單片機(jī)課程設(shè)計-16個LED燈的多樣顯示控制器

的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢，當(dāng)對外部八位地址數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行讀寫時，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。（4）P3口介紹P3口管腳是8個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口。復(fù)位系統(tǒng)（5）上電復(fù)位電路AT89C51的上電復(fù)位電路如圖4.2所示，只要在RST復(fù)位輸入引腳上接一電容至Vcc端，下接一個電阻到地即可。對于CMOS型單片機(jī)，由于在RST端內(nèi)部有一個下拉電阻，故可將外部電阻去掉，而將外接電容減至1μF。上電復(fù)位的工作過程是在加電時，復(fù)位電路通過電

容加給RST端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著Vcc對電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續(xù)時間取決于電容的充電時間。為了保證系統(tǒng)能夠可靠地復(fù)位，RST端的高電平信號必須維持足夠長的時間。上電時，Vcc的上升時間約為10ms，而振蕩器的起振時間取決于振蕩頻率，如晶振頻率為10MHz，起振時間為1ms；晶振頻率為1MHz，起振時間則為10ms。在如圖的復(fù)位電路中，當(dāng)Vcc掉電時，必然會使RST端電壓迅速下降到0V以下，但是，由于內(nèi)部電路的限制作用，這個負(fù)電壓將不會對器件產(chǎn)生損害。另外，在復(fù)位期間，端口引腳處于隨機(jī)狀態(tài)，復(fù)位后，系統(tǒng)將端口置為全“l(fā)”態(tài)。如果系統(tǒng)在上電時得不到有效的復(fù)位，則程序計數(shù)器PC將得不到一個合適的初值，因此，CPU可能會從一個未被定義的位置開始執(zhí)行程序。圖4.2上電復(fù)位電路（6）手動復(fù)位電路手動按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平。一般采用的辦法是在RST端和正電源Vcc之間接一個按鈕。如圖4-3所示，當(dāng)人為按下按鈕時，則Vcc的+5V電平就會直接加到RST端。手動按鈕復(fù)位的電路如所示。由于人的動作再快也會使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時間要求。圖4.3手動復(fù)位電路（7）晶振系統(tǒng)晶振是給單片機(jī)提供工作信號脈沖的.這個脈沖就是單片機(jī)的工作速度.比如12M晶振.單片機(jī)工作速度就是每秒12M.單片機(jī)內(nèi)部也有晶振，接外部晶振可以或得更穩(wěn)定的頻率。因為晶振與單片機(jī)的腳XTAL0和腳XTAL1構(gòu)成的振蕩電路中會產(chǎn)生偕波(也就是不希望存在的其他頻率的波),這個波電路的影響不大,但會降低電路的時鐘振蕩器的穩(wěn)定性，如圖4.4所示。80C51型單片機(jī)內(nèi)有一高增益反相放大器，按如圖連接可構(gòu)成自激振蕩電路，振蕩頻率取決于石英晶體的振蕩頻率，范圍可取1.2—12MHz，C01.C02主要起頻率微調(diào)和穩(wěn)定作用，電容值可取5—30Pf。圖4.4晶振電路4.3.2控制電路介紹（1）按鍵機(jī)械式按鍵再按下或釋放時，由于機(jī)械彈性作用的影響，通常伴隨有一定時間的觸點機(jī)械抖動，然后其觸點才穩(wěn)定下來。抖動時間的長短與開關(guān)的機(jī)械特性有關(guān)，一般為5~10ms，如圖4.5所示。圖4.5按鍵控制電路（2）LED電路LED顯示器具有功耗低，接口控制方便等優(yōu)點，能直接與單片機(jī)接口，可方便地實現(xiàn)各種不同的操作。16個發(fā)光二極管L1-L16分別接在單片機(jī)P0.0-P0.7，P2.0-P2.7。輸出“0”，發(fā)光二極管亮。圖4.6LED顯示電路4.3.3Proteus電路仿真圖圖4.7電路原理圖4.4軟件設(shè)計4.4.1程序流程圖開始開始讀入四個開關(guān)狀態(tài)判斷開關(guān)狀態(tài)燈依次向下移動、單、雙數(shù)燈亮向中間亮循環(huán)前面三種無輸入圖4.9主程序流程圖在主程序中，應(yīng)該盡量的使得任務(wù)簡化，不要讓中斷服務(wù)程序作過多復(fù)雜的任務(wù)，而要盡量把這些復(fù)雜的任務(wù)放到主程序中間去完成。中斷流程如圖所示。去抖功能：讀入鍵值，存入地址，然后延遲10ms后，也就是一個很短的時間之后，再次讀入一個鍵值，兩次鍵值相比較，如果一樣則不是因為外部原因抖動產(chǎn)生按鍵，如果不一樣則說明是別的原因產(chǎn)生的按鍵抖動。這樣的一個程序就可以去除因為抖動產(chǎn)生的錯誤輸入信號。4.4.2軟件程序及分析（1）主要程序分析：#include<reg51.h>//定義8051寄存器的頭文件#include<intrins.h>//定義intrins.h函數(shù)#include<math.h>//定義數(shù)學(xué)函數(shù)#include<stdio.h>#defineu8unsignedchar//定義無符號字符#defines8signedchar#defineu16unsignedshort//定義無符號整型#defines16signedshort#defineu32unsignedint//定于無符號整型#defines32signedint#definefp32float//定義浮點數(shù)#definefp64double//雙倍精度浮點數(shù)#defineINT8Uunsignedchar#defineINT16UunsignedintsbitK1=P1^0;//按鍵1sbitK2=P1^1;//按鍵2sbitK3=P1^2;//按鍵3sbitK4=P1^3;//按鍵4#defineKEY_CHK_TIM10//按鍵檢測時間u8__g_key_value;//獲取到按鍵的值跑馬燈數(shù)組：codeu16dispcode[16]={ 