LED流水灯设计

单片机课程设计报告

LED流水灯的设计

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2015年月日

目录

LED流水灯的设计 (2)

第一章绪论 (3)

1.1 设计目的 (3)

1.2 设计任务 (3)

1.3 设计方法 (4)

第二章设计内容与所用器件 (4)

2.1 基本功能 (4)

LED彩灯................................................................................................................ 错误!未定义书签。

2.2 循环移位法 (5)

第三章硬件系统设计 (6)

3.1 单片机时钟电路 (6)

第四章软件设计 (7)

4.1 汇编语言和C语言的特点及编程 (7)

4.2 LED显示原理 (8)

第五章系统调试与存在的问题 (11)

5.1 程序下载 (11)

5.2 硬件调试 (11)

5.3 软件调试 (12)

总结 (13)

参考文献 (14)

LED流水灯的设计

[摘要]:当今社会，随着人们物质生活的不断提高，电子产品已经走进了家家户户，无论是生活或学习，还是娱乐和消遣几乎样样都离不开电子产品，大型复杂的计算能力是人脑所不能胜任的，而且比较容易出错。计算器作为一种快速通用的计算工具方便了用户的使用。计算器可谓是我们最亲密的电子伙伴之一。本设计着重在于分析计算器软件和开发过程中的环节和步骤，并从实践经验出发对计算器设计做了详细的分析和研究。

单片机由于其微小的体积和极低的成本，广泛的应用于家用电器、工业控制等领域中。在工业生产中。单片微型计算机是微型计算机称单片机，特别适用于控制领域，故又称为微控制器。

本系统就是充分利用了8051芯片的I/O引脚。系统以采用MCS-51系列单片机Intel8051为中心器件来设计LED流水灯系统，实现8个LED霓虹灯的左、右循环显示，并实现循环的速度可调。

[关键字]:单片机技术；系统设计；LED流水灯

第一章绪论

1.1 设计目的

通过本次课题设计，应用《单片机原理及应用》等所学相关知识及查阅资料，完成简易LED流水灯系统设计，以达到理论与实践更好的结合、进一步提高综合运用所学知识和设计的能力的目的。

通过本次设计的训练，可以使我在基本思路和基本方法上对基于MCS-51单片机的嵌入式系统设计有一个比较感性的认识，并具备一定程度的设计能力。

1.2 设计任务

在本次课程设计中，主要完成如下方面的设计任务：

1、掌握MCS-51系列8051的最小电路及外围扩展电路的设计方法；

2、了解单片机数据转换功能及工作过程；

3、设计LED流水灯系统，实现8个LED霓虹灯的左、右循环显示；

4、完成主要功能模块的硬件电路设计。

1.3 设计方法

本课题使用STC89C52RC单片机时无须外扩存储器。因此，本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。

如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；同理，接在P1.1～P1.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。

由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。

第二章设计内容与所用器件

2.1 基本功能

利用STC89C52RC作为主控器组成一个LED流水灯系统，实现8个LED 霓虹灯的左、右循环显示。

可选器件

51系列单片机、电容C104、4.7K、18Ω和1K的电阻、LED灯、按键、晶振等。

总体框架图

2.2 循环移位法

在上个程序中我们是逐个控制P1端口的每个位来实现的，因此程序显得有点复杂，下面我们利用循环移位指令，采用循环程序结构进行编程。我们在程序一开始就给P1口送一个数，这个数本身就让P1.0先低，其他位为高，然后延时一段时间，再让这个数据向高位移动，然后再输出至P1口，这样就实现“流水”效果啦。由于8051系列单片机的指令中只有对累加器ACC中数据左移或右移的指令，因此实际编程中我们应把需移动的数据先放到ACC中，让其移动，然后将ACC移动后的数据再转送到P1口，这样同样可以实现“流水”效果。具体编程如下所示，程序结构确实简单了很多。

第三章硬件系统设计

硬件系统是指构成微机系统的实体和装置，通常由运算器、控制器、存储器、输入接口电路和输入设备、输出接口电路和输出设备等组成。单片机实质上是一个硬件的芯片，在实际应用中，通常很难直接和被控对象进行电气连接，必须外加各种扩展接口电路、外部设备、被控对象等硬件和软件，才能构成一个单片机应用系统。本设计选用以STC89S52RC单片机为主控单元。显示部分：8个LED 灯循环亮灭。

3.1 单片机时钟电路

时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。

在MCS-51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚X1，输出端为引脚X2，在芯片的外部跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。此电路采用12MHz的石英晶体。时钟电路如下图所示：

时钟电路