实验3 流水灯原理图设计
左右来回循环的流水灯实验报告
青 岛 科 技 大 学微机原理与接口技术综合课程设计（报告）题 目 __________________________________指导教师__________________________ 学生姓名__________________________ 学生学号_________________________________________________________院（部）____________________________专业________________班______年 ___月 ___日直流电机控制综合实验 周艳平宋雪英 01信息科学技术学院 计算机科学与技术0961 2012 12 27摘要 (2)1、单片机概述 (2)2、仿真软件介绍 (2)3、需求分析 (3)一、课程设计目的 (3)二、课程设计要求 (4)三、实验内容 (4)1、设计任务与要求 (4)2、系统分析 (4)1）.硬件电路设计(画出原理图、接线图) (5)2）软件框图 (7)3、用keil建项目流程 (8)4、程序清单 (9)4、系统调试 (11)四、设计总结(结论) (12)摘要近年来，随着电子技术和微型计算机的发展，单片机的档次不断提高，起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。
而AT89C51就是其中一种，它是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMO8位微处理器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
本课程设计介绍一种LED小灯控制系统的设计方法，以单片机作为主控核心，与按键、排阻、电阻、电容等较少的辅助硬件电路相结合，利用软件实现对LED灯进行控制。
能够通过按键控制8个LED小灯从左到右依次点亮。
关键字：单片机、LED流水灯1、单片机概述单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。
流水灯电路的制作
流水灯电路的制作一、概述：随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进，多功能流水灯凭着简易，高效，稳定等特点得到普遍的应用。
在各种娱乐场所、店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见，与此同时，还有一些城市采用不同的流水灯打造属于自己的城市文明，塑造自己的城市魅力。
目前，多功能流水灯的种类已有数十种，如家居装饰灯、店铺招牌灯等等。
所以，多功能流水灯的设计具有相当的代表性。
多功能流水灯，就是要具有一定的变化各种图案的功能，主要考察了数字电路中一些编码译码、计数器原理，555定时器构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲，制作过程中需要了解相关芯片（NE555、CD4017）的具体功能，引脚图，真值表，认真布局，在连接过程中更要细致耐心。
二、电路原理图三、电路工作原理多功能流水灯原理电路图如上图所示。
原理电路图由振荡电路、译码电路和光源电路三部分组成。
本文选用的脉冲发生器是由NE555与R2、R3及C1组成的多谐振荡器组成。
主要是为灯光流动控制器提供流动控制的脉冲，灯光的流动速度可以通过电位器R3进行调节。
由于R3的阻值较大，所以有较大的速度调节范围。
灯光流动控制器由一个十进制计数脉冲分配器CD4017和若干电阻组成。
CD4017的CP端受脉冲发生器输出脉冲的控制，其输出端(Q0~Q9)将输入脉冲按输入顺序依次分配。
输出控制的脉冲，其输出控制脉冲的速度由脉冲发生器输出的脉冲频率决定。
10个电阻与CD4017的10个输出端Q0~Q9相连，当Q0~Q9依次输出控制脉冲时10个发光二极管按照接通回路的顺序依次发光，形成流动发光状态，即实现正向流水和逆向流水的功能。
电源电路所采用的电源为5V。
四、PCB板的设计五、元器件清单六、电路的组装与调试1、电路的组装方法和步骤（1）筛选元器件。
对所有购置的元器件进行检测，注意它们的型号、规格、极性，应该保质量。
（2）按草图在PCB板上组装并焊接。
要求：①元器件布局整齐、美观，同类型元器件高度一致；②焊接良好，无虚焊、错焊、连焊等缺陷。
3-流水灯控制实验需打印
实验三、流水灯控制实验一、实验目的1.掌握keilc51软件与protues软件联合硬仿的调试方法。
2.掌握如何应用程序与查表等方法实现流水灯效果。
3.掌握按键去抖原理及处理方法。
二、实验仪器与设备1、微机一台2、keilc51开发环境，protues软件。
三、实验内容1．用protues设计一流水灯控制电路。
利用P1口控制8个发光二极管L1—L8。
P3.3口接一按键K1。
