1、* * 大 學物理學院單片機花樣流水燈設計實驗 課 題： 花樣流水燈設計 班 級: 物理 * 姓 名: * 學 號: 【摘要】當今時代的智能控制電子技術，給人們的生活帶來了方便和舒適，而每到晚上五顏六色的霓虹燈則把我們的城市點綴得格外迷人，為人們生活增添了不少色彩。制作流水燈的方法有很多種，有傳統的分立元件，由數字邏輯電路構成的控制系統和單片機智能控制系統等。本設計介紹一種簡單實用的單片機花樣流水燈設計與制作，采用基于MS-51的單片機AT89C51和發光二極管、晶振、復位、電源等電路以及必要的軟件組成的以AT89C51為核心，輔以簡單的數碼管等設備和必要的電路，設計了一款簡易的流水燈電路板，

2、并編寫簡單的程序，使其能夠自動工作。本設計用AT89C51單片機為核心自制一款簡易的花樣流水燈，并介紹了其軟件編程仿真及電路焊接實現，在實踐中體驗單片機的自動控制功能。該設計具有實際意義，可以在廣告業、媒體宣傳、裝飾業等領域得到廣泛應用。關鍵字：AT89C51 單片機 流水燈 數碼管 【概述】1. 單片機及其發展概況單片機又稱為單片微計算機，其特點是將微型計算機的基本功能部件（如中央處理器（CPU）、存儲器、輸入接口、輸出接口、定時/計數器及終端系統等）全部集成在一個半導體芯片上。單片機作為一種高集成度微型計算機，已經廣泛應用于工業自動化控制、智能儀器儀表、通信設備、汽車電子與航空航天電子系統

3、、智能家居電器等各個領域。2. Protues仿真軟件簡介Protues以其數量眾多的元件數據庫、標準化的仿真儀器、直觀的捕獲界面、簡潔明了的操作、強大的分析測試、可信的測試結果, 為電子工程設計節約研發時間，節省了工程設計費用。利用Protues軟件設計一款通過數碼管顯示計數時間的流水燈電路及Keil C軟件編程后，再將兩者關聯則可以簡單快速的進行仿真。【實驗設計目標】設計要求以發光二極管作為發光器件，用單片機自動控制，對8個LED燈設計至少3種流水燈顯示方式，每隔20秒變換一次顯示花樣，計時通過一個二位七段數碼管顯示。【設計方案】 1.設計原理AT89C51單片機內部包括微處理器、存儲器（

4、存放程序指令或數據的ROM、RAM等）、輸入/輸出口（I/O口）及其他功能部件如定時/計數器、中斷系統等。它們通過地址總線、數據總線和控制總線連接起來。要實現流水燈功能，只要將發光二極管Led1Led8依次點亮、熄滅，8只LED燈便會一亮一暗的做流水燈狀，設計花樣時可依此類推。此外還應注意的是人眼的視覺暫留效應以及單片機執行每條指令的時間很短，所以控制二極管亮/滅的時候應延時一段時間，否則將無法以肉眼觀察到“流水”等花樣效果。 2.電路原理圖 3.器件配置清單元件數量元件數量電阻10015二位七段數碼管1電阻10K1LED8瓷介電容30pF2AT89S511電解電容100uF1CD451114

5、0腳接插件1晶振110腳接插件2 4.AT89C51簡介AT89C51單片機有多種封裝形式，常見的有DIP封裝、PLC封裝、TQFP封裝，為了使用的方便通常使用DIP封裝形式的單片機。外部共有40個引腳，圖6為引腳的排列圖。40個引腳大致可分為4大類：電源、時鐘、控制和I/O引腳，5. 芯片擦除整個PEROM陣列和三個鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲字節被重復編程以前，該操作必須被執行。此外，AT89C51設有穩態邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式

6、下，CPU停止工作。但RAM，定時器，計數器，串口和中斷系統仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內容并且凍結振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個硬件復位為止。6. 實驗流程開始編寫程序并關聯原理圖調試檢查焊接電路無誤后將所編程序載入芯片調試 畫出原理圖畫出組裝焊接實物結束【程序編寫】ORG 30HSTART:MOV DPTR,#TABLELP1:MOV A,#00HMOVC A,A+DPTRCJNE A,#1BH,LP2JMP STARTLP2:MOV P2,ALCALL DELAYINC DPTRJMP LP1DELAY:MOV R7,#10HDE1:MOV R6,#200DE2:MOV

7、 R5,#248DJNZ R5,$DJNZ R6,DE2DJNZ R7,DE1 RETTABLE:DB 0feH,0fdH,0fbH,0f7H DB 0efH,0dfH,0bfH,07fH DB 0bfH,0dfH,0efH,0f7H DB 0fbH,0fdH,0feH,0ffH DB 0aaH,55H,0aaH,55H DB 0aah,55h,0ffH DB 0f0H,0fH,0f0H,0fH,0ffH DB 33H,0ccH,33H,0ccH DB 33H,0ccH,0ffH DB 1BH END【仿真調試】打開Keil C軟件將上面程序輸入，調試無誤后編譯輸出".hex"文件，打開Proteus軟件，將之前編譯好的".hex"文件加入到芯片中，開始運行仿真。數碼管計時，每隔20秒，Led燈顯示變換一次流水花樣。 圖二圖一 圖四圖三【設計實物圖】 實物正面圖 實物反面圖【實驗小結】驗證過程中，遇到兩個問題：1.調試后期有1個Led燈無法。 2.數碼管不能正確顯示數字。檢查后排除電路接錯誤的可能。出現第一個問題是由于那1個LED燈燒壞。第二個問題是數碼管管腳插槽接觸不良，無法正常運作，外接電線后能正常用作。結束語此次實驗缺點在于器件排版不夠合理美觀，焊接工藝不足及對一些工具的安全使用