PROTEUS跑马灯单片机课程设计.docx
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PROTEUS跑马灯单片机课程设计
三、电路设计及功能说明，硬件原理框图及电路图（包括接口芯片简介）；
本次设计采用AT89C52芯片驱动可编程接口芯片8255的扩展来实现LED灯的多种显示方式。
让AT89C52芯片的P0口与8255芯片的三态双向数据总线D0～D7连接，实现数据传送。
当CPU执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。
8255的地址选择线A1、A0分别与AT89C52的P2.7和P2.6连接，通过定义不同的地址来定义8255芯片PA口和PB口的工作方式。
读写命令线分别与单片机的读写命令线相连，片选线直接接地，复位线RESET接单片机的P2.5。
同时PA口与8个LED灯顺序连接。
PB口与8个LED灯逆序连接，通过按键控制可以选择不同的运行模式，实现多种跑马灯的运行模式。
硬件原理框图
电路图
接口芯片简介
（1）AT89C52
AT89C52是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL公司生产的。
AT89C52是一个低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含8kbytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。
AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程,但不可以在线编程（S系列的才支持在线编程）。
其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。
AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。
主要功能特性：
·兼容MCS51指令系统·8k可反复擦写（>1000次）FlashROM
·32个双向I/O口·256x8bit内部RAM
·3个16位可编程定时/计数器中断·时钟频率0-24MHz
·2个串行中断·可编程UART串行通道
·2个外部中断源·共6个中断源
·2个读写中断口线·3级加密位
·低功耗空闲和掉电模式·软件设置睡眠和唤醒功能
（2）8255芯片
8255特性
（1）一个并行输入/输出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作为CPU总线与外围的接口.
（2）具有24个可编程设置的I/O口,即使3组8位的I/O口为PA口,PB口和PC口.它们又可分为两组12位的I/O口,A组包括A口及C口（高4位,PC4~PC7）,B组包括B口及C口（低4位,PC0~PC3）.A组可设置为基本的I/O口,闪控（STROBE）的I/O闪控式,双向I/O3种模式;B组只能设置为基本I/O或闪控式I/O两种模式,而这些操作模式完全由控制寄存器的控制字决定.
8255引脚功能
RESET:
复位输入线，当该输入端处于高电平时，所有内部寄存器（包括控制寄存器）均被清除，所有I/O口均被置成输入方式。
CS:
芯片选择信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/CS=0时,表示芯片被选中，允许8255与CPU进行通讯;/CS=1时,8255无法与CPU做数据传输
RD:
读信号线，当这个输入引脚为低电平时,即/RD=0且/CS=0时,允许8255通过数据总线向CPU发送数据或状态信息，即CPU从8255读取信息或数据。
WR:
写入信号，当这个输入引脚为低电平时,即/WR=0且/CS=0时,允许CPU将数据或控制字写入8255。
D0～D7:
三态双向数据总线，8255与CPU数据传送的通道，当CPU执行输入输出指令时，通过它实现8位数据的读/写操作，控制字和状态信息也通过数据总线传送。
PA0～PA7:
端口A输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入锁存器。
PB0～PB7:
端口B输入输出线，一个8位的I/O锁存器，一个8位的输入输出缓冲器。
PC0～PC7:
端口C输入输出线，一个8位的数据输出锁存器/缓冲器，一个8位的数据输入缓冲器。
端口C可以通过工作方式设定而分成2个4位的端口，每个4位的端口包含一个4位的锁存器，分别与端口A和端口B配合使用，可作为控制信号输出或状态信号输入端口。
'
A0,A1:
地址选择线,用来选择8255的PA口,PB口,PC口和控制寄存器.
当A0=0,A1=0时,PA口被选择;
当A0=0,A1=1时,PB口被选择;
当A0=1,A1=0时,PC口被选择;
当A0=1.A1=1时,控制寄存器被选择.
四、软件部分的程序流程图，算法和使用的编程技巧；
1.程序流程图
2.算法
编译两个函数，分别是voiddisplay（）函数和voiddelay（）函数，前者是LED显示函数，后者是延时函数。
程序的开始，先定义各个参数、各口的地址以及各个位。
主函数中，定义y1、y2分别为PA口PB口的相应地址，控制各个LED灯的亮灭；m为显示函数voiddisplay（）中for循环的个数，控制LED灯亮灭循环；k1、k2分别为PA口PB口地址转移的个数，控制PA口PB口地址转移的方式；t为延迟的参数，顺、跳两模式定义不同的k值和m值。
然后定义CPU的各个状态，使其正常工作。
在顺序显示中，先进入while
（1）循环，循环中两判断条件if（P1==0xfd），令k1=1，实现顺显示，和if（P1==0xfb），令k2=2实现跳显示。
根据条件进入相应模式，各有一个LED灯亮、两个LED灯亮、四个LED灯亮、八个LED灯亮，和一个LED灯、两个LED灯、四个LED灯间隔亮
显示函数voiddisplay（）中，两个for循环分别控制PA口PB口LED灯的循环模式，其中n为for循环的次数。
先定义PA口PB口的首地址outdata1、outdata2进入循环，函数_cror_和_crol_控制他们地址不同的转移方式，k为其中的转移的个数。
t为延迟函数的参数，控制亮灭延迟的时间。
延迟函数voiddelay（）中，t为延迟的参数，控制程序中所需的延迟时间。
程序中各个参数之间都一一对应，根据要求相互呼应。
通过控制这些参数的量值来实现硬件仿真中多种跑马灯的运行模式。
3.编程技巧
设计中，我将与PA相连的LED灯顺序排列，与PB相连的逆序排列，要注意两组初始值并不相同，明确参数间的关系，多个参数组合使用，实现跑马灯的多种运行方式。
五、源程序清单，对关键的语句（段）要给出简洁的注释；
#include
#include
#include
#defineucharunsignedchar
#defineuintunsignedint
#definePAXBYTE[0x3fff]
#definePBXBYTE[0x7fff]
#defineCTLXBYTE[0xffff]
sbitreset=P2^5;
voiddelay（uintt）//延时函数
{
for（;t>0;t--）
{
TH0=（65536-1000）/256;
TL0=（65536-1000）%256;
TR0=1;
while（TF0==0）;
TF0=0;
}
TR0=0;
}
voiddisplay（uintk,uintn,uintt,uchary1,uchary2）//循环显示函数
{
uinti;
for（i=0;i{
PA=y1;
delay（t）;
y1=_crol_（y1,k）;//左循环
}
PA=0xff;
for（i=0;i{
PB=y2;
delay（t）;
y2=_cror_（y2,k）;//右循环
}
PB=0xff;
}
voidmain（）
{
uchary1,y2;
uintm,k1=1,k2=1,t;
EA=1;
ET0=1;
TMOD=0x01;
reset=1;
_nop_（）;
reset=0;
CTL=0x80;//写8255控制字，设置PA,PB,为输出口
PA=0xff;
PB=0xff;
while
（1）
{
if（P1!
