【正文】 燈的輸出信號(hào)進(jìn)行一次性賦值， P2 口直接與低八位相與得到相應(yīng)所設(shè)定的信號(hào)， P0 口先將數(shù)據(jù)進(jìn)行左移八位，然后在進(jìn)行相與得到相應(yīng)所設(shè)定的信號(hào)。} if(Keyamp。0x20) {if(SystemSpeedIndex0){SystemSpeedIndex。LEDFlag = 1。0x10) {LEDDirection = 1。 return Key。 if(!(CheckValueamp。 if(!(CheckValueamp。 if(!(CheckValueamp。0x07。 Delay1ms(10)。0x07。其代碼分為兩部分，一部分為掃描部分，一部分為輸出控制信號(hào)，掃描部分如下： 電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 18 unsigned char KeyTemp,CheckValue,Key = 0x00。 //定時(shí)器 2 啟 動(dòng) EA=1。 ET2=1。 //16 Bit AutoReload Mode TH2 = RCAP2H = 0xFC。 } 其中， count 為時(shí)間控制參數(shù)。j120。icount。 } 第 4 章 程序 設(shè)計(jì) 及軟件仿真 17 延時(shí)函數(shù) 系統(tǒng)控制流水燈的變換主要是通過延時(shí)函數(shù)的延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)短來做出相應(yīng)的反映，因此設(shè)置一個(gè)延時(shí)函數(shù)是控制速度的關(guān)鍵，其代碼如下： void Delay1ms(unsigned int count) { unsigned int i,j。 Delay1ms(500)。TimerCount = 0。 本系統(tǒng)的主要模塊有：初始化模塊、延時(shí)模塊、定時(shí)器控制模塊、鍵盤掃描模式、 LED 燈輸出控制模塊，下面依次簡(jiǎn)要介紹。在 編程過程中 首先將所要完成的各個(gè)功能分別按 模塊 編寫和調(diào)試，所有模塊調(diào)試成功以后，再將各個(gè)模塊連接整合在 一起形成 系統(tǒng)。若使用 C 語言進(jìn)行編程， keil 將是不二之選，即使是使用匯編語言編程， keil 方便易用的集成環(huán)境以及強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也能讓開發(fā)者事半功倍。 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)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)境將這些部分組合在一起。 上電初始化鍵盤掃描定時(shí)器初始化設(shè)置L E D 燈初始模式設(shè)置L E D 燈顯示延時(shí)控制樣式流水燈速度L E D 圖 41 軟件流程 軟件開發(fā) 平臺(tái)選擇 軟件設(shè)計(jì)的開發(fā)平臺(tái)采用美國(guó) keil Software 公司出品的 Keil uvision4。電路圖如圖 312 中 P1 即為 10kΩ共陽排阻。限流電 阻的阻值根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)及現(xiàn)有電阻取值為 PCB電路板時(shí)布局布線，故此處的電阻采用貼片 0805 封裝。 圖 311 按鍵電路 LED 燈電路 將 16 個(gè) LED 的負(fù)極依次與單片機(jī)的 P1 口和 P2 口的 16 個(gè) I/O 口相接，正極則與 5V電源相接。 3 個(gè)彈片開關(guān)的一段依次接至單片機(jī)的 1（ ）、 2（ ）、 3（ ）腳；另一端共地。圖中 P2 即為 4pin排針。在下載程序時(shí)，需采用 STC公司的 USB 下載器，下載器的 VCC 腳接排針 VCC 腳；下載器的 RXD 腳接排針的 TXD 腳；下載器的 TXD 腳連接排針的 RXD 腳；下載器的 GND 腳接排針的GND 腳，然后用 STC 公司的 ISP 軟件選擇 keil 編譯生成的 hex 文件，即可將程序燒寫到單片機(jī)中。 