心形花样流水灯设计报告

《专业方向课程设计》课程

设计报告

题目： 心形花样流水灯与点阵显示

专业： 电子信息工程

班级： 学号：

姓名：

指导老师：

重庆交通大学信息科学与工程学院

设计时间：2013年 9 月 8 日 到 2013 年 11 月 16 号

一、 设计任务说明

随着社会的发展，单片机得到了广泛的应用，人们越来越重视单片机的应用。比如温度是和每个人息息相关的，并且在有的生产车间里还要进行温度时时测量，甚至是对温度的进一步调控等，这些都是单片机的应用之例。本设计是用单片机和点阵加一个小的流水灯电路， 这次作品的初衷是希望通过单片机学习，做个生日礼物送给朋友。

二、 总体设计

本系统主要有AT89C51单片机、5mm 彩色LED 灯、74HC245、8*8LED点阵、200欧电阻等元件组成。

1. 流水灯设计：

（1）AT89C51单片机：

AT89C51具有如下特点：

40个引脚，8k Bytes Flash 片内程序存储器，

256 bytes的随机存取数据存储器（RAM ），

32个外部双向输入/输出（I/O）口，

5个中断优先级2层中断嵌套中断，

2个16位可编程定时计数器,

2个全双工串行通信口，

看门狗（WDT ）电路，片内时钟振荡器。

此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可 AT89C51引脚图

为0Hz 并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU 暂停工作，而RAM 定时计数器，串行口，外中断 系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM 的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。

引脚图如右图所示。此次设计把51单片机的4个I/O口与32个5mm 高亮LED 灯相接，通过单片机控制各I/O引脚的高低电平控制LED 的亮灭从而形成各种不同亮灭的花样。

2. 点阵显示设计：

（1）8*8点阵原理图 ：

从图中可以看出，8X8点阵共需要64个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一列置1电平，某一行置0电平，则相应的二极管就亮；因此要实现一根柱形的亮法，如图所示，对应的一列为一根竖柱，或者对应的一行为一根横柱，因此实现柱的亮的方法如下所述： 一根竖柱：对应的列置1，而行则采用扫描的方法来实现。

一根横柱：对应的行置0，而列则采用扫描的方法来实现。

（2）74HC245：

74HC245是一种三态输出、八路信号收发器, 主要应用于大屏显示, 以及其它的消费类电子产品中增加驱动

主要特性：

☆采用CMOS 工艺

☆宽电压工作范围：3.0V —5.0V

☆双向三态输出

☆八线双向收发器

☆封装形式：SOP20、SOP20-2、TSSOP20、DIP20

此次设计采用74HC245来驱动8*8点阵，74HC245

一端与51单片机的P0口想连，另一端则与点阵的输入端相连，从而通过单片机控制驱动点阵。

三、 硬件设计

心型流水灯的硬件设计如下图：

此次设计把51单片机的4个I/O口与32个5mm 高亮LED 灯相接，通过单片机控制各I/O引脚的高低电平控制LED 的亮灭从而形成各种不同亮灭的花样。

点阵显示的硬件设计图如下：

本次设计通过74HC245来驱动8*8点阵，74HC245的输入端与51单片机的P0口想连，74HC245的输出端则与点阵的行相连，而点阵的列则与单片机的P3口相连，通过单片机控制、74HC245驱动，从而完成了点阵的显示。

四、 软件设计

心形花样流水灯的程序如下：

#include

#include

#define uint unsigned int

#define uchar unsigned char

uchar code table[]={0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00}; // 逐个点亮0~7 uchar code table1[]={0x7f,0x3f,0x1f,0x0f,0x07,0x03,0x01,0x00}; // 逐个点亮7~0 uchar code table2[]={0x01,0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x3f,0x7f,0xff}; // 逐个灭

