PLC控制跑马灯系统的设计
河南工业职业技术学院
2012—2013学年
第一学期
毕业设计
课题名称：PLC控制跑马灯系统的设计设计时间：20012.9.25—20012.10.21
系部：机电工程系
班级：机电1003
姓名：杨杰
指导教师：朱文琦
目录
前言 (3)
第1章概论 (5)
1.1跑马灯系统的意义、现状及要求 (5)
1.1.2 技术现状 (5)
1.2彩灯的发展 (6)
1.2.1 彩灯的最初来源 (6)
1.2.2 彩灯给城市带来的五彩缤纷 (6)
1.3PLC的发展前景及趋势 (7)
1.4PLC的定义及特点 (11)
第2章硬件电路的设计 (13)
2.1跑马灯电路的设计 (13)
2.2开关电路的设计 (14)
第3章软件设计 (15)
3.1软件设计的方案 (11)
3.2PLC结构 (14)
3.3工作原理 (15)
3.4编程语言 (16)
3.5S7-200的指令系统 (18)
3.6跑马灯的工作要求 (19)
3.7梯形图 (20)
结束语 (26)
致谢 (27)
参考文献 (28)
附图 (29)
PLC控制跑马灯系统的设计
[摘要]本次毕业设计是应用S7-200 PLC跑马灯设计的硬件电路，并利用OB1的梯形图控制程序设计。通过控制S7－200 PLC的定时继电器的功能
来实现各彩灯按一定的规律点亮和熄灭。接通延迟定时器SD的特点（如
果RLO有正跳沿，则接通延迟定时器启动指令，以设定的时间值启动
指令的定时器）。这种控制电路结构简单，可靠性高，应用性强；软
件程序适应范围广，对各彩灯按一定的规律点亮和熄灭的控制，只需
要改变相应的定时器的时间接通即可。
[关键词] PLC 彩灯梯形图；
前言
随着科技的飞速发展，无论在日常生活中，还是在工农业发展中，PLC具有广泛的应用。PLC的一般特点：抗干扰能力强，可靠性极高、编程简单方便、使用方便、维护方便、设计、施工、调试周期短、易于实现机电一体化。PLC总的发展趋势是：高功能、高速度、高集成度、大容量、小体积、低成本、通信组网能力强。
本次毕业设计是应用S7-200 PLC跑马灯设计的硬件电路，并利用OB1的梯形图控制程序设计。通过控制S7－200 PLC的定时继电器的功能来实现各彩灯按一定的规律点亮和熄灭。接通延迟定时器SD的特点（如果RLO有正跳沿，则接通延迟定时器启动指令，以设定的时间值启动指令的定时器）。这种控制电路结构简单，可靠性高，应用性强；软件程序适应范围广，对各彩灯按一定的规律点亮和熄灭的控制，只需要改变相应的定时器的时间接通即可。
第1章概论
本篇概述跑马灯系统有关的一些基本知识，为对该彩灯系统的了解做一个基础。首先要说明彩灯系统的意义、要求及本设计的任务，然后介绍跑马灯系统的基本组成单元及功能原理；接着讲述元器件的选择与参数设置要求，最后讲述软件的调试和硬件的调试。
1.1 跑马灯系统的意义、现状及要求
1.1.1 课题背景及目的
随着科学技术的的不断提高，社会经济的不断发展，人们对城市的装束有了很大的变化。在城市的夜晚，大街小巷都布满了五颜六色的彩灯，给原来萧条的城市带来了气息和活力，给人们的视觉很大的冲击，有的地方将彩灯很好的配置安装在城市主要建筑物上，使之绚丽多彩，更加吸引人的眼球，有的则利用彩灯装扮城市，给当地的城市带来了丰富的旅游资源。
1.1.2 技术现状
本课题与同类相比，优越性更大，不过各有各的特点，市场上大部分是单片
机做的，而本设计是用S7－200 PLC做的，是用S7-200 PLC的硬件和软件结合起来。这样的设计可以控制和设定不同的彩灯变化方式，相比之下，实用性和操作性更高一些，易学易懂，深受工程技术人员的欢迎。
1.2 彩灯的发展
1.2.1 彩灯的最初来源
1879年，美国著名的科学家爱迪生发明了白炽灯，结束了人类“黑暗”的历史。然而白炽灯只是给人类为以后各种各样彩灯的发展埋下了伏笔。1902年，黑维特发明了水银灯。这种水银灯是在真空的灯管中充入水银和少量氩气。通电后，水银蒸发，受电子激发而发光。水银灯会辐射出大量紫外线，而紫外线
是对人体有害的，且水银灯光线太亮，太刺眼，因此它不能得到广泛应用。又经过了很长一段时间的发展，最值得一提的就是美国通用电子公司的研究员伊曼，与其他科学家一样，从霓虹灯的亮光中，看到了光明的前途。他加快了研究的步伐。终于在1938年，突破了启动装置的设计与制作大关，制作了与水银等性能截然不同的荧光灯。这种荧光灯是在一根玻璃管内，充进一定量的水银，管的内壁涂有荧光粉，管的两端各有一个灯丝做电极。它的工作原理是：通电后，水银蒸气放电，同时产生紫外线，紫外线激发管内壁的荧光物质而发出可见光。显然，荧光灯没有水银灯的弊端，它比白炽灯更亮，且电能利用率高，省电。因此，它一诞生，便很快进入了一般家庭和公司。
1.2.2 彩灯给城市带来的五彩缤纷
随着社会经济的发展，越来越多的城市大街小巷都布满了彩灯，这给原来并不怎么好看很单调的城市带来了朝气，随着城市里彩灯的不断增加，光效的不同，
给了人们视觉很大的享受和冲击，给原本萧条的城市带来了繁荣的景象。
1.3 PLC的发展前景及趋势
PLC发展至今，已有30余年的历史，随着半导体技术、计算机技术和通信技术的发展，工业控制领域已有翻天复地的变化，PLC亦在不断的发展变化之中，PLC正朝着新的技术发展。
向高性能、高速度、大容量发展
大型PLC大多采用多CPU结构，不断向高性能、高速度和大容量方向发展。三菱的AnA系列PLC使用了世界上第一个在一块芯片上实现PLC全部功能的32位微处理器，即顺序控制专用芯片，其扫描时间为每条基本指令0.15μs。松下公司的FP10SH系列PLC采用32位5级流水线RISC结构的CPU，可以同时处理5条指令，顺序指令的执行速度高达0.04μs/步，高级功能指令的执行速度也有很大的提高。在有2个通信接口、256个I/O点的情况下，FP10SH总的扫描时间为0.27～0.42ms。在模拟量控制方面，除了专门用于模拟量闭环控制的PID指令和智能PID模块，某些PLC还具有模拟量模糊控制、自适应、参数自整定功能，使调试时间减少，控制精度提高。
增强小型PLC的功能
小型PLC一般指I/O点数小于等于256的PLC，大多采用整体式结构。小型PLC的价格便宜，性能价格比不断提高，很适合于单机自动化或组成分布式控制系统。近年来，PLC生产厂商不断推出功能更强的小型PLC，更新换代的周期越来越短。如三菱公司的小型PLCFX系列先后推出了FX、2FX、FX、FX、FX、FX、FX0SN 2C C 1S和FX等系列，它们的性能价格比1N越来越高。除了开关量逻辑控制功能外，现代的小型PLC一般具有以下功能：
(1)多种工作模式的32位高速计数器，当计数值达到预置值时，用中断方式改变PLC的输出。高速计数功能是用中断方式实现的，因此其计数频率受到限制。三菱的FX1S和FX的计数频率可达100kHz。1N
(2)包括脉冲列输出(PTO)和脉宽调制(PWM)的高速输出功能FX、FX 的输出脉冲频率可达1S 1N100kHz。
(3)中断功能，包括开关量输入中断、定时中断、高速计数输入中断、高速脉冲输出中断和通信中断等。
(4)脉冲捕获功能，可捕获脉宽为数十μs的输入脉冲。
(5)内置的实时钟，或可以选配实时钟模块。
(6)内置的1个或2个模拟量输入电位器，可用于调节控制参数，如修改定时器的设定值。FX可选配有8个模拟量输入电位器的功能扩展板。(7)整数运算、浮点数运算和函数运算功能。
(8)用EEPROM代替RAM和锂电池，使PLC成为完全免维护的设备。
(9)用户程序可用密码保护，有的可设多级密码。
(10)将过去许多需要特殊功能模块完成的功能软件化，如用PID指令实现PID控制，用定位控制指令实现位置控制。有的小型PLC具有超高速的运算速度, 如FX执行基本指令的时间仅0.08μs，运算速度远远高于某
些大中型PLC的运算速度。小型PLC不断增加特殊功能模块的品种，一般有下列特殊模块：模拟量输入输出模块、热电阻/热电偶温度传感器模块、温度调节模块、高速计数模块、脉冲输出模块、位置控制模块、可编程凸轮开关模块和多种通信模块等。
FX系列PLC的功能扩展板体积小巧，价格便宜，可安装在基本单元内。FX 系列有下述功能扩展板：4点开关量输入板、2点开关量输出板、2路模拟量输入板、1路模拟量输出板、8点模拟量调整板，RS－232C、RS－485和RS－422通信板。各PLC厂家近年来推出了一些价格便宜的专用人机接口装置，用来监视PLC的内部变量和修改控制参数。
