心形花样流水灯设计报告.docx
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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：
二班
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，8kBytesFlash片内程序存储器，
256bytes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）
AT89C51引脚图
电路，片内时钟振荡器。
此外，AT89S52设计和配置了振荡频率可
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
#defineuintunsignedint
#defineucharunsignedchar
ucharcodetable[]={0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00};//逐个点亮0~7
ucharcodetable1[]={0x7f,0x3f,0x1f,0x0f,0x07,0x03,0x01,0x00};//逐个点亮7~0
ucharcodetable2[]={0x01,0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x3f,0x7f,0xff};//逐个灭0~7
ucharcodetable3[]={0x80,0xc0,0xe0,0xf0,0xf8,0xfc,0xfe,0xff};//逐个灭7~0
/***********************************************************/
voiddelay（uintt）;//延时
voidzg（uintt,uchara）;//两边逐个亮
voidqs（uintt,uchara）;//全部闪烁
voidzgxh（uintt,uchara）;//逆时针逐个点亮
voiddjs（uintt,uchara）;//对角闪
voidlbzgm（uintt,uchara）;//两边逐个灭
voidnszgm（uintt,uchara）;//逆时针逐个灭
voidsztl（uintt,uchara）;//顺时逐个同步亮
voidnztl（uintt,uchara）;//逆时逐个同步亮
voidsztm（uintt,uchara）;//顺时逐个同步灭
voidnztm（uintt,uchara）;//逆时逐个同步灭
voidhwzjl（uintt,uchara）;//横往中间亮
voidhwzjm（uintt,uchara）;//横往中间灭
voidnzdl（uintt,uchara）;//逆时逐段亮
voidnzdgl（uintt,uchara）;//逆时逐段一个点亮
voidjgs（uintt,uchara）;//间隔闪
/**********************************************************/
voidzg（uintt,uchara）//两边逐个亮
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
P0=0x7f;delay（t）;
for（i=0;i<7;i++）
{
P0=table1[i+1];
P2=table1[i];
delay（t）;
}
P2=0x00;P1=0xfe;
delay（t）;
for（i=0;i<7;i++）
{
P1=table[i+1];
P3=table1[i];
delay（t）;
}
P3=0x00;delay（t）;
}
}
voidqs（uintt,uchara）//全部闪烁
{
ucharj;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
delay（t）;
P0=P1=P2=P3=0x00;
delay（t）;
}
}
voidzgxh（uintt,uchara）//逆时针逐个点亮
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table1[i];
delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P1=table[i];
delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P3=table[i];
delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P2=table[i];
delay（t）;
}
}
}
voidnszgm（uintt,uchara）//逆时针逐个灭
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0x00;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table3[i];delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P1=table2[i];delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P3=table2[i];delay（t）;
}
for（i=0;i<8;i++）
{
P2=table2[i];delay（t）;
}
}
voiddjs（uintt,uchara）//对角闪
{
ucharj;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
P0=P3=0x00;
delay（t）;
P0=P1=P2=P3=0xff;
P1=P2=0x00;
delay（t）;
}
}
voidlbzgm（uintt,uchara）//两边逐个灭
{
uchari,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）;
}
}
voidsztl（uintt,uchara）//顺时逐个同步亮
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table[i];
P1=P2=P3=table1[i];
delay（t）;
}
}
}
voidnztl（uintt,uchara）//逆时逐个同步亮
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table1[i];
P1=P2=P3=table[i];
delay（t）;
}
}
}
voidsztm（uintt,uchara）//顺时逐个同步灭
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0x00;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table2[i];
P1=P2=P3=table3[i];
delay（t）;
}
