心形流水灯课程设计.docx
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心形流水灯课程设计
心形流水灯设计
摘要
本课题是利用STC89C52设计了一个心形流水灯电路，该电路可以实现32个LED灯循环闪亮、依次熄灭、对角闪亮、对角熄灭、间隔闪亮、间隔熄灭等多种功能。
该电路主要由单片机芯片STC89C52、电源电路、时钟电路、复位电路和显示电路组成。
利用Keil软件编写C语言程序，并生成目标代码Hex文件。
使用Proteus软件设计仿真电路，并调入已编译好的目标代码，即可在仿真图中看到模拟实物的运行状态和过程。
使用AltiumDesigner软件对电路进行原理图设计和PCB设计，并对该电路行安装和调试，调试结果可以实现流水灯的多种亮灭循环的功能。
关键词：
AT89C52，复位电路，时钟电路，发光二极管
1绪论
1.1课题描述
随着现代科学技术的持续进步和发展以及人们生活水平的不断提高，以大规模、超大规模集成电路为首的电子工艺技术的使用也越来越广泛，结合单片机技术设计的电子电路也层出不穷。
LED彩灯由于其丰富的灯光色彩、低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。
利用控制电路可使彩灯按一定的规律不断的改变状态，不仅可以获得良好的观赏效果，而且可以省电。
彩灯的运用已经遍布于人们的生活中，从歌舞厅到卡拉OK包房，从节日的祝贺到日常生活中的点缀，这些不仅说明了我们对生活的要求有了质的飞跃，也说明科技在现实生活中的运用有了较大的发展。
在这一设计中我们将运用单片机技术，与单片机芯片STC89C52的功能，对心形流水灯系统进行设计，来实现流水灯的多种亮与灭的循环，给人带来美感[1]。
1.2基本工作原理及框图
本课程设计的XX系统原理如图1所示。
图1基本工作原理框图
2相关芯片及硬件电路设计
2.1AT89C52芯片
。
图2AT89C52引脚图
2.1.1AT89C52的功能特性
STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能的微控制器，具有8K的系统可编程Flash存储器，其具有传统51单片机不具备的功能，在经典的MCS-51内核上做了很多的改进，使得STC89C52在处理嵌入式控制应用系统时更加高效、灵活。
STC89C52具有以下标准功能：
4个外部中断、全双工串行口、一个7向量4级中断结构、3个16位定时器/计数器、8K字节Flash、512字节RAM（随机存储器）、看门狗定时器，其12周期和6周期可以任意选择，其工作电压在3V~5.5V之间，工作频率在0~40MHZ，实际工作频率可达48MHZ[2]。
其管脚的封装图如图2所示。
2.1.2AT89C52的主要性能参数
AT89C52主要性能参数如下：
●与MC－51产品指令系统完全兼容
●VCC（38脚）：
芯片电源，接+5V
●GND（16脚）：
接地端
●XTAL1（15脚）：
片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路的输入端。
当使用片内振荡器时，该引脚连接外部石英晶体和微调电容；当采用外接时钟源时，该引脚接外部时钟振荡器的信号
●XTAL2（14脚）：
片内振荡器反相放大器的输出端。
当使用片内振荡器时，该引脚连接外部石英晶体和微调电容；当采用外部时钟源时，该引脚悬空
●ALE（27脚）：
用来锁存P0口送出的低8位地址
●PSEN（26脚：
外部ROM读选通信号
●RST（4脚）：
复位信号输入端
●EA/Vpp（29脚）：
内外ROM选择/片内EPROM编程电源
●P0口：
8位，漏极开路的双向I/O口
●P1口：
8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻
●P2口：
8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻
●P3口：
8位，准双向I/O口，具有内部上拉电阻
2.2时钟电路
单片机内有一个由反相放大器所构成的振荡电路，XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输入端和输出端。
在XTAL1和XTAL2引脚上外接石英晶体和微调电容构成并联振荡回路。
晶振频率设置为11.0592MHZ,作用是产生时钟信号。
单片机晶振提供的时钟频率越高，那么单片机运行速度就越快，单片接的一切指令的执行都是建立在单片机晶振提供的时钟频率。
电容值为30pF,可以起到频率微调作用[3]。
时钟电路如图3所示。
图3时钟电路图
2.3复位电路
单片机RST接口为复位信号输入端，高电平有效。
在该引脚上加上持续时间大于两个机器周期的高电平，就可以使单片机复位。
在单片机正常工作时，此引脚应为小于或等于0.5V的低电平。
复位电路接单片机RST端口,在RST输入端出现高电平时实现复位和初始化[4]。
复位电路如4所示。
图4复位电路
2.4显示电路
单片机的P0口为8位的漏极开路的双向I/O口，当P0口作为普通的I/O口使用时，需要上拉电阻，这时为准双向口。
P1、P2、P3都为8位的准双向口，具有内部上拉电阻。
图5为显示电路，单片机I/O口一对一直接控制LED灯，显示电路中的32个电阻既为上拉电阻，也起到电路分
压作用，防止烧坏元器件[5]。
显示电路如图5所示
图5显示电路图
2.6总原理图设计
总结时钟电路、复位电路、以及显示电路，把其放入一个电路。
得到总体的电路。
总体电路如图6所示。
图6电路原理图
3系统软件设计
3.1程序主要流程
单片机的应用系统由硬件和软件组成，在硬件原理图搭建完成上电之后，暂时还不能看到流水灯循环点亮的现象，还需要编写程序控制单片机管脚电平的高低变化，来实现LED灯的各种亮灭功能。
先将P0、P1、P2、P3全部置1，即通入高电平，用16进制表示为0XFFH，则32个LED灯全部处于熄灭状态。
然后给P0口赋值0X7FH，即只有P0.0处于低电平时，LED1灯点亮。
使用延时函数delay，并设置延时时间为2秒，延时时间一到P0口的值就变为0X3FH,即P0.0和P0.1都为高电平，LED2也开始点亮，如此循环P0口控制的8个LED灯全部点亮，当高电平变为低电平时，LED灯熄灭。
P1、P2、P3口控制的LED灯闪亮和熄灭原理同P0口一样，所以就可以看到LED灯的流水效果了
[6]。
程序流程图如图7所示，
低电平
高电平
图7程序设计流程图
3.2程序设计
#include
#include
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
ucharcodetable[]={0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00};//逐个点亮0~7
ucharcodetable1[]={0x7f,0x3f,0x1f,0x0f,0x07,0x03,0x01,0x00};//逐个点亮7~0
ucharcodetable2[]={0x01,0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x3f,0x7f,0xff};//逐个灭0~7
