基于51单片机流水灯设计
摘要
本次程序设计和仿真是基于Proteus和keil的环境对STC89C51进行流水灯设计，根据左移方式实现基本的流水灯，根据外部中断的方式实现不同类型的流水灯操作。
关键字Proteus、keil、流水灯、外部中断
一、工程介绍
1.1、实现要求
利用单片机一个端口接8个LED发光二极管，另一个端口接两个开关。设计硬件电路图，并编写程序，实现从上到下轮流点亮8个发光二极管（流水灯，即每次只点亮一个灯）。扩展任务一：设计一个开关K1K_1K1，按下时，先奇数再偶数亮，不断循环。扩展任务二：
在完成基础任务的基础上，设计开关K2K_2K2，按下时，分别从两边向中间流动三次，再从中间向两边流动三次。
二、仿真电路设计
2.1、环境介绍
仿真设计使用Proteus 8.0;Proteus安装参考链接
2.2、电路设计
2.2.1、最小系统的实现
第一步：在Proteus中的[P]中选择所需要的零件有电阻RES、电容CAP、电解电容CAP-ELEC、复位开关BUTTON、晶振CRYSTAL、排阻RESPACK-8、LED灯LED-YELLOW、最后是单片机AT89C5C。
第二步：设计晶振电路、复位电路，如图所示：
注意事项：复位系统中R9不能设置太大，否则导致复位系统不能正常工作，这里选择R9=1KR9=1KR9=1K
EA：内外部存储器选择ALE:地址所存允许信号输出引脚PSEN：外部程序存储器选通信号输出引脚
2.2.2、实现任务中三个要求
第一步：将P0端口全部上拉
P0口作为总线扩展用时，不用加上拉电阻；作为I/O口使用时，需要加10K-4.7K上拉电阻，上电复位后是开漏输出。
第二步：接上八个LED，且限流电阻为1K
LED驱动电流大概再0~20MA，随便在看一个LED的datassheet如下：
可以知道LED驱动电流的极限值为20MA和25MA，具体的LAD驱动电流要根据datasheet设计，仿真中驱动电流为：I=5V−0.7V1K=4.3MAI=\frac{5V-0.7V}{1K}=4.3MAI=1K5V−0.7V=4.3MA
第三步：设计两个外部中断的开关
在STC89C52的数据手册中，可以知道外部中断分别P32、P33分别对应外部中断0和外部中断1。而且P3的复位值为1111 1111B，也就是上电P32、P33口都是高电平，如果用外部中断触发的话，可以设计低电平触发，也就是按钮直接接地即可。
第四步：总体电路设计如下
三、程序设计
3.1、环境介绍
程序设计采用Keil 5.22；MDK5安装以及C51支持包
3.2、实现流水灯操作
可以通过自带的函数**_ crol _**：循环左移函数实现
假设Var = 0xFE 即二进制（1111 1110B）
_ crol _（Var，1）= 0xFD (1111 1101B)
程序如下：
#include<reg51.h>#include"intrins.h"unsigned char status = 0xFe; //初始化P0为1111 1110 P00处的LEDunsigned int time = 0xFFFF; //LED点亮时间void main(void){while(1){time = 0xFFFF;P0 = status;status = _crol_(status,1);while(time--);}}
效果如下:
3.3、通过中断实现扩展操作
按键用到了51单片机的两个外部中断，使用低电平的方式触发中断，具体配置可以根据数据手册来操作，如下：
可以知道这两个外部中断位于寄存器TCON中，标志位分别为IE.0和IE.1，触发方式分别为IT0和IT1
中断查询表可以知道外部中断0对应0，外部中断1对应2
程序如下：
#include<reg51.h>#include"intrins.h"unsigned char Function = 0x00; //对应相应功能/******************************************************************************* @brief EX0_ISR:外部中断一，实现扩展任务1******************************************************************************/void EX0_ISR(void) interrupt 0{ Function = 0x01;//对应扩展任务1P0 = 0xFF; //LED全部复位}/******************************************************************************* @brief EX0_ISR:外部中断二，实现扩展任务2******************************************************************************/void EX1_ISR(void) interrupt 2{Function = 0x02;//对应扩展任务1P0 = 0xFF; //LED全部复位}/******************************************************************************* @brief LedMove:实现扩展任务2******************************************************************************/void LedMove(void){unsigned char count = 0x03;while(count--){time = 0xFFFF;P0 = 0x7E;while(time--);P0 = 0xFF;time = 0xFFFF;P0 = 0xBD;while(time--);P0 = 0xFF;time = 0xFFFF;P0 = 0xDB;while(time--);P0 = 0xFF;time = 0xFFFF;P0 = 0xE7;while(time--);P0 = 0xFF;}count = 0x03;while(count--){time = 0xFFFF;P0 = 0xE7;while(time--);P0 = 0xFF;time = 0xFFFF;P0 = 0xDB;while(time--);P0 = 0xFF;time = 0xFFFF;P0 = 0xBD;while(time--);P0 = 0xFF;time = 0xFFFF;P0 = 0x7E;while(time--);P0 = 0xFF;}}void main(void){IT0 = 1; //外部中断0低电平触发EX0 = 1; //使能中断IT1 = 1; //外部中断1低电平触发EX1 = 1; //使能中断EA = 1;//打开总中断while(1){switch(Function){case 0x01:time = 0xFFFF;P0 = 0xAA;while(time--);time = 0xFFFF;P0 = 0x55;while(time--);break;case 0x02:LedMove();break;}}}
效果如下：
