1、课程论文题 目： 基于 51 单片机 LED 流水灯设计 课程名称： 学生姓名： 学生学号： 系 别： 专 业： 年 级： 任课教师： 电气信息工程学院制2015 年 1 月成绩淮南师范学院电气信息工程学院自动化专业Protues课程论文 第 1 页 基于 51单片机的 LED流水灯设计1 单片机 AT89C51芯片简介MCS-51兼容 4K字节，可编程闪烁存储器，寿命：1000 写/擦循环，数据保留时间：10 年。全静态工作：0Hz24Hz，三级程序存储器锁定。128*8 位内部 RAM，32可编程 I/O线，两个 16位定时器/计数器，5 个中断源可编程串行通道，低功耗的闲置和掉电模式，片
2、内震荡器和时钟电路。图 1 AT89C51芯片淮南师范学院电气信息工程学院自动化专业Protues课程论文 第 2 页 1.1电源引脚 Vcc（40 脚）：典型值5V。Vss（20 脚）：接低电平。1.2外部晶振 XTAL1、XTAL2 分别与晶振两端相连接。1.3输入输出口引脚P0口：I/O 双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”. P0口：是一个 8位漏极开路输出型双向 I/O端口。作为输出端口时，每位能以吸收电流的方式驱动 8 个TTL输入，对端口写 1时，又可作高阻抗输入端用。在访问外部程序或数据存储器时，它是时分多路转换的地址（低 8位）/数据总线，在访问期间将激活内部的上拉电阻。
3、1.4控制引脚 RST、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp 组成了 MSC-51的控制总线。 RST（9 脚）：复位信号输入端（高电平有效） 。 ALE/-PROG(30脚）：地址锁存信号输出端.第一功能：编程脉冲输入。-PSEN（29 脚）：外部程序存储器读选通信号。-EA/Vpp(31脚）：外部程序存储器使能端。第二功能：编程电压输入端（+21V） 。2硬件电路2.1晶振电路单片机晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。有些通讯系统的基频和射频使用不同的晶振，而通过电子调整频率的方法保持同步。也就是说.晶振是给单片机提供工作信号脉冲的
4、。这个脉冲就是单片机的工作速度。比如 这里选用的是 12MHZ的晶振. 如果一个单片机选择了12MHZ晶振，它的时钟周期是 112us，它的一个机器周期是 12(112)us，也就是 1us。晶振与单片机 XTAL0和 XTAL1引脚构成的振荡电路中会产生偕波,这个波对电路的影响不大,但会降低电路的时钟振荡器的稳定性。为了提高电路的稳定性,在晶振的两引脚处接入两个 10pf-50pf的瓷片电容接地来削减偕波对电路的稳定性的影响。晶振电路中两个电容的取值都是相同的，或者说相差不大，如果相差太大，容易造成谐振的不平衡，容易造成停振或者干脆不起振。这里我们选用 30pf的电容。复位电路：复位电路的原
5、理是单片机 RST引脚接收到 2US以上的电平信号，只要保证电容的充放电时间大于 2US，即可实现复位。复位电路由电容串联电阻构成,结合淮南师范学院电气信息工程学院自动化专业Protues课程论文 第 3 页 “电容电压不能突变“的性质,可以知道,当系统一上电,RST 脚将会出现高电平,并且,这个高电平持续的时间由电路的 R、C 值来决定。在这个电路中，这里选用 10K的电阻和 1uf的电容。2.2排阻的作用所谓排阻就是若干个参数完全相同的电阻，它们的一个引脚都连到一起，作为公共引脚。其余引脚正常引出。所以如果一个排阻是由 n个电阻构成的，那么它就有 n+1只引脚，一般来说，最左边的那个是公共
6、引脚。它在排阻上一般用一个色点标出来。排阻一般应用在数字电路上，比如：作为某个并行口的上拉或者下拉电阻用。使用排阻比用若干只固定电阻更方便。 2.3 LED发光二极管是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED 的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是 P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是 N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个 P-N结。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向 P区，在 P区里
7、电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是 LED灯发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成 P-N结的材料决定的。表 1 元器件表 单片机 AT89C51 瓷片片电容 CAP-22pf晶振CRYSTAL11.0592MHz解电容 CAP-ELEC电阻 RES 排阻 RESPACLK-8 发光二极管 LED-GREEN发光二极管 LED-YELLOW发光二极管 LED-RED发光二极管 LED-BLUE发光二极管 LED-BIBY发光二极管 LED-BIGY发光二极管 LED-BIRG发光二极管 LED-BIRY按钮 BUTTO淮南师范学院电气信息工程学院自动化专业Protue
8、s课程论文 第 4 页 2.4电路图图 2 电路仿真图 3软件设计3.1软件(Proteus+Keil uV4)在 PROTUES绘制好原理图后，再在 keil uV2中输入程序代码并且进行编译。然后就可以调入已编译好的目标代码文件：*.HEX，利用这两个软件进行联合仿真。PROTUES不仅可将许多单片机实例功能形象化，也可将许多单片机实例运行过程形象化。前者可在相当程度上得到实物演示实验的效果，后者则是实物演示实验难以达到的效果。它的元器件、连接线路等却和传统的单片机实验硬件高度对应。由于PROTUES提供了实验室无法相比的大量的元器件库，提供了修改电路设计的灵活性、提供了实验室在数量、质量
9、上难以相比的虚拟仪器、仪表，因而也提供了培养学生实践精神、创造精神的平台。它具有设计灵活，结果、过程的统一的特点。可使设计时间大为缩短、耗资大为减少，也可降低工程制造的风险。相信在单片 开发应用淮南师范学院电气信息工程学院自动化专业Protues课程论文 第 5 页 中 PROTUES也能茯得愈来愈广泛的应用。3.2流程图P1,P3 端口置为 FFH开始是否按下 K1?LED 灯左移结束是否按下 K2?LED 灯右移图 3 LED流水灯流程图 4仿真结果4.1仿真结果右移 左移 图 4 仿真结果图当 K1键按下时实现右移即从下往上移动，当 K2键按下时实现左移即从上往下移动。淮南师范学院电气信
10、息工程学院自动化专业Protues课程论文 第 6 页 5参考文献1 康光华主编. 电子技术基础M. 高等教育出版社，20092 陈海宴主编. 51单片机原理及应用基 Keil C与 ProteuM . 北京航空航天大学出版社，20133 林立主编. 单片机原理及其应用-基于 Proteus与 keil CM. 电子工业出版社， 20144 陈忠平主编. 基于 proteus 51系列单片机设计与仿真M. 电子工业出版社,20085 何应浚. 51 单片机 C语言编程一学就会M. 机械工业出版社，20146 陈志旺主编.51 单片机应用实例详解M.机械工业出版社，2010淮南师范学院电气信息工
11、程学院自动化专业Protues课程论文 第 7 页 附录程序设计#include#includeunsigned int a,d;sbit key1=P34;sbit key2=P35;sbit key3=P36;sbit key4=P37;void delay();bit flag1=0;bit flag2=0;bit flag3=0;bit flag4=0;void main()d=0xfe;while(1)if(key1=0)flag1=1;flag2=0;if(flag1=1)P0=d;delay();淮南师范学院电气信息工程学院自动化专业Protues课程论文 第 8 页 d=_cror_(d,1);if(key2=0) flag2=1 ;flag1=0 ;if(flag2=1)P0=d;delay();d=_crol_(d,1);void delay(unsigned int c)for(c=8000;c0;c-);
