課程設(shè)計(jì)-- 基于單片機(jī)的雙向流水燈

1、<p><b>　　課程設(shè)計(jì)說明書</b></p><p>　　題目: 基于單片機(jī)的雙向流水燈 </p><p>　　院（部）： 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí)： 機(jī)設(shè)10-10 </p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p&g

2、t;<p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　2014 年 1 月 16 日</p><p>　　課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　機(jī)械工程 院（部） 測(cè)控

3、 教研室</p><p>　　2013 年 12 月 23 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　摘要………………………………………………………………………………………I</p><p>　　緒論………………………………………………………………………………………1</p>&

4、lt;p>　　1設(shè)計(jì)課題及意義………………………………………………………………………2</p><p>　　1.1設(shè)計(jì)任務(wù)…………………………………………………………………………2</p><p>　　1.2設(shè)計(jì)目的………………………………………………………………………2</p><p>　　1.3設(shè)計(jì)意義………………………………………………………………………

5、…2</p><p>　　2系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及原理………………………………………………………………3</p><p>　　2.1 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介………………………………………………………3</p><p>　　2.2復(fù)位電路………………………………………………………………5</p><p>　　2.3時(shí)鐘電路…………………………………

6、………………………………6</p><p>　　2.4流水燈電路……………………………………………………………………7</p><p>　　2.5電路總圖…………………………………………………………………8</p><p>　　3軟件設(shè)計(jì)…………………………………………………………………………9</p><p>　　3.1主要設(shè)計(jì)軟件介紹……

7、…………………………………………………………9</p><p>　　3.1.1 Proteus軟件介紹……………………………………………………9</p><p>　　3.1.2 Keil軟件介紹…………………………………………………………9</p><p>　　3.2設(shè)計(jì)思路………………………………………………………………11</p><p>

8、;　　3.3軟件編程……………………………………………………………………12</p><p>　　4軟件原理圖及調(diào)試仿真圖…………………………………………………………13</p><p>　　4.1檢查硬件連接………………………………………………………………13</p><p>　　4.2檢查軟件系統(tǒng)………………………………………………………………14</p&

9、gt;<p>　　5硬件調(diào)試及實(shí)物圖……………………………………………………………………15</p><p>　　5.1步驟………………………………………………………………………15</p><p>　　5.2電路板調(diào)試………………………………………………………………………16</p><p>　　設(shè)計(jì)體會(huì)及今后的改進(jìn)意見………………………………………

10、…………………17</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………………18</p><p>　　基于單片機(jī)的雙向流水燈</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　經(jīng)年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月異更新。在實(shí)時(shí)和

11、自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面的知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。在電子領(lǐng)域尤其是自動(dòng)化智能控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或者數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，正以前所未見的速度被單片機(jī)智能控制系統(tǒng)所取代。單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說，智能控制與自動(dòng)控制的核心就是單片機(jī)。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)了一

12、個(gè)AT89CT51單片機(jī)控制的雙向流水燈，流水燈實(shí)際上就是一個(gè)帶有八個(gè)發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即由單片機(jī)電路（含晶振電路、復(fù)位電路等）、串口電路、發(fā)光二極管電路和必要的軟件組成的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。包括protues軟件仿真的硬件電路及keil軟件C語言編程方法，最后將程序?qū)懭腚娐钒逯?，體驗(yàn)單片機(jī)的自動(dòng)控制功能。該設(shè)計(jì)具有實(shí)際意義，可以在廣告業(yè)、媒體宣傳、裝飾業(yè)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　關(guān)鍵詞

13、： AT89C51，雙向流水燈，C語言，Protues，Keil</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　當(dāng)今時(shí)代是一個(gè)新技術(shù)層出不窮的時(shí)代，在電子領(lǐng)域尤其是自動(dòng)化智能控制領(lǐng)域，傳統(tǒng)的分立元件或數(shù)字邏輯電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，正以前所未見的速度被單片機(jī)智能控制系統(tǒng)所取代。目前，一個(gè)學(xué)習(xí)與應(yīng)用單片機(jī)的高潮正在工廠、學(xué)校及企事業(yè)單位大規(guī)模地興起。近年來隨