与西门子S7－200配套的TD200文本显示器可显示两行字符，每行10个汉字或20个字符，可用S7－200的编程软件设置TD 200的显示内容。与三菱公司的FX系列配套的FX－1N－5DM微型显示模块的体积小巧，正面尺寸仅为
32mm×40mm，直接安装在三菱FX/FX1S 1N系列PLC基本单元的顶部，无需连线；配有带背光的LED，可以监视和修改PLC的内部数据，可与功能扩展板一起使用，网上报价仅300
多元。2003年初松下电工推出了面板安装型PLC－FP－e，它有2行显示，每行显示5个字符，每行可单独变换3种颜色，同时带有相应的提示符号；有8点输入和5点晶体管、1点继电器输出；面板有6个操作按键，可用于改变设定值和作为操作开关输入，不占用外部I/O点；除编程口外，还有RS－232C通信端口，功能增强型的FP－e可支持日历时钟功能及热电偶输入。不断提高编程软
件的功能编程软件日益普及PLC的手持式编程器编程功能有限，使用不便。随着计算机的迅速普及、升级以及编程软件性能的不断提高，使用编程软件的人越来越多，笔记本电脑的大幅度降价解决了计算机编程的现场调试问题大多数PLC
厂家都向用户提供免费使用的演示版编程软件，正版编程软件的价格也在不断降低。编程软件可以对PLC控制系统的硬件组态，在屏幕上可以直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。程序可以下载、存盘和打印，通过网络或电话线，还可以实现远程编程。现在有的PLC(如西门子的S7－200系列)用基于PC的编程软件来编程，已没有配置手持式编程器。编程软件的功能不断提高PLC的编程软件升级更新非常快，如三菱先后推出了MEDOC、SWOPC－FXGP/WIN、GPPW编程软件和LLT模拟仿真软件。大多数厂家的编程软件都有汉化版，方便了英语水平较差的国内用户。
编程语言的标准化PLC的编程语言标准IEC61131－1已公布了多年，欧美的PLC厂家的编程语言基本上符合IEC标准。某些“软PLC”(即在PC上运行的可实现PLC功能的软件包)几乎都是按IEC标准设计的。随着时间的推移，IEC标准会得到越来越广的使用。
使用编程向导简化编程过程
S7－200的编程软件STEP 7－MicroWIN32配备了大量的编程向导，如PID、网络读写、高速计数器和高速输出指令的编程向导，位置控制模块、文本显示器TD200、调制解调器模块、以太网模块、互联网模块、AS－i通信模块等的编程向导。使用这些编程向导时，只需要输入要求的数据或确定选项，编程软件就可以自动地生成用户程序。
编程软件配备仿真功能
有的PLC生产厂家提供了在计算机上运行，可以用来代替PLC的硬件调试用户程序的仿真软件，例如西门子公司与STEP 7编程软件配套使用的S7－PLCSIM 仿真软件、
三菱公司与SW3D5C－GPPW－C编程软件配套的SW3D5C－LLT－C仿真软件，欧姆龙公司与CX－Programmer编程软件配套的仿真软件CX－Simulator等，西门子的“LOGO！”可编程逻辑模块的编程软件也有仿真功能。
PLC的仿真软件也是初学者学习编程和程序调试方法的很好的学习工具。
通信功能的增强和标准化不断增强通信功能随着计算机网络通信在控制系统中的广泛应用，通信功能受到越来越高的重视，因此小型PLC的通信功能在不断扩展和增强。以三菱的FX系列为例，它可以接入开放式通信网络，为此提供了CC－Link系统主站模块、CC－Link接口模块、AS－i主站模块、DeviceNet 接口模块和Profibus接口模块。使用MELSEC远程 I/O链接系统主站模块可组成远程I/O网络。RS－232C通信接口模块、RS－232C适配器、RS－485通信板适配器、RS－232C/RS－485转换接口等提供了标准的串行通信接口。在软件方面FX提供了一些专用的通信协议，如并行链接、N：N链接、计算机链接和I/O
链接。计算机链接协议基本上符合Modbus通信协议中的ASCII传输模式，PLC 与PC通信时，PLC一侧不需要用户编程。其余的几种链接的通信是周期性地自动实现的，用户只需要作一些简单的设置。GE－Fanuc公司的Versa Max系列PLC 可与现场总线Device Net、Profibus－DP和Genius链接。用户
可使用Modbus RTU从站、ASCII读写和SNP等通信协议。Micro Logix 系列PLC可选择对等通信、Device Net和SCADA/RTU网络通信。
提高通信的开放程度
早期的PLC基本上采用厂家专用的通信协议，给不同厂家的产品互联互通和用户的使用带来了很大的困难。现在的发展趋势是尽可能地采用符合国际标准的通信协议，如符合现场总线国际标准IEC 61158和IEC 62026中的某些总线标准。值得一提的是Modbus通信协议，该协议包括两种传输模式(ASCII和RTU)，它们在PLC的通信中得到了广泛的使用，Modbus协议已经成为事实上的标准。有的厂家对Modbus协议作了一些改动。现场总线与PLC紧密结合现场总线与PLC有着天然的联系，因为很多现场总线都是PLC生产厂家开发出来的，如Rockwell 的Control Net和Device Net，西门子的Profibus等，现在已经有相当多的PLC 有现场总线通信功能。值得关注的是已进入国际标准的现场总线，在PLC中使用得较多的现场总线有Profibus\DeviceNet和AS－i(执行器、传感器接口)等。简化通信程序的设计实际中用得较多的是计算机与PLC之间的通信。有的通信协议只需要编写计算机一侧的通信程序，PLC接收和发送通信帧是自动完成的。为了减少用户编写计算机通信程序的工作量，不少厂家设计了计算机与PLC通信的接口软件，如Prodave是西门子公司为解决计算机与PLC进行数据交换而设计的动态链接库，使用VB、VC和Delphi等编程语言均可以用其中的函数，计算机可以很方便地读写西门子PLC(S7－200/300/400)的存储区。在GE－Fanuc公司的RTU协议中，计算机作主站，PLC作从站，只有计算机能主动发送命令帧，PLC 收到后返回响应帧。响应帧(包括其中的CRC校验字)是自动生成的，计算机发出的命令帧则需要用户编程。西门子最近推出的EM241 Mo-dem模块可用STEP 7－Micro/WIN编程软件中的调制解调器组态向导来设置程序中需要的参数，完成设置后，向导将为选择的组态生成程序块和数据块。
PLC的软件化与PC化个人计算机(PC)的价格便宜，有很强的数据运算、数据处理、通信和人机交互的功能。过去个人计算机主要用作PLC的编程器、操作站或人/机接口终端，如果用于工业控制现场，必须使用加固型的工业个人计算机，一般称为工业控制计算机。目前已有多家厂商推出了在PC机上运行的可实现PLC功能的软件包，如北京同拓公司等的推出的eMbiz低成本开放式控制与自动化方案套装软件，包含通用及嵌入式人机界面、符合IEC1131－3标准的软逻辑控制及Internet功能。北京俄华通仪表技术有限公司的TRANCE MODE工控组态软件的逻辑控制(即开关量控制)部分、亚控公司的King PLC、研华公司的基于PC的软逻辑控制器ADAM－5501/P31，均是按IEC1131－3标准设计的软件PLC，后者可在PC上用梯形图、顺序功能图和功能块图这3种IEC1131－3标准的图形语言来编程
1.4 PLC的定义及特点
（1）可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置”。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
（2） PLC的特点：
a.可靠性高，抗干扰能力强；
b.配套齐全，功能完善，适用性强；
c.易学易用，深受工程技术人员欢迎；
d.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造；
e.体积小，重量轻，能耗低。
第2章硬件电路的设计
2.1 跑马灯电路的设计
PLC工作的时间基准是由跑马灯电路提供的。在PLC的输出的端部，接一只电阻和一个发光二极管或接一只电阻并联两个发光二极管就构成了PLC的跑马灯电路，如图2-1所示。
图2-1跑马灯硬件电路的设计图
电路中的器件选择可以通过计算和实验确定，也可以参考一些典型电路的参数。电路中，电阻有分压作用，电阻值大概在13KΩ，一个及两个并联发光二极管所承受的电压在3V左右，PLC的工作电压在+24V，这样可以使跑马灯正常工作。