0~7

uchar code table3[]={0x80,0xc0,0xe0,0xf0,0xf8,0xfc,0xfe,0xff}; // 逐个灭7~0

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

void delay(uint t); //延时

void zg(uint t,uchar a);//两边逐个亮

void qs(uint t,uchar a);//全部闪烁

void zgxh(uint t,uchar a); // 逆时针逐个点亮

void djs(uint t,uchar a); //对角闪

void lbzgm(uint t,uchar a);//两边逐个灭

void nszgm(uint t,uchar a); // 逆时针逐个灭

void sztl(uint t,uchar a);//顺时逐个同步亮

void nztl(uint t,uchar a);//逆时逐个同步亮

void sztm(uint t,uchar a);//顺时逐个同步灭

void nztm(uint t,uchar a);//逆时逐个同步灭

void hwzjl(uint t,uchar a); //横往中间亮

void hwzjm(uint t,uchar a); //横往中间灭

void nzdl(uint t,uchar a); //逆时逐段亮

void nzdgl(uint t,uchar a); //逆时逐段一个点亮

void jgs(uint t,uchar a); //间隔闪

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

void zg(uint t,uchar a)//两边逐个亮

{

uchar i,j;

for(j=0;j

{

P0=P1=P2=P3=0xff;

P0=0x7f;delay(t);

for(i=0;i

{

P0=table1[i+1];

P2=table1[i];

delay(t);

}

P2=0x00;P1=0xfe;

delay(t);

for(i=0;i

{

P1=table[i+1];

P3=table1[i];

delay(t);

}

P3=0x00;delay(t);

}

}

void qs(uint t,uchar a) //全部闪烁 {

uchar j;

for(j=0;j

{

P0=P1=P2=P3=0xff;

delay(t);

P0=P1=P2=P3=0x00;

delay(t);

}

}

void zgxh(uint t,uchar a) //

{

uchar i,j;

for (j=0;j

{

P0=P1=P2=P3=0xff;

for (i=0;i

{

P0=table1[i];

delay(t);

}

for(i=0;i

{

P1=table[i];

delay(t);

}

for(i=0;i

{

P3=table[i];

delay(t);

}

for(i=0;i

{

P2=table[i];

delay(t);

} 逆时针逐个点亮

}

}

void nszgm(uint t,uchar a) // 逆时针逐个灭 {

uchar i,j;

for(j=0;j

{

P0=P1=P2=P3=0x00;

for (i=0;i

{

P0=table3[i];delay(t); }

for (i=0;i

{

P1=table2[i];delay(t); }

for (i=0;i

{

P3=table2[i];delay(t); }

for (i=0;i

{

P2=table2[i];delay(t); }

}

void djs(uint t,uchar a) //对角闪 {

uchar j;

for(j=0;j

{

P0=P1=P2=P3=0xff;

P0=P3=0x00;

delay(t);

P0=P1=P2=P3=0xff;

P1=P2=0x00;

delay(t);

}

}

void lbzgm(uint t,uchar a)//两边逐个灭

{

uchar i,j;

for (j=0;j

{

P0=P2=0x00;

P3=0x01;delay(t);

for(i=7;i>1;i--)

{

P1=table[i-1];P3=table1[i-2]; delay(t);

}

P1=0xfe;P3=0xff;delay(t); P1=0xff;P2=0x01;delay(t); for(i=7;i>1;i--)

{

P0=table1[i-1];

P2=table1[i-2];

delay(t);

}

P0=0x7f;P2=0xff;delay(t); P0=0xff;delay(t);

}

}

void sztl(uint t,uchar a)//顺时逐个同步亮 {

uchar i,j;

for(j=0;j

{

P0=P1=P2=P3=0xff;

for(i=0;i

{

P0=table[i];

P1=P2=P3=table1[i]; delay(t);

}

}

}

void nztl(uint t,uchar a)//逆时逐个同步亮 {

uchar i,j;

for(j=0;j

{

P0=P1=P2=P3=0xff;

for(i=0;i

{

P0=table1[i];

P1=P2=P3=table[i];

delay(t);

