Proteus花样流水灯专业课程设计.doc

成绩

课程论文

题 目： 基于51单片机LED流水灯设计

课程名称：
学生姓名：
学生学号：
系 别：
专 业：
年 级：
任课老师：

电气信息工程学院制
1月

基于51单片机LED流水灯设计

1 单片机AT89C51芯片介绍
MCS-51兼容4K字节，可编程闪烁存放器，寿命：1000写/擦循环，数据保留时间：。全静态工作：0Hz—24Hz，三级程序存放器锁定。128*8位内部RAM，32可编程I/O线，两个16位定时器/计数器，5个中止源可编程串行通道，低功耗闲置和掉电模式，片内震荡器和时钟电路。

图1 AT89C51芯片

1.1电源引脚
Vcc（40脚）：经典值＋5V。
Vss（20脚）：接低电平。
1.2外部晶振
XTAL1、XTAL2分别和晶振两端相连接。
1.3输入输出口引脚
P0口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”. P0口：是一个8位漏极开路输出型双向I/O端口。作为输出端口时，每位能以吸收电流方法驱动8 个TTL输入，对端口写1时，又可作高阻抗输入端用。在访问外部程序或数据存放器时，它是时分多路转换地址（低8位）/数据总线，在访问期间将激活内部上拉电阻。
1.4控制引脚
RST、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp组成了MSC-51控制总线。 RST（9脚）：复位信号输入端（高电平有效）。 ALE/-PROG(30脚）：地址锁存信号输出端.第一功效：编程脉冲输入。-PSEN（29脚）：外部程序存放器读选通信号。-EA/Vpp(31脚）：外部程序存放器使能端。第二功效：编程电压输入端（+21V）。
2硬件电路
2.1晶振电路
单片机晶振作用是为系统提供基础时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同时。有些通讯系统基频和射频使用不一样晶振，而经过电子调整频率方法保持同时。也就是说.晶振是给单片机提供工作信号脉冲。这个脉冲就是单片机工作速度。比如 这里选择是12MHZ晶振. 假如一个单片机选择了12MHZ晶振，它时钟周期是1／12us，它一个机器周期是12×(1／12)us，也就是1us。晶振和单片机XTAL0和XTAL1引脚组成振荡电路中会产生偕波,这个波对电路影响不大,但会降低电路时钟振荡器稳定性。为了提升电路稳定性,在晶振两引脚处接入两个10pf-50pf瓷片电容接地来削减偕波对电路稳定性影响。晶振电路中两个电容取值全部是相同，或说相差不大，假如相差太大，轻易造成谐振不平衡，轻易造成停振或干脆不起振。这里我们选择30pf电容。复位电路：复位电路原理是单片机RST引脚接收到2US以上电平信号，只要确保电容充放电时间大于2US，即可实现复位。复位电路由电容串联电阻组成,结合"电容电压不能突变"性质,能够知道,当系统一上电,RST脚将会出现高电平,而且,这个高电平连续时间由电路R、C值来决定。在这个电路中，这里选择10K电阻和1uf电容。
2.2排阻作用
所谓排阻就是若干个参数完全相同电阻，它们一个引脚全部连到一起，作为公共引脚。其它引脚正常引出。所以假如一个排阻是由n个电阻组成，那么它就有n+1只引脚，通常来说，最左边那个是公共引脚。它在排阻上通常见一个色点标出来。排阻通常应用在数字电路上，比如：作为某个并行口上拉或下拉电阻用。使用排阻比用若干只固定电阻更方便。
2.3 LED发光二极管

是一个能够将电能转化为可见光固态半导体器件，它能够直接把电转化为光。LED心脏是一个半导体晶片，晶片一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边关键是电子。但这两种半导体连接起来时候，它们之间就形成一个P-N结。当电流经过导线作用于这个晶片时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子形式发出能量，这就是LED灯发光原理。而光波长也就是光颜色，是由形成P-N结材料决定。
单片机AT89C51
瓷片片电容CAP-22pf
晶振CRYSTAL11.0592MHz
解电容CAP-ELEC
电阻RES
排阻RESPACLK-8
发光二极管LED-GREEN
发光二极管LED-YELLOW
发光二极管LED-RED
发光二极管LED-BLUE
发光二极管LED-BIBY
发光二极管LED-BIGY
发光二极管LED-BIRG
发光二极管LED-BIRY
按钮BUTTO

表1 元器件表

2.4电路图

图2 电路仿真图
3软件设计
3.1软件(Proteus+Keil uV4)
在PROTUES绘制好原理图后，再在keil uV2中输入程序代码而且进行编译然后就能够调入已编译好目标代码文件：*.HEX，利用这两个软件进行联合仿真。PROTUES不仅可将很多单片机实例功效形象化，也可将很多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示试验效果，后者则是实物演示试验难以达成效果。它元器件、连接线路等却和传统单片机试验硬件高度对应。因为PROTUES提供了试验室无法相比大量元器件库，提供了修改电路设计灵活性、提供了试验室在数量、质量上难以相比虚拟仪器、仪表，所以也提供了培养学生实践精神、发明精神平台。它含有设计灵活，结果、过程统一特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为降低，也可降低工程制造风险。相信在单片 开发应用中PROTUES也能茯得愈来愈广泛应用。
3.2步骤图

P1,P3端口置为FFH
开始
是否按下K1?
LED灯左移
结束
是否按下K2?
LED灯右移

图3 LED流水灯步骤图
4仿真结果
4.1仿真结果
右移 左移

图4 仿真结果图
当K1键按下时实现右移即从下往上移动，当K2键按下时实现左移即从上往下移动。

5参考文件
[1] 康光华主编. 电子技术基础[M]. 高等教育出版社，
[2] 陈海宴主编. 51单片机原理及应用基Keil C和Proteu[M] . 北京航空航天大学出版社，
[3] 林立主编. 单片机原理及其应用--基于Proteus和keil C[M]. 电子工业出版社，
[4] 陈忠平主编. 基于proteus 51系列单片机设计和仿真[M]. 电子工业出版社,
[5] 何应浚. 51单片机C语言编程一学就会[M]. 机械工业出版社，
[6] 陈志旺主编.51单片机应用实例详解[M].机械工业出版社，

附录
程序设计
#include
#include
unsigned int a,d;
sbit key1=P3^4;
sbit key2=P3^5;
sbit key3=P3^6;
sbit key4=P3^7;
void delay();
bit flag1=0;
bit flag2=0;
bit flag3=0;
bit flag4=0;
void main()
{
d=0xfe;
while(1)
{
if(key1==0)
{
flag1=1;
flag2=0;
}
if(flag1==1)
{
P0=d;
delay();
d=_cror_(d,1);
}

if(key2==0)
{
flag2=1 ;
flag1=0 ;
}
if(flag2==1)
{
P0=d;
delay();
d=_crol_(d,1);
}
}
}
void delay(unsigned int c)
{
for(c=8000;c>0;c--);
}