基于STC-C51的流水灯的设计与实现
一、设计目的
以STC-80C51单片机最小系统为核心，设计多样式流水灯。掌握外围LED电路的设计方法，熟练掌握C51软件编程控制方法，实现LED闪烁功能，最终完成单片机的应用与外围电路的开发任务。 二、设计任务
首先以STC-80C51单片机原理图为蓝本，焊接单片机最小系统板并上电测试成功；其次在最小板的开发区焊接LED电路并测试成功；最后用keil C编程软件及STC-ISP下载软件完成STCC51单片机对外围流水灯设计的整体控制。 三、设计需求
整个流水灯系统由按键控制，实现各种状态之间的转换，即按键第一次压下，流水灯进入到第一种状态；按键第二次压下，流水灯进入到第二种状态；以此类推。 四、设计材料
序号 1 2 4 5 6 7 器件 STC-C52单片机最小系统板 LED发光二极管 微动开关 1200Ω 导线 焊锡丝 数量 1 16 1 17 1m 1 功能 核心 灯显 按键 LED上拉电阻 辅助材料 辅助材料
开放与创新实验_流水灯设计报告
流水灯控制系统设计
摘要:
本系统由单片机系统、外中断键盘（微动开关）、发光二极管等部分组成。系统能够实现以下功能：
1. 灯阵从由下顶点开始，同时从两边向上延伸点亮。 2. 灯阵从由上顶点开始，同时从两边向下延伸点亮。
3. 灯阵从由下顶点开始，以逆时针依次点亮，最后回到下顶点。 4. 灯阵从由下顶点开始，以顺时针依次点亮，最后回到下顶点。 5. 先奇数灯点亮，然后偶数灯点亮，呈交替状态。 6. 所有灯先同时点亮，后同时熄灭，呈闪烁状态。 7. 以上六种状态依次运行。
以上七种运行方式，由外部中断（微动开关）控制，即一次中断运行状态1，两次中断运行状态2,… 当遇到第八此中断时，再次从状态1开始。
整个系统中，以按下微动开关的次数作为输入信号，以发光二极管的亮和灭及其顺序为输出信号，软件系统中，以C51语言作为基本编程语言，以左移和右移作为控制发光二极管是否发光和发光顺序的基本方式。
关键词：单片机，发光二极管，微动开关，外部中断，C51语言。
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目录
一．绪论 .................................................................................... 3 二．实验原理： ........................................................................ 3 三.实验的各种方案（输入端接按键及外部中断接按键两种方案）论证优劣 .................................................................. 4 四．硬件设计 ............................................................................ 4 五．软件设计 ............................................................................ 5 1.流程图： ............................................................................ 5 2.源代码： ............................................................................ 6 五．系统调试（用keil.c51对程序进行调试，以及把程序烧
录到单片机的过程）： .................................................... 10 六.实验心得体会（设计过程中出现的问题） .................... 10
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一．绪论
1.题目分析
设计要求是流水灯的控制，需自己设计图形并实现若干种状态。
2.功能要求
我们利用STC80C51单片机作为核心控制部分扩展外部并口芯片，用P0、P1端口控制灯的亮灭，P3.2端口控制按键，应用外部中断来实现流水灯的控制。
二．实验原理：
中断的概念：
CPU在处理某一事件A时，发生了另一事件B请求CPU迅速去处理（中断发生）； CPU暂时中断当前的工作，转去处理事件B（中断响应和中断服务）； 待CPU将事件B处理完毕后，再回到原来事件A被中断的地方继续处理事件A（中断返回），这一过程称为中断 。
MCS-51单片机的中断系统结构图：
主程序 中断请求 执行主程序 断点 继续执行主程序 中断响应 执行中断处理程序 中断返回 3
三.实验的各种方案（输入端接按键及外部
中断接按键两种方案）论证优劣
方案一：利用STC-80c51单片机作为系统核心控制部分扩展外部并口芯片。由P0、P1、P2端口控制发光二极管，选择P0、P1、P2任一端口接按键来控制流水灯。
方案二：利用STC-80c51单片机作为系统核心控制部分扩展外部并口芯片。由P0、P1、P2端口来控制灯的亮灭，P0.2（检测中断信号）接按键。
方案一将输入端接按键需要纯粹的软件编程来控制按键，对CPU的利用率高，但在日常生活中利用率不高；而将外部中断与按键相接来控制流水灯，降低了CPU的利用率，可以更好的利用单片
四．硬件设计
此电路总体来说由两部分组成。一部分是STC80C51单 片机，另一部分是单片机的外部扩展由发光二极管构成。 STC80C51单片机：
P0口与P1口外接发光二极管
P3.2口接外部中断开关（微动开关） 其他系统线按要求连接
灯流二极管接线图：
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五．软件设计
1.流程图：
初始化 向上点亮 向下点亮 逆时针点亮 顺时针点亮 先奇数亮 后偶数亮 闪烁 顺序 5
2.源代码：
