【正文】 軟件方法來實(shí)現(xiàn)了。這種以軟件取代硬件并提高系統(tǒng)系能的控制系統(tǒng)“軟化”技術(shù)，稱之為微控制技術(shù)。微控制技術(shù)是一種全新的概念，是對傳統(tǒng)控制技術(shù)的一次革命。隨著單片機(jī)應(yīng)用的推廣普及，微控制技術(shù)必將不斷發(fā)展、日益完 善和更加充實(shí)。在眾多的微控技術(shù)中，我選擇了較為熟悉的 AT89C51單片機(jī)，由于按鍵硬件去抖效果不如軟件去抖，所以我選用軟件去抖，根據(jù)任務(wù)書描述的功能設(shè)計(jì)的外圍資源較少，而 LED 電路接到 I0口的方法?？傮w下來軟、硬件都較為簡易，這樣設(shè)計(jì)時(shí)，成功率大大增高。 2 走馬燈系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)容概述 本設(shè)計(jì)選擇采用 AT89C51單片機(jī)為核心。 AT89C51是一個低電壓、高性能 8位單片機(jī)帶有 4K 字節(jié)的可反復(fù)擦寫的程序存儲器和 128字節(jié)的存取數(shù)據(jù)存儲器RAM，這種器件采用 ATMEL 公司的高密度、不 容易丟失存儲技術(shù)生產(chǎn)，并且能夠與 MCS51系列的單片機(jī)兼容。片內(nèi)含有 8位中央處理器和閃爍存儲單位，有較強(qiáng)的功能的 AT89C51單片機(jī)能夠被應(yīng)用到控制領(lǐng)域中 。 AT89C51 提供以下的功能標(biāo)準(zhǔn)： 4K 字節(jié)閃爍存儲器， 128 字節(jié)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器， 32 個 I/O 口， 2 個 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器， 1個 5 向量兩級中斷結(jié)構(gòu)， 1個串行通信口，片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路。另外， AT89C51 還可以進(jìn)行 OHZ 的靜態(tài) 2 邏輯操作，并支持兩種軟件的節(jié)電模式。閑散方式停止中央處理器的工作，能夠允許隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、串行通信 口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一個復(fù)位。 設(shè)計(jì)任務(wù)及要求 選擇采用 AT89C51 單片機(jī)為核心，使用簡單的程序?qū)崿F(xiàn)跑馬燈顯示效果設(shè)計(jì)。 采用 16只 LED 按 8種不同模式滾動顯示， 模式選擇由按鍵 S1控制，加速與減速滾動由按鍵 S2 與 S3 控制， 單擊模式按鍵可在 0～ 7 號模式中選擇，加速與減速鍵可調(diào)整 LED 滾動顯示的速度。 數(shù)碼管顯示原理 圖 1 數(shù)碼管內(nèi)部結(jié)構(gòu) 其中引腳圖的兩個 GND 端連在一起，是公共端， 共陰極數(shù)碼管要將其接地，共陽極數(shù)碼管將其接正 5伏電源。一個八段數(shù)碼管稱為一位，多個數(shù)碼管并列在一起可構(gòu)成多位數(shù)碼管，它們的段選線（即 a,b,c,d,e,f,g,dp）連在一起，而各自的公共端稱為位選線。顯示時(shí)，都從段選線送入字符碼，而選中哪個位選線，哪個數(shù)碼管便會被點(diǎn)亮。數(shù)碼管的 8段對應(yīng)一個字節(jié)的 8位， a 對應(yīng)最低位， dp對應(yīng)最高位。數(shù)碼管的接口有靜態(tài)和動態(tài)兩種接口。靜態(tài)接口為固定顯示方式，無閃爍，其電路可采用一個并行口接一個數(shù)碼管，數(shù)碼管的公共端按共陽接 VCC，本次設(shè)計(jì)由于所需數(shù)碼管較少，故直接采用的并口連 接方式。 我們可以根據(jù)硬件的接線把數(shù)碼管顯示數(shù)字編制成一個表格，見下表，以后直接調(diào)用就行了。 3 表 1 共陽極數(shù)碼管顯示 顯 示 小數(shù)點(diǎn) g f e d c b a 16進(jìn)制代碼 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0xc0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0xf9 2 0 1 0 1 1 0 1 1 0xa4 3 0 1 0 0 1 1 1 1 0xb0 4 0 1 1 0 0 1 1 0 0x99 5 0 1 1 0 1 1 0 1 0x92 6 0 1 1 1 1 1 0 1 0x82 7 0 0 0 0 0 1 1 1 0xf8 8 0 1 1 1 1 1 1 1 0x80 9 0 1 1 0 1 