流水灯控制实验报告及程序

实验三流水灯控制实验

姓名专业通信工程学号成绩

一、实验目的

1.掌握Keil C51 软件与protues软件联合仿真调试的方法；

2.掌握如何使用程序与查表等方法实现流水效果；

3.掌握按键去抖原理及处理方法。

二、实验仪器与设备

1. 微机1台

2. Keil C51集成开发环境

3. Proteus仿真软件

三、实验内容

1.用Proteus设计一流水灯控制电路。利用P1口控制8个发光二级管L1—L8。P3.3口接一按

键K1。参考电路如下图所示。其中74LS240为八反响三态缓冲器/线驱动器。

2.用中断或查询方式编写程序，每按动一次K1键，演示不同的流水效果。若用KEY表示按键的

次数，则其对应的流水效果如下：

① KEY=0： L1-L8全亮；

② KEY=1： L1-L8先全灭，然后自右向左单管点亮，如此循环；

③ KEY=2： L1-L8先全灭，然后自右向左依次点亮，如此循环；

④ KEY=3： L1-L8先全亮，然后自左向右依次熄灭，如此循环；

⑤ KEY=4： L1-L8先全灭，然后整体闪烁，如此循环；

⑥ KEY=5：自行设计效果。

以上移位及闪烁时间间隔均设置为0.3秒，按动5次按键后，再按键时，流水效果从头开始循环。

四、实验原理

1.按键去抖原理：通常按键所用的开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，电压信号

波形如下图所示。由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定的接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动。抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为5～10ms。按键抖动会引起一次按键被误读多次。为了确保CPU对键的一次闭合仅做一次处理，必须去除按键抖动。在键闭合稳定时，读取键的状态，并且必须判别；在键释放稳定后，再作处理。按键的抖动，可用硬件或软件两种方法消除。常用软件方法去抖动，即检测到按键闭合后执行一个5～10ms延时程序；让前沿抖动消失后，再一次检测键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正有按键按下。当检测到按键释放后，也要给5～10ms的延时，待后延抖动消失后，才能转入该键的处理程序。

2.74LS240：八反相三态缓冲器/线驱动器

引脚排列图：

3.中断原理：当某种内部或外部事件发生时，单片机的中断系统将迫使CPU暂停正在执行的程

序，转而去进行中断事件的处理，中断处理完毕后，又返回被中断的程序处，继续执行下去。

每次按键是一次外部中断，按下按键后，CPU利用switch case语句跳转到相应语句执行。

五、实验步骤

1. 用Proteus设计流水灯控制电路；

2. 在Keil C51中编写流水灯控制程序，编译通过后，与Proteus联合调试；

3. 按动K1键，观察是否达到演示效果；

4. 试用中断和查询两种方式编写程序，比较二者区别。

六、电路设计及调试

1. 实验电路

2．程序设计与调试

#include

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar i=0,j,k,m,n;

uchar code table1[]={0x00,0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01};//自右向左单个点亮二极管的代码

uchar code table2[]={0x00,0x80,0xc0,0xe0,0xf0,0xf8,0xfc,0xfe,0xff};//自右向左依次点亮二极管的代码

uchar code table3[]={0xff,0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00};//自左向右依次熄灭二极管的代码

uchar code table4[]={0x00,0x03,0x06,0x0c,0x18,0x30,0x60,0xc0};//双灯循环右移

void delay(uint a);

void INT_1() interrupt 2

{

EX1=0;

delay(20);

EX1=1;

i++;

if(i==6)

i=0;

}

void main()

{

EA=1; //打开总中断

EX1=1; //打开外部中断1

IT1=1; //设置中断触发方式为下降沿触发方式

while(1)

{

switch(i)

{

case 0:P1=0xff;

break;

case 1:P1=table1[j];delay(500);j++; if(j==10) j=0;

break;

case 2:P1=table2[k];delay(500);k++; if(k==10) k=0;

break;

case 3:P1=table3[m];delay(500);m++; if(m==10) m=0;

break;

case 4:P1=0x00;delay(300);P1=~P1;delay(300);

break;

case 5:P1=table4[n];delay(500);n++; if(n==10) n=0;

break;

default:break;

}

}

}

void delay( uint a)

{

uchar b;

for(a; a > 0; a--) //循环600*255次机器在这里执行需要一段时间也就达到了延时效果

for(b = 255; b > 0; b--);

}

在“Options for target”的“debug”里选中“Proteus VSM Simulator”并选择输出“hex”文件进行联合调试。分别进行全速调试与单步调试，看是否出现编程所想要实现的效果。

3.实验结果

按下不同的按键次数，执行不同的流水效果，自行设计效果为双灯循环右移。

七、实验总结及问题

通过本次流水灯控制实验，进一步掌握了Keil C51软件与proteus联合仿真调试的方法，逐步熟练了单步调试的方法。自己用中断方法完成了本次实验，也尝试用查询方法编写程序，知道中断方法是在有中断请求时CPU再去处理，之前可一直忙于其他事情，而查询方法需一直查询标志位，CPU 不能做其他事情，中断方法效率要比查询方式高而且较简单。第一次用按键控制电路，学习了按键的去抖原理及使用方法。

在实验中，会出现未知效果，总体看来原因不明，只要进行单步调试就可找到问题所在。

思考：如果不进行去抖处理，CPU可能会误判，按下后认为按键松开，多次执行相应程序，得不到想要的控制效果。