【文章內容簡介】 相鄰的引腳上。這樣，不僅降低了穿過整個芯片的 電流，另外還在印制電路板上容易布置去耦電容，從而降低系統(tǒng)的噪聲。 現(xiàn)在為了適應各種應用的需要，很多單片機的輸出能力都有了很大提高， Motorola 公司的單片機 I/O 口的灌拉電流可達 8mA 以上，而 Microchip 公司的單片機可達 25mA。其它公司： AMD， Fujitsu，NEC ， Infineon， Hitachi， Ateml， Tosbiba 等基本上可達 8～ 20mA 的水平。這些電流較大的驅動電路集成到芯片內部在工作時帶來了各種噪聲，為了減少這種影響，現(xiàn)在單片機采用多個小管子并聯(lián)等效一個大管子的方法，并在每個小 管子的輸出端串上不同等效阻值的電阻，以降低 di/dt，這也就是所謂 跳變沿軟化技術 ，從而消除大電流瞬變時產生的噪聲。 采用低頻時鐘 高頻外時鐘是噪聲源之一，不僅能對單片機應用系統(tǒng)產生干擾，還會對外界電路產生干擾，令電磁兼容性不能滿足要求。對于要求可靠性較高的系統(tǒng)，低頻外時鐘有利于降低系統(tǒng)的噪聲。在一些單片機中采用內部瑣相環(huán)技術，則在外部時鐘較低時，也能產生較高的內部總線速度，從而保證了速度又降低了噪聲。Motorola 公司的 MC68HC08 系列及其 1 6/32 位單片機就采用了這種技術以提高可靠性。 結 束語 單片機在目前的發(fā)展形勢下，表現(xiàn)出幾大趨勢： 可靠性及應用越來越水平高和互聯(lián)網(wǎng)連接已是一種明顯的走向。 所集成的部件越來越多； NS（美國國家半導體）公司的單片機已把語音、圖象部件也集成到單片機中，也就是說，單片機的意義只是在于單片集成電路， 9 而不在于其功能了；如果從功能上講它可以講是萬用機。原因是其內部已集成上各種應用電路。 功耗越來越低和模擬電路結合越來越多。 隨著半導體工藝技術的發(fā)展及系統(tǒng)設計水平的提高，單片機還會不斷產生新的變化和進步，最終人們可能發(fā)現(xiàn)：單片機與微機系統(tǒng)之間的距離越來越 小，甚至難以辨認。 4 基于單片機的 流水燈 設計功能描述及設計背景 功能描述 要實現(xiàn)流水燈功能，我們只要將發(fā)光二極管 LED1～ LED8 依次點亮、熄滅， 8只 LED 燈便會一亮一暗的做流水燈了。在此我們還應注意一點，由于人眼的視覺暫留效應以及單片機執(zhí)行每條指令的時間很短，我們在控制二極管亮滅的時候應該延時一段時間，否則我們就看不到“流水”效果了。 要實現(xiàn)的目標： 流水燈實現(xiàn)依次明滅 要求實現(xiàn)指令控制的快速性 小燈明滅具有一段時間延遲 設計背景 隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，人們越來越追求審美和新穎，而流水燈就是其中一種，以前簡單的照明工具變得越來越多樣化，流水燈的千姿百態(tài)恰能給人一種視覺沖擊，現(xiàn)在不管大街小巷我們都可以隨處可見這種變幻萬千的流水燈，而這種流水燈我們可以產用電子電路去設計，我們主要可以用裝套控制器和狀態(tài)譯碼器來實現(xiàn)燈光的流水效果，但是現(xiàn)在我們可以用單片機 AT89C51 來實現(xiàn)，因為其相對于電子電路有明顯的優(yōu)越性，控制硬件電路比較簡單，軟件方面程序也不復雜，因此制作的遠離簡單，但功能作用并不低于電子電路設計的，由于它的小巧方便、通俗易懂，所以我們往往采用單片機來做流水 流水燈 。 10 5 基于單片機的 流水 燈設計系統(tǒng)總體（ 方案）設計 設計思路 根據(jù)設計功能描述，如果要讓接在 口的 LED1 亮起來，那么只要把 口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤?；相反，如果要接? 口的 LED1 熄滅，就要把 口的電平變?yōu)楦唠娖?；同理，接?～ 口的其他 7 個 LED 的點亮和熄滅的方法同 LED1。因此，要實現(xiàn)流水燈功能，我們只要將發(fā)光二極管 LED1～LED8 依次點亮、熄滅， 8 只 LED 燈便會一亮一暗的做流水燈了。在此我們還應注意一點，由于人眼的視覺暫留效應以及單片機執(zhí)行每條指令的時間很短，我們在控制二極管亮滅的時候應該延時一段時 間，否則我們就看不到“流水”效果了。 程序總體框圖 WEI 圖 51 設計總體框圖 6 基于單片機的 流水燈 設計基本原理分析及設計說明 系統(tǒng)硬件電路圖的繪制 打開 Proteus 軟件的 ISIS 界面，點擊左方的“ P”按鈕，在關鍵字框內輸入要查找的元件名，選擇需要的型號，然后在右下角點擊確定即可添加元件，如下所示： STC89C51 晶振電路 復位電路 流水流水燈電路 11 圖 61 查找并添加元件 圖 62 添加元件 12 圖 63 系統(tǒng)硬件電路原理圖（帶電源） 上圖中的電路圖是自帶電源的，實際應用中我們可以用 USB 接口直接供電，這樣電路 原理圖就會比較簡單，如下圖所示： 圖 64 系統(tǒng)硬件電路原理圖 硬件詳細設計： 復位電路部分 如右圖所示，復位電路由兩個個電容和一個按鈕組成，并且連接到單片機的 13 第 9 腳，當要對晶片重置時，只要按此開關就能完成 LED 和開關的重置。 