ucharcodetable3[]={0x80,0xc0,0xe0,0xf0,0xf8,0xfc,0xfe,0xff};//逐个灭7~0
voiddelay（uintt）;//延时
voidzg（uintt,uchara）;//两边逐个亮
voidqs（uintt,uchara）;//全部闪烁
voidzgxh（uintt,uchara）;//逆时针逐个点亮
//voidzgxh1（uintt,uchara）;//顺时针逐个点亮
voiddjs（uintt,uchara）;//对角闪
voidlbzgm（uintt,uchara）;//两边逐个灭
//voidsszgm（uintt,uchara）;//顺时针逐个灭
voidnszgm（uintt,uchara）;//逆时针逐个灭
voidsztl（uintt,uchara）;//顺时逐个同步亮
voidnztl（uintt,uchara）;//逆时逐个同步亮
voidsztm（uintt,uchara）;//顺时逐个同步灭
voidnztm（uintt,uchara）;//逆时逐个同步灭
voidhwzjl（uintt,uchara）;//横往中间亮
voidhwzjm（uintt,uchara）;//横往中间灭
//voidswzjl（uintt,uchara）;//竖往中间亮
//voidswzjm（uintt,uchara）;//竖往中间灭
voidnzdl（uintt,uchara）;//逆时逐段亮
voidnzdgl（uintt,uchara）;//逆时逐段一个点亮
voidjgs（uintt,uchara）;//间隔闪
voidzg（uintt,uchara）//两边逐个亮
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
P0=0x7f;delay（t）;
for（i=0;i<7;i++）
{
P0=table1[i+1];
P2=table1[i];
delay（t）;
}
P2=0x00;P1=0xfe;
delay（t）;
for（i=0;i<7;i++）
{
P1=table[i+1];
P3=table1[i];
delay（t）;
}
P3=0x00;delay（t）;
}
}
voidqs（uintt,uchara）//全部闪烁
{
ucharj;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
delay（t）;
P0=P1=P2=P3=0x00;
delay（t）;
}
}
voidzgxh（uintt,uchara）//逆时针逐个点亮
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table1[i];
delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P1=table[i];
delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P3=table[i];
delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P2=table[i];
delay（t）;
}
}
}
voidnszgm（uintt,uchara）//逆时针逐个灭
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0x00;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table3[i];delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P1=table2[i];delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P3=table2[i];delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P2=table2[i];delay（t）;
}
}
}
voidzgxh1（uintt,uchara）//顺时针逐个点亮
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P2=table1[i];
delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P3=table1[i];
delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P1=table1[i];
delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table[i];
delay（t）;
}
}
}
voidsszgm（uintt,uchara）//顺时针逐个灭
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0x00;
for（i=0;i<8;i++）
{
P2=table3[i];delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P3=table3[i];delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P1=table3[i];delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table2[i];delay（t）;
}
}
}
voiddjs（uintt,uchara）//对角闪
{
ucharj;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
P0=P3=0x00;
delay（t）;
P0=P1=P2=P3=0xff;
P1=P2=0x00;
delay（t）;
}
}
voidlbzgm（uintt,uchara）//两边逐个灭
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P2=0x00;
P3=0x01;delay（t）;
for（i=7;i>1;i--）
{
P1=table[i-1];P3=table1[i-2];
delay（t）;
}
P1=0xfe;P3=0xff;delay（t）;
P1=0xff;P2=0x01;delay（t）;
for（i=7;i>1;i--）
{
P0=table1[i-1];
P2=table1[i-2];
delay（t）;
}
P0=0x7f;P2=0xff;delay（t）;
P0=0xff;delay（t）;
}
}
voidsztl（uintt,uchara）//顺时逐个同步亮
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table[i];
P1=P2=P3=table1[i];
delay（t）;
}
}
}
voidnztl（uintt,uchara）//逆时逐个同步亮
