基于51单片机的流水灯系统设计

1. 设计思路2

1.1电源模块3

1.2显示模块3

1.3花样灯模块3

2单片机花样灯与数码显示系统总体设计错误!未定义书签。

2.1三个模块的阐述

2.2单片机花样灯与数码显示控制系统的通行方案设计错误!未定义书签。

2.3单片机花样灯与数码显示控制系统的功能要求错误!未定义书签。

2.4单片机花样灯与数码显示控制系统的基本构成及原理错误!未定义书签。

3花样灯与数码显示系统的硬件设计7

3.1AT89C51单片机简介7

3.1.1 AT89C51单片机的主要特性8

3.1.2 主要引脚功能9

3.2系统硬件总电路构成及原理10

3.2.1系统硬件电路构成11

3.2.2系统工作原理11

4系统软件程序的设计11

4.1程序主体设计流程11

4.2理论基础知识12

4.2.1数组及while、switch等语句错误!未定义书签。

4.2.2软件延时原理错误!未定义书签。

4.3程序模块设计错误!未定义书签。

4.3.1花样灯的设计错误!未定义书签。

4.3.2 LED数码管显示错误!未定义书签。

4.4系统软件调试16

4.4.1 proteus仿真16

4.4.2keil仿真17

参考文献 (17)

设计心得体会 (18)

附录 (19)

基于单片机的花样流水灯及其数码显示技术摘要：自计算机问世以来，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，单片机更是取代了由齿轮调节延迟时间的旧式市发展速度，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。

关键词：花样灯单片机数码管

1. 设计思路

（1）为了使设计具有更强的针对性和实用性，使用单片机设计的控制方案，基于AT89C51的单片机设计方案。

（2）确定系统控制的总体设计，包括流水灯变化方案设计以及系统应拥有的各项功能，在这里，本设计除了有流水灯状态控制能实现基本的变化功能，还增加了数码管显示提示。

（3）设计分为3个模块，分别为电源模块，数码显示模块，花样灯模块，并对

3个模块进行充分的校正和完善。

（4）进行软件系统的设计，对于本系统，本组采用单片机C语言编写，对单片机内部结构和工作情况做了充足的研究，了解延时原理，总体上完成了软件的编写。

2 花样流水灯与数码显示系统总体设计

2.1三个模块的阐述

2.1.1电源模块

电源提供的方案

为使模块稳定工作，须有可靠电源。因此考虑了两种电源方案：

方案一：采用独立的稳压电源。此方案的优点是稳定可靠，且有各种成熟

电路可供选用；缺点是各模块都采用独立电源，会使系统复杂，且可能影响电路电平。

方案二：采用单片机控制模块提供电源。改方案的优点是系统简明扼要，

节约成本；缺点是输出功率不高。

综上所述，我选择第二种方案。

电源模块仿真效果图1-1

2.1.2显示模块

数码管显示方案

该系统要求完成计数功能。基于上述原因，我考虑了二种方案：

方案一：采用数码管显示。这种方案只显示有限的符号和数码字符，简单，方便。方案二：采用点阵式LED 显示。这种方案虽然功能强大，并可方便的显示各种英文字符，汉字，图形等，但实现复杂，且须完成大量的软件工作。

综上所述，我选择第一种方案。

数码管显示模块仿真图1-2：

2.1.3花样灯模块：

本方案采用3种变化形式，且3种方式依次按顺序变化，采用8个LED灯作为一个系统。

花样灯仿真效果图1-3：

图1-1

图1-2 图1-3

2.2单片机花样流水灯与数码显示系统的通行方案设计

1）系统采用8个LED灯，一个数码显示器，及电源。

2）流水灯有3种变化方式。

第一种：LED灯由L1---L8逐个变亮；

第二种;L1,L8亮，接着L2，L7亮，再接下来L3，L6亮，然后L4，L5亮，再这样反循环一次。

第三种;L1,L3,L5,L7,L2,L4,L6,L8依次亮。

且三种方式按顺序执行，成花样流水灯状。

3）方式1.2数码显示管是用来记录亮灯的个数，方式3是用来记录哪一个灯

亮。

4）具体的数据及其显示如表2-1所示。

2.3 单片机花样灯与数码显示系统的功能要求

系统要满足稳定，准确，快速的三个基本要求。

1）稳定：就是基本上实现了方案设计思路上的变化样式，并且不会出现错误和紊乱。2）准确; 即系统的偏差接近可允许范围之内，方可认为准确。

3）快速：顾名思义，就是系统的运行速度可以调整，并且不会影响到系统的其他性能指标即可。

2.4单片机花样灯与数码显示系统的基本构成及原理

单片机设计流水灯控制系统，可用单片机直接控制流水灯的状态变化，不同的程序控制不同的变化状态，本次仅仅分为3种形式变化，当然还可以有更多的变化。

据此，本设计系统以单片机为控制核心，连接成最小系统，由按键设置模块产生输入，流水灯模块，数码管显示模块接受输出。系统的总体框图如上1-4所示。