51单片机(呼吸灯)C语言版.doc

基于单片机与PWM的呼吸灯设计

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摘 要
本设计是基于单片机的原理与接口设计，采用单片机I/O口，加以C语言编程实现LED渐亮再渐暗类似人的呼吸一样的效果。

关 键 词
AT89C51,PWM(脉宽调制)

一、设计要求：
呼吸灯就是让LED灯的闪烁像呼吸一样，时呼时吸，时亮时暗，利用LED的余辉和人眼的暂留效应，看上去和人的呼吸一样。
二、设计原理：
用C语言编程实现PWM(脉宽调制)输出驱动LED，逐渐增加PWM的占空比从而实现LED模拟呼吸的过程，即渐亮再渐暗再渐亮再渐暗……如此往复，再利用LED的余辉和人眼的暂留效应，看上去就和人的呼吸一样。
三、整体方案设计
8个LED按照顺序逐个实现呼吸效果。加以其他闪烁花样增加更炫彩的效果。
四、实验元件及器材
（1）元件： LED（发光二极管） 8个
1KΩ电阻 8个
1nf电容 2个
晶振 1个
AT89C51芯片 1个
（2）器件：Atmega128开发板 1块
计算机 1台
五、 硬件原理
（1） 主电路:8个LED分别连接AT89C51的P1口，使用共阳方式，并加以1kΩ的电阻接入电源。

（2）时钟电路：外部时钟方式是使用外部振荡脉冲信号。

六、 软件设计及系统仿真调试
（1） 调试方法：利用keil软件进行C语言程序编写及调试，再利用Proteus仿真软件进行仿真实验。
（2） 调试过程所遇问题：
1、由于呼吸灯的程序在仿真软件Proteus中实现的效果不明显，很难辨别LED是否具有呼吸的效果。所以边用keil调试程序边用STC烧写软件直接写入开发板，从而很明显看出LED是否具有呼吸效果；
2、程序运行时，出现LED闪烁过快，由于人眼的暂留效应看似LED全部一直亮着，经调试，修改延时时间，实现呼吸效果。
七、结论与心得
在本次设计中，C语言程序在开发板中得以实现应有的功能。在调试过程中，发现很多问题都是由于不细心导致的，因此在以后的设计方案中，要集中精力，莫粗心大意。再者就是知识量的不足，虽然是一个小小的设计方案，但是查阅了很多相关资料，在日后，要多充足自己的知识量，保证C程序的编写质量。

参考文献
[1]郭天祥，《新概念51单片机C语言教程》，电子工业出版社，2009年1月
[2]徐爱钧，《单片机高级语言C51应用程序设计》，电子工业出版社，2000年5月
附件A：呼吸灯设计电路图

附件B:C语言程序清单
#include<reg51.h>
/*-----------定义单片机引脚-----*/
sbit LED0=P1^0;
sbit LED1=P1^1;
sbit LED2=P1^2;
sbit LED3=P1^3;
sbit LED4=P1^4;
sbit LED5=P1^5;
sbit LED6=P1^6;
sbit LED7=P1^7;

void Delay(unsigned int t); //函数声明
unsigned int z,y;
void main (void)//主函数
{
unsigned int CYCLE=500,PWM_LOW=0;//定义周期并赋值
while (1) //主循环
{

/*--------整排LED灯呼吸---------*/
P1=0x00;
Delay(500); //加延时，可以看到熄灭的过程（下面程序同理）
for(PWM_LOW=1;PWM_LOW<CYCLE;PWM_LOW++) //PWM_LOW表示低
{
P1=0x00;
Delay(PWM_LOW);
P1=0xff;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}
P1=0xff;
for(PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--) //与逐渐变亮相反的过程
{
P1=0x00; //点亮LED
Delay(PWM_LOW);
P1=0xff; //熄灭LED
Delay(CYCLE-PWM_LOW); //主循环中添加其他需要一直工作的程序，延时长度，600次循环中从599减至1
}

/*--------第一颗LED灯呼吸---------*/
LED0=1;
Delay(500);
for(PWM_LOW=1;PWM_LOW<CYCLE;PWM_LOW++)
{
LED0=0;
Delay(PWM_LOW);
LED0=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}
LED0=0;
for(PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--)
{
LED0=0;
Delay(PWM_LOW);
LED0=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}

/*--------第二颗LED灯呼吸----------*/
LED1=1;
Delay(500);
for(PWM_LOW=1;PWM_LOW<CYCLE;PWM_LOW++)
{
LED1=0;
Delay(PWM_LOW);
LED1=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}
LED1=0;
for(PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--)
{
LED1=0;
Delay(PWM_LOW);
LED1=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}

/*--------第三颗LED灯呼吸----------*/
LED2=1;
Delay(500);
for(PWM_LOW=1;PWM_LOW<CYCLE;PWM_LOW++)
{
LED2=0;
Delay(PWM_LOW);
LED2=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}
LED2=0;
for(PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--)
{
LED2=0;
Delay(PWM_LOW);
LED2=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}

/*--------第四颗LED灯呼吸----------*/
LED3=1;
Delay(500);
for(PWM_LOW=1;PWM_LOW<CYCLE;PWM_LOW++)
{
LED3=0;
Delay(PWM_LOW);
LED3=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}
LED3=0;
for(PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--)
{
LED3=0;
Delay(PWM_LOW);
LED3=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}

/*--------第五颗LED灯呼吸----------*/
LED4=1;
Delay(500);
for(PWM_LOW=1;PWM_LOW<CYCLE;PWM_LOW++)
{
LED4=0;
Delay(PWM_LOW);
LED4=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}
LED4=0;
for(PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--)
{
LED4=0;
Delay(PWM_LOW);
LED4=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}

/*--------第六颗LED灯呼吸----------*/
LED5=1;
Delay(500);
for(PWM_LOW=1;PWM_LOW<CYCLE;PWM_LOW++)
{
LED5=0;
Delay(PWM_LOW);
LED5=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}
LED5=0;
for(PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--)
{
LED5=0;
Delay(PWM_LOW);
LED5=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}

/*--------第七颗LED灯呼吸----------*/
LED6=1;
Delay(500);
for(PWM_LOW=1;PWM_LOW<CYCLE;PWM_LOW++)
{
LED6=0;
Delay(PWM_LOW);
LED6=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}
LED6=0;
for(PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--)
{
LED6=0;
Delay(PWM_LOW);
LED6=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}

/*--------第八颗LED灯呼吸----------*/
LED7=1;
Delay(500);
for(PWM_LOW=1;PWM_LOW<CYCLE;PWM_LOW++)
{
LED7=0;
Delay(PWM_LOW);
LED7=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}
LED7=0;
for(PWM_LOW=CYCLE-1;PWM_LOW>0;PWM_LOW--)
{
LED7=0;
Delay(PWM_LOW);
LED7=1;
Delay(CYCLE-PWM_LOW);
}

P1=0x00;
for(z=500;z>0;z--)
for(y=110;y>0;y--);
P1=0xff;
for(z=500;z>0;z--)
for(y=110;y>0;y--);
P1=0x00;
for(z=500;z>0;z--)
for(y=110;y>0;y--);
P1=0xff;
for(z=500;z>0;z--)
for(y=110;y>0;y--);
}
}
void Delay(unsigned int t)
{
while(--t);
}