用单片机实现流水灯的控制设计知识分享

用单片机实现流水灯的控制设计

用单片机实现流水灯的控制设计

1.引言

当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被智能控制系统所取代。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，本设计课题是流水灯的控制设计，流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮。流水灯控制是可编程控制器的一个应用，其控制思想在工业控制技术领域也同样适用。

2.硬件组成

2.1 总体方案设计分析

要求用8255的A口和B口做为输出，接16个发光二极管，从而实现16位流水灯的显示效果，基本的界限可如下图A所示，在C口的地两位接两个开关，实现两个扩展功能的控制。

i：基本流水灯显示电路

A口和B口两个端口不能同时复制，从而在试验中可以用BX进行需要复制的数据的存储，因为BX可以分从BH BL两个部分进行独立的操作，在本次试验中用BH对A口进行赋值，用BL对B口进行赋值，通过演示一段时间再对BH BL进行移位和输出，实现流水灯的效果。

ii:正反方向选择

把PC.0口接在开关上，编写程序对C端口的数据进行读取，并进行判断，使得当PC.0为高电平的时候则灯进行左移，同时B口与A口相反。

iii：快慢速度控制

把PC.1口接在开关上，编写程序对C端口的数据进行读取，并进行判断，使得当PC.1为高电平的时候则延时的时间缩短，使得流水灯的流水速度加快，低电平的时候则进行延时的时间变长，使得流水灯的流水速度加快。

3硬件原理设计

A该模块的WR.RD分别练到PC总线接口模块的XIOW和XIOR

B该模块的数据（AD0~AD7）、地址线（A0~A7）分别连到PC总线接口模块的数据（D0~D7）、地址线（A0~A7）

C 8255模块选通线CA连到PC总线接口模块的IOY3

D 8255的PA0~PA7连到发光二极管的L1~L8;8255的PB0~PB7连到发光二极管的L9~L16

E 8255的PC0 PC1分别练到开关 K0 K1

F 软件流程框图及程序清单

按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。AT89C51单片机是美国ATMEL公司生产的低电压、高性能CMOS 8位单片机，具有丰富的内部资源：4kB闪存、128BRAM、32根I/O口线、2个16位定时/计数器、5个向量两级中断结构、2个全双工的串行口，具有4.25～5.50V的电压工作范围和0～24MHz工作频率，使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。因此，本流水灯实际上就是一个带有八个发光二极

管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。其具体硬件组成如图1所示。

图1 流水灯硬件原理图

2.1 硬件组成分析

1）总体方案设计分析

要求用8DC52的P0口做为输出，接8个发光二极管，从而实现8位流水灯的显示效果，在C口的地两位接两个开关，实现两个扩展功能的控制。

：基本流水灯显示电路

如果要让接在P0.0口的 D5亮起来，那么只要把P0.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P0.0口的 D5灯熄灭，就要把P0.0口的电平变为高电

平；同理，接在P0.1～P0.7口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同D5。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管 D1～D8依次点亮、熄灭，8

只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。

A口和B口两个端口不能同时复制，从而在试验中可以用BX进行需要复制的数据的存储，因为BX可以分从BH BL两个部分进行独立的操作，在本次试验中用BH对A口进行赋值，用BL对B口进行赋值，通过演示一段时间再对BH BL进行移位和输出，实现流水灯的效果。

ii:正反方向选择

把PC.0口接在开关上，编写程序对C端口的数据进行读取，并进行判断，使得当PC.0为高电平的时候则灯进行左移，同时B口与A口相反。

iii：快慢速度控制

把PC.1口接在开关上，编写程序对C端口的数据进行读取，并进行判断，使得当PC.1为高电平的时候则延时的时间缩短，使得流水灯的流水速度加快，低电平的时候则进行延时的时间变长，使得流水灯的流水速度加快。

3硬件原理设计

A该模块的WR.RD分别练到PC总线接口模块的XIOW和XIOR

B该模块的数据（AD0~AD7）、地址线（A0~A7）分别连到PC总线接口模块的数据（D0~D7）、地址线（A0~A7）

C 8255模块选通线CA连到PC总线接口模块的IOY3

D 8255的PA0~PA7连到发光二极管的L1~L8;8255的PB0~PB7连到发光二极管的L9~L16

E 8255的PC0 PC1分别练到开关 K0 K1

F 软件流程框图及程序清单

从原理图中可以看出，如果要让接在P1.0口的LED1亮起来，那么只要把P1.0口的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄灭，就要把P1.0口的电平变为高电平；同理，接在P1.1～P1.7口的其他7个L ED的点亮和熄灭的方法同LED1。因此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。

3.软件编程

#include

#include

#define uchar unsigned char //定义无符号字符

#define uint unsigned int //定义无符号整数

sbit k1=P3^4 ; //增加键

sbit k2 =P3^5 ; //减少键

unsigned char PWM=0x7f; //赋初值

int ch=100;

unsigned char temp=0xff;

unsigned char shu=0x00;

unsigned char k=0;

unsigned char m=1;

void delayms(char ms);

//void liu();

void line();

void shudu();

void fangxiang();

void delay(uint t) ;

void tiao();

unsigned char const zu[]={ 0xff, 0xfe, 0xfd, 0xfb, 0xf7, 0xef, 0xdf, 0xbf, 0x7f, };

void main()

{ P1=0xff;

// P0=0xff;

TMOD=0x21 ;

TH0=0xff ; //1ms延时常数

TL0=0x02 ; //频率调节

TH1=PWM ; //脉宽调节

TL1=0 ;

EA=1;

ET0=1;

ET1=1;

TR0=1 ;

// P0=0xff;

// EA=1;

EX0=1;

EX1=1;

//TCON=0x01;

IE0=1;

IE1=1;

IT0=1;

IT1=1;

while(1)

{

if(P1==0xef)

{

if(PWM!=0xff)

{ PWM++ ;

delayms(10);

}

}

if(P1==0xdf)

{

if(PWM!=0x02)

{ PWM-- ;

delayms(10);

}

}

if(P1==0x7f)

{

//delayms(10);

if(P1==0x7f)

{

fangxiang();

}

}

}

}

/*********************************************************/

// 设置LED灯的亮灭程度

/*********************************************************/ /*********************************************************/

// 定时器0中断服务程序.

/*********************************************************/ void timer0() interrupt 1

{

TR1=0 ;

TH0=0xff ;

TL0=0x02 ;

TH1=PWM ;

TR1=1 ;

if(PWM<0xff)

{

P0=shu ; //启动输出

}

}

/*********************************************************/

// 定时器1中断服务程序

/*********************************************************/ void timer1() interrupt 3

{

TR1=0 ;

P0=0xff ; //结束输出

}

/*********************************************************/

// 延时子程序

/*********************************************************/

void delayms(char ms)

{

char i ;

while(ms--)

{

for(i = 0 ; i < 120 ; i++) ;

}

}

/*********************************************************/

// 设置流水灯的方向

/*********************************************************/

void fangxiang()

{ //while(1)

uint i;

uint j;

uint a=1;

uint b=9;

// uchar temp;

// TR0=0 ;

// TR1=0 ;

while(P1!=0xf7)

{ if(m%2==1)

{

for(i=b;i<8&&P1!=0xf7;i++) //8个流水灯逐个闪动

{

if(m%2==1)

{

shu=zu[i];

delay(ch); //调用延时函数

// b--;

}

}

}

b=9;

for(i=1;i<9&&P1!=0xf7;i++) //8个流水灯逐个闪动

{

if(m%2==1)

{