2.2 开关电路的设计
开关是PLC的信号输入端口。输入端的开关是来控制输出端的运行和关闭交通灯的运行，启动开关sd1,I0.0 得电（“1”状态），交通灯按照设计好的程序运行，sd2闭合，I0.1断电（“0”状态）系统停止工作，如图2-2所示。
图2-2 跑马灯开关电路的设计图
说明：Sd1闭合系统得电运行，Sd2闭合系统停止运行。
第3章软件设计
3.1 软件设计的方案
进行应用软件设计时可采用模块化程序设计方法，其优点是：
跑马灯控制采用PLC比传统的采用电子线路和继电器具有可靠性高、维护方便、使用简单、通用性强等特点，PLC还可以联成网络，根据需要控制城市里的各个景点的灯光配置和各道路的路灯控制，有效的减轻了人类的体力活动。
3.2PLC结构
从可编程控制器的定义可知，PLC也是一种计算机，它有着与通用计算机相类似的结构，即可编程控制器也是由中央处理器（CPU）、存储器、输入/输出（I/O）接口及电源组成的。只不过它比一般的通用计算机具有更强的工业过程相连的接口能力和更直接的适应控制要求的编程语言。
图 3-1 PLC的基本机构
用可编程控制器作为控制器的自动控制系统，就是工业计算机系统，它即可进行开关量的控制，也可实现模拟量的控制。
3.3工作原理
可编程控制器是一种专业的工业控制计算机，因此，其工作原理建立在计算机控制系统工作原理的基础上。但为了可靠地应用在工业环境下，便于电气技术人员的使用和维护，它有着大量的接口器件、特定的监控软件、专用的编辑器件。所以，不但其外观不像计算机，它的操作使用方法、编程语言及工作过程与计算机控制系统也是有区别的。
PLC的控制系统的等效工作电路分为3个部分，即输入部分、内部控制电路和输出部分。输入部分就是采集输入信号，输出部分就是系统的执行部件，这两部分与继电器控制电路相同。内部控制电路是通过编程方法实现的控制逻辑，用软件编程代替继电器电路的功能。
（1）输入部分
输入部分由外部输入电路、PLC输入接线端子和输入继电器组成。外部输入信号经PLC输入接线端子去驱动输入继电器的线圈。每个输入端子与其相同编号的输入继电器有着唯一确定的对应关系，当外部的输入元件处于接通状态时，对应的输入继电器线圈“得电”。
（2）内部控制电路
所谓内部控制电路是由用户程序形成的用“软继电器”来代替硬继电器的控制逻辑。它的作用是按照用户程序规定的逻辑关系，对输入信号的状态进行检测、判断、运算和处理，然后得到相应的输出。
（3）输出部分
输出部分是由在PLC内部且与内部控制电路隔离的输出继电器的外部常开点、输出接线端子和外部驱动电路组成，用来驱动外部负载。
PLC的内部控制电路中有许多输出继电器，每个输出继电器除了有为内部控制提供编程用的任意多个常开、常闭接点外，还为外部输出电路提供了一个实际的常开接点与输出接线端子相连。
综上所述，可对PLC的等效电路作进一步简化而深刻的理解，即将输入等效为一个继电器的线圈，将输出等效为继电器的一个常开接点
3.4编程语言
可编程控制器的应用软件是指用户根据自己的控制要求编写的用户程序。由于可编程控制器的应用场合是工业现场，它的主要用户是电气技术人员，所以其编程语言与通用的计算机编程语言相比，具有明显的特点，它既不同于高级语言，又不同于汇编语言，它要满足易于编写和易于调试的要求，还要考虑现场电气技术人员的接受水平和应用习惯。因此，可编程控制器通常使用梯形图语言，又称继电器语言，更有人称之为电工语言。另外，为满足各种不同形式的编程需要，根据不同的编程器和支持软件，还可以采用指令语句表、逻辑功能图、顺序功能图、流程图及高级语言进行编程。梯形图是一种图形编程语言，是面向控制过程的一种“自然语言”，它沿用继电器的触点（触点在梯形图中又常称为接点）、线圈、串并联等术语和图形符号，同时也增加了一些继电器控制系统中所没有的特殊功能符号。梯形图语言比较形象、直观，对于熟悉继电器控制线路的电气技术人员来说，很容易被接受，且不需要学习专门的计算机知识，因此，在PLC应用中，梯形图是使用得最基本、最普遍的编程语言。但这种编程方式只能用图形编
程器直接编程。
PLC的梯形图虽然是从继电器控制线路图发展而来的，但与其又有一些本质的区别：
（1）PLC梯形图中的某些编程元件沿用了继电器这一名称，如输入继电器、输出继电器、保持继电器、中间继电器等。但是，这些继电器并不是真实的物理继电器，而是“软继电器”。这些继电器中的每一个，都与PLC用户程序存储器中的数据存储区中的元件映像寄存器的一个具体基本单元相对应。如果某个基本单元为“1”状态，则表示与这个基本单元相对应的那个继电器的“线圈得电”。反之，如果某个基本单元为“0”状态，则表示与这个基本单元相对应的那个继电器的“线圈断电”。这样，就能根据数据存储区中某个基本单元的状态是“1”还是“0”，判断与之对应的那个继电器的线圈是否“得电”。
（2）PLC梯形图中仍然保留了常开接点和常闭接点的名称，这些接点的接通或断开，取决于其线圈是否得电（这对于熟练继电器控制线路的电气技术人员来说，是最基本的概念）。
（3）PLC梯形图中的各种继电器接点的串、并联连接，实质上是将对应这些基本单元的状态依次取出来，进行“逻辑与”、“逻辑或”等逻辑运算。而计算机对进行这些逻辑运算的次数是没有限制的，因此，可在编制程序时无限次地使用各种继电器的接点，且可根据需要采用常开（动合）或常闭（动断）的形式。注意，在梯形图程序中，同一个继电器的线圈一般只能使用一次。
（4）在继电器控制线路图中，左、右两侧的母线为电源线，在电源线中间的各个支路上都加有电压，当某个或某些支路满足接通条件时，就会有电流流过接点和线圈。
（5）在继电器控制线路图中，各个并联电路是同时加电压并行工作的，由于实际元件动作的机械惯性，可能会发生接点竞争现象。
（6）PLC梯形图中的输出线圈只对应存储器中的输出映像区的相应位，不能用必须通过指定的输出继电器，经I/O接口上对应的输出单元（或输出端子）才能驱动现场执行机构。
d. 各种信号模板SM，安装在4号～11号槽位上。从4号槽位开始，CPU为信号模板分配I/O地址，且根据信号模板的类型递增I/O地址。
3.5 S7-200的指令系统
接通延迟定时器SD，如果RLO有正跳沿，则接通延迟定时器启动，以设定的时间值启动指定的定时器。达到设定时间后，定时器的动合触点闭合并保持，直到RLO变为0时，定时器被复位。如果定时器运行时间（RLO为1时）少于定时器时间设定值，则当RLO由1变到0时，定时器也被复位。
3.6跑马灯的工作要求
跑马灯的走势如下：当按下启动按钮时，L0、L1、L2、L3先亮；0.5s后，L0、L3、L4、L5亮；0.5s后，L0、L5、L6、L7亮；0.5s后L0、L1、L7、L8亮，0.5s后L0、L1、L2、L3亮，如此循环50次后自动停止；如需急停可按下停止按钮。
（1）本设计的系统配置及输入/输出继电器地址分配如下：
组成原理课程设计跑马灯
信息与电气工程学院 《计算机组成原理》课程设计报告
一、课程设计的目的 《计算机组成原理》课程设计是与课程配套开设的实践环节。通过本课程设计，使学生进一步的理解计算机组成原理课程讲授的相关内容，包括计算机的各大部件及工作原理，计算机对机器语言的支持和理解方法，计算机整机工作原理和控制方法，以及CU设计的基本方法等等，进一步巩固所学的理论知识，提高运用所学知识分析和解决实际问题的能力；锻炼计算机硬件的设计能力、调试能力；培养严谨的科学实验作风、良好的工程素质及团队协作精神，为今后的工作打下基础。 二、课程设计的内容 基于DAIS-CMH+实验台，设计并实现一个能够支持5至10条机器指令的微程序结构CU，并利用该指令系统的指令编写机器指令程序，通过调试观察模型机执行机器指令程序的过程和结构，验证CU设计的正确性。 三、课程设计的要求 (1)认真阅读模型机设计说明，了解设计内容，做好设计准备。 (2)完成模型机的硬件电路连接，绘制硬件结构框图。 (3)完成指令的微操作序列分析，画出微程序流程图，根据微指令格式，填写码点，编写微程序，完成微程序结构的CU设计。 (4)设计并编写机器指令测试程序。 (5)能够熟练的运用调试方法，修正微程序设计中存在的问题，验证机器指令执行的正确性。 (6)根据设计的实施过程，认真完成课程设计报告。 四、模型机设计总结 4.1 硬件结构框图与主要硬件模块说明