参考电路下面给出。
其中74LS240为八反相三态缓冲器/线驱动器。
2.用中断或查询方式编写程序，每按一次K1键，演示不同的流水效果。
若用KEY表示按键的次数，则其对应流水效果如下：1.KEY=0：L1—L8全亮；2.KEY=1:L1—L8先全灭，然后自右向左单管点亮，如此循环；3.KEY=2:L1—L8先全灭，然后自右向左依次点亮，如此循环；4.KEY=4:L1—L8先全亮，然后自右向左依次熄灭，如此循环；5.KEY=5:自行设计效果；以上移位及闪烁时间均设置为0.3秒，按动5次按键后，再按键时，流水灯效果从头开始循环。
四、实验原理及步骤1.用protues设计流水灯控制电路；2.在keilc51中编写流水灯控制程序，编译通过后，与protues联调；3.按动K1键，观察是否达到演示效果；4.利用终端和查询两种方式编写程序，比较二者的区别；五、电路设计及调试：（1）实验电路（2）.程序设计及调试#include<reg51.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned charuchar i,m=0xfe,n=0xfe,p=0x7f,temp=0; void delay(uint c ){uchar i,j;for(i=0;i<125;i++)for(j=0;j<c;j++);}void main(){IT1=1;EX1=1;EA=1;while(1){if(temp==0){P1=0x00;}if(temp==1){P1=0xff;for(i=0;i<8;i++){m=((m<<1)|(m>>7));P1=m;delay(200);}}if(temp==2){P1=0xff;delay(200);P1=0xfe;for(i=0;i<8;i++){P1=n<<i;delay(200);}}if(temp==3){P1=0x00;delay(200);for(i=0;i<8;i++){P1=(p>>i);delay(200);}}if(temp==4){P1=0xff;delay(200);P1=P1;delay(200);}if(temp==5){P1=0xf0;delay(200);P1=P1;delay(200);}}}void int_1() interrupt 2{EA=0;delay(5);EA=1;temp++;if(temp>=6){temp=0;}}（3）实验调试中遇到的问题：为什么要按键去抖？按键如果不去抖，按键抖动会引起一次按键被误读多次，程序执行效果变乱，导致程序执行没有次序。
实验三基于QaurtusII的流水灯设计仿真
实验内容和目标
加深对数字电路和FPGA原理的理解； 提高分析和解决问题的能力。
02
QuartusII软件简介
QuartusII软件概述
01
Quartus II是Intel公司推出的一款综合性FPGA/CPLD开发软 件
02
支持原理图、VHDL、Verilog等多种设计输入形式
掌握VHDL语言的编程方法
VHDL是一种硬件描述语言，用于描述数字电路和系统的结构和行为。本实验将通过编写 VHDL程序来实现流水灯的设计，帮助学生掌握VHDL语言的编程方法和技巧。
加深对数字电路和FPGA原理的理解
通过本实验的实践操作，学生可以更加深入地理解数字电路和FPGA的原理和工作方式， 提高分析和解决问题的能力。
时序控制
流水灯的时序控制是关键，通过设定一定的时间间隔，控制每个LED灯的亮灭 状态，从而实现灯光的流动。这通常通过微控制器或FPGA等可编程逻辑器件实 现。
数字电路基础
流水灯的设计涉及到数字电路的基本知识，如逻辑门、触发器、 计数器等。这些电路元件用于实现LED灯的驱动和控制逻辑。
硬件描述语言（HDL）实现
03
Project"添加源文件，包括VHDL或Verilog代码文件。
编译工程并生成仿真波形
01
在QuartusII软件中，选择"Processing"->"Start"->"Start Analysis & Synthesis"开始编译工程。
02
编译完成后，选择"Tools"->"RTL Viewer"可以查看RTL级 电路图。
实验三流水灯实验（io口和定时器实验）
实验三流水灯实验（I/O口和定时器实验）一、实验目的1．学会单片机I/O口的使用方法和定时器的使用方法；2．掌握延时子程序的编程方法、内部中断服务子程序的编程方法；3．学会使用I/O口控制LED灯的应用程序设计。
二、实验内容1．控制单片机P1口输出，使LED1~LED8右循环轮流点亮（即右流水），间隔时间为100毫秒。
2．控制单片机P1口输出，使LED1~LED8左循环轮流点亮（即左流水），间隔时间为100毫秒。
3．使用K1开关控制上面LED灯的两种循环状态交替进行；4. 用定时器使P1口输出周期为100ms的方波，使LED闪烁。
5．使用定时器定时，使LED灯的两种循环状态自动交替，每一种状态持续1.6秒钟（选作）。