14、著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)控制檢測(cè)日新月益更新。在實(shí)時(shí)檢測(cè)和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機(jī)往往是作為一個(gè)核心部件來使用，僅單片機(jī)方面知識(shí)是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對(duì)具體應(yīng)用對(duì)象特點(diǎn)的軟件結(jié)合，加以完善。我們周圍有許多流水燈。通過單片機(jī)的控制，我們可以把城市的夜晚裝飾的更漂亮。單片機(jī)實(shí)際上是微型計(jì)算機(jī)的一種，自從它問世以來，人們對(duì)它不斷地改進(jìn)，以應(yīng)用于現(xiàn)代化社會(huì)的各方各面。單片機(jī)體積小，

15、價(jià)格低廉，開發(fā)較為容易，可根據(jù)需要制作成各種智能控制器以代替人工的操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。在我國(guó)，由于ASIC（專用集成電路）的生產(chǎn)還跟不上，單片機(jī)的作用更加地重要，在智能儀器儀表、工業(yè)設(shè)備過程控制、家用電器中，都可以見到它的蹤跡。</p><p>　　單片機(jī)應(yīng)用的意義不僅在于它的廣闊范圍及所帶來的經(jīng)濟(jì)效益。更重要的意義在于，單片機(jī)的應(yīng)用從根本上改變了控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)方法。以前采用硬件電路實(shí)現(xiàn)的大部分控制功

16、能，正在用單片機(jī)通過軟件方法來實(shí)現(xiàn)。以前自動(dòng)控制中的PID調(diào)節(jié)，現(xiàn)在可以用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)具有智能化的數(shù)字計(jì)算控制、模糊控制和自適應(yīng)控制。這種以軟件取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)稱為微控技術(shù)。</p><p><b>　　1 設(shè)計(jì)課題及意義</b></p><p><b>　　1.1設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　基于

17、單片機(jī)的雙向來回流水燈，利用51單片機(jī)、8個(gè)LED燈等器件，設(shè)計(jì)一個(gè)單片機(jī)輸入顯示系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用單片機(jī)控制的LED燈的雙向來流動(dòng)，并畫出硬件電路圖，編程，仿真。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1、掌握AT80C51單片機(jī)輸入/輸出口的應(yīng)用及軟硬件實(shí)現(xiàn)，以及可編程序控制器技術(shù)應(yīng)用過程中的一些基本技能。</p>&l

18、t;p>　　2、鞏固、加深已學(xué)的理論知識(shí)，了解LED燈動(dòng)態(tài)流動(dòng)顯示原理和程序設(shè)計(jì)方法。</p><p>　　3、掌握Keil軟件編寫程序并生成燒寫文件。</p><p>　　4、熟悉單片機(jī)仿真軟件proteus,掌握運(yùn)用其模擬及仿真功能，了解可編程控制器的裝備、調(diào)試的全過程。</p><p><b>　　1.3設(shè)計(jì)意義</b></p

19、><p>　　培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)和基本技能的能力，尤其是培養(yǎng)把理論和實(shí)際結(jié)合起來分析和解決問題的能力。</p><p>　　2 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)及原理 </p><p>　　2.1 AT89C51單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　按照單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展與系統(tǒng)配置狀況，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等。AT89C51單片機(jī)

20、是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，具有豐富的內(nèi)部資源：4kB閃存、128BRAM、32根I/O口線、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、5個(gè)向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)、2個(gè)全雙工的串行口，具有4.25～5.50V的電壓工作范圍和0～24MHz工作頻率，使用AT89C51單片機(jī)時(shí)無須外擴(kuò)存儲(chǔ)器。因此，本流水燈實(shí)際上就是一個(gè)帶有八個(gè)發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個(gè)單片機(jī)。&

21、lt;/p><p><b>　?。?）主要特性：</b></p><p>　　·與MCS-51 兼容 </p><p>　　·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 </p><p>　　·壽命：1000寫/擦循環(huán)</p><p>　　·數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年</p>

22、;<p>　　·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz</p><p>　　·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定</p><p>　　·128*8位內(nèi)部RAM</p><p>　　·32可編程I/O線</p><p>　　·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器</p><p><b>