}
}
voidnztm（uintt,uchara）//逆时逐个同步灭
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table3[i];
P1=P2=P3=table2[i];
delay（t）;
}
}
}
voidhwzjl（uintt,uchara）//横往中间亮
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=P2=P1=table1[i];
P3=table[i];delay（t）;
}
}
}
voidhwzjm（uintt,uchara）//横往中间灭
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0x00;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=P2=P1=table3[i];
P3=table2[i];delay（t）;
}
}
}
voidnzdl（uintt,uchara）//逆时逐段亮
{
uchari,j;
for（j=0;j{
P0=P1=P2=P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P0=table1[i];
delay（t）;
}
P0=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P1=table[i];
delay（t）;
}
P1=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P3=table[i];
delay（t）;
}
P3=0xff;
for（i=0;i<8;i++）
{
P2=table[i];
delay（t）;
}
P2=0xff;
}
}
voidnzdgl（uintt,uchara）//逆时逐段一个点亮
{
uchari,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<8;i++）
{
k=_crol_（k,-1）;
P0=k;
l=_crol_（l,1）;
P1=P2=P3=l;
delay（t）;
}
}
}
voidjgs（uintt,uchara）//间隔闪
{
ucharj;
for（j=0;j{
P0=0x55;P1=P2=P3=0xaa;
delay（t）;
P0=0xaa;P1=P2=P3=0x55;
delay（t）;
}
}
voidmain（）
{
uchari;
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<3;i++）
{
P0=0x00;delay（800）;
P0=0xff;delay（800）;
}
P0=0x00;
for（i=0;i<3;i++）
{
P1=0x00;delay（800）;
P1=0xff;delay（800）;
}
P1=0x00;
for（i=0;i<3;i++）
{
P3=0x00;delay（800）;
P3=0xff;delay（800）;
}
P3=0x00;
for（i=0;i<3;i++）
{
P2=0x00;delay（800）;
P2=0xff;delay（800）;
}
qs（500,3）;
/////////////////////////////////////////////
for（i=0;i<6;i++）
{
zgxh（50,1）;
nszgm（50,1）;
}
djs（100,20）;//对角闪
for（i=0;i<3;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<5;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<3;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<4;i++）
{
zg（100,1）;qs（100,10）;
lbzgm（100,1）;
}
for（i=0;i<3;i++）
{
zgxh（100,1）;
nszgm（100,1）;
}
djs（1000,10）;
for（i=0;i<10;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<5;i++）
{
zgxh（100,1）;
nszgm（100,1）;
}
djs（100,20）;//对角闪
zg（300,1）;
lbzgm（300,1）;
for（i=0;i<5;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）;
}
}
voiddelay（uintt）
{
uintx,y;
for（x=t;x>0;x--）
{
for（y=120;y>0;y--）;
}
}
点阵显示的程序如下：
RS_CNTEQU30H
NUMEQU31H
TCON_TEQU32H
ORG00H
LJMPSTART
ORG0BH
LJMPINT_T0
START:
MOVRS_CNT,#00H
MOVNUM,#00H
MOVTCON_T,#00H
MOVTMOD,#01H
MOVTH0,#（65536-5000）/256
MOVTL0,#（65536-5000）MOD256
MOVIE,#82H
SETBTR0
SJMP$
INT_T0:
MOVTH0,#（65536-5000）/256
MOVTL0,#（65536-5000）MOD256
MOVDPTR,#TABLE
MOVA,RS_CNT
MOVCA,@A+DPTR
MOVP3,A
MOVDPTR,#TABLE1
MOVA,NUM
MOVB,#8
MULAB
ADDA,RS_CNT
MOVCA,@A+DPTR
CPLA
MOVP0,A
INCRS_CNT
MOVA,RS_CNT
CJNEA,#8,NEXT
MOVRS_CNT,#00H
NEXT:
INCTCON_T
MOVA,TCON_T
CJNEA,#200,RETUNE
MOVTCON_T,#00H
INCNUM
MOVA,NUM
CJNEA,#7,RETUNE
MOVNUM,#00H
RETUNE:
RETI
TABLE:
DB080H,040H,020H,010H,008H,004H,002H,001H
TABLE1:
DB00H,00H,42H,42H,7EH,42H,42H,00H
DB30H,48H,44H,22H,44H,48H,30H,00H
DB00H,00H,7EH,02H,02H,7EH,00H,00H
DB00H,10H,10H,10H,10H,10H,10H,00H
DB02H,2AH,2AH,7EH,2AH,6AH,22H,10H
DB00H,10H,10H,10H,10H,10H,10H,00H
DB00H,22H,7AH,2AH,7AH,22H,7EH,20H
END
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。
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