三、实验方法和步骤1．硬件电路设计使用实验仪上的E1、E5和E7模块电路，把E1区的JP1（单片机的P1口）和E5区的8针接口L1~L8（LED的驱动芯片74HC245的输入端）连接起来，P1口就可以控制LED 灯了。
当P1口上输出低电平“0”时，LED灯亮，反之，LED灯灭。
E7区的K1开关可以接单片机P3.0口，用P3.0口读取K1开关的控制信号，根据K1开关的状态（置“1”还是置“0”），来决定LED进行左流水还是右流水。
综上，画出实验电路原理图。
2．程序设计实验1和实验2程序流程图如图3-1实验3程序流程图如图3-2所示。
图3-1 实验1,2程序流程图图3-2 实验3程序流程图实验4程序流程图如图3-3，3-4所示。
实验5程序流程图如图3-5，3-6所示。
图3-5 实验5主程序流程图图3-6 定时器中断服务子程序流程图图3-4 定时器中断服务子程序流程图图3-3 实验4主程序流程图编程要点：（1）Pl，P3口为准双向口，每一位都可独立地定义为输入或输出，在作输入线使用前，必须向锁存器相应位写入“1”，该位才能作为输入。
例如：MOV P1,A; P1口做输出MOV P1,#0FFHMOV A，P1;P1口做输入SETB P3.0MOV C,P3.1;从P3.1口读入数据（2）每个端口对应着一个寄存器，例：P1→90H(P1寄存器地址)；P3→B0H(P3寄存器地址)；寄存器的每一位对应着一个引脚，例：B0H.0→P3.0（3）对寄存器写入“0”、“1”，对应的外部引脚则输出“低电平”、“高电平”。
左右来回循环的流水灯实验报告
青 岛 科 技 大 学微机原理与接口技术综合课程设计（报告）题 目 __________________________________指导教师__________________________ 学生姓名__________________________ 学生学号_________________________________________________________院（部）____________________________专业________________班______年 ___月 ___日直流电机控制综合实验 周艳平宋雪英 01 信息科学技术学院计算机科学与技术0961 2012 12 27摘要 (2)1、单片机概述 (2)2、仿真软件介绍 (2)3、需求分析 (3)一、课程设计目的 (3)二、课程设计要求 (4)三、实验内容 (4)1、设计任务与要求 (4)2、系统分析 (4)1）.硬件电路设计(画出原理图、接线图) (5)2）软件框图 (7)3、用keil建项目流程 (8)4、程序清单 (9)4、系统调试 (11)四、设计总结(结论) (12)摘要近年来，随着电子技术和微型计算机的发展，单片机的档次不断提高，起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。
而AT89C51就是其中一种，它是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMO8位微处理器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
本课程设计介绍一种LED小灯控制系统的设计方法，以单片机作为主控核心，与按键、排阻、电阻、电容等较少的辅助硬件电路相结合，利用软件实现对LED灯进行控制。
能够通过按键控制8个LED小灯从左到右依次点亮。
关键字：单片机、LED流水灯1、单片机概述单片机微型计算机是微型计算机的一个重要分支，也是颇具生命力的机种。
流水灯的设计
以上控制程序是以字( 以上控制程序是以字 ( WY0)为控制操作数 , ) 为控制操作数, 如果以位( ～ )为控制操作数, 如果以位(Y0～Y7)为控制操作数,程序还要简 单. 以位为控制操作数设计的程序如图9所示. 以位为控制操作数设计的程序如图 所示. 所示
图9பைடு நூலகம்梯形图
5,双向控制的流水灯时序图如图10所示. ,双向控制的流水灯时序图如图 所示 所示.
介绍几种典型的流水灯的程序设计方法. 介绍几种典型的流水灯的程序设计方法 . 全 部采用移位寄存器来实现控制. 部采用移位寄存器来实现控制. 1,流水灯的控制时序图如图1所示. ,流水灯的控制时序图如图 所示 所示.
X0 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 1s
图1 流水灯控制时序图
该流水灯的控制梯形图如图2所示. 该流水灯的控制梯形图如图 所示. 所示 这是一个脉冲分配器式的流水灯控制程序. 这是一个脉冲分配器式的流水灯控制程序 . 移位寄存器的复位端同输出继电器触点Y8接在一 移位寄存器的复位端同输出继电器触点 接在一 闭合时, 起, 当Y8闭合时, 移位寄存器复位, 一切又从头 闭合时 移位寄存器复位, 开始. 开始.