23、;　　·5個(gè)中斷源 </b></p><p><b>　　·可編程串行通道</b></p><p>　　·低功耗的閑置和掉電模式</p><p>　　·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路</p><p><b>　　（2）管腳說明：</b></p>

24、<p><b>　　VCC：供電電壓。</b></p><p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為

25、原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。</p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 </p><p>　　P2口：P2口

26、為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程

27、和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下所示：</p><p&

28、gt;　　口管腳 備選功能</p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）</p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0）</p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1）</p><p>　　P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）</p&

29、gt;<p>　　P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）</p><p>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）</p><p>　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周

30、期的高電平時(shí)間。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只

31、有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。</p><p>　　/PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。</p><p>　　/EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（00

32、00H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。</p><p><b>　　（3）振蕩器特性：</b></p><p>　　XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石

33、晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。</p><p><b>　　（4）芯片擦除：</b></p><p>　　整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來完成

34、。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。</p><p>　　此外，AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。</p><p

35、>　　XTAL1:單芯片系統(tǒng)時(shí)鐘的反向放大器輸入端。 </p><p>　　XTAL2：系統(tǒng)時(shí)鐘的反向放大器輸出端，一般在設(shè)計(jì)上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英震蕩晶體系統(tǒng)就可以工作了，此外可以在兩引腳與地之間加入20PF的小電容，可以使系統(tǒng)更穩(wěn)定，避免噪音干擾而死機(jī)。</p><p>

36、;　　RESET：重置引腳，高電平動(dòng)作，當(dāng)要對(duì)晶體重置時(shí)，只要對(duì)此引腳電平提升至高電平并保持兩個(gè)及其周期以上的時(shí)間便能完成系統(tǒng)重置的各項(xiàng)動(dòng)作，使得內(nèi)部特殊功能寄存器內(nèi)容均被設(shè)成已知狀態(tài)。</p><p>　　P3：端口3是具有內(nèi)部提升電路的雙向I/O端口，通過控制各個(gè)端口的高低電平了實(shí)現(xiàn)LED流水燈的控制。</p><p><b>　　2.2 復(fù)位電路</b><

37、/p><p>　　單片機(jī)在啟動(dòng)或者程序運(yùn)行錯(cuò)誤時(shí)都需要復(fù)位，為了防止程序運(yùn)行錯(cuò)誤，系統(tǒng)加入了一個(gè)復(fù)位電路，必要時(shí)或者需要程序從頭開始時(shí)，可以按下復(fù)位鍵，使程序從頭開始運(yùn)行，如圖2-2所示，當(dāng)按下按鍵時(shí)，就能完成整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)位，使得程序從新運(yùn)行。以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。所以有必要設(shè)計(jì)一個(gè)復(fù)位電路。</p><p>　　89系列單片機(jī)的復(fù)位信號(hào)是從RST引腳輸入

38、到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正常工作狀態(tài)時(shí)，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個(gè)高電平并維持2個(gè)機(jī)器周期(24個(gè)振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。單片機(jī)系統(tǒng)的復(fù)位方式有：手動(dòng)按鈕復(fù)位和上電復(fù)位。</p><p>　　手動(dòng)按鈕復(fù)位需要人為在復(fù)位輸入端RST上加入高電平（如圖2-3）。一般采用的辦法是在RST端和正電源Vcc之間接一個(gè)按鈕。當(dāng)人為按下按鈕時(shí)，則Vcc的+5V電平就會(huì)直接加到R

39、ST端。手動(dòng)按鈕復(fù)位的電路如所示。由于人的動(dòng)作再快也會(huì)使按鈕保持接通達(dá)數(shù)十毫秒，所以，完全能夠滿足復(fù)位的時(shí)間要求。</p><p>　　這里選擇普通開關(guān)、R1選1k歐，C1選普通22pF瓷片電容。</p><p>　　圖2-2 復(fù)位電路</p><p><b>　　2.3 時(shí)鐘電路</b></p><p>　　時(shí)鐘