電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 12 圖 39 單片機(jī) 最小系統(tǒng) 程序下載電路 在實(shí)際制作實(shí)物的還需要增加一個(gè)下載電路模塊，方便調(diào)試下載。 圖 38 晶振電路 本系統(tǒng)的單片機(jī)最小系統(tǒng)的時(shí)鐘 電路采用圖 所示的晶振電路，其中晶振選用 12MHz 石英晶體振蕩器，接至單片機(jī)的 XTAL1 和 XTAL2 腳，兩個(gè)電容選用 30p 瓷片電容。 晶振電路電容選擇的原則為： (1)、 C1， C2， 因?yàn)槊恳环N晶振都有各自的特性，所以最好按制造廠商所提供的數(shù)值選擇外部元器件。 單片機(jī)工作的最小時(shí)間計(jì)量單位就是由晶振決定的 。 (3)、時(shí)鐘信號(hào)的輸出 當(dāng)使用片內(nèi)振蕩器時(shí)， XTAL XTAL2 引腳還能為應(yīng)用系統(tǒng)中的其他芯片提供時(shí)鐘，但需要增加驅(qū)動(dòng)能力。 第 3 章 系統(tǒng) 硬件設(shè)計(jì)方案 11 (2)、外部時(shí)鐘方式 外部時(shí)鐘方式使用現(xiàn)成的外部振蕩器產(chǎn) 生脈沖信號(hào)，通常用于多片STC89C52 單片機(jī)同時(shí)工作，以便于多片單片機(jī)之間的同步，一般為地獄 12MHz的方波。晶體和電容應(yīng)盡可能安裝得離單片機(jī)近一些以減少寄生電容，更好地保證振蕩器穩(wěn)定、可靠地工作。晶體的頻率越高，系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也就越快。晶體振蕩頻率的范圍通常是 。電路的電容 C1 和 C2 通常選擇 30pF。 (1)、內(nèi)部時(shí)鐘方式 STC89C52 內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反向放大器，它的輸入端為芯片的 XTAL1 腳，輸出端為 XTAL2 腳。 在執(zhí)行指令時(shí)， CPU首先到程序存儲(chǔ)器中取出需要執(zhí)行的指令操作碼，然后譯碼，并由時(shí)鐘電路產(chǎn)生一系列控制信號(hào)完成指令所規(guī)定的操作。 電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 10 圖 37 Urst電壓時(shí)間曲線 在本設(shè)計(jì)中采用了按鍵復(fù)位和上電復(fù)位的兩種模式（如圖 36 所示）上電復(fù)位完成系統(tǒng)初始化，同時(shí)增加的手動(dòng)按鍵復(fù)位可以方便調(diào)試使用。 圖 34 按鍵復(fù)位 圖 35 上電復(fù)位 圖 36 混合模式 第二個(gè)是上電復(fù)位：上電復(fù)位的電路圖如圖 35 所示，具體實(shí)現(xiàn)方式如下： 系統(tǒng)上電瞬間單片機(jī)復(fù)位引腳 RST 電壓時(shí)間變化曲線如圖 37 所示。當(dāng)給一個(gè)力使按鍵被壓迫向下，單片機(jī)的復(fù)位方位就會(huì)保持 VCC。電路如下所示。 首先是 按鍵復(fù)位 :復(fù)位電路最簡(jiǎn)單的方式就是通過按鍵復(fù)位直接在單片機(jī)復(fù)位引腳 RST 上加入高電平。對(duì)于單片機(jī)而言基本的復(fù)位操作是將單片機(jī)的復(fù)位引腳 RST 上給定一個(gè)高電平信號(hào)并讓該信號(hào)維持在 2 個(gè)機(jī)器周期以上，便可觸發(fā)系統(tǒng)復(fù)位中斷從而將系統(tǒng)復(fù)位。能夠在系統(tǒng)上電時(shí)給予復(fù)位信號(hào)，并且會(huì)一直等到系統(tǒng)的電源不再改變?yōu)橹共艜?huì)撤離所給的復(fù)位信號(hào)，這就是復(fù)位電路的功能所在。出PC 寄存器外，復(fù)位操作還對(duì)其他一些寄存器有影響，例如 SP、 Acc、 PSW、 DPTR等。 復(fù)位電路 設(shè)計(jì) (1)、復(fù)位操作 當(dāng) STC89C52 單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位操作時(shí)， PC 寄存器初始化為 0000H，使STC89C52 單片機(jī)從程序存儲(chǔ)器的 0000H 單元開始執(zhí)行程序。而有些復(fù)雜的指令則需要兩個(gè)或多個(gè)指令周期。 