单片机跑马灯课程设计.docx
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单片机跑马灯课程设计
单片机课程设计
设计课题:
跑马灯
漯河职业技术学院
姓名:
刘赫
班级：
11级机电系数控二班
学号：
2011010402018
指导教师：
邹琦
完成时间：
2012/12/24
目录
摘要
第一章芯片分析和设计概述
第一节AT89C51芯片分析
第二节设计概述
第二章硬件电路设计
第三章程序部分设计
参考文献
摘要
单片微型计算机是指多个微型计算机集成在一个芯片上，也就是把组成微型计算机的各种功能部件（中央处理器、随机存储器、只读存储器、基本输入/输出接口电路、定时器/计数器等）都制作在一块集成芯片上，构成一个完整的微型计算机，从而实现微型计算机的基本功能。
主要应用于居主流的MCS-51系列单片机上。
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FlashProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，即单片机。
AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
该设计使用AT89C51芯片作为控制芯片，利用P1口连接8个发光二极管，通过I/O的值控制“跑马灯”的亮灭,以达到显示效果。
开始时所有灯全亮，按下按键S时开始跑马灯，再按下按键S时停止，再按下S时继续，并要求有多种亮暗组合。
关键词：
AT89C51单片机跑马灯按键
第一章芯片分析和设计概述
第一节AT89C51芯片分析
ATMEL的AT89S51是一种高效微控制器，将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
AT89C51的芯片引脚图如下：
图1.1AT89C51引脚图
各引脚的说明和功能分析如下：
VCC：
供电电压。
GND：
接地。
P0口：
P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。
当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。
P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。
在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。
P1口：
P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。
P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。
在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。
P2口：
P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。
并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。
这是由于内部上拉的缘故。
P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。
在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。
P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。
P3口：
P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。
当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。
作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。
RST：
复位输入。
当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时当8051通电，时钟电路开始工作，在RESET引脚上出现24个时钟周期以上的高电平，系统即初始复位。
初始化后，程序计数器PC指向0000H，P0-P3输出口全部为高电平，堆栈指钟写入07H，其它专用寄存器被清“0”。
RESET由高电平下降为低电平后，系统即从0000H地址开始执行程序。
然而，初始复位不改变RAM（包括工作寄存器R0-R7）的状态，
特殊功能寄存器
初始态
特殊功能寄存器
初始态
ACC
00H
B
00H
PSW
00H
SP
07H
DPH
00H
TH0
00H
DPL
00H
TL0
00H
IP
xxx00000B
TH1
00H
IE
0xx00000B
TL1
00H
TMOD
00H
TCON
00H
SCON
xxxxxxxxB
SBUF
00H
P0-P3
1111111B
PCON
0xxxxxxxB
8051的初始态（4-2-2）
ALE/PROG：
当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。
在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。
在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。
因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。
然而要注意的是：
每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。
如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。
此时，ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。
另外，该引脚被略微拉高。
如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。
PSEN：
外部程序存储器的选通信号。
在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。
但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。
EA/VPP：
当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。
注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。
在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。
XTAL1：
反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。
XTAL2：
来自反向振荡器的输出。
振荡器特性：
XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。
该反向放大器可以配置为片内振荡器。
石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。
如采用外部时钟源驱动器件，XTAL2应不接。
有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。
芯片擦除：
整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管脚处于低电平10ms来完成。
在芯片擦操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储字节被重复编程以前，该操作必须被执行。
此外，AT89C51设有稳态逻辑，可以在低到零频率的条件下静态逻辑，支持两种软件可选的掉电模式。
在闲置模式下，CPU停止工作。
但RAM，定时器，计数器，串口和中断系统仍在工作。
在掉电模式下，保存RAM的内容并且冻结振荡器，禁止所用其他芯片功能，直到下一个硬件复位为止。
第二节设计概述
本程序设计意在展示跑马灯的色彩样式及“跑马”变换效果，如果将跑马灯做大，会有很高的观赏价值。
通过对一些相关书籍资料的查阅及网上各种作品和代码的浏览，对各种实现代码的比较和优化，总结出本程序，以较优秀的代码实现各种可控的“跑马灯”功能。
硬件系统部分包括显示部分、按键控制部分和控制芯片。
系统框图如下：
图1.1系统框图
第二章硬件电路设计
本设计使用89C2051芯片作为控制芯片，利用P1口连接8个发光二极管，通过P3接口连接按键S作控制开关的输入，控制开关连接INTO中断，通关按键触发中断响应控制“跑马灯”的亮灭，以达到显示效果。
开始时所有灯全亮，按下按键S时开始跑马灯，再按下按键S时停止，再按下S时继续，并设计多种亮暗组合。
硬件电路连接图如下：
图2.1硬件电路连接图
第三章程序部分设计
程序设计思路：
开始时跑马灯全亮，接着读取按键状态，当按键没有闭合时，一直在此查询按键状态；当有按键真正闭合后，开始读程序存储器，调出I/O值送给P1口，实习一次LED状态改变。
然后再检查按键状态，若无闭合，继续读程序存储器；否则，在此循环，直到按键再次按下才读程序存储器。
主程序的流程图如下：
图3.1主程序流程
程序主要内容:
#inclue
#defineucharunsignedchar
delay02s（）
{
uchari,j,k;
for（i=20;i>0;i--）
for（j=20;j>0;j--）
for（k=248;k>0;k--）;
}
main（）
{
ucharm;
ucharcodeled[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,
0xef,0xdf,0xbf,0x7f｝；
While
（1）
｛
for（m=0;m<8;m++）
｛
P2=led[m];delay02s（）;
}
}
}
参考文献
1.姚福安，电子电路设计与实践，山东科学技术出版社，2001年10月
2.涂时亮，单片机软件设计技术，重庆科技文献出版社，1987
3.张毅刚，新编MCS51实用汇编程序设计，哈尔滨工业大学出版社，2003
4.康华光，电子技术基础，高教出版社，2003
5.胡汉才，单片机原理及接口技术，清华大学出版社，1996
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