单片机综合实验报告
题目: 星形流水灯
2023 年 07 月 10 日
《单片机综合实验》实验报告
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一、题目描述和设计要求
1.1 题目描述
星形流水灯，这个题目我认为主要就是两个部分，第一就是画原理图，把 31
个 led 摆成星形，然后连接到 P0-P3 的 31 个管脚上。因为要用到定时器，老师
给的电路里没有连晶振，这个电路也要自己连一下。第二个部分就是软件，五个
以上的花样，有几个花样就编写几个函数，然后利用定时器中断来实现间隔 0.5s。
不用延时函数，因为定时器不会出现误差。
我们也额外加了一个外部中断 k3，按一次可以让变成下一个花样。因为 led
刚好占用了 31 个引脚，剩下一个引脚就可以给到 INT0 管脚。
1.2 技术指标
函数名
目的
技术指标
init()
定时器 1 初始化
TMOD = 0x10;
TH1 = 0x3C; TL1 = 0xBC;定时
50ms 中断 1
T1int( ) interrupt 3
中断函数
int_time++;if(int_time==10)
10*50ms，也就是 0.5s。
利用 count，flag 来区分开不同
花样的演示。
main()
主函数
while(1)空循环和初始化函数
show1—show6
6 个花样的函数
利 用 到 31 个 管 脚 为
P0,P2,P3,P1_0-P1_6
init1()
外部中断 0 初始化
IT0 = 1;IT1 = 1;EX0 = 1;
EX1 = 1;
int0() interrupt 0
外部中断函数
进行 flag 的++操作，能够进入
下一个花样
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二、实现方案和可行性分析
2.1 实现思路和可行性分析
(1) 实现思路：
首先是电路部分，这里就简单叙述，因为 51 单片机有 P0-P3 共 32 个可用的
I/O 管脚，所以这里就用其中的 31 个来连接 led。又要利用定时器，这里外接一
个 12MHz 的晶振。
然后是软件实现部分。
最简单的一步就是设计好不同的花样，我想的是每一个花样写一个函数，这
样在调用的时候就很方便了。花样的控制是比较繁琐的，因为组成的形状的星形
的，五条引出的线上有 6 个 led，而每一组 I/O 管脚有八个，它们不可能放在一
条路线上，在控制流水灯形状的时候，要区分开哪一个 led 对应的是什么管脚。
每一个子动作的间隔为 0.5s，一个花样里切换子动作的次数越多，对应的子动
作的管脚代码就越多。
本次课设要求是全部使用定时器来实现。那么，如何区分开每一个花样，
然后每一个花样中的子动作也间隔 0.5s 是最为核心的问题。现在已经写好了 6
种花样的函数。那么，我设置一个变量为 flag，当其对应为 0-5 时，分别执行 6
个花样。再设置一个变量为 count，用来区分子动作。具体去实现，也就是把花
样函数放在定时器中断函数里，每执行完一个花样令 flag++，每个花样里的每
一个子动作用 if，else if 判断 count 的数值来区分开执行顺序（或者用 switch
case）。
上述操作，只需要让每一次进入中断执行的时间间隔为 0.5s 即可实现。
最后我们还利用多出来的一个引脚加上了外部中断，也就是 INT0，这里就
比较好理解，通过按键可以实现 flag 的加一，并且重新将 count 赋值为-1，这
样就可以进入下一个花样。
(2) 可行性分析：
首先就是定时器的初始化，这里采用 50ms 的初始化 TMOD = 0x10; TH1 =
0x3C; TL1 = 0xBC;计算如下：
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然后就是花样的函数，在设计每个灯的控制代码中，我们考虑过用数组来控
制，但是由于星形形状的摆放，使得每一个 led 难以通过整体控制，所以我们就
采用了最简单的处理方式，每一个花样的 led 都单独去赋值，当然，除了第一种
花样控制比较繁琐，其余花样都是可以通过如 P1=0xfc 这样的十六进制数来控制
的。
下面列举一个花样函数例子：
void show1()//第一个花样
{
switch (count) {
case 0: P0_0 = 0; break;//
case 1: P0_1 = 0; break;
case 2: P0_2 = 0; break;
case 3: P0_3 = 0; break;
case 4: P3_0 = 0; break;
case 5: P3_1 = 0; break;
case 6: P1_0 = 0; break;
case 7: P3_3 = 0;P3_5 = 0;P3_7 = 0;P1_1 = 0; break;
case 8: P3_2 = 0;P3_4 = 0;P3_6 = 0;P1_2 = 0; break;
case 9: P0_7 = 0;P2_7 = 0;P2_3 = 0;P1_3 = 0; break;
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case 10: P0_6 = 0;P2_6 = 0;P2_2 = 0;P1_4 = 0; break;
case 11: P0_5 = 0;P2_5 = 0;P2_1 = 0;P1_5 = 0; break;
case 12: P0_4 = 0;P2_4 = 0;P2_0 = 0;P1_6 = 0;flag=1;count=-1;
break;
default: break;
}
}
这个函数要实现的功能很简单，就是一条边上的灯逐渐亮起，走到中间，中间的
灯亮起，然后剩下四个边从中间开始向外面逐个亮起，直到全部亮起。
当 count==12 时，也就是最后四个灯亮起之后，让 flag 变为 1 下次进中断
可以执行第二个花样，count 变为-1，因为 count 是在中断函数最后自增，每次
中断执行完都要+1，只有让这里变为-1 才可以保证在下一个花样函数中 count
初始为 0。
这个函数采用的是 switch case 实现的，因为子动作较多，后面函数子动作
较少则采用 if else 结构来写。
这里再来举一个花样函数 5 的例子：
void show5()
{
if(count==0)
{
P1=P2=P3=P0=0xff;//首先全部灭
P1=0;//左边的一条边全部亮，包含中间的
}
else if(count==1)
{
P1=P2=P3=P0=0xff;//让上一次的边灭掉
P0=0xf0;P3=0xfc;P1_0=0;//让上一条边顺时针方向的下一条
边亮，同样也包含中间的，后面的同理，顺时针让五条边全部亮一遍。形成一个
类似于指针旋转的花样。