=0xfd）k1=1;
if（P1==0xfd）//依次显示
{
t=300;
switch（k1）
{
case1:
m=8;y1=0xfe;y2=0x7f;display（k1,m,t,y1,y2）;break;//依次亮一盏LED
case2:
m=4;y1=0xfc;y2=0x3f;display（k1,m,t,y1,y2）;break;//依次亮两盏LED
case4:
m=2;y1=0xf0;y2=0x0f;display（k1,m,t,y1,y2）;break;//依次亮四盏LED
case8:
m=1;y1=0x00;y2=0x00;display（k1,m,t,y1,y2）;break;//依次亮八盏LED
default:
break;
}
if（k1==8）k1=1;
elsek1=k1*2;
}
if（P1!
=0xfb）k2=2;
if（P1==0xfb）//跳跃显示
{
t=500;
switch（k2）
{
case2:
m=4;y1=0xfe;y2=0x7f;display（k2,m,t,y1,y2）;break;//隔一盏，亮一盏
case4:
m=2;y1=0xfc;y2=0x3f;display（k2,m,t,y1,y2）;break;//隔两盏，亮两盏
case8:
m=1;y1=0xf0;y2=0x0f;display（k2,m,t,y1,y2）;break;//隔四盏，亮四盏
default:
break;
}
if（k2==8）k2=2;
elsek2=k2*2;
}
}
}
六、仿真过程综述；
仿真开始。
打开仿真开关，进入运行状态，闭合图中“顺”开关，16个LED灯就会遵循一个LED灯亮、两个LED灯亮、四个LED灯亮、八个LED灯亮四种模式运行，直至开关“顺”断开；断开“顺”按键后，按下“跳”按键，16个LED灯就会遵循每隔一个LED灯亮一个LED等，再每隔两个LED灯亮两个LED等、每隔四个LED灯亮四个LED灯多种模式运行，直至“跳”按键断开。
若两键均按下，16个LED灯只运行当前LED灯亮模式，循环一圈后处于灭的状态，直至断开其中的一个按键。
七、调试过程中的主要难点（自己遇到的）及解决思路和办法；
设计中与PA口连接的LED灯是顺序依次亮，与PB口连接的LED灯是逆序依次亮，要注意PA初始状态分别是fe、fc、f0、00，PB初始状态分别是7f、3f、0f、00。
其次PB口跳跃亮，所以k2初始值为2。
八、课设结果及分析、收获、体会和建议；
通过此次为期两周的课程设计，我加深了对单片机以及C语言的认识和理解，使各部分的知识得到了进一步的巩固。
将平时学的理论知识真正应用到实际中，实现了学与用相结合，应用单片机这一开发环境，软硬件结合来达到设计一实物的目的。
同时还了解了两个专业软件：
KEILC和PROTEUS仿真软件，现在基本熟悉了他们的应用与相关知识。
此次课程设计，关键的是整个课设过程，这中间有着我们的辛勤劳动和认真的思考，过程有些枯燥，但却十分有意义。
仿真和程序的编写都会遇到很多问题，但我们保持耐心，认真对待，问题终会解决。
整个过程认真坚持下来，你会收获很多，体会很多，不管是对以后的学习，还是对我们的自身本事的锻炼，这些都是我们非常宝贵的财富。
课设过程中遇到的苦难，通过对设计的认真分析以及与同学们的讨论，找到了其中的出错点，将其改正，每个问题都这样一一改正，整个课设完成的十分成功。
此次课设还锻炼了我们的动手能力，开阔了我们的思维境界，使我们的知识更丰富，不仅加深了我们对所学专业的认识，更增加了我们对所学专业的兴趣！
九、参考文献
1C语言程序设计教程张敏霞，孙丽凤主编北京：
电子工业出版社，2007.3
2单片机原理及接口技术胡汉才主编北京：
清华大学出版社，2010.5
教师评语：
教师：
日期：
设计过程30﹪
课设报告40﹪
答辩30﹪
总成绩
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