單片機(jī)LED燈的花樣控制與仿真--史寶周

1、單片機(jī)LED燈的花樣控制與仿真史寶周(隴東學(xué)院，機(jī)械工程學(xué)院，甘肅 慶陽(yáng) 745000郵箱：1115107973)摘要：當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)新技術(shù)層出不窮的時(shí)代，在電子領(lǐng)域尤其是自動(dòng)化智能控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，正以前所未見(jiàn)的速度被單片機(jī)智能控制系統(tǒng)鎖取代。單片機(jī)具體有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用廣等有點(diǎn)，可以說(shuō)，智能控制與自動(dòng)控制的核心就是單片機(jī)。學(xué)習(xí)單片機(jī)的最有效方法就是理論與實(shí)踐并重，本文將重點(diǎn)介紹keil軟件編程、proteus模擬仿真方法， 通過(guò)51單片機(jī)用3只開(kāi)關(guān)控制八個(gè)LED的不同點(diǎn)亮方式實(shí)現(xiàn)了流水燈的花樣設(shè)計(jì)及演示。關(guān)鍵詞: AT89C51單片機(jī)； ke

2、il軟件編程；proteus模擬仿真；LED； 流水燈；1、 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 用3只開(kāi)關(guān)控制八個(gè)LED的不同點(diǎn)亮方式實(shí)現(xiàn)流水燈的花樣設(shè)計(jì)及演示。設(shè)計(jì)要求如下：（1） 按下開(kāi)關(guān)K1實(shí)現(xiàn)8盞LED燈從左往右依次點(diǎn)亮；（2） 按下開(kāi)關(guān)K2實(shí)現(xiàn)8盞LED燈從右向左依次點(diǎn)亮；（3） 按下開(kāi)關(guān)K3實(shí)現(xiàn)8盞LED燈的奇偶交替閃亮；2、 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 硬件系統(tǒng)是指構(gòu)成微機(jī)系統(tǒng)的實(shí)體和裝置，通常由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入接口電路和輸入設(shè)備、輸出接口電路和輸出設(shè)備等組成。單片機(jī)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)硬件的芯片，在實(shí)際應(yīng)用中，通常很難直接和被控對(duì)象進(jìn)行電氣連接，必須外加各種擴(kuò)展接口電路、外部設(shè)備、被控對(duì)象等硬件和軟件，才能構(gòu)

3、成一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)選用以80C51單片機(jī)為主控單元。顯示部分：8個(gè)LED燈循環(huán)亮滅 。匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言的特點(diǎn)及選擇 本設(shè)計(jì)是硬件電路和軟件編程相結(jié)合的設(shè)計(jì)方案，選擇合適的編程語(yǔ)言是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)時(shí)，常用的是匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言。機(jī)硬件，程序可讀性和可移植性比較差。而C語(yǔ)言雖然執(zhí)行效率沒(méi)有匯編語(yǔ)言高，但語(yǔ)言簡(jiǎn)潔，使用方便，靈活，運(yùn)算豐富，表達(dá)化類型多樣化，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)類型豐富，具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句，程序設(shè)計(jì)自由度大，有很好的可重用性，可移植性等特點(diǎn)。在本設(shè)計(jì)中采用C語(yǔ)言編寫(xiě)軟件程序。 LED顯示原理 LED 點(diǎn)陣顯示器亦稱LED 矩陣板,具有亮度高、發(fā)光均勻、可靠性

4、好、接線簡(jiǎn)單、拼裝方便等優(yōu)點(diǎn),能構(gòu)成各種尺寸的大屏幕顯示器。因此,它被廣泛應(yīng)用于大型LED 智能顯示屏、智能儀器儀表和機(jī)電一體化設(shè)備的顯示單元中,取得了較好的效果。由于它經(jīng)濟(jì)、小型的顯示系統(tǒng),同時(shí)要求使用方便靈活，方便地組成了由多塊大屏幕LED 顯示器構(gòu)成的顯示系統(tǒng),該系統(tǒng)可廣泛用于商場(chǎng)、車(chē)站、碼頭及其它公共場(chǎng)合。LED 顯示屏由 ED 點(diǎn)陣顯示器(常見(jiàn)型號(hào)為P2158A) 構(gòu)成。它是以發(fā)光二極管為像素,按照行與列的順序排列而成的顯示器件,采用逐行(或逐列) 掃描方式工作,由峰值較大的窄脈沖驅(qū)動(dòng),從上到下逐次不斷地對(duì)顯示屏的各行進(jìn)行選通,同時(shí)又向各列送出表示圖形或文字信息的脈沖信號(hào),反復(fù)循環(huán)以

5、上操作,就可顯示各種圖形或文字信息。 此設(shè)計(jì)中LED燈的顯示為循環(huán)顯示，采用三鍵來(lái)實(shí)現(xiàn)LED燈的亮滅、第一個(gè)鍵按下燈從下往上依次循環(huán)，第二個(gè)鍵按下燈從上往下依次循環(huán)，第三個(gè)鍵按下燈全亮，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)LED燈 統(tǒng)，呈流水狀亮滅。 2.1硬件連接框圖單片機(jī)從開(kāi)關(guān)上提取不同輸入信號(hào)，進(jìn)行相應(yīng)的軟件操作，反映輸出在發(fā)光二極管上。 開(kāi)關(guān)輸入LED流水燈 AT89C51 單片機(jī) 2.2 設(shè)計(jì)連線 本設(shè)計(jì)的連線為：3個(gè)開(kāi)關(guān)，分別接到單片機(jī)的P0.0P0.1P0.2接口，且分別接上拉電阻，然后8個(gè)發(fā)光二極管分別接到單片機(jī)的P2.0P2.7接口。2.3 程序流程 開(kāi) 始 讀入開(kāi)關(guān)K1K3 判斷開(kāi)關(guān) 狀 態(tài)無(wú)輸入

