多按键花样流水灯的设计

摘要

自人类发明计算机以来，单片机技术在社会各领域中得到了广泛的应用。在流水灯控制系统中，单片机的作用更是发挥的淋漓尽致，成为此系统中的核心部分。利用单片机的可编程功能，软硬件结合，来控制LED的灯的开通关断，通过丰富多彩的花样变化，给人以不同的视觉效果，更是成为现代商业社会不可缺少吸引消费者的普遍手段。

本文结合单片机的突出特点，着重介绍通过单片机来实现多按键花样流水灯的变化，主要包括其软件程序的编写、硬件电路的搭接、器件的选择，以及通过PROTEUS的仿真和PCB 板的制作等。

关键词: 单片机、可编程控制器、多按键花样流水灯、准确。

前言

单片微型计算机简称单片机（single-chip microcomputer）,又称为单片机微型控制器（single-chip microcontroller）,是由CPU、RAM、ROM、定时/计时器、I/O接口电路通过应刷电路板上的总线连成一体的完整计算机系统。

从1971年出现单片机的雏形开始，短短四十多年的时间里，单片机便社会各领域中得到了广泛的应用在流水灯控制系统中，单片机更是取代了由齿轮调节延迟时间的旧式控制系统，成为日后此系统中的核心部分。

由于单片机具有一些突出的优点：体积小、重量轻、电源单一、功耗低；功能强、价格低；数据大都在单片机内部传送，运行速度快、抗干扰能力强、可靠性高，所以单片机被广泛的应用于测控系统、数据采集、智能仪器仪表、机电一体化产品、智能接口、计算机通信以及单片机的多级系统等领域。

本文主要讲的是单片机，课题名称为多按键花样流水灯，它使我们学会了如何使用单片机控制我们日常生活中的多设备设施的应用。通过本课题的设计以后，使我了解到了单片机的许多方面的应用。

目录

摘要 (1)

前言 (2)

第一章设计目的和要求 (4)

1 设计目的 (4)

2 设计基本要求 (4)

第二章 80c51单片机简介 (4)

80c51单片机 (4)

引脚介绍： (5)

总线系统： (6)

第三章：方案设计任务分析 (7)

第四章软件设计 (9)

1中断子程序 (9)

2跑马灯子程序 (9)

3流水灯子程序 (9)

4戏水灯子程序 (10)

5循环子程序 (10)

6 延时子程序 (11)

第五章：硬件系统设计 (12)

1时钟及复位部分电路 (12)

2主控系统 (13)

3花样灯输出控制部分 (14)

第六章：系统仿真 (15)

1 Keil C51仿真 (15)

2 proteus仿真 (18)

第七章：课程设计与总结 (20)

参考文献 (21)

第一章设计目的和要求

1 设计目的

1）掌握51系列单片机的基本硬件结构及工作原理；

2）掌握51系列单片机的汇编语言及基本程序设计方法；

3）学习并掌握使用51系列单片机开发控制系统的基本步骤及方法

2 设计基本要求

1）选择一个I/O口控制八只流水灯。

2）设置四个按键K1—K4，按下K1跑马灯，K2流水灯，K3戏水灯，K4则循环三种控制方式。

3）跑马灯：共8个LED逐次点亮，每隔100ms点亮一个LED，点亮100ms后关闭。

4）流水灯：共8个LED逐次点亮，每隔100ms点亮一个LED，点亮100ms后下一个LED 点亮，当所有LED灯全部点亮后，延时100ms，然后全灭；然后继续上次操作。

5）戏水灯：共8个LED，第一次1、3、5、7号灯点亮，延时100ms，关闭，延时100ms，2、4、6、8号灯点亮，延时100ms，关闭，延时100ms。然后继续上次操作。

第二章 80c51单片机简介

80c51单片机

80C51单片机属于MCS-51系列单片机，由Intel公司开发，其结构是8048的延伸，改进了8048的缺点，增加了如乘（MUL）、除（DIV）、减（SUBB）、比较（PUSH）、16位数据指针、布尔代数运算等指令，以及串行通信能力和5个中断源。

采用40引脚双列直插式DIP（Dual In Line Package），内有128个RAM单元及4K 的ROM。80C51有两个16位定时计数器，两个外中断，两个定时计数中断，及一个串行中断，并有4个8位并行输入口。80C51内部有时钟电路，但需要石英晶体和微调电容外接，本系统中采用12MHz的晶振频率。

由于80C51的系统性能满足系统数据采集及时间精度的要求，而且产品产量丰富来源广，应用也很成熟，故采用作为控制核心。

MCS-51系列单片机内部采用模块式结构，其结构组成框图如图所示。

引脚介绍：

引脚是单片机和外界进行通信的通道连接点，用户只能通过引脚组建控制系统。从应用的角度来看，引脚的应用是单片机应用的一个重要基础。因此熟悉引脚是学习应用单片机的基础。

单片机的40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制和I/O引脚。

⒈电源:

VCC - 芯片电源，接+5V；

⑵ VSS - 接地端；

⒉时钟:

XTAL1、XTAL2 - 晶体振荡电路反相输入端和输出端。

⒊控制线:控制线共有4根，

⑴ ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲① ALE功能：用来锁存P0口送出的低8位地址

② PROG功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。

⑵ PSEN:外ROM读选通信号。

⑶ RST/VPD:复位/备用电源。

① RST（Reset）功能：复位信号输入端。

② VPD功能：在Vcc掉电情况下，接备用电源。

⑷ EA/Vpp:内外ROM选择/片内EPROM编程电源。

① EA功能：内外ROM选择端。

② Vpp功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，施加编程电源Vpp。

⒋ I/O线

80C51共有4个8位并行I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32个引脚。 P3口还具有第二功能，用于特殊信号输入输出和控制信号（属控制总线）。P0口输入时需要接上拉电阻才能置1：