目录1设计内容11.1 设计任务 21.2 设计要求 21.3 功能分析22 方案选择 33硬件电路设计33.1 AT89C51单片机硬件结构33.1.1 主要特性 33.1.2 管脚说明 43.1.3 振荡器特性 53.1.4 芯片擦除63.1.5 AT89C51 最小系统63.2电路及连线设计64软件设计74.1 程序设计 74.2系统程序流程图84.2.1 主程序流程图84.2.2正向流动程序流程图和反向流动程序流程图94.2.3 延时程序流程图104.3 系统程序115系统联调125.1 仿真效果图13 结论14 参考文献14 致 谢14 附录15节日彩灯控制器的设计摘要节日彩灯使生活中常常用到的装饰物品 ,是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工 艺品。彩灯艺术也就是灯的综合性的装饰艺术。在当今的社会里，彩灯已经成为我们生活的 一部分，能给我们带来视觉上的享受还能美化我们的生活。彩灯控制器主要是通过电路产生 有规律变化的脉冲信号来实现彩灯的各种变化它集中地运用了单片机、LED、自动控制等 技术，是典型的基于单片机的电子产品。本文以AT89C51单片机为控制核心，采用模块化 的设计方案，运用LED彩灯、按键等组成电路，实现彩灯在开启时满足不一样的闪亮方法。 通过按键能方便使用者选择不同样的亮法。并用 proteus 仿真能使八盏彩灯顺序点亮，逆序 点亮和停止。并做出pcb电路板图。为节日增加气氛。具有精度较高、本低、装调容易，有 一定的市场价值的特点，实现了对彩灯的控制1. 设计内容1.1设计任务以单片机为核心，设计一个节日彩灯控制器。1.2设计要求（1）仿照图1-1在Proteus中绘制一个基于89C51的流水灯控制器电路，开关可以 控制流动的方向，拨码开关可以调整流动的快慢。（2）参照给出的程序，编写程序以改变LED闪烁频率和彩灯“流水”流动方向。（3）选择不同的工作寄存器区，修改ROR7的内容，观察相应片内RAM内容的变 化。1.3功能分析由按键控制功能的流水灯,其中的LED采取共阳极接法，通过依次向连接LED的I / 0口送出低电平，可实现题目要求的功能。2. 方案选择以80C51单片机为控制核心，采用模块化的设计方案，运用LED彩灯、按键等组成电 路，实现彩灯在开启时满足不一样的闪亮方法。按键可以在彩灯使用的时候选择不同的亮法， 使彩灯流动的方向改变，键一可以使彩灯由上而下开始流动，键二可以使彩灯停止，三号键 可以使彩灯由上而下流动，四键则可以使彩灯由下而上流动。通过按键能方便使用者选择节 日彩灯的开启、流动方向和停止。系统框图如下：图13. 硬件电路设计单片机（SCM）是单片微型计算机（Single Chip Microcomputer ）的简称。它是把中央 处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时/计数器以及输入 输出适配器都集成在一块芯片上，构成一个完整的微型计算机。随着SCM在技术上、体系 上不断扩展其控制功能，国际上已经采用MCU （MicroControllerUnit）代替单片机的名词。 它的最大优点是体积小，可放在仪表内部。但存储量小，输入输出适配器简单，功能较低。 目前，单片机在民用和工业测控领域得到最广泛的应用，早已深深地融入人们的生活中。近 年来，AT89C51在我国非常流行，它最大的特点是内部有可以多次重复编程的闪烁ROM, 并且闪烁ROM可以直接用编程器来擦写（电擦写），使用起来比较方便。一个单片机应用系统的硬件电路设计包含有两部分内容：一是系统扩展，即单片机内 部的功能单元，如ROM、RAM、I/O 口、定时/记数器、中断系统等能量不能满足应用系统 的要求时，必须在片外进行扩展，选择适当的芯片，设计相应的电路。二是系统配置，既要 按照系统功能要求配置外围设备，如键盘显示器、打印机、A/D、D/A转换器等，又要设计 合适的接口电路。3.1 AT89C51单片机硬件结构AT89C51是一种低功耗/低电压、高性能的八位CMOS单片机，片内有一个4KB的 FLASH 可编程可擦除只读存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read OnlyMemory),它采用了 CMOS工艺和ATMEL公司的高密度非易失性存储器技术，而且其输 出引脚和指令系统都与MSC51兼容。片内置通用8位中央处理器(CPU)和FLASH存 储单元，片内的存储器允许在系统内改编程序或用常规的非易失性存储器编程。因此， AT89C51 是一种功能强、灵活性高且价格合理的单片机，可方便的应用于各种控制领域。3.1.1 主要特性(1) 与 MCS-51 产品指令系统兼