}

}

}

void sztm(uint t,uchar a)//顺时逐个同步灭 {

uchar i,j;

for(j=0;j

{

P0=P1=P2=P3=0x00;

for(i=0;i

{

P0=table2[i];

P1=P2=P3=table3[i]; delay(t);

}

}

}

void nztm(uint t,uchar a)//逆时逐个同步灭 {

uchar i,j;

for(j=0;j

{

P0=P1=P2=P3=0xff;

for(i=0;i

{

P0=table3[i];

P1=P2=P3=table2[i]; delay(t);

}

}

}

void hwzjl(uint t,uchar a) //横往中间亮 {

uchar i,j;

for (j=0;j

{

P0=P1=P2=P3=0xff;

for(i=0;i

{

P0=P2=P1=table1[i];

P3=table[i];delay(t); }

}

}

void hwzjm(uint t,uchar a) //横往中间灭 {

uchar i,j;

for (j=0;j

{

P0=P1=P2=P3=0x00;

for(i=0;i

{

P0=P2=P1=table3[i];

P3=table2[i];delay(t); }

}

}

void nzdl(uint t,uchar a) //逆时逐段亮 {

uchar i,j;

for (j=0;j

{

P0=P1=P2=P3=0xff;

for(i=0;i

{

P0=table1[i];

delay(t);

}

P0=0xff;

for(i=0;i

{

P1=table[i];

delay(t);

}

P1=0xff;

for(i=0;i

{

P3=table[i];

delay(t);

}

P3=0xff;

for(i=0;i

{

P2=table[i];

delay(t);

}

P2=0xff;

}

}

void nzdgl(uint t,uchar a) //逆时逐段一个点亮

{

uchar i,j,k,l;

for (j=0;j

{

k=table1[0];

P0=k;l=table[0];

P1=P2=P3=l;delay(t);

for(i=0;i

{

k=_crol_(k,-1);

P0=k;

l=_crol_(l,1);

P1=P2=P3=l;

delay(t);

}

}

}

void jgs(uint t,uchar a) //间隔闪

{

uchar j;

for (j=0;j

{

P0=0x55;P1=P2=P3=0xaa;

delay(t);

P0=0xaa;P1=P2=P3=0x55;

delay(t);

}

}

void main()

{

uchar i;

while(1)

{

zg(100,1); //两边逐个亮

lbzgm(100,1); //两边逐个灭

jgs(300,10);

djs(100,20); //对角闪

////////////////////////////////////////////

P1=P2=P3=0xff;

for(i=0;i

{

P0=0x00;delay(800);

P0=0xff;delay(800);

}

P0=0x00;

for(i=0;i

{

P1=0x00;delay(800);

P1=0xff;delay(800);

}

P1=0x00;

for(i=0;i

{

P3=0x00;delay(800);

P3=0xff;delay(800);

}

P3=0x00;

for(i=0;i

{

P2=0x00;delay(800);

P2=0xff;delay(800);

}

qs(500,3);

/////////////////////////////////////////////

for(i=0;i

{

zgxh(50,1);

}

djs(100,20); //对角闪

for(i=0;i

{

zg(100,1); //两边逐个亮

lbzgm(100,1); //两边逐个灭

}

qs(200,10);djs(100,50);

for(i=0;i

{

sztl(200,1); //顺时逐个同步亮

nztm(200,1);

nztl(200,1);

sztm(200,1); //顺时逐个同步灭

}

djs(300,10); //对角闪

nzdgl(300,10); //逆时逐段一个点亮

jgs(300,10); //间隔闪

for(i=0;i

{

zgxh(100,1);

nszgm(100,1);

}

nzdl(200,3); //逆时逐段亮

jgs(50,100); //间隔闪

//////////////////////////////////////////////////

nzdgl(50,40); //逆时逐段一个点亮

for(i=0;i

{

zg(100,1);qs(100,10);

lbzgm(100,1);