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table1[i];
P1=P2=P3=table[i];
delay（t）;
}
}
}
voidsztm（uintt,uchara）//顺时逐个同步灭
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0x00;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table2[i];
P1=P2=P3=table3[i];
delay（t）;
}
}
}
voidnztm（uintt,uchara）//逆时逐个同步灭
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table3[i];
P1=P2=P3=table2[i];
delay（t）;
}
}
}
voidhwzjl（uintt,uchara）//横往中间亮
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=P2=P1=table1[i];
P3=table[i];delay（t）;
}
}
}
voidhwzjm（uintt,uchara）//横往中间灭
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0x00;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=P2=P1=table3[i];
P3=table2[i];delay（t）;
}
}
}
voidswzjl（uintt,uchara）//竖往中间亮
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=P2=P1=table[i];
P3=table1[i];delay（t）;
}
}
}
voidswzjm（uintt,uchara）//竖往中间灭
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0x00;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=P2=P1=table2[i];
P3=table3[i];delay（t）;
}
}
}
voidnzdl（uintt,uchara）//逆时逐段亮
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table1[i];
delay（t）;
}
P0=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P1=table[i];
delay（t）;
}
P1=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P3=table[i];
delay（t）;
}
P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P2=table[i];
delay（t）;
}
P2=0xff;
}
}
voidnzdgl（uintt,uchara）//逆时逐段一个点亮
{
uchari,j,k,l;
for（j=0;j{
k=table1[0];
P0=k;l=table[0];
P1=P2=P3=l;delay（t）;
for（i=0;i<8;i++）
{
k=_crol_（k,-1）;
P0=k;
l=_crol_（l,1）;
P1=P2=P3=l;
delay（t）;
}
}
}
voidjgs（uintt,uchara）//间隔闪
{
ucharj;
for（j=0;j{
P0=0x55;P1=P2=P3=0xaa;
delay（t）;
P0=0xaa;P1=P2=P3=0x55;
delay（t）;
}
}
voidmain（）
{
uchari;
while
（1）
{
zg（100,1）;//两边逐个亮
lbzgm（100,1）;//两边逐个灭
jgs（300,10）;
djs（100,20）;//对角闪
P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<3;i++）
{
P0=0x00;delay（800）;
P0=0xff;delay（800）;
}
P0=0x00;
for（i=0;i<3;i++）
{
P1=0x00;delay（800）;
P1=0xff;delay（800）;
}
P1=0x00;
for（i=0;i<3;i++）
{
P3=0x00;delay（800）;
P3=0xff;delay（800）;
}
P3=0x00;
for（i=0;i<3;i++）
{
P2=0x00;delay（800）;
P2=0xff;delay（800）;
}
qs（500,3）;
for（i=0;i<6;i++）
{
zgxh（50,1）;
nszgm（50,1）;
}
djs（100,20）;//对角闪
for（i=0;i<3;i++）
{
zg（100,1）;//两边逐个亮
lbzgm（100,1）;//两边逐个灭
}
qs（200,10）;djs（100,50）;
for（i=0;i<5;i++）
{
sztl（200,1）;//顺时逐个同步亮
nztm（200,1）;
nztl（200,1）;
sztm（200,1）;//顺时逐个同步灭
}
djs（300,10）;//对角闪
nzdgl（300,10）;//逆时逐段一个点亮
jgs（300,10）;//间隔闪
for（i=0;i<3;i++）
{
zgxh（100,1）;
nszgm（100,1）;
}
for（i=0;i<5;i++）
{
zgxh1（100,1）;
sszgm（100,1）;
}
nzdl（200,3）;//逆时逐段亮
jgs（50,100）;//间隔闪
P0=P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table1[i];
delay（200）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P1=table[i];
delay（200）;
}
for（i=0;i<3;i++）
{
P0=P1=0x00;delay（200）;
P0=P1=0xff;delay（200）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P2=table1[i];
delay（200）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P3=table1[i];
delay（200）;
}
for（i=0;i<3;i++）
{
P2=P3=0x00;delay（200）;
P2=P3=0xff;delay（200）;
}
nzdgl（50,40）;//逆时逐段一个点亮
for（i=0;i<4;i++）
{
zg（100,1）;qs（100,10）;
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