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 745000郵箱：1115107973)摘要：當(dāng)今時代是一個新技術(shù)層出不窮的時代，在電子領(lǐng)域尤其是自動化智能控制領(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，智能控制與自動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51單片機(jī)用3只開關(guān)控制八個LED的不同點(diǎn)亮方式實現(xiàn)了流水燈的花樣設(shè)計及演示。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)計任務(wù)及要求 用3只開關(guān)控制八個LED的不同點(diǎn)亮方式實現(xiàn)流水燈的花樣設(shè)計及演示。設(shè)計要求如下：（1） 按下開關(guān)K1實現(xiàn)8盞LED燈從左往右依次點(diǎn)亮；（2） 按下開關(guān)K2實現(xiàn)8盞LED燈從右向左依次點(diǎn)亮；（3） 按下開關(guān)K3實現(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)的實體和裝置，通常由運(yùn)算器、控制器、存儲器、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)實質(zhì)上是一個硬件的芯片，在實際應(yīng)用中，通常很難直接和被控對象進(jìn)行電氣連接，必須外加各種擴(kuò)展接口電路、外部設(shè)備、被控對象等硬件和軟件，才能構(gòu)

3、成一個單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。本設(shè)計選用以80C51單片機(jī)為主控單元。顯示部分：8個LED燈循環(huán)亮滅 。匯編語言和C語言的特點(diǎn)及選擇 本設(shè)計是硬件電路和軟件編程相結(jié)合的設(shè)計方案，選擇合適的編程語言是一個重要的環(huán)節(jié)。在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)程序設(shè)計時，常用的是匯編語言和C語言。機(jī)硬件，程序可讀性和可移植性比較差。而C語言雖然執(zhí)行效率沒有匯編語言高，但語言簡潔，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)化的控制語句，程序設(shè)計自由度大，有很好的可重用性，可移植性等特點(diǎn)。在本設(shè)計中采用C語言編寫軟件程序。 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、車站、碼頭及其它公共場合。LED 顯示屏由 ED 點(diǎn)陣顯示器(常見型號為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,從上到下逐次不斷地對顯示屏的各行進(jìn)行選通,同時又向各列送出表示圖形或文字信息的脈沖信號,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)計中LED燈的顯示為循環(huán)顯示，采用三鍵來實現(xiàn)LED燈的亮滅、第一個鍵按下燈從下往上依次循環(huán)，第二個鍵按下燈從上往下依次循環(huán)，第三個鍵按下燈全亮，從而實現(xiàn)整個LED燈 統(tǒng)，呈流水狀亮滅。 2.1硬件連接框圖單片機(jī)從開關(guān)上提取不同輸入信號，進(jìn)行相應(yīng)的軟件操作，反映輸出在發(fā)光二極管上。 開關(guān)輸入LED流水燈 AT89C51 單片機(jī) 2.2 設(shè)計連線 本設(shè)計的連線為：3個開關(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 始 讀入開關(guān)K1K3 判斷開關(guān) 狀 態(tài)無輸入

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 運(yùn) 行三、硬件電路設(shè)計 設(shè)計電路如下： 3.1 按鍵電路 3.2 LED燈電路四、軟件電路設(shè)計 4.1 設(shè)計思路S1：定義開關(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：定義延時函數(shù)，void delay_ms(uint z) uint i,j; for(i=0;iz;i+) for(j=0;j1

7、10;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)用延時控制燈的閃爍。 if(flag1) for(i=0;ii); delay_ms(100); key_scan( ); if(flag2|fl

8、ag3)flag1=0;break; 。 S7：按下鍵2，LED燈自下而上依次閃亮 if(flag2) for(i=0;i8;i+) P2=(0xA7i); 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 經(jīng)過一段時間的努力，我們順利的完成了這篇單片機(jī)論文。從課題的選擇開始，計算器的設(shè)計、硬件和軟件系統(tǒng)的設(shè)計、到最后的Proteus軟

9、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過程中我得到了很大的鍛煉。一方面通過C51單片機(jī)等一些器件的設(shè)計讓我學(xué)習(xí)和掌握了單片機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)知識和技術(shù)要點(diǎn)，也使以前學(xué)的很多知識都得到了運(yùn)用；另一方面在用Proteus軟件畫電路圖時，然后再轉(zhuǎn)換成一維的WORD中進(jìn)行編輯，這個過程中讓我掌握了計算機(jī)輔助的設(shè)計技術(shù)。當(dāng)然，這是一個需要不斷的嘗試，不斷的校核，不斷的修改，最后完成一個合理的設(shè)計的過程。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，同時也讓我感覺到團(tuán)隊合作的重要性。與

10、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體系，也擴(kuò)展了自己的思維。課設(shè)是一個通過思考、發(fā)問、自己解惑并動手、提高的過程。我會在以后的學(xué)習(xí)中不斷學(xué)習(xí)，積累經(jīng)驗，完善自己。 對于這次單片機(jī)課程設(shè)計不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上沒有學(xué)到過的知識，掌握了一種系統(tǒng)的研究方法，可以進(jìn)行一些簡單的編程。通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實際動手能力和獨(dú)立思考的能力。 總之，在這次課程設(shè)計中，我受益匪淺，學(xué)到了很多書本上所沒有的東西，懂得了理論和實際聯(lián)

11、系的重要性。在以后的學(xué)習(xí)中，我不僅要把理論知識掌握牢固，更要提高自己的動手能力和分析能力，努力學(xué)習(xí)專業(yè)知識，完善自我，為將來的發(fā)展做好充分的準(zhǔn)備。附錄六、測試 6.1完整電路圖（1） 自上而下電路測試圖（2） 自下而上電路測試（3） 奇偶交替閃爍電路測試圖6.2 完整設(shè)計程序 #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit key1 =P00; sbit key2 =P01; sbit key3 =P02; uchar flag1=0,flag2=0,flag3=0; void delay_ms(uint

12、z) uint i,j; for(i=0;iz;i+) for(j=0;j110;j+); void O_to_E() /1,3,5,72,4,6,8 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;ii); delay_ms(100); key_scan(); if(flag2|flag3)flag1=0;break; if(flag2) or(i=0;i8;i+) P2=(0xA7i)