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单片机课程设计实验报告

课程名称:心形流水灯学院:电子与物理通信学院专业:生物医学工程

姓名:王博秦显富万立强指导老师:郑娟娟

目录

一、总体设计 (2)

二、硬件设计 (4)

三、设计步骤 (7)

四、软件设计 (11)

五、软件调试 (16)

六、心得体会 (17)

七、参考文献 (18)

总体设计思路

1设计思路

本课题使用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。

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LED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。同样的道理，可以让8个灯左移点亮，全亮、全灭。

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。

2.原件清单

二、硬件设计

1AT89C51

1.芯片（AT89C51）

1）主要特性：

与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：0Hz—24Hz

三级程序存储器锁定

128*8位内部RAM

32可编程I/O线

5个中断源

可编程串行通道

低功耗的闲置和掉电模式

片内震荡器和时钟电路

2）管脚说明：

①电源引脚

Vcc（40脚）：典型值＋5V。

Vss（20脚）：接低电平。

②外部晶振

XTAL1、XTAL2分别与晶振两端相连接。

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”。

P1口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”。

P2口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 1”。

P3口：I/O双向口。作输入口时，应先软件置“ 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。

第二功能：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）。3）AT89C51单片机的P口特点：

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。

P1口：P1口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P1口的输出缓冲器可驱动（吸

收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1

时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这

时可作输入口。P2口作输入口使用时，因为内部

有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出

一个电流（Iil）。

P2口：P2口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2口的输出缓冲器可驱动（吸

收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1

时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这

时可作输入口。P2口作输入口使用时，因为内部

有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出

一个电流（Iil）。在访问外部程序存储器时和

16位外部地址的外部数据存储器（如执行MOVX @DPTR）时，P2口送出高8位地址。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX @RI）时，P2口引脚上的内容（就是专用寄存器(SFR)区中的P2寄存器的内容），在整个访问期间不会改变。

P3口：P3口是一个带有内部上拉电阻的8位双向I/O端口。P3口的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写1时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。P3口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（Iil）。

2、系统框图

3、程序框图

三、设计步骤

1硬件设计

硬件系统是指构成微机系统的实体和装置，通常由运算

器、控制器、存储器、输入接口电路和输入设备、输出接口

电路和输出设备等组成。单片机实质上是一个硬件的芯片，

在实际应用中，通常很难直接和被控对象进行电气连接，必

须外加各种扩展接口电路、外部设备、被控对象等硬件和软

件，才能构成一个单片机应用系统。本设计选用以AT89S51

单片机为主控单元。显示部分：8个LED灯循环亮灭。

2单片机时钟电路

时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就是一个复杂的同步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下严格地按时序进行工作。

在MCS-51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚X1，输出端为引脚X2，在芯片的外部跨接晶体振荡器和微调电容，形成反馈电路，就构成了一个稳定的自激振荡器。此电路采用12MHz的石英晶体。时钟电路如下图：

图2

3复位电路