40、電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，單片機(jī)本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路應(yīng)在唯一的時(shí)鐘信號(hào)控制下嚴(yán)格地按時(shí)序進(jìn)行工作。</p><p>　　在AT89C51芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳X1，輸出端為引腳X2，在芯片的外部跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，就構(gòu)成了一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。 此電路采用12MHz的石英晶體。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石

41、英晶體或者陶瓷諧振器一起構(gòu)成自然振蕩器。外接石英晶體及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容C1，C2雖然沒有什么嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性。如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30PF10PF，而如果使用陶瓷振蕩器建議選擇40PF10PF。用戶也可以采用外部時(shí)鐘。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL

42、2則懸空。由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過一個(gè)2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。</p><p>　　圖2-3 時(shí)鐘電路</p><p><b>　　2.4流水燈電路</b></p><p>　　本流水燈實(shí)際上就是一個(gè)帶有八個(gè)發(fā)光二極管的單片機(jī)

43、最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個(gè)單片機(jī)。從原理圖中可以看出，如果要讓接在P1.0口的LED1亮起來，那么只要把P1.0口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤耍幌喾?，如果要接在P1.0口的LED1熄滅，就要把P1.0口的電平變?yōu)楦唠娖?；同理，接在P1.1～P1.7口的其他7個(gè)LED的點(diǎn)亮和熄滅的方法同LED1。同時(shí)，在電路中加一個(gè)電阻，可使電路電流穩(wěn)定。因此，要實(shí)現(xiàn)流水燈功能，我們只要將發(fā)光二極管LED1～

44、LED8依次點(diǎn)亮、熄滅，8只LED燈便會(huì)一亮一暗的就做成流水燈了。</p><p>　　圖2-4 流水燈電路</p><p><b>　　2.5電路總圖</b></p><p>　　將上述各電路元件在PROTUES依次找出，并連接，得到如下電路總圖</p><p>　　圖2-5 硬件電路圖</p>&

45、lt;p><b>　　3軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1主要設(shè)計(jì)軟件介紹</p><p>　　3.1.1Proteus軟件介紹</p><p>　　Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件（該軟件中國(guó)總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還

46、能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模型支持8051、

47、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。</p><p>　　Proteus軟件主要具有的幾個(gè)特點(diǎn)如下：</p><p>　　（1）智能原理圖設(shè)計(jì)（ISIS）</p>&

48、lt;p>　?。?）完善的電路仿真功能（Prospice）</p><p>　?。?）獨(dú)特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能（VSM）</p><p>　　（4）實(shí)用的PCB設(shè)計(jì)平臺(tái)</p><p>　　在Proteus繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標(biāo)代碼文件：*.HEX，可以在PROTEUS的原理圖中看到模擬的實(shí)物運(yùn)行狀態(tài)和過程。 </p><p&g

49、t;　　Proteus不僅可將許多單片機(jī)實(shí)例功能形象化，也可將許多單片機(jī)實(shí)例運(yùn)行過程形象化。前者可在相當(dāng)程度上得到實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)的效果，后者則是實(shí)物演示實(shí)驗(yàn)難以達(dá)到的效果。</p><p>　　它的元器件、連接線路等卻和傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)硬件高度對(duì)應(yīng)。這在相當(dāng)程度上替代了傳統(tǒng)的單片機(jī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的功能，例：元器件選擇、電路連接、電路檢測(cè)、電路修改、軟件調(diào)試、運(yùn)行結(jié)果等。</p><p>　　3.1

50、.2KEIL軟件介紹</p><p>　　單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種Keil軟件圖標(biāo)是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)

51、試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個(gè)集成開發(fā)環(huán)境（uVision）將這些部份組合在一起。</p><p>　　Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識(shí)Keil C51開發(fā)系統(tǒng)基本知識(shí)</p><p><b>　　1. 系統(tǒng)概述</b></p><p>　　Keil C51是美國(guó)Keil Software公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯

52、編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會(huì)更加深刻。</p><p>　　Keil C51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到Keil C51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時(shí)更能體現(xiàn)高級(jí)語言的優(yōu)勢(shì)。下

53、面詳細(xì)介紹Keil C51開發(fā)系統(tǒng)各部分功能和使用。</p><p>　　2. Keil C51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)</p><p>　　C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，其中uVision與Ishell分別是C51 for Windows和for Dos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個(gè)開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分