圖 65 復位電路 晶振部分 晶振電路由兩個 30PF 的普通電容和一個晶振組成，晶振兩端分別連接第 119 腳，它的作用是產生時鐘信號 圖 66 晶振電路 LED 顯示部分 如下圖所示， LED 顯示部分由 8 個 LED 分別串聯(lián)之后接到單片機的 1～ 9 腳，限流電阻為 1K 歐姆， 經過 LED 的電流大概為 10mA。 14 圖 67 LED 顯示電路 程序流程圖： 圖 68 程序流程圖 開始 按下電源開關 燈光閃爍，且順序不同 結束 斷開電源 15 7 軟硬件調試、運行結果及分析 軟件編程 單片機的應用系統(tǒng)由硬件和軟件組成，上述硬件原理圖搭建完成上電之后，我們還不能看到流水燈循環(huán)點亮的現(xiàn)象，我們還需要告訴單片機怎么來進行工作，即編寫程序控制單片機管腳電平的高低變化，來實現(xiàn)發(fā)光二極管的一亮一滅。軟件編程是單片機應用系統(tǒng)中的一個重要的組成部分，是單片機學習的重點和難點。下面我們以最簡單的流水燈控制功能即 實現(xiàn) 8 個 LED 燈的循環(huán)點亮，來介紹實現(xiàn)流水燈控制的幾種軟件編程方法。 位控法 這是一種比較笨但又最易理解的方法，采用順序程序結構，用位指令控制 P1 口的每一個位輸出高低電平，從而來控制相應 LED 燈的亮滅。程序如下： ORG 0000H ；單片機上電后從 0000H 地址執(zhí)行 AJMP START ；跳轉到主程序存放地址處 ORG 0030H ；設置主程序開始地址 START:MOV SP， 60H ；設置堆棧起始地址為 60H CLR ； 輸出低電平，使 LED1 點亮 ACALL DELAY ；調用延時子程序 SETB ； 輸出高電平，使 LED1 熄滅 CLR ； 輸出低電平，使 LED2 點亮 ACALL DELAY ；調用延時子程序 SETB ； 輸出高電平，使 LED2 熄滅 CLR ； 輸出低電平，使 LED3 點亮 ACALL DELAY ；調用延時子程序 SETB ； 輸出高電平，使 LED3 熄滅 CLR ； 輸出低電平，使 LED4 點亮 ACALL DELAY ；調用延時子程序 SETB ； 輸出高電平，使 LED4 熄滅 CLR ； 輸出低電平，使 LED5 點亮 ACALL DELAY ；調用延時子程序 SETB ； 輸出高電平，使 LED5 熄滅 CLR ； 輸出低電平，使 LED6 點亮 ACALL DELAY ；調用延時子程序 SETB ； 輸出高電平，使 LED6 熄滅 CLR ； 輸出低電平，使 LED7 點亮 16 ACALL DELAY ；調用延時子程序 SETB ； 輸出高電平，使 LED7 熄滅 CLR ； 輸出低電平，使 LED8 點亮 ACALL DELAY ；調用延時子程序 SETB ； 輸出高電平，使 LED8 熄滅 ACALL DELAY ；調用延時子程序 AJMP START ； 8 個 LED 流了一遍后返回到標號 START 處再循環(huán) DELAY: ；延時子程序 MOV R0， 255 ；延時一段時間 D1:MOV R1， 255 DJNZ R1， $ DJNZ R0， D1 RET ；子程序返回END ；程序結束 循環(huán)移位法 在上個程序中我們是逐個控制 P1 端口的每個位 來實現(xiàn)的，因此程序顯得有點復雜，下面我們利用循環(huán)移位指令，采用循環(huán)程序結構進行編程。我們在程序一開始就給 P1 口送一個數(shù)，這個數(shù)本身就讓 先低，其他位為高，然后延時一段時間，再讓這個數(shù)據(jù)向高位移動，然后再輸出至 P1 口，這樣就實現(xiàn)“流水”效果啦。由于 8051 系列單片機的指令中只有對累加器 ACC 中數(shù)據(jù)左移或右移的指令，因此實際編程中我們應把需移動的數(shù)據(jù)先放到 ACC 中，讓其移動，然后將ACC 移動后的數(shù)據(jù)再轉送到 P1 口，這樣同樣可以實現(xiàn)“流水”效果。具體編程如下所示，程序結構確實簡單了很多。 ORG 0000H ；單片機上電后從 0000H 地址執(zhí)行 AJMP START ；跳轉到主程序存放地址處 ORG 0030H ；設置主程序開始地址 START:MOV SP， 60H ；設置堆棧起始地址為 60H MOV A， 0FEH ； ACC 中先裝入 LED1 亮的數(shù)據(jù)（二進制的11111110） MOV P1， A ；將 ACC 的數(shù)據(jù)送 P1 口 MOV R0， 7 ；將數(shù)據(jù)再移動 7 次就完成一個 8 位流水過程 LOOP: RL A ；將 ACC 中的數(shù)據(jù)左移一位 17 MOV P1， A