

- -
一 、前言
1.1 课题简介
单片机全称叫单片微型计算机〔Single Chip Microputer〕,是一种集成在电
路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器 CPU 随机
存储器 RAM、只读存储器 ROM、多种 I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能
〔可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电
路〕集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
目前单片机渗透到我们生活的各个领域,几乎很难找到哪个领域没有单片机的
踪迹。导弹的导航装置,飞机上各种仪表的控制,计算机的网络通讯与数据传输,
工业自动化过程的实时控制和数据处理,广泛使用的各种智能 IC 卡,民用豪华轿车
的平安保障系统,录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制,以及程控玩具、电子宠
物等等,这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗
器械以及各种智能机械了。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航
空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域,大致可分如下几个畴: 1.在智
能仪器仪表上的应用 :,例如精细的测量设备 2.在工业控制中的应用 :用单片机
可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理,电
梯智能化控制、各种报警系统,与计算机联网构成二级控制系统等。 3.在家用电器
中的应用可从手机,机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线通信、
再到日常工作中随处可见的移动,集群移动通信,无线电对讲机等。 5.单片机在医
用设备领域中的应用 :例如医用呼吸机,各种分析仪,监护仪,超声诊断设备及病
床呼叫系统等等。 6.在各种大型电器中的模块化应用 :如音乐集成单片机,看似简
单的功能,微缩在纯电子芯片中〔有别于磁带机的原理〕,就需要复杂的类似于计
算机的原理。
本设计着重在于分析计算器软件和开发过程中的环节和步骤,并从实践经历出
发对计算器设计做了详细的分析和研究。本系统就是充分利用了 8051 芯片的 I/O
引脚。系统以采用 MCS-51 系列单片机 Intel8051 为中心器件来设计 LED 流水灯
系统,实现 8 个 LED 霓虹灯的左、右循环显示,并实现循环的速度可调。
1.2 设计目的
〔1〕学习根本理论在实践中综合运用的初步经历,掌握电路设计的根本方法、
设计步骤,培养综合设计与调试能力。
〔2〕掌握汇编语言程序设计方法。
〔3〕培养实践技能,提高分析和解决实际问题的能力。
1.3 设计任务及要求
〔1〕彩灯用 8 个发光二极管代替。
〔2〕电路具有控制彩灯点亮右移、左移、全亮及全灭等功能〔用按键切换彩灯
状态〕
〔3〕彩灯两点移动时间间隔为 0.4 秒。
二、总体设计
2.1 设计思路
本课题使用 AT89C51 单片机时无须外扩存储器。因此,本流水灯实际上就是
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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。
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。同样的道理,可以让 8 个灯左移点亮,全
亮、全灭。
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,否那么我们就看不到
“流水〞效果了。
在此根底上,增加外扩设备,利用 74LS373 和 8255 扩展成 24 个 LED 灯循
环显示。
2.2.元件清单
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元件名称 型号 数量/个 用途
单片机 AT89S51 1 控制核心
晶振 12MHZ 1 晶振电路
电容 30pF 2 晶振电路
电阻 Respack8 8 上位电阻
电阻 10k 4 开关电阻
电阻 10k 1 复位电路
电源 +5v 1 提供电源
拨码开关 BUTTON 4 发出信号
数码管 7SEG-MPX1-CC 8 显示电路
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