54、別由C51及A51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對(duì)目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級(jí)調(diào)試，也可由仿真器使用直接對(duì)目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。</p><p><b>　　3.2 設(shè)計(jì)思路</b&g

55、t;</p><p>　　8個(gè)發(fā)光二極管LED0～LED7經(jīng)限流電阻分別接至P1口的P1.0～P1.7引腳上，陽極共同接高電平。編程實(shí)現(xiàn)制作左右來回循環(huán)的流水燈，顯示規(guī)律如下圖所示。</p><p>　　圖3-1 流水燈顯示的規(guī)律</p><p><b>　　3.3 軟件編程</b></p><p>　　使用C51編流

56、水燈程序以及設(shè)計(jì)相應(yīng)的硬件電路十分簡(jiǎn)單，且有多種方法。本方案力求程序最簡(jiǎn)化最清晰原則，用流程圖表示算法如下：</p><p><b>　　3-2 程序流程圖</b></p><p>　　程序中設(shè)置中間變量temp用來給P1口賦值，命令_crol_和_cror_用于使temp左移或右移，例如當(dāng)temp=11111110B時(shí)，執(zhí)行_crol_(temp,1)之后temp=

57、11111101，應(yīng)用此兩條語句必須把頭文件<intrins.h>包含進(jìn)來。</p><p><b>　　全部代碼如下：</b></p><p>　　#include<reg51.h></p><p>　　#include<intrins.h></p><p>　　unsigned c

58、har temp; //定義字符變量temp,temp左移或右移并給連接LED的P1口賦值</p><p>　　int a; //定義延遲函數(shù)delay()</p><p>　　void delay(void);</p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b&g

59、t;</p><p>　　temp=0xfe; //給temp賦初值</p><p>　　P1=temp; //temp賦值給P1口，第一個(gè)LED（紅色）點(diǎn)亮</p><p>　　while(1) //主程序，括號(hào)中的程序?qū)⒁恢毖h(huán)</p><p><b>　　{</b><

60、/p><p>　　for(a=0;a<7;a++) //左移部分，LED從左到右依次點(diǎn)亮</p><p><b>　　{</b></p><p>　　temp=_crol_(temp,1); //_crol_語句控制變量temp左移</p><p>　　delay(); //每個(gè)燈點(diǎn)亮之后延遲一會(huì)

61、在點(diǎn)下一個(gè)燈</p><p><b>　　P1=temp;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　for(a=0;a<7;a++) //右移部分，LED從右到左依次點(diǎn)亮</p><p><b>　　{</b></p>&

62、lt;p>　　temp=_cror_(temp,1); //第8個(gè)燈點(diǎn)亮后開始右移程序，LED從右向左點(diǎn)亮</p><p>　　delay();</p><p><b>　　P1=temp;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}&l

63、t;/b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void delay() //延時(shí)子程序</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int i,j; //定義局部變量i,j</p><p>　　for

64、(i=200;i>0;i--) //i,j不斷計(jì)數(shù)占用CPU時(shí)間，達(dá)到延時(shí)目的</p><p>　　for(j=1;j<150;j++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　4 軟件原理圖及調(diào)試仿真圖</p><p><b>　　4.1檢查硬件連接</b&g

65、t;</p><p>　　在PROTUES檢查各硬件管腳是否連接正確，線路邏輯是否正確。</p><p><b>　　例如：</b></p><p><b>　　晶振電路的連接；</b></p><p>　　復(fù)位電路是否設(shè)計(jì)正確；</p><p>　　電阻和電容參數(shù)是否恰當(dāng)?shù)?/p>

66、</p><p>　　圖4-1 軟件原理圖</p><p><b>　　4.2檢查軟件系統(tǒng)</b></p><p>　　（1）根據(jù)系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)檢查各流程圖是否正確，再根據(jù)流程圖來檢查程序是否也正確。</p><p>　?。?）將所有程序組織起來，在軟件環(huán)境下運(yùn)行，檢查程序是否正確。通過對(duì)硬件和軟件系統(tǒng)的認(rèn)真檢查，反復(fù)測(cè)