}

for(i=0;i

{

zgxh(100,1);

nszgm(100,1);

}

for(i=0;i

{

hwzjl(200,1); //横往中间亮

hwzjm(200,1); //横往中间灭

}

djs(300,10); //对角闪

for(i=0;i

{

zgxh(100,1);

nszgm(100,1);

}

djs(100,20); //对角闪

zg(300,1);

lbzgm(300,1);

for(i=0;i

{

sztl(200,1); //顺时逐个同步亮

nztm(200,1);

nztl(200,1);

sztm(200,1); //顺时逐个同步灭

}

djs(500,20); //对角闪

djs(100,30); //对角闪

djs(50,50); //对角闪

delay(1000);

}

}

void delay(uint t)

{

uint x,y;

for (x=t;x>0;x--)

{

for (y=120;y>0;y--);

}

}

点阵显示的程序如下：

RS_CNT

NUM EQU 30H EQU 31H

TCON_T

ORG

LJMP

ORG

LJMP

START:

MOV

MOV

MOV

MOV

MOV

MOV

SETB

SJMP

INT_T0:

MOV

MOV

MOV

MOVC

MOV

MOV

MOV

MOV

MUL

ADD

MOVC

CPL

MOV

INC

MOV

CJNE

MOV

NEXT:

MOV

CJNE

MOV

INC

MOV

CJNE

MOV

RETUNE:

TABLE:

TABLE1:

DB EQU 32H 00H START 0BH INT_T0 MOV RS_CNT,#00H NUM,#00H TCON_T,#00H TMOD,#01H TH0,#(65536-5000)/256 TL0,#(65536-5000)MOD 256 IE,#82H TR0 $ MOV TH0,#(65536-5000)/256 TL0,#(65536-5000)MOD 256 DPTR,#TABLE A,RS_CNT A,@A+DPTR P3,A DPTR,#TABLE1 A,NUM B,#8 AB A,RS_CNT A,@A+DPTR A P0,A RS_CNT A,RS_CNT A,#8,NEXT RS_CNT,#00H INC TCON_T A,TCON_T A,#200,RETUNE TCON_T,#00H NUM A,NUM A,#7,RETUNE NUM,#00H RETI DB 080H,040H,020H,010H,008H,004H,002H,001H DB 00H,00H,42H,42H,7EH,42H,42H,00H 30H,48H,44H,22H,44H,48H,30H,00H

DB DB DB DB DB END 00H,00H,7EH,02H,02H,7EH,00H,00H 00H,10H,10H,10H,10H,10H,10H,00H 02H,2AH,2AH,7EH,2AH,6AH,22H,10H 00H,10H,10H,10H,10H,10H,10H,00H 00H,22H,7AH,2AH,7AH,22H,7EH,20H

五、 系统测试

点阵的测试图：

心形花样流水灯测试图：

两边逐个点亮花型 逆时针熄灭花型

顺时针逐个熄灭的花型 顺时针逐个点亮的花型

对角逐个闪花型 竖向中间灭花型

六、总结与体会

在本次设计中出现了很多问题：第一次焊接好之后，接通电源，没有任何反应。经仔细检查之后没有发现什么错误，也向老师和许多同学请教过，结果还是没一点反应，于是第一次的焊接宣告失败，无奈只好在从新开始焊。第二次焊接的时候吸取了第一次的一些经验与教训，给每个I/O口都加上了200欧的电阻，并不断的纠正了自己的焊接方法，一步一步的，经过一下午的努力终于焊接好了，接通电源，一切正常工作，真是黄土不负有心人。

通过这学期单片机的学习我学到了不少东西，学会了有的东西需要自己通过自己的努力来解决。这次单片机作品的制作学会了焊接的初步技术，

以及一些查

找问题的方法。软件方面由于本人的技术有限只是对别人的一些程序进行更改，然后通过不断的调试，一步一步实现单片机的预定功能。由于本人水平有限，扩展部分做的不是太好，希望其他人能够继续改进。