图1 实验台硬件布局图 ①缓冲输入模块: 控制信号 SW-B,控制输入信号从开关部件输入到总线。 注意：总线没有锁存能力，如果该信号关闭，则数据立刻丢失，总线上数据变为FFH。 ②地址总线模块：控制信号LDAR,控制数据（地址信号）从总线打入地址寄存器(AR)。 ③内存模块：控制信号 WR,内存的读/写控制信号，配合控制信号CE,内存的片选信号，对内存进行读/写操作。CE = 1,WR = 1，进行内存写操作；CE = 1, WR = 0, 进行内存读操作。 ④锁存输出模块：控制信号 LDED,控制数据从总线打入输出模块的锁存器，通过LED灯进行显示。 ⑤寄存器组：两组控制信号,控制数据从总线输入Ri的控制信号- LDR0,LDR1和LDR2；控制数据从寄存器Ri送到总线上的控制信号R0-B,R1-B,R2-B。 ⑥数据总线模块，这个模块没有控制信号，就是个显示模块，显示当前总线上的数据情况。
单片机课程设计代码
陈新 2014/7/21 17:32:03 QQ可以找到历史记录的 陈新 17:33:15 无痕的回忆 17:01:52 LED_LOOP: MOV R1, #251 ;1s的显示延时（好奇怪，居然不准） LED_LOOP_1: MOV R4, #14 ;使用了寄存器R1，R4（估计可以使用堆栈临时释放） LED_LOOP_2: LCALL DISPLAY_MOVE DJNZ R4, LED_LOOP_2 DJNZ R1, LED_LOOP_1 RET 无痕的回忆 23:10:36 ORG 0000H AJMP MAIN ORG 0030H HC595_SCK BIT P0.4 HC595_RCK BIT P0.5 HC595_RST BIT P0.6 HC595_DAT BIT P0.7 MAIN: MOV A, #00H MOV P0, A CLR HC595_RST LOOP0: MOV R0, #0 LOOP1: MOV R1, #100 LOOP2: MOV R4, #10 LOOP3: LCALL DISPLAY DJNZ R4, LOOP3 DJNZ R1, LOOP2 INC R0 LJMP LOOP1 DELEY0: MOV R6, #4 ;1ms延时的子程序 DELEY1: MOV R7, #123 DELEY2: DJNZ R7, DELEY2 DJNZ R6, DELEY1 NOP RET
DISPLAY: MOV A, R0 MOV B, #100 DIV AB MOV B, #10 DIV AB ;MOV A, #0 LCALL SHOW_NUM MOV A, P0 ANL A, #0F0H ORL A, #1 MOV P0, A ;延时LCALL DELEY0 ;延时LCALL DELEY0 MOV A, R0 ;有问题MOV B, #100 DIV AB ;MOV A, #7 LCALL SHOW_NUM MOV A, P0 ANL A, #0F0H ORL A, #2 MOV P0, A ;延时LCALL DELEY0 ;延时LCALL DELEY0 MOV A, R0 MOV B, #100 DIV AB XCH A, B MOV B, #10 DIV AB ;MOV A, #7 LCALL SHOW_NUM MOV A, P0 ANL A, #0F0H ORL A, #4 MOV P0, A LCALL DELEY0 ;延时LCALL DELEY0 ;延时 MOV A, R0 MOV B, #10 DIV AB
数字电路设计跑马灯
数字电路课程设计报告设计课题：跑马灯 专业班级：12电信2班 学生姓名：刘鹏 学号：120802084 指导教师：曾祥志 设计时间：2016.4-2016.5
目录 1 设计要求 (2) 1.1 设计规范 (2) 2 设计方案 (2) 2.1题目分析 (2) 2.2 整体构思 (2) 3 元件说明 (3) 3.1 元件说明 (3) 3.2电路原理图 (3) 4 安装与调试 (6) 5 心得体会........................... ............. (7) 6参考文献......................................... .. (7) 7附录 (8)
1 设计任务与要求 1.1 设计规范 （1）、根据技术指标要求确定电路形式，分析工作原理，计算元件参数。 （2）、安装调试所设计的电路，使之达到设计要求。 （3）、记录实验结果。 （4）、撰写设计报告。 设计要求 （1）实现10灯循环点亮。 (2) 红绿灯各5盏。 （3）实现红绿灯流水交替显示。 2设计方案 2.1题目分析 我们设计的跑马灯实际上是主要使用一个555芯片产生脉冲给到，CD4017芯片对10个LED进行控制，产生流水交替的效果。形成跑马灯。 2.2 整体构思 拟定系统方案框图，画出系统框图中每框的名称、信号的流向，各框图间的接口，使用电路设计软件画出原理图。 3. 元件说明 3.1元件说明 555功能：555 的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5 脚悬空时，则电压比较器C1 的同相输入端的电压为2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端TR 的电压小于VCC /3，则比较器C2 的输
跑马灯课程设计报告
课程设计报告 课题名称基于AT89S51的跑马灯设计 系别机电系 专业 班级 学号 学生姓名 指导教师 完成日期2010年月 教务处制 基于AT89S51的跑马灯设计 一、设计任务与要求 1．设计任务 选择采用AT89S51、74LS245、ULN2803、LED等器件，使用汇编语言实现各种跑马灯动态显示效果设计。 2．设计要求 实现16个LED的全亮、全灭、交错显示、流水灯显示等。可结合灯的排布以及程序设计实现各种跑马灯动态显示效果。三个输入按键，按键S2时，LED 灯亮点依次流动；按键S3时，依次点亮LED灯；按键S4时，LED灯交错点亮。 3．设计目的 通过本课程设计掌握单片机系统设计思路和基本步骤；掌握LED驱动电路、延时程序和按键处理程序设计。能熟练使用Wave6000软件、编程器或下载线。熟悉Keil、PROTEUS、Protel99se等相关软件的使用。 二、方案设计与论证 在日常生活中，我们总是花样百出的流水灯光，随着电子技术的飞速发展，人们对灯的花样要求也就更多，如全亮、全灭、交错显示、流水灯显示等。因此，跑马灯得到了广泛的应用。 一个由单片机控制的较简单的数字钟由电源电路、控制电路、驱动电路、显示电路4部分组成。
1. 控制电路 控制电路时整个电路的核心，主要由单片机 来完成。AT89S51单片机的管脚图如图（1）所示。 单片机执行指令是在时钟脉冲控制下进行的，因 此，单片机必须外接振荡器构成时钟电路才能正 常工作。另外，还应该在单片机的RES端外接电 阻电容构成复位电路，当单片机运行错误时可以 给一个复位信号使其复位。 单片机的对接口电路的控制是由软件向单片 机的I/O口（即P0~P3口）来实现的。AT89S51 单片机内部由两个定时/计数器，可以用其中一个 定时/计数器来对时间进行计数，而另一个可以对 显示器的显示延时进行定时并通过中断把相应的 数据通过I/O 口送给显示器显示。同时，通过对图1 A T89S51管脚图 外部按键的状态判断来进行时间的调整。 2. 显示电路 作为显示电路，采用16个LED灯来进行显示，实现全亮、全灭、交错显示、流水灯显示等。 3. 驱动电路 由于单片机的I/O口输出电流比较弱，不够驱动一位LED数码管，因此，必须在I/O 口和LED数码管之间接一驱动器和限流电阻来驱动LED数码管。 4. 电源电路 由于外部的干扰如电压、电流的波动可能造成直流电源的不稳定，因此，可在电源两端接上滤波器来降低外部干扰对电源造成的影响。 三、单元电路设计 1．时钟电路 单片机执行指令是在时钟脉冲控制下进行的，因此时钟信号时单片机的基本工作条件。可以通过测量第30脚ALE是否有输出时钟脉冲的六分频信号来判断时钟信号是否正常。 时钟可以由内部和外部两种方式产生，本设计采用内部方式。如图（2）所示，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件。定时元件通常采用振荡器和电容组成的并联谐振电路。X1为振荡器，C1、C2为电容。振荡器的振荡频率主要取决于晶体，电容对振荡频率由微调作用。外接晶体振荡器时，电容值可选在30pF左右。 图2 内部时钟电路图3 电源滤波电路2．电源电路 如图（3）所示，为了提高电源的稳定，由两个电容并联连接电源两极构成电源滤波电路。C4电容值比较大，用于滤低频；C5容值比较小，用于滤高频。 3．复位电路 一个时钟周期为振荡周期的2倍，6个时钟周期构成一个机器周期，即12个时钟周期构成一个机器周期。在RES引脚上输入一个超过两个机器周期的高电平信号，单片机就可以复位。如时钟频率为12MHz，则有效的复位信号至少应保持2μs以上。 复位电路可以有两种方式：上电复位电路和外部按键复位电路。图（4）所示为单片机的上电复位电路。在上电瞬间，因为电容两端的电压不能突变，RST引脚上电位与Vcc相同。随着电容器充电过程的进行，RST引脚上的电位逐渐下降。只要适当选择C和R的数值，即可顺利实现复位操作。
