花式流水灯的设计与实现.docx

电子系统设计创新实验报告题　　目 花式流水灯的设计与实现学生姓名 高权 黄盼 徐传武 易孟华学生学号 016321232404 07 14 15 专业名称　 电子信息工程　　 指导教师　 肖 永 军　　　 2016年　11　月　12 日设计要求：1、实现流水灯从左到右依次:亮-全亮-灭-全灭的过程，如此循环。2、以发光二极管作为发光器件，用单片机进行控制。摘 要??鉴于传统的分立元件以及数字逻辑电路构成的流水灯电路复杂，难以控制，本文采用单片机控制系统，设计介绍一种简单实用的单片机花样流水灯设计与制作，采用基于单片机AT89C51和发光二极管、晶振、复位、电源等电路以及必要的软件Proteus仿真及Kill软件组成的以AT89C51为核心，辅以必要的电路，设计了一款简易的花式流水灯电路。作品通过软件编程和仿真，利用单片机的自动控制功能，使LED灯从左到右依次亮灭、灭亮循环发生，从而验证了电路和程序的正确性。? 关键字：AT89C51? 单片机?流水灯?一、系统总体设计系统总体设计框图如图1所示，该系统共由三部分部分组成：时钟电路模块、复位电路模块、AT89C51单片机LED灯电路。其中主控制器用于系统控制，可以控制电路的开关的功能，AT89C51单片机作为主控原件，流水灯电路由LED灯和驱动电路组成。图1 系统总体设计框图二 、系统硬件设计（1）复位电路任何含有计算机的系统，在启动运行时都需要复位，以便CPU和系统中的其他部件都处于某一确定的初始状态，并从这个状态开始执行工作。同样，单片机在外界的干扰下出现程序跑飞或者进入死循环的状况时，需要人为低进行复位操作，恢复正常状态。因此，手动复位是微机子系统的一个基本功能要求。复位电路如图2所示：图2 复位电路该复位电路由R9，C3和开关SW1组成，当开关SW1断开时，C3两端电压较高，单片机RST端则为高电平，而当开关SW1闭合时，RST端接地，变为低电平，此时单片机复位。（2）时钟电路系统的时钟电路如图3所示，此系统的时钟电路设计是采用的内部方式，即利用芯片内部的振荡电路。MCS-51内部的高增益反相放大器外接1MHZ的晶谐以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中构成时钟电路。电容的大小影响振荡器频率的高低，振荡器的稳定和起振的快速性，为单片机提供标准时钟。图3 时钟电路（3）流水灯电路流水灯电路如图4所示，电路中通过控制单片机P2口的电平来点亮LED灯，使其LED灯从左到右依次亮灭、灭亮循环发生，该部分由8个LED灯、限流电阻及驱动电路组成。 图4 流水灯电路三、系统软件设计整个系统软件工作的流程图如图5所示：图5 系统程序流程图因为人眼的延迟功能，所以LED灯之间的间隔时间应大于等于一秒，将十六进制数分别写入P2口，使得人眼能够观察到实验现象。四、系统的测试及仿真 （1）系统整体电路图系统整体电路如图6所示，该电路为三部分，时钟电路、复位电路以及流水灯电路构成。图6 系统整体电路（2）用Protues进行仿真所得仿真图如图7、图8、图9和图10所示 图7 流水灯从左到右逐个亮状态图8 流水灯全亮状态图9 流水灯从右向左依次灭状态图10 流水灯全灭状态通过上面仿真图（7）、（8）、（9）、（10）状态我们可以看到，流水灯从左到右逐次亮、全亮、逐次灭、全灭，循环发生的过程。这里延迟函数可以使LED灯实现流水状态，从而完成实验。五：心得体会 通过本实验，懂得如何安装KEIL软件以及实验板，懂得单片机的调试，初步了解并熟悉实验板上单片机Ｉ／Ｏ口和ＬＥＤ灯的电路结构，能通过修改程序实现仿真板上不同灯的亮灭情况，并希望通过多次试验对它有更多的了解。经过测试可以实现设计要求。