STC89C52 單片機(jī)中指令按字節(jié)來分，可分為單字節(jié)、雙字節(jié)、三字節(jié)指令，因此執(zhí)行一條指令的時(shí)間也有所不同。因此，一個(gè)機(jī)器周期中的 12 個(gè)時(shí)鐘周期表示為S1P S1P S2P S2P ...、 S6P2。 STC89C52單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期包括 12個(gè)時(shí) 鐘周期，分為 6個(gè)狀態(tài)， S1S6。 STC89C52單片機(jī)每 12個(gè)時(shí)鐘周期為一個(gè)機(jī)器周期。單片機(jī)中通常把執(zhí)行一條指令的過程分為幾個(gè)機(jī)器周期。若時(shí)鐘晶體的振蕩頻率為fosc，則時(shí)鐘周期 Tosc=1/ fosc=12MHz， Tosc=。 單片機(jī)執(zhí)行的指令均是在 CPU控制的時(shí)序控制電路的控制下進(jìn)行的，各種時(shí)序均與時(shí)鐘周期有關(guān)。 (2)、控制引腳 —— PSEN 非、 ALE/PROG 非、 EA 非 /Vpp、 RST（即復(fù)位）。此外，還有 44 引腳的 PLCC 和 LQFP 封裝（都為表貼元件）。特殊功能寄存器實(shí)際上是片內(nèi)各個(gè)功能部件的控制寄存器和狀態(tài)寄存器，這些特殊功能寄存器映射在片內(nèi) RAM 區(qū) 80HFFH 的地址區(qū)內(nèi)。 定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 ：片內(nèi)集成了 3 個(gè) 16 位的定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器 T0、 T T2，具有四種工作方式 串行口：一個(gè)全雙工異步串行口，具有四種工作方式，可進(jìn)行串口通信，擴(kuò)展并行 I/O 口，還可以與多個(gè)單片機(jī)相連以構(gòu)成多級(jí)系統(tǒng)。 存儲(chǔ)器 (ROM)，是用來存儲(chǔ)程序的存儲(chǔ)器，在 STC89C52 中集成了 8K 字節(jié)的 FLASH 存儲(chǔ)器，如果片內(nèi)的容量不夠，還可擴(kuò)展至 64KB。 CPU是單片機(jī)內(nèi)部的核心器件，分為運(yùn)算器和控制器兩大部分，此外還有面向控制的未處理功能。 單片機(jī) 簡(jiǎn)介 MCS51 結(jié)構(gòu)的單片機(jī)內(nèi)部采用模塊式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)組成框圖如圖 33 所示。 電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 6 圖 32 電源電路圖 單片機(jī) 89C52 最小系統(tǒng) 本系統(tǒng)采用的核心控制模塊是常用的單片機(jī)型號(hào)： 89C52。 89 C 52M C U下載電路時(shí)鐘電路復(fù)位電路按鍵控制掃描 LE D 花樣燈設(shè)計(jì) 圖 31 系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖 硬件電路 設(shè)計(jì) 電源電路 本設(shè)計(jì)需要用到 5V供電，考慮采用 USB 轉(zhuǎn) DC 電源線接 5V， 1A開關(guān)電源以提供穩(wěn)定的電壓，加入一個(gè) 6 腳自鎖開關(guān)控制電路通斷。 電源模塊方案 由于系統(tǒng)的單片機(jī)和 LED 燈的電壓都只需要 5V，不需要多種電壓，因此直接采用市場(chǎng)上現(xiàn)有的 220V轉(zhuǎn) 5V的電源，通過 DC 線連接系統(tǒng)的火牛頭為系統(tǒng)供電。 方案二：采用標(biāo)準(zhǔn) 4 4 鍵盤，此類鍵盤采用矩陣式行列掃描方式，優(yōu)點(diǎn)是當(dāng)按鍵較多時(shí)可降低占用單片機(jī)的 I/O 口數(shù)目。 電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 4 鍵盤模塊方案 方案 一： 采用獨(dú)立式按鍵電路，每個(gè)按鍵單獨(dú)占有一根 I/O 接口線 ,每個(gè) I/O口的工作狀態(tài)互不影響，此類鍵盤采用端口直接掃描方式。