虚拟仪器课程设计跑马灯
河北北方学院 虚拟仪器原理与应用 课程设计 课程设计名称：基于labview的计算器设计 专业班级：电子信息工程技术3班 学号： 3 学生姓名：马洪印 成绩: 签名： 2016年12月22日 一、引言： 随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到彩色霓虹灯。
彩灯由于其丰富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简単等特点而得到了广泛的应用,用彩灯来装饰已经成为一种时尚。 本次课程设计是基于LabVIEW虚拟仪器系统开发与实践等原理与技术而设计的跑马灯。虚拟仪器的起源可以追溯到20世纪70年代，“虚拟”的含义主要是强调软件在仪器中的作用，体现了虚拟仪器与主要通过硬件实现各种功能的传统仪器的不同。由于虚拟仪器结构形式的多样性和适用领域的广泛性，目前对于虚拟仪器的概念还没有统一的定义。美国国家仪器公司（National Instrunents Corpotion ，NI）认为，虚拟仪器是由计算机硬件资源、模块化仪器硬件和用于数据分析、过程通信及图形用户界面的软件组成的测控系统，是一种计算机操纵的模块化仪器系统。 过去40年的时间里，美国国家仪器公司（NI）通过虚拟仪器技术为测试测量和自动化领域带来了一场革新：虚拟仪器技术把现成即用的商业技术与创新的软、硬件平台相集成，从而为嵌入式设计、工业控制以及测试和测量提供了一种独特的解决方案。使用虚拟仪器技术，工程师可以利用图形化开发软件方便、高效的创建完全自定义的解决方案，以满足灵活多变的需求趋势。 本次设计的跑马灯是利用虚拟仪器技术而完成的，跑马灯是一种生活中比较常见的装饰,本文主要通过labv i ew来设计了一个相对简单的对跑马灯的控制,实現了其有规律的亮灭,带来一定的观赏效果。 本文主要是实现了跑马灯的单个流水闪烁、双路同步流水闪烁、四路同步流水闪烁、全体同步闪烁,以此循环。本程序并控制闪烁的间隔时间,使其运行更具可观性。 二、前面板设计： 前面板是LabVIEW的图形用户界面，在LabVIEW环境中可以对这些对象的外观和属性进行设计，LabVIEW提供了非常丰富的界面对象，可以方便地设计出生动、直观、操作方便的用户界面。本系统中前面板显示程序的输入和输出对象，即，控件和显示器。本程序中控件主要是滑动杆，显示器主要是文本显示。 在前面板设计过程中主要设计了12个显示灯, 并让其方形围成一圈，显示程序通行结果。前面板还包括一个文本显示控件和水平指针滑动杆，文本显示控件用于显示滑动杆的刻度值即跑马灯的延时，通过改变滑动杆刻度调节跑马灯每
单片机闪烁灯跑马灯控制课程设计
闪烁灯跑马灯控制系统 河南工院
第1 章概述 1.1设计的目的及意义?????????????????????..3 1.2单片机的概述与应用????????????????????..3 第2 章设计原理??????????.. ??????????????4 2.1设计要求与基本思路??????.??????????????4 2.2设计方案选择?????.??????????????????5 2.3设计框图??????????. ?????????????5 第3 章硬件电路设计???????.. ??????????????7 3.1时钟电路???????????????????????.?.7 3.2扩展电路????????????????????????..8 第4 章程序设计???????????????????????9 4.1程序设计思路与流程图??..???????????????? (9) 4.2程序清单与代码???????????????????.?..?11 4.3程序调试??????????????????????.?.?12 第 5 章原件明细表????????????????????13 总结???????????????????????????????14 参考文献15
第1 章概论 1.1设计的目的与意义 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单片机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。 竞争日益剧烈的今天，当代大学生不仅需要扎实的理论知识，还需要过硬的动手能力。作为自动化专业的学生，更应该熟练掌握各种电路编辑软件，作为专业必需的技能更要及时地对这一类软件的更新版本进行学习，其日趋强大的功能是对我们专业技能的补充。 闪烁灯控制系统是利用8051单片机的P1控制的8 个发光二极管。可实现从右到左闪烁一次，再从左到右闪烁一次，每次亮灭1 秒，如此循环，紧急情况下，控制P3.1 进行报警2S停止。 闪烁灯控制系统是简易的单片机控制系统，作为课程设计课题，通过实际程序设计和调试，逐步掌握块化程序设计方法和调试技术，通过课程设计，掌握一单片机核心的电路设计的基本方法和技术，了解有关电路参数的计算方法，通过完成一个包括电路设计和程序设计开发的完整过程，了解开发单片机应用系统的全过程，通过本次设计对单片机应用上有一个初步的了解，增强自我的动手、动脑能力，以及发现问题，解决问题，总计经验教训的能力，为以后走向工作岗位，以及更高更远的发展打下坚实的基础 1.2单片机概述与应用 单片机是将CPU、存储器、定时/计数器以及I/O 接口等主要部件集成在一块芯片上的微型计算机。单片机是单片微机（Single Chip Microcomputer）的简称，但准确反映单片机本质的名称应是微控制器。目前国外已经普遍称之为微控制器。鉴于他完全作嵌入式应用，故又称为嵌入式微控制器 单片微机从体系结构到指令系统都是按照嵌入式应用特点专门设计的，它能最好地满足面对控制对象，应用系统的嵌入、现场的可靠运行以及非凡的控制品质等要求。 自从20世纪70 年代推出单片机以来，作为微型计算机的一个分支，单片机经过30 多年的发展，已经在各行各业得到了广泛的应用，由于单片机具有可靠性高、体积小、干扰能力强、能在恶劣的环境下工作等特点，具有较高的性价比，因此广泛应用于工业控制、仪器仪表智能化，机电一体化、家用电器等 （1）工业控制：工业设备如机床、锅炉、供水系统、生产自动化、自动报警系统。 （2）智能设备：用单片机改造普通仪器如：仪表、读卡器、医疗器械。 （3）家用电器：如高档洗衣机、电冰箱、微波炉、电视、音响、手机、空调器。
微机原理课程设计跑马灯
微机原理课程设计走马灯 运用8086最小模式和8255等芯片设计出一个跑马灯电路，要求至少有5中花式，在ISIS 7 Professional软件中运行。 设计电路图如图所示：
源代码 DATA SEGMENT DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS:CODE ,DS:DATA START :MOV AX,DATA MOV DS,AX MOV AL,10010000B OUT 96H,AL A0: IN AL,90H NOT AL MOV BL,AL OUT 92H,AL CMP AL,1 JNZ A3
A2: MOV DL,AL ;第一个开关实现从上至下的流水 OUT 92H,AL IN AL,90H NOT AL CMP AL,BL JNZ A0 MOV CX,50000 A1: LOOP A1 MOV AL,DL ROL AL,1 JMP A2 A3: CMP AL,2 ; 实现第二个开关从下至上的流水 JNZ A6 MOV AL,80H A5: MOV DL,AL OUT 92H,AL MOV CX,50000 A4: LOOP A4 IN AL,90H NOT AL CMP AL,BL JNZ A0
