单片机原理及系统课程设计
专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师：
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兰州交通大学自动化与电气工程学院
2012 年 7月 1日
单片机原理及系统课程设计报告
1 引言
基于单片机的控制循环灯设计。
2 设计方案及原理
2.1 题目要求
在单片机的P1口接8个发光二极管，通过中断方式控制实现每个发光二极管指示灯闪烁10次，并依次循环。正常状态下，这8个灯（发光二极管）先按一定流速从左向右流动，再按一定流速从右往左流动（假设这8个灯依次从左向右接在P1.0-P1.7上）。
2.2 设计原理
单片机循环灯是现今人们最普及的方法，本次设计用外接石英晶体振荡器作为8051的时钟电路，将P0.0-P0.7作为发光二极管的片选口，同时利用8051单片机的基本原理，来控制八个LED指示灯的依次往复循环闪烁10次。此次课设中选择了共阳极的二极管接法，所以通过给P0口输送低电平0，就可以使二极管发光，输送高电平1可使二极管熄灭。
设计框图如图1所示。
5V电源8051时钟电路发光二级管中断源 图1 设计框图
3 硬件设计
此次芯片选用的是8051，8051芯片的外部时钟是用外接石英晶体振荡器来实现的，时钟电路用于产生单片机工作所需的时钟信号。在MCS-51系列单片机芯片外部，X1和X2之间跨接晶体振荡器和微调电容，从而构成一个稳定的自激振荡器，这就是单片机的时钟电路。发光二极管有共阳和共阴接法，此次设计选择了共阳
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接法，所以可通过给P0口输送低电平就可驱动发光二极管发光，输送高电平就可使发光二极管熄灭。
硬件原理图如图2所示。
图2 硬件原理图
4 软件设计
循环灯设计大概的设计思路可概括为以下8个步骤：
(1) 给累加器A送0FEH,送闪烁个数8给R2，送闪烁次数10给寄存器R0。
(2) 通过累加器A给P1口送二进制数，驱动八个发光二极管，低电平发光，高电平熄灭。
(3) 调用DELAY延时程序。
(4) 送0FFH给P1口，使发光二极管熄灭，再调用DELAY延时程序使发光二极管延时1S。
(5) 重复(2)、(3)、(4)至发光二极管闪烁十次后结束循环。 (6) 执行RL(循环左移)指令，指向下一个二极管，重复第5步。
(7) 当8个发光二极管从左至右依次闪烁完毕后，给累加器A送07FH，执行第5步，使二极管从最右边开始闪烁。同时执行RR（循环右移）指令，当每个发光二极管闪烁完10后指向下一个二极管。
(8) 当从右至左循环结束后，又回到第(1)步，循环往复。
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程序流程图如图3所示。
开始R0=10，R2=8设置中断等待中断执行中断程序二极管发光调用DELAY程序，二极管闪烁R0-1=R0，R2-1=R2否R0=0?是是R2=0?否调用DELAY程序，二极管闪烁循环右移二极管发光R0-1=R0，R2-1=R2否R0=0?是是R2=0?否循环左移图3 程序流程图
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5 总结
按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统。8051单片机是Intel公司生产的，除无片内ROM外，其余特性与MCS-51单片机基本一样。8051单片机都采用40引脚的直插封装（DIP方式），在单片机的40条引脚中有2条专用于主电源的引脚，2条外接晶体的引脚，4条控制或与其它电源复用的引脚，32条输入/输出（I/O）引脚。8051单片机的引脚除了电源、复位、时钟接入，用户I/O口外，其余管脚是为实现系统扩展而设置的。因此，本控制循环灯实际上就是一个带有8个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由单片机8051、发光二极管和必要的软件组成的单个单片机系统。此系统利用单片机的P1.0-P1.7作为8段显示LED的段控码输入，当位控线输入高电平时对应的LED点亮。再利用单片机内部的定时器对每一个输出口的电平做时间控制，实现每一个接口出现循环的高低电平，从而实现对每一个接口所接灯的循环控制，使8盏灯各依次亮灭10次。
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参考文献
[1] 李刚民.陈盅平.单片机原理及使用技术.北京高等教育出版社.2005 [2] 李华.王思明.单片机应用及原理[M].兰州大学出版社.2001 [3] 李全利.单片机原理及应用技术.高等教育出版社.2001 [4] 丁爱民.单片机应用技术.北京理工大学出版社.2002
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附录
附录一: 调试结果
附录二：循环灯控制设计程序
ORG 0000H ；程序存放的起始地址
AJMP MAIN ；上电，转向主程序 ORG 0003H ；外部中断0入口地址 AJMP LOOP ；转向中断服务程序 ORG 0030H ；主程序
MAIN: SETB EX0 ；允许外部中断0中断
SETB IT0 ；选择边沿触发方式 SETB EA ；CPU开中断
MOV R0,#10 ；将闪烁次数10送入R0 MOV R2,#8 ；将灯的数量8送入R2 MOV A,#0FEH LOOP: MOV P1,A ；使最左边的一个二极管发光
LCALL DELAY ；调用延时1s的子程序 MOV P1,#0FFH ；使最左边的一个二极管熄灭 LCALL DELAY ；调用延时1s的子程序 DJNZ R0,LOOP ；循环闪烁十次 RL A ；指向下一个二极管
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MOV R0,#10 ；再次将闪烁次数10次送入R0 DJNZ R2,LOOP ；8个灯从左到右依次闪烁完毕 MOV R2,#8
MOV A,#07FH LOOP1: MOV P1,A ；使最右边的一个二极管发光
LCALL DELAY ；调用延时1s的子程序
MOV P1,#0FFH ；使最右边的一个二极管熄灭 LCALL DELAY ；调用延时1s的子程序 DJNZ R0,LOOP ；循环闪烁十次
DELAY: LOOP2: LOOP3: LOOP4: RR A MOV R0,#10 DJNZ R2,LOOP1 LJMP MAIN MOV R5,#200 MOV R7,#10
MOV TMOD,#20H MOV TH1,#06H MOV TL1,#06H
SETB ET1 SETB P2.0 SETB TR1 JBC TF1,LOOP4 SJMP LOOP3
CLR TR1 CLR P2.0 DJNZ R7,$
DJNZ R5,LOOP2 RET END ；指向下一个二极管 ；再次将闪烁次数10次送入R0 ；8个灯从右到左依次闪烁完毕 ；转向主程序
；延时1s的DELAY子程序
；定时器1工作于方式2
；送初值 ；允许定时器1中断 ；P2.0输出置1 ；启动定时器1
；定时500us到,转向LOOP4执行
；停止定时器1
；P2.0输出取反 ；循环2000次定时程序，延时1s ；返回
；程序结束
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