1 1 1 0x90 a 0 1 1 1 0 1 1 1 0x88 b 0 1 1 1 1 1 0 0 0x83 c 0 0 1 1 1 0 0 1 0xc6 d 0 1 0 1 1 1 1 0 0xa1 e 0 1 1 1 1 0 1 1 0x86 f 0 1 1 1 0 0 0 1 0x8e 單片機(jī)控制原理 A T 89C51按鍵復(fù)位晶振16 只 L E D 顯示數(shù)碼管顯示 圖 2 可調(diào)控的跑馬燈電路原理圖 4 3 走馬燈系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) AT89C51 簡介 圖 3 AT89C51 的引腳排列 VCC 提供 +5V 電壓， GND 接地。 PO口為一個 8位漏極開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流，當(dāng) P0 口的管腳第一次寫 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P2 口為一個內(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 TTL 門電流。 PO 口和 P2 口分別連接 16 只 LED 燈。 P3口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流，當(dāng) P3口寫入 1 時(shí)，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P3 口 1腳、 2 腳、 3腳分別連接了 3個按鍵，按鍵用來控制跑馬燈的顯示模式和跑馬燈的運(yùn)行速度。 P1 口為一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖能接收輸出 4 個 TTL 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。 P1 口連接數(shù)碼管。 RST 是復(fù)位輸入，當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時(shí)間。 XTAL1 是反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。XTAL2 是來自反向振蕩器的輸出。 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。石晶振蕩器和陶瓷振蕩器均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動器件， XTAL2 應(yīng)不接。 5 走馬燈硬件原理圖 根據(jù)任務(wù)要求設(shè)計(jì)出硬件電路，整個硬件電路部分主要是由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、數(shù)碼管顯示電路和 LED 電路組成。走馬燈硬件的總體設(shè)計(jì)原理圖如下圖所示。 圖 4 可調(diào)控的走馬燈原理圖 時(shí)鐘電路和復(fù)位電路 單片機(jī)執(zhí)行指令是在脈沖控制下進(jìn)行的，因此時(shí)鐘信號是單片機(jī)的基本工作條件。時(shí)鐘可以由內(nèi)部和外部兩種方式產(chǎn)生，本設(shè)計(jì) 采用內(nèi)部方式。如圖所示，OSM2 為振蕩器， CM CM4 為電容。震蕩的主要頻率取決于晶振，電容對振蕩頻率起微調(diào)作用。其中，晶振選擇 ， AT89C51 單片機(jī)的振蕩器輸入分別由引腳 19 和引腳 18 來完成。只要將這兩個引腳外接石英晶體和陶瓷電容，就可與 CPU 內(nèi)部組成完整的振蕩電路。 圖 5 時(shí)鐘電路 6 復(fù)位電路產(chǎn)生復(fù)位信號，一般復(fù)位電路可分為上電自動復(fù)位和按鍵復(fù)位，在此選用的是上電復(fù)位。上電自動復(fù)位原理： RST 引腳是復(fù)位信號的輸入端，只要高電平的復(fù)位信號持續(xù)兩個機(jī)器周期以上的有效時(shí)間，就可以使單片機(jī)上電復(fù)位。上電自動復(fù)位是通過電容充電實(shí)現(xiàn)的，上電瞬間， RST 端與 VCC 相同，隨著充電電流的減少， RST 的電位逐漸下降，直到復(fù)位信號無效。 圖 6 復(fù)位電路 數(shù)碼管顯示電路 數(shù)碼管是由多個發(fā)光二極管封在一起組成“ 8”字型的器件，引線已在內(nèi)部連接完成，只需引出它們的各個筆畫，公共電極， LED 數(shù)碼 管分共陽極與共陰極兩種，本設(shè)計(jì)使用的是共陽極的 LED 數(shù)碼管，共陽極接高電平，采用靜態(tài)掃描方式，筆段電極分別連接 AT89C51 芯片的 P1口，與 P1 口連接時(shí)需連接一個上拉電阻。如下圖所示。 圖 7 數(shù)碼管顯示電路 LED 電路 本設(shè)計(jì)采用 16