图4 梯形图
3,流水灯的控制时序图如图5所示. ,流水灯的控制时序图如图 所示 所示.
图5 流水灯控制时序图
该流水灯的控制梯形图如图6所示. 该流水灯的控制梯形图如图 所示. 所示
图6 梯形图
在数据输入端连接输出继电器动断触点Y7. 在数据输入端连接输出继电器动断触点 . 当移位寄存器刚开始工作时,输出继电器Y7断电 断电, 当移位寄存器刚开始工作时 ,输出继电器 断电 , 动断触点Y7接通, 输入数据为1,这样,Y0～Y7 动断触点 接通, 输入数据为 , 这样, ～ 接通 就在移位脉冲的作用下依次点亮. 就在移位脉冲的作用下依次点亮. 当轮到输出继电器Y7通电时, 触点动作 触点动作, 当轮到输出继电器 通电时,Y7触点动作, 通电时 动断触点打开,数据输入为0. 动断触点打开,数据输入为 . 这样, ～ 就在移位脉冲的作用下依次熄 这样,Y0～Y7就在移位脉冲的作用下依次熄 灭,并如此反复. 并如此反复.
流水灯实验原理
流水灯实验原理流水灯是一种常见的电子电路实验项目，通过这个实验可以让学生初步了解电子元件的连接和工作原理。
在实验中，我们会使用几个LED灯和一些电阻，通过不同的连接方式和信号输入，让LED灯呈现出流水般的效果。
下面我们将详细介绍流水灯实验的原理和操作步骤。
首先，我们需要准备一些材料和元件，包括LED灯、电阻、导线、面包板和电源。
LED灯是实验中的光源，电阻用于限制电流，导线用于连接各个元件，面包板用于搭建电路，电源则提供电能。
在选择LED灯和电阻时，需要根据实际情况计算电流和电压，以确保电路正常工作。
接下来，我们将LED灯和电阻连接在面包板上，根据实验要求进行合理的布局和连接。
一般来说，LED灯的长腿是正极，短腿是负极，而电阻没有正负之分。
我们需要根据电路图和实验要求，将它们正确地连接在一起。
在连接过程中，要注意导线的长度和连接方式，以避免出现短路或其他问题。
当电路连接完成后，我们需要接入电源，并根据实验要求输入信号。
在流水灯实验中，我们通常会使用计时器或者微控制器来产生信号，以控制LED灯的亮灭顺序。
通过调整信号的频率和占空比，我们可以让LED灯呈现出不同的流水效果，如单向流水、双向流水等。
在实验过程中，我们还需要注意一些问题，比如电路的稳定性、元件的工作温度和电源的安全性。
特别是在接入电源时，要确保电压和电流在安全范围内，以避免损坏元件或者造成安全事故。
此外，LED灯在工作时会产生一定的热量，需要注意散热和保护。
总的来说，流水灯实验是一种简单而有趣的电子电路实验项目，通过这个实验可以让学生初步了解电子元件的连接和工作原理。
在实验过程中，我们需要合理选择和连接元件，控制信号输入，同时注意电路的稳定性和安全性。
希望通过这个实验，学生们能够对电子电路有更深入的理解，为以后的学习和研究打下良好的基础。
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实验3 流水灯原理图设计
实验目的
1.掌握在Quartus II利用原理图设计时序电路的方法；
2.复习原理图文件建立、编辑、编译、保存的操作，复习软件仿真的方法。
实验原理
流水灯的原理图为：
输入端为时钟端clk，输出端为Q1、Q2和Q3。
实验步骤
（1）新建一个原理图文件，文件名为lsd.bdf，保存在文件夹lsd中。
（2）在图形文件中添加元件，在路径.. \altera\quartus90\libraries\primitives\logic中，调入或非门元件nor2，在路径.. \altera\quartus90\libraries\primitives\others调入触发器元件dff。
添加输入和输出端口，连接好元件。
（3）建立工程lsd，工程的顶层文件为lsd.bdf，工程包含文件lsd.bdf，目标芯片为EP1C6Q240C8。
（4）编译。
（4）建立波形文件lsd.wvf，调入输入信号clk和输出
信号Q1、Q2、Q3；利用按钮输入时钟波形，时钟的周期设置为20~30ns。
（5）仿真，画出波形图，要标明时间刻度。