0xfeff,0xfdff,0xfbff,0xf7ff,0xefff,0xdfff,0xbfff,0x7fff, 0xfffe,0xfffd,0xfffb,0xfff7,0xffef,0xffdf,0xffbf,0xff7f};雙流水燈數(shù)組：codeu16dispcode1[16]={ 0xfe7f,0xfc3f,0xf81f,0xf00f,0xe007,0xc003,0x8001,0x0000, 0x7ffe,0x3ffc,0x1ff8,0x0ff0,0x07e0,0x03c0,0x0180,0x0000};定時器初始化函數(shù)：voidtime_init(void){ TMOD|=0x01; TH0=0xf8; TL0=0x2f;//設(shè)定定時器初值(65535-63535)大約60msTR0=1;//打開定時器 ET0=1;//開中斷 EA=1; ES=1; }（2）跑馬燈運行方式：voiddisp0(void)//調(diào)用前面的跑馬燈數(shù)組{ u8i;//定義i for(i=0;i<16;i++) { P0=dispcode[i]>>8;//P0口運行第二行數(shù)組 P2=dispcode[i];//P1口運行第一行數(shù)組 delay_ms(100);//延時100ms }}（3）鴛鴦燈運行方式：voiddisp1(void){ delay_ms(100);//延時100ms P0=0xaa;//P0口8個LED單數(shù)亮 P2=0xaa;//P0口8個LED燈亮 delay_ms(100); P0=0x55;//雙數(shù)燈亮 P2=0x55;//雙數(shù)燈亮 delay_ms(100);//延時100ms}（4）雙流水燈運行方式：voiddisp2(void){ u8i; for(i=0;i<8;i++) { P0=dispcode1[i]>>8;//P0口運行第二行數(shù)組，逐個點亮，向中間 P2=dispcode1[i];//P2口運行第一行數(shù)組，逐個點亮，向中間 delay_ms(100); } for(i=8;i<16;i++) { P0=dispcode1[i]>>8;//向兩邊亮 P2=dispcode1[i];//向兩邊亮 delay_ms(100);//延時100ms }}（5）按鍵掃描函數(shù)：voidkey_scan(void){static u16 k1_pre_kep_tim=0;//k1按鍵按下保持時間static u8 k1_press_flag=0;//k1按鍵按下標(biāo)志static u8 k1_short_press_flag=0;//k1短按觸發(fā)標(biāo)志static u16 k2_pre_kep_tim=0;//k2按鍵按下保持時間static u8 k2_press_flag=0;//k2按鍵按下標(biāo)志static u8 k2_pre_ctn_tim=0;//按鍵連續(xù)觸發(fā)的間隔延時計數(shù)static u16 k3_pre_kep_tim=0;//k3按鍵按下保持時間static u8 k3_press_flag=0;//k3按鍵按下標(biāo)志static u8 k3_pre_ctn_tim=0;//k1短按觸發(fā)標(biāo)志static u16 k4_pre_kep_tim=0;//k4按鍵按下保持時間static u8 k4_press_flag=0;//k4按鍵按下標(biāo)志if(K1==1)//當(dāng)按鍵松開為真{ k1_pre_kep_tim=0;//k1按鍵按下保持時間清零 k1_press_flag=0;//k1按鍵按下標(biāo)志清零if(k1_short_press_flag==1)//短按標(biāo)志為1{ k1_short_press_flag=0;//短按標(biāo)志清零 __g_key_value=1;//觸發(fā)1號短按鍵 } }elseif(k1_press_flag==0){ k1_pre_kep_tim++;//累加定時中斷次數(shù)if(k1_pre_kep_tim>KEY_CHK_TIM){ k1_short_press_flag=1;//短按標(biāo)志置1 }if(k1_pre_kep_tim>300){ k1_pre_kep_tim=0;//中斷計數(shù)清零 k1_short_press_flag=0;//清除按鍵短按的有效標(biāo)志 k1_press_flag=1;//自鎖按鍵置位,避免一直觸發(fā) __g_key_value=11;//觸發(fā)長按 }（6）主程序：if(con_f==1){ disp0();//只運行跑馬燈 }if(con_f==2){ disp1();//只運行鴛鴦燈 }if(con_f==3){ disp2();//只運行雙流水 }if(con_f==4){ disp0();//循環(huán)以上三種 disp1(); disp2(); } }}五、組裝調(diào)試5.1硬件硬件包括MCS-51單片機(jī)，LED發(fā)光二極管，晶振，電容，開關(guān)，電源，電阻及導(dǎo)線。將所有硬件配齊，按電路原理圖組裝好電路，在電路板上一一對應(yīng)，所有硬件準(zhǔn)備就緒后，接通電源，軟硬結(jié)合。首先用燒錄軟件給單片機(jī)芯片加載*.hex文件，等待加載完畢，運行電路。當(dāng)按下K1時，跑馬燈開始，16個LED燈從上到下逐個點亮，第一個燈亮，然后滅，然后每個間隔時間為100ms；當(dāng)按下K2時，鴛鴦燈開始，16個LED燈先單數(shù)亮，然后雙數(shù)亮，間隔時間也是100ms；當(dāng)K3按下時，雙流水燈開始，16個LED燈依次往中間移動，然后再依次往外移動，亮過的燈不