#include #include #define uint unsigned int #define uchar unsigned char void Function0(void); void Function1(void); void Function2(void); void Function3(void); uchar ID; uchar cnt=0; uint j; void main() { SP=0x50; P1=0x00; //P0=0x00; EA=1; IT0=1; EX0=1; TMOD=0x10;
TH1=15536/256; TL1=15536%256; ET0=1; TR0=1; ID=1;cnt=0; while(1) {
if(ID>7) ID=1; switch(ID) {
case 1:
Function0(); break; case 2:
Function1(); break; case 3:
Function2(); break; case 4:
Function3();
6
case 5:
Function4();
case 6:
Function5();
case 7:
Function6(); break;
} } }
void Function0(void) //{
uint i; P1=0xFE; P0=0XFE;
while(cnt!=10); cnt=0;
for(i=0;i<7;i++) {
P1=P1<<1; P0=P0<<1
while(cnt!=10); cnt=0; }
P1=0x7F; P0=Ox7F
for(i=0;i<7;i++) {
P0=P0>>1; P1=P1>>1
while(cnt!=20); cnt=0; } }
void Function1(void) //{
uint i; P1=0x7F; P0=0x7F;
while(cnt!=10); cnt=0;
for(i=0;i<7;i++)
第一种状态：向上交叉点亮第二种状态：向下交叉点亮7
{
P1=P1>>1; P0=P0>>1
while(cnt!=10); cnt=0; }
P1=0xFE; P0=OxFE
for(i=0;i<7;i++) {
P0=P0<<1; P1=P1<<1
while(cnt!=20); cnt=0; } }
void Function2(void) //{
uint i; P1=0xFE; P0=0xFF;
for(i=0;i<7;i++) {
P1=P1<<1;
while(cnt!=10); cnt=0; } P1=0xFF; P0=0xBF;
for(i=0;i<6;i++) {
P0=P0>>1;
while(cnt!=10); cnt=0; }
void Function3(void) //{
uint i; P1=0xFF; P0=0xFE;
for(i=0;i<6;i++)
第三种状态：逆流点亮第四种状态：顺流点亮8
{
P0=P0<<1;
while(cnt!=10); cnt=0; } P0=0xFF; P1=0x7F;
for(i=0;i<7;i++) {
P1=P1>>1;
while(cnt!=10); cnt=0; }
void Function4(void) //{
uint i;
while(cnt!=10); cnt=0;
for(i=0;i<7;i++) {
P1=0xAA; //P0=0xAA;
while(cnt!=20); cnt=0; P1=0x55; //P0=0x55;
while(cnt!=20); cnt=0; } }
void Function5(void) //{
uint i;
while(cnt!=20); cnt=0;
for(i=0;i<3;i++) {
P1=0x00; // P0=0x00;
while(cnt!=20); cnt=0; P1=0xFF; // P0=0xFF;
第五种状态：先奇数灯亮，再偶数灯亮；第六种状态：闪烁3次 9
while(cnt!=20); cnt=0; } }
void Function6(void) //第七种状态：依次点亮 {
void Function5(void) void Function0(void) void Function1(void) void Function2(void) void Function3(void) void Function4(void) void Function5(void) }
void it0() interrupt 1 {TH1=(65536-50000)/256; TL1=(65536-50000)%256; cnt++; }
void int0() interrupt 0 {
ID++;
if(ID>=8) ID=1; }
五．系统调试（用keil.c51对程序进行调试，以及把程序烧录到单片机的过程）：
利用STC-80C51单片机作为系统核心控制部分，用外围16个发光二极管模拟流水灯的显示
将所得程序烧录入单片机中.
六.实验心得体会（设计过程中出现的问题）
在这次试验中，我发现的主要问题是好多同学在焊接电路板的时候都是虚焊，导致电路不通或是灯不亮，所以我们应该注意在焊接时尽量防止虚焊，以
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减少多次焊接，防止电路板被损坏。
这次实验设计让我明白，开放与创新实验课能够给我们一个理论与实践结合的机会。经过查资料、选方案、设计电路、撰写设计报告、使我得到一次较全面的工程实践训练。理论联系实际，提高和培养创新能力。同时，结合PROTIUS软件，进行仿真设计，可以体现现代化的设计方法和理念，使我们各方面能力，得到比较大的提高，在这次的单片机控制流水灯设计过程中,让我加深了对单片机及其工作原理的理解。使我们得到了一次用专业知识、专业技能分析和解决问题全面系统的锻炼。使我在单片机的基本原理、单片机应用系统开发过程，以及在常用编程设计思路技巧（特别是C51语言）的掌握方面都能向前迈了一大步，为日后成为合格的应用型人才打下良好的基础.
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