但因?yàn)?P0 口的驅(qū)動(dòng)能力較弱，因此需要在 P0 口 外部提供的強(qiáng)上拉。阻值大約為 220300Ω。因此，最終決定采取單片機(jī)控制的方案。而單片機(jī)則不同，因?yàn)閱纹瑱C(jī)在技術(shù)領(lǐng)域已經(jīng)相當(dāng)成熟，市面上流通有型號(hào)與品牌繁多的單片機(jī)，各種參考文獻(xiàn)也非常多，且價(jià)格低廉，只需要幾元人民幣，因 此用單片機(jī)控制會(huì)較為劃算。若是左移指令，即為左流水；右移指令則為右流水。反之就是左流水。而當(dāng)當(dāng) 8 個(gè)燈都被點(diǎn)亮?xí)r，需要一個(gè)操作使得所有的燈都恢復(fù)為初始狀態(tài)，即：燈都不亮，然后再一次流水即可。 第 2 章 系 統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論證 3 第 2 章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案論證 控制器模塊方案論證 方案一 ：使用 FPGA，讓第一個(gè)燈先亮，然后通過移位，依次點(diǎn)亮其 他的燈，便形成了流水燈。 第 5 章利用 protues 進(jìn)行軟硬件設(shè)計(jì)仿真，并進(jìn)行實(shí)物制作，驗(yàn)證實(shí)物的性能指標(biāo)。 第 3 章提出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)框圖以 AT89S52 單片機(jī)為主控制器，通過鍵盤來設(shè)控制流水燈的模式與流水燈的快慢。 本文章節(jié)安排 第 1 章介紹了論文的研究背景及意義，對(duì)主要研究的 技術(shù)指標(biāo)和章節(jié)安排進(jìn)行了說明?？煽壳异`活性高、適用范圍廣、且變換的花樣繁多，同時(shí)也適用于霓虹燈以及交通燈等領(lǐng)域。 電子科技大學(xué)成都學(xué)院課程設(shè)計(jì) 2 本文中所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)為基于 51 單片機(jī)的花樣流水燈控制系統(tǒng)。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的流水燈，電路復(fù)雜， 且可靠性較差，并且花樣單一；而單片機(jī)控制的流水燈，花樣紛繁多樣，且易于修改；硬件電路比分立元件的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單很多，成本也極為低廉。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及本系統(tǒng)的重點(diǎn)問題 單片機(jī)自從問世以來便得到了廣泛的應(yīng)用，單片機(jī)以其體積小、重量輕、功耗低、功能強(qiáng)、數(shù)據(jù)在芯片內(nèi)部傳輸速度較快、可靠性高、程序運(yùn)行速度快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)迅速得到了人們的青睞，被廣泛應(yīng)用于測(cè)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集、智能儀器儀表、機(jī)電一體化產(chǎn)品、智能接口電路、計(jì)算機(jī)通信和單片機(jī)多級(jí)系統(tǒng)等領(lǐng)域。有資料表明： 2021 年全球單片機(jī)的產(chǎn)值達(dá)到 151 億美元，我國(guó)單片機(jī)的銷售額達(dá)到 400 億元人民幣，我國(guó)每年單片機(jī)的需求量達(dá) 50 至 60 億片，是 全球單片機(jī)的最大市場(chǎng)。s chip AT89C51 singlechip microputer to realize the water lamp design. This system controlled by single chip microputer, I/O ports connect the LED the cathode, and LED the anode is directly connected to 5V power supply. Through the I/O port output low level light leds. So you can single chip microput