ROR AL,1 JMP A5 A6: CMP AL,4 ;第三个开关实现相隔的两个灯自上而下流水 JNZ A9 MOV AL, 05H A8: MOV DL,AL OUT 92H,AL MOV CX,20000 A7: LOOP A7 IN AL,90H NOT AL CMP AL,BL JNZ A0 MOV AL,DL ROL AL,1 JMP A8 A9: CMP AL,8 ;第四个开关实现相隔的两个灯从下而上流水 JNZ A12 MOV AL,0A0H
PROTEUS 跑马灯 单片机课程设计
微型计算机技术课程设计报告 专业：通信工程 班级：xxxxxxxxx 姓名：XXX 学号：xxxxxxx 指导教师：XX 时间：xxx 通信与电子信息工程学院
8255扩展 一、课设目的、内容； 1.目的：为了进一步巩固学习的理论知识，增强学生对所学知识的实际应用能力和运用所学的知识解决实际问题的能力，开始为期两周的课程设计。通过设计使学生在巩固所学知识的基础之上具有初步的单片机系统设计与应用能力。 (1).通过本设计，使学生综合运用《微型计算机技术》、《C语言程序设计》以及《数字电路》、《模拟电路》等课程的内容，为以后从事电子产品设计、软件编程、系统控制等工作奠定一定的基础。 (2).学会使用KEIL C和PROTEUS等软件，用C语言或汇编语言编写一个较完整的实用程序，并仿真运行，保证设计的正确性。 (3).了解单片机接口应用开发的全过程：分析需求、设计原理图、选用元器件、布线、编程、调试、撰写报告等。 2.内容：8155或8255扩展用8155或8255扩展IO实现16个LED的跑马灯，提供多种跑马灯运行模式 二、问题分析、方案的提出、设计思路及原因； 本次课程设计的题目是8255的扩展，利用AT89C52驱动扩展8255数据输出口来实现16个LED跑马灯的显示。但是在80C52系列单片机中，有四个8位I/O 端口，但真正能够提供给用户使用的只有P1口，因为P0口和P2口通常需要用来传送外部存储器的地址和数据，P3口也需要使用它的第二功能。因此，单片机提供给用户的I/O接口线并不多，对于复杂的一些的应用系统都应该进行I/O 口的扩展。8255具有24个可编程设置的I/O口,即使3组8位的I/O口为PA口,PB 口和PC口.而8255又有多种运行模式,而这些操作模式完全由控制寄存器的控制字决定。利用8255的控制字模式来定义8255输出口的个数，驱动所需的LED 灯的个数，实现课题目的。 在仿真实验中，两个按键分别控制跑马灯的顺序显示、跳跃显示两种运行方式，顺序显示分别是一个、两个、四个、八个LED灯依次亮。跳跃显示分别是一个、两个、四个LED灯跳跃显示
单片机课程设计报告-跑马灯
单片机课程设计报告-跑马灯
武汉纺织大学 单 片 机 课 程 设 计 报 告 设计课题：跑马灯 指导教师：刘丰
姓名：颜珊曹坤 班级：应电092 一、设计任务 利用单片机制作让LED灯依次闪烁时间间隔为0.5S二次后时间加快为 0.2S并循环闪烁的跑马灯. 二、设计要求 （1）采用单片机STC89C52来控制，下载器由芯片MAX232来对程序的下载。 （2）LED灯的闪烁间隔时间为0.5S-0.25S-1S,每循环两圈更改闪烁速度。 （3）供电采用USB方口的方式。 三、方案设计与论证 跑马灯电路的组成方框图为： 四，主要元件介绍 （1）单片机STC89C52引脚介绍 stc89c52的内核和AT51系列单片机一样，故引脚也相同： 1~8：I/OP1口（P1.0~P1.7）； 9：复位脚（RST/Vpd）；
10~17：I/OP3口（P3.0=RXD，P3.1=TXD，P3.2=-INT0，P3.3=-INT1，P3.4=T0，P3.5=T1，P3.6=-WR，P3.7=-RD）主要是此引脚； 18、19：晶振（18=XTAL2，19=XTAL1）；20:地（Vss）； 21~28：I/OP2口（P2.0~P2.7)； 29：-PSEN； 30：ALE/-PROG； 31：-EA/Vpp 32~39：I/OP0口（P0.7~P0.0）； 40：+5V电源。 注：引脚功能前加“-”，说明其是低电平有效。如P3.2=-INT0。 （2）MAX232介绍 MAX232芯片是美信公司专门为电脑的RS-2 32标准串口设计的接口电路,使用+5v单电源供电。
嵌入式系统课程设计 跑马灯报告
嵌入式系统 课程设计报告 学部 专业 学号 姓名 指导教师 日期 一、实验内容
设计msp430单片机程序并焊接电路板，利用msp430单片机芯片实现对跑马灯、按键识别及数码显示这三大模块的控制 二、实验目的 1.熟悉电路原理图，了解单片机芯片与各大模块间的控制关系 2.增强看图和动手设计能力，为将来从事这个专业及相关知识奠定基础 3.在焊接的同时，理解源程序是如何实现相应功能的 三、实验设备及器材清单 实验设备：电烙铁、烙铁架、尖嘴钳、斜口钳、镊子、万用表等 器材清单： 模块元器件名称单位（个/块） 电源 78051 AMS11171 电容10V100u3 二极管IN40071 104电容2 晶振32768Hz1 33电容2 8MHz2跑马灯发光二极管8 100欧电阻8 74LS5731 104电容2 键盘按键8 10K电阻9 104电容3 103电容1 HD74HC212数码显示7段数码显示（共阴极）1 24脚插座1 74HC1641 14脚插座1复位电路二极管IN40071 电容10V100u1 按键1 10K电阻1 14脚下载口1电路板1 MSP430F149芯片及插座1 四、硬件电路框图
五、程序清单 跑马灯程序#include
51单片机的音乐跑马灯设计
摘要 单片机技术是一门不可或缺的技术，对我们将来的工作以及生活和学习都有很密切的联系。近年来，随着电子技术和微机计算机的迅速发展，单片机的档次不断提高，其应用领域也在不断的扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用家电、汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到了广泛的应用，成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。 本设计使用AT89C52芯片，利用P0的8个端口连接8个发光二极管，P1的8个端口连接8个发光二极管，通过P0.0到P0.7的值和P1.0到P1.7的值控制“跑马灯”的亮灭,以达到显示效果。设计的中断程序要对多个按键动作进行响应，灯光变换的花样有15种，用模式按钮切换。按下模式按钮键，程序将按十五种模式切换，每按一次模式按钮键，切换一次跑马灯模式，而加速按钮和减速按钮可以改变闪烁速度；最后一种模式为音乐模式，加速按钮可切换音乐。 在单片机运行时，可以在不同状态下让跑马灯显示不同的组合，作为单片机系统正常的指示。当单片机系统出现故障时，可以利用跑马灯显示当前的故障码，对故障做出诊断。此外，跑马灯在单片机的调试过程中也非常有用，可以在不同时候将需要的寄存器或关键变量的值显示在跑马灯上，提供需要的调试信息。 关键词：音乐跑马灯；AT89C52单片机；74LS245驱动芯片；LED发光二极管
1 设计概述 (1) 1.1设计目的 (1) 1.2设计作用 (1) 1.3设计要求 (1) 1.4系统设计框图 (1) 2元器件介绍 (3) 2.1AT89C52单片机 (3) 2.2驱动芯片74LS245 (3) 2.3其他元件及功能 (4) 3 硬件电路设计 (6) 3.1单片机最小系统 (6) 3.2LED显示部分 (7) 3.3按钮控制部分 (7) 3.4数码管显示电路 (8) 3.5蜂鸣器部分 (8) 3.6系统总电路图 (9) 4 软件设计 (10) 4.1 程序流程图 (10) 4.2 程序设计 (10) 5 结束语 (32) 参考文献 (33)
数字电子电路 数电 实验报告 基于FPGA的跑马灯电路的设计