6、 LED 燈 從 上 到 下 依 次 閃 亮LED 燈 奇 偶 交 替 依 次 閃 亮LED 燈 從 下 到 上 依 次 閃 亮 LED 燈 流 動(dòng) 運(yùn) 行三、硬件電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)電路如下： 3.1 按鍵電路 3.2 LED燈電路四、軟件電路設(shè)計(jì) 4.1 設(shè)計(jì)思路S1：定義開(kāi)關(guān)接口位置， sbit key1 =P00; sbit key2 =P01; sbit key3 =P02; 。S2：按鍵初值定義，uchar flag1=0,flag2=0,flag3=0;S3：定義延時(shí)函數(shù)，void delay_ms(uint z) uint i,j; for(i=0;i<z;i+) for(j=

7、0;j<110;j+); 。 S4：定義奇偶交替閃爍函數(shù)， void O_to_E( ) P2=0Xaa; delay_ms(200); P2=0Xaa; delay_ms(200);。 S5：按鍵掃描函數(shù)定義， void key_scan( ) if(!key1) if(!key1) lag1=1; if(!key2) if(!key2) flag2=1; f(!key3) if(!key3) flag3=1;。 S6：按下鍵1，LED燈自上而下依次閃亮,應(yīng)用延時(shí)控制燈的閃爍。 if(flag1) for(i=0;i<8;i+) P2=(0xA0>>i); delay

8、_ms(100); key_scan( ); if(flag2|flag3)flag1=0;break; 。 S7：按下鍵2，LED燈自下而上依次閃亮 if(flag2) for(i=0;i<8;i+) P2=(0xA7<<i); delay_ms(100); key_scan(); if(flag1|flag3)flag2=0;break; S8：按下鍵3，LED燈1、3、5、7、與2、4、6、8交替閃亮 if(flag3) O_to_E( ); key_scan( ); if(flag1|flag2)flag3=0;。5、 心得體會(huì) 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力，我們順利的完成了這

9、篇單片機(jī)論文。從課題的選擇開(kāi)始，計(jì)算器的設(shè)計(jì)、硬件和軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、到最后的Proteus軟件仿真完成，這其中經(jīng)歷了很多困難，但是更重要的是在這個(gè)過(guò)程中我得到了很大的鍛煉。一方面通過(guò)C51單片機(jī)等一些器件的設(shè)計(jì)讓我學(xué)習(xí)和掌握了單片機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)知識(shí)和技術(shù)要點(diǎn)，也使以前學(xué)的很多知識(shí)都得到了運(yùn)用；另一方面在用Proteus軟件畫(huà)電路圖時(shí)，然后再轉(zhuǎn)換成一維的WORD中進(jìn)行編輯，這個(gè)過(guò)程中讓我掌握了計(jì)算機(jī)輔助的設(shè)計(jì)技術(shù)。當(dāng)然，這是一個(gè)需要不斷的嘗試，不斷的校核，不斷的修改，最后完成一個(gè)合理的設(shè)計(jì)的過(guò)程。需要的是細(xì)心和耐心。在很大程度上培養(yǎng)了我拼搏的工作精神。使我受益匪淺，更加明確了自己專業(yè)的方向。 通過(guò)

10、本次課設(shè)，我不僅學(xué)到了關(guān)于單片機(jī)技術(shù)方面的許多專業(yè)知識(shí)，同時(shí)也讓我感覺(jué)到團(tuán)隊(duì)合作的重要性。與他人交流思想是取得成功的關(guān)鍵，在交流中，不僅強(qiáng)化了自己原有的知識(shí)體系，也擴(kuò)展了自己的思維。課設(shè)是一個(gè)通過(guò)思考、發(fā)問(wèn)、自己解惑并動(dòng)手、提高的過(guò)程。我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中不斷學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗(yàn)，完善自己。 對(duì)于這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)不僅鞏固了以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)，而且學(xué)到了很多在書(shū)本上沒(méi)有學(xué)到過(guò)的知識(shí)，掌握了一種系統(tǒng)的研究方法，可以進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的編程。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的

11、能力。 總之，在這次課程設(shè)計(jì)中，我受益匪淺，學(xué)到了很多書(shū)本上所沒(méi)有的東西，懂得了理論和實(shí)際聯(lián)系的重要性。在以后的學(xué)習(xí)中，我不僅要把理論知識(shí)掌握牢固，更要提高自己的動(dòng)手能力和分析能力，努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)，完善自我，為將來(lái)的發(fā)展做好充分的準(zhǔn)備。附錄六、測(cè)試 6.1完整電路圖（1） 自上而下電路測(cè)試圖（2） 自下而上電路測(cè)試（3） 奇偶交替閃爍電路測(cè)試圖6.2 完整設(shè)計(jì)程序 #include <reg51.h> #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit key1 =P00; sbit key2 =P01; sbit

12、 key3 =P02; uchar flag1=0,flag2=0,flag3=0; void delay_ms(uint z) uint i,j; for(i=0;i<z;i+) for(j=0;j<110;j+); void O_to_E() /1,3,5,7Óë2,4,6,8½»ÌæÉÁ˸ P2=0Xaa; delay_ms(200); P2=0Xaa; delay_ms(200); void key_scan() if(!key1) if(!key1) lag1=1; if(!key2) if(!key2) flag2=1; if(!key3) if(!key3) flag3=1; void main() uchar i; while(1) key_scan(); if(flag1) for(i=0;i<8;i+) P2=(0xA0>>i); delay_ms(100); key_scan(); if(flag2|flag3)flag1=0;break; if(flag2) or(i=0;i<8;i+) P2=(0xA7&