67、試，如果沒有出現(xiàn)問題即可把源程序編譯成HEX文件裝載到單片機(jī)中，對(duì)硬件進(jìn)行仿真。</p><p>　　圖4-2 軟件仿真圖</p><p><b>　　5硬件調(diào)試及實(shí)物圖</b></p><p><b>　　5.1步驟</b></p><p>　　1打開程序，選取正確的電路板型號(hào)</p>

68、;<p>　　2點(diǎn)擊open file，選取已生成的LED.hex文件</p><p>　　3選取正確的com口，波特率選用默認(rèn)值</p><p>　　4點(diǎn)擊Download/下載按鈕進(jìn)行冷啟動(dòng)，然后打開實(shí)驗(yàn)板電源，如圖5-1所示：</p><p><b>　　5-1 硬件調(diào)試圖</b></p><p>&

69、lt;b>　　5.2電路板調(diào)試 </b></p><p>　　待上述步驟完成后，打開電源，程序?qū)懭氤晒螅娐钒屣@示結(jié)果如圖5-2：</p><p><b>　　5-2 電路板調(diào)試</b></p><p>　　設(shè)計(jì)體會(huì)及今后的改進(jìn)意見</p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)對(duì)平時(shí)很少動(dòng)手操作得我是一次很好的鍛

70、煉，回顧整個(gè)過程，感悟良多：</p><p>　　首先，這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我來說是一個(gè)跳板，不管我們把課堂上的問題想得多么透徹，但真正上機(jī)運(yùn)行卻是困難重重，漏洞百出，真正只有在實(shí)踐中才能檢驗(yàn)是否真正學(xué)懂了知識(shí)，學(xué)活了方法。</p><p>　　其次，在設(shè)計(jì)中，我翻閱了很多單片機(jī)課程設(shè)計(jì)的相關(guān)資料，對(duì)這門學(xué)科有了新的認(rèn)識(shí)，同時(shí)也開闊了我的眼界。</p><p>　　最重要

71、的，是自己用心學(xué)習(xí)過后，對(duì)自己知識(shí)上的欠缺有了新的認(rèn)識(shí)，光靠課堂上學(xué)的那些知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，不僅需要自己動(dòng)手查閱相關(guān)資料，而且還得把學(xué)到的運(yùn)用到生活中。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)是對(duì)我的一次檢驗(yàn)，也是對(duì)我的一次提醒。看到差距就要加油彌補(bǔ)，雖然這次的課程設(shè)計(jì)過程中有些不順利，但是勤能補(bǔ)拙，我會(huì)不斷學(xué)習(xí)！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p&

72、gt;<p>　　[1]張友德等.單片機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)[M].復(fù)旦大學(xué)出版社,1992.</p><p>　　[2]張毅剛,彭喜源,譚曉鈞,曲春波.MCS－51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)[M].哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社,2001.1.</p><p>　　[3]宋慶環(huán)，才衛(wèi)國(guó)，高志.89C51單片機(jī)在直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)中的應(yīng)用[M].唐山學(xué)院，2008.4</p><p&

73、gt;　　[4]楊加國(guó).單片機(jī)原理與應(yīng)用及C51程序設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.3</p><p>　　[5]李維軍,韓小剛,李 晉.基于單片機(jī)用軟件實(shí)現(xiàn)直流電機(jī)PWM調(diào)速系統(tǒng)[J]，維普資訊，2007.9</p><p>　　[6]曹巧媛.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京，電子工業(yè)出版社，1997.9</p><p>　　[7]劉大茂，嚴(yán)飛.單片機(jī)應(yīng)用

74、系統(tǒng)監(jiān)控主程序的設(shè)計(jì)方法[J].福州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)福建農(nóng)林大學(xué)碩士論文版)，1998.2.</p><p>　　[8]朱定華，戴汝平編著.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社北方交通大學(xué)出版社，2003.8.</p><p>　　[9]薛鈞義,張彥斌編著. MCS—51/96系列單片微型計(jì)算[M].西安交通大學(xué)出版社，1997.8</p><p>　　[10]