装 … …订 ……线 基于FPGA的跑马灯电路的设计 一、实验目的 1、进一步熟悉MAXPLUS II、Multisim或QUARTUS II等电子开发工具的基本使用方法。 2、掌握使用移位寄存器、计数器、译码器等集成电路进行综合电路设计方法 3、运用图解法设计跑马灯电路，并进行电路仿真。 二、实验内容 实验题目：设计一个跑马灯电路。要求输出8个LED灯从左到右逐个点亮，然后再从右到左逐个点亮，循环。 首先根据题目要求设计一下电路的实现方法，利用加法计数器（74LS161）和74LS138（3-8译码器）可实现8个LED灯从左到右逐个点亮的单向循环，实际电路如下图： 而要完成实验的要求，需将计数器74161的输出信号变为000到111的加计数，再由111到000的减计数，然后循环。 实现实验题目的方法有两种： 1、将计数器74LS161的输出端QA、QB、QC分别与QD异或，经过异或门输入到74LS138的A、B、C端，其数据符合题目的数据要求。可以实现8个LED灯从左到右逐个点亮，然后再从右到左逐个点亮，循环。但第1个灯和第8个灯显示的时间长度是其它灯的2倍。 Electronics Workbench 实验图1 2、使用可逆计数器74LS191来完成电路的计数部分，利用可逆计数器74LS191的加减计数控制端 U/D′，U/D′输入低电平时计数器为加法计数器，U/D′输入高电平时计数器为减法计数器。 当计数器74LS191加计数到7（0111）时，通过与门取出信号，经过或门使D 触发器输出由原来的低
装 … …订 ……线电平反转为高电平，通过加减控制端U/D′，使计数器由加法计数变为减法计数。当计数器74LS191减计数到0（0000）时，借位输出端产生信号，经过或门使D触发器输出由原来的高电平反转为低电平，通过加减控制端U/D′，使计数器由减法计数变为加法计数。计数器输出信号为0000到0111的加计数，再由0111到0000的减计数，不断循环。再经过3—8译码器使8个LED灯从左到右逐个点亮，然后再从右到左逐个点亮，循环。 Electronics Workbench 实验图2 本次实验使用软件MAXPLUS II、Multisim或QUARTUS II皆可。但要求至少要使用2种软件实现电路设计。 三、实验步骤 提前进行电路设计。要求在实验报告中写出详细的设计过程，包括设计思路，和预计输出结果，画出逻辑电路图，实际应使用的芯片。
跑马灯设计方案EDA课程设计方案
第一章设计内容与设计方案 1.1课程设计内容 控制8个LED进行花样性显示。 设计4种显示模式：s0，从左到右逐个点亮LED；s1，从右到左逐个点亮LED；s2，从两边到中间逐个点亮LED；s3，从中见到两边逐个点亮LED。 4种模式循环切换，复位键（rst）控制系统的运行停止。数码管显示模式编号。 可预置彩灯变换速度，4档快、稍快、中速、慢速，默认工作为中速。 1.2设计方案 在掌握常用数字电路功能和原理的基础上，根据EDA技术课程所学知识，以及平时实验的具体操作内容，利用硬件描述语言HDL，EDA软件QuartusⅡ和硬件平台cycloneⅡFPGA进行一个简单的电子系统设计，本次课程设计采用Verilog HDL硬件描述语言编写控制程序，应用Quartus Ⅱ软件实现仿真测试。采用FPGA芯片对LED灯进行控制，使其达到流水跑马灯显示的效果，LED灯采用共阳极接法，当给它一个低电平时，LED点亮，我们利用移位寄存器使各输出口循环输出高低电平，达到控制的目的。
2.1设计原理及设计流程 本次试验我所完成的内容是跑马灯的设计，下面我简单的进行一下原理的阐述。 跑马灯课程设计的要求是控制8个LED进行花样显示，设计四种显示模块：第一种显示是从左向右逐个点亮LED。第二种显示：从右向左逐个点亮LED。第三种显示：从两边向中间逐个点亮LED。第四种显示：从中间到两边逐个点亮LED。四种显示模式循环切换，并带有一位复位键控制系统的运行停止。为了完成要求的效果显示，由于要求比较简单，所以不用分为很多模块来具体控制，所以我先择利用移位寄存器来完成灯的点亮，我们将LED灯采用共阳极接法，当给于低电平时点亮，那么当我们需要点亮某位LED灯时，只需在该位上赋予低电平即可，比如：如果我们要实现8个数码灯从左到右依次点亮，那么我们就可以给这8个数码灯分别赋值10000000，经过一段时间的延时后再给其赋值01000000，再经过一段时间延时后再给其赋值00100000，依次类推，则最后一种赋值状态为00000001，这样就得到了相应的现象。同理，要实现数码灯从右向左依次点亮，从中间向两端依次点亮，从两端向中间依次点亮都可以采用这样赋值的方法。为了达到四种显示模式循环切换的目的，可以将以上的所有赋值语句以顺序语句的形式置于进程中，这样在完成了一种显示方式后就会自动进入下一种设定好的显示模式，如此反复循环。当需要程序复位时，只需按下rst键即可，程序不管走都那里，执行那条语句，只要确定复位键按下时，程序立刻返回到程序执行语句的第一步，程序接着进行新的循环点亮。
基于单片机的跑马灯设计课程设计论文
课程设计(论文) 题目基于单片机的跑马灯 学院名称电气工程学院 指导教师肖金凤 职称副教授 班级电力1002班 学号20104450216 学生姓名耿翼鹏 2013年 1 月5日
摘要: 单片机最小系统是在以STC89C52RC单片机为基础上扩展，使其能更方便地运用于测试系统中。本设计主要在单片机上扩展I/O口，复位电路，晶振电路，LED显示电路并写好底层程序，做出能应用于跑马灯的最小系统。矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。 关键词：最小系统，STC89C52RC, 跑马灯 The smallest system one chip computer is in expands at the base of MCS-52 one chip computer，make it used more convient in the test system. This design mainly expands I/O in the take 52 on chip computer, reset circuit, crystals circuit, the LED display circuitand writes the first floor procedure.Make for scrolling minimum system.聞創沟燴鐺險爱氇谴净。Keyword：minimum system, AT89C52, scrolling
南华大学电气工程学院 《单片机原理及应用课程设计》任务书 设计题目：基于单片机的跑马灯 专业：电气工程及其自动化 学生姓名: 耿翼鹏学号: 20104450216 起迄日期: 2013 年12月23日—2014年1月 5日 指导教师:肖金凤老师
labview课程设计之跑马灯
课程名称：虚拟仪器课程设计 设计题目：基于labview跑马灯设计院系：电气工程系 专业：电子信息工程 年级： 2009 姓名： 指导教师：关海川 西南交通大学峨眉校区 2012年6月15日
课程设计任务书 专业电子信息工程姓名学号20098142 开题日期：2012 年3 月1 日完成日期：2012年6月15 日题目基于labview的跑马灯设计 一、设计的目的 随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。 彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰已经成为一种时尚。本文设计了一个跑马灯程序。让我们对其有一个直观的了解。 二、设计的内容及要求 ●方案设计：本次设计的运行效果、步骤、控制的设计 ●程序前面板总体的设计、后面板程序框图的设计、程序调试 ●试验结果的分析 三、指导教师评语 四、成绩 指导教师(签章) 年月日
选题分析： 随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用，用彩灯来装饰已经成为一种时尚。 跑马灯是一种生活中比较常见的装饰，本文主要通过labview来设计了一个相对简单的对跑马灯的控制，实现了其有规律的亮灭，带来一定的观赏效果。 本文主要是实现了跑马灯的单个流水闪烁、双路同步流水闪烁、四路同步流水闪烁、全体同步闪烁，以此循环。本程序并控制闪烁的间隔时间，使其运行更具可观性。 方案设计： 本文主要设计了12个显示灯，并让其方形围成一圈。 运行效果： 单个流水闪烁：单个灯依次轮流闪烁 双路流水同步闪烁：相对两灯同时依次轮流闪烁 四路同步流水闪烁：等间距四灯依次轮流闪烁 全体同步闪烁：全体灯同时闪烁 运行步骤： 单个流水闪烁→全体同步闪烁→双路流水同步闪烁 ↑↓ 全体同步闪烁←四路同步流水闪烁←全体同步闪烁 以此循环。
PLC课程设计霓虹灯跑马灯.
烟台南山学院 PLC课程设计 题目霓虹灯广告屏装置PLC设计与调试 姓名：李海港 所在学院：烟台南山学院 所学专业：电气工程及其自动化 班级：电气工程1102班 学号： 指导教师：姜倩倩 小组成员：邱胜强马帅李海洋
课程设计任务书 一、基本情况 学时：1周学分：1学分适应班级：10电气技术 二、课程设计的意义、性质、目标、要求 1．意义 课程设计是PLC课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面的系统的训练。进行课程设计可以让学生把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统，也进一步激发了学生再深一步学习的热情，因此课程设计是必不少的，是非常必要的。 2．性质 课程设计是提高学生PLC技术应用能力以及文字总结能力的综合训练环节，是配合PLC课程内容掌握、应用得的专门性实践类课程。 3．目标 通过典型实际问题的实际，训练学生的软硬件的综合设计、调试能力以及文字组织能力，建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内容做一定的扩充。 4．要求 （1）课程设计的基本要求 PLC课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。其中理论设计又包括选择总体方案，硬件系统设计、软件系统设计；硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；软件设计包括模块化层次结构图，程序流程图。程序设计是课程设计的关键环节，通过进一步完善程序设计，使之达到课题所要求的指标。课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。 （2）课程设计的教学要求 PLC课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间（一周）累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到8次以上的学生，该课程考核按不及
数字电子技术课程设计 跑马灯
徐州工程学院 课程设计报告 ( 2012 -- 2013 年度第一学期) 名称：数字电子技术课程设计 题目：跑马灯 院系： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 1 成绩： 日期：2013年01月15日
目录 一、课程设计的目与要求 1.1设计目的 (3) 1.2设计要求 (3) 1.3主要技术指标 (3) 二、设计正文 2.1.设计分析 (3) 2.2.设计思路 (3) 2.3芯片资料 (3) 2.4.设计流程图 (8) 2.5 设计原理图 (8) 2.6.仿真图原理图 (9) 2.7.仿真现象 (9) 2.8时序逻辑 (10) 2.9PCB图 (11) 2.10实物图 (11) 2.11实物演示 (12) 三、设计结论与心得 (13) 四、参考文献 (13) 五、附图 (14)
一、课程设计的目与要求： 1.1、设计目的; 1．熟悉和掌握数字电路元件的特性和使用方法 2．深入理解数字电子技术基础的学习 3．锻炼自我思考，设计电路的能力 4．锻炼动手，实践能力 1.2、设计要求： 1．根据技术指标要求确定电路形式，分析工作原理，计算元件参数 2．列出所用元器件清单并购买 3．安装调试所设计的电路，使之达到设计要求 4．记录实验结果 5．撰写设计报告 1.3、主要技术指标： 1．实现8灯循环点亮 2．间隔时间可调 3．广告灯的样式自定 二、设计正文： 2.1.设计分析： 我们设计的跑马灯实际上是主要使用一个74LS161，一个74LS138，一个74LS20对8个LED进行控制，产生循环控制的效果。形成一个流水似的广告灯，并且通过一个74ls161对输入脉冲进行分频，实现循环速度可调。 2.2.设计思路： 首先我们利用二进制计数器74ls161对外界输入脉冲进行计数，并且通过输出端输出对应的二进制数码，再利用74ls138译码器对74ls161输出的二进制数进行译码，由此产生八位LED流水的效果，计数时需要对计数只进行限定，利用74ls20与74ls161利用反馈归零法限定计数只为8. 2.3芯片资料： （1）集成二进制计数器74LS161 74LS161是4位二进制同步加法计数器，除了有二进制加法计数功能外，还具有异步清零、同步并行置数、制加法计数功能外，还具有异步清零、同步并行置数、保持等功能。
基于单片机的跑马灯课程设计(1)
电气及自动化课程设计报告题目：基于单片机的跑马灯课程设计 课程：单片机原理及其应用 学生姓名：刘昊杰 学生学号： 1414050319 年级： 2014级 专业：电气工程及其自动化 班级： 3班 指导教师：缪玉桂 机械与电气工程学院制 2016年11月
目录 1 设计的任务与要求 (1) 1.1 课程设计的任务 (1) 1.2课程设计的要求 (1) 2 芯片分析和设计概述 (2) 2.1 AT89C51芯片分析 (2) 3 设计概述 (5) 4 硬件电路设计 (6) 5 程序部分设计 (7) 6 实验总结 (12) 7 参考文献 (12)
基于单片机的跑马灯课程设计 学生：刘昊杰 指导教师：缪玉桂 机械与电气工程学院电气工程及其自动化专业 1 设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 （1）掌握单片机的接口技术及相关外围芯片的外特性，控制方法。 （2）通过课程设计，掌握以单片机核心的电路设计的基本方法和技术。 （3）通过实际程序设计和调试，逐步掌握模块化程序设计方法和调试技术。 （4）与模拟电子技术，数字电子技术等课程相结合，进一步熟悉和掌握单片机的结构及工作原理，为以后所学的后续课程打下良好的基础。 （5）通过完成一个包括电路设计和程序开发的完整过程，使学生了解开发一单片机应用系统的全过程，为今后从事相应打下基础。 1.2课程设计的要求 该设计使用AT89C51芯片作为控制芯片，利用P1口连接8个发光二极管，通过I/O 的值控制“跑马灯”的亮灭,以达到显示效果。开始时所有灯全亮，按下按键S时开始跑马灯，再按下按键S时停止，再按下S时继续，并要求有多种亮暗组合。
跑马灯设计EDA课程设计
跑马灯设计EDA课 程设计
第一章设计内容与设计方案 1.1课程设计内容 控制8个LED进行花样性显示。 设计4种显示模式：s0，从左到右逐个点亮LED；s1，从右到左逐个点亮LED；s2，从两边到中间逐个点亮LED；s3，从中见到两边逐个点亮LED。 4种模式循环切换，复位键（rst）控制系统的运行停止。数码管显示模式编号。 可预置彩灯变换速度，4档快、稍快、中速、慢速，默认工作为中速。 1.2设计方案 在掌握常见数字电路功能和原理的基础上，根据EDA技术课程所学知识，以及平时实验的具体操作内容，利用硬件描述语言HDL，EDA软件QuartusⅡ和硬件平台cycloneⅡFPGA进行一个简单的电子系统设计，本次课程设计采用Verilog HDL硬件描述语言编写控制程序，应用Quartus Ⅱ软件实现仿真测试。采用FPGA芯片对LED灯进行控制，使其达到流水跑马灯显示的效果，LED灯采用共阳极接法，当给它一个低电平时，LED点亮，我们利用移位寄存器使各输出口循环输出高低电平，达到控制的目的。
第二章设计原理 2.1设计原理及设计流程 本次试验我所完成的内容是跑马灯的设计，下面我简单的进行一下原理的阐述。 跑马灯课程设计的要求是控制8个LED进行花样显示，设计四种显示模块：第一种显示是从左向右逐个点亮LED。第二种显示：从右向左逐个点亮LED。第三种显示：从两边向中间逐个点亮LED。第四种显示：从中间到两边逐个点亮LED。四种显示模式循环切换，并带有一位复位键控制系统的运行停止。为了完成要求的效果显示，由于要求比较简单，因此不用分为很多模块来具体控制，因此我先择利用移位寄存器来完成灯的点亮，我们将LED 灯采用共阳极接法，当给于低电平时点亮，那么当我们需要点亮某位LED灯时，只需在该位上赋予低电平即可，比如：如果我们要实现8个数码灯从左到右依次点亮，那么我们就能够给这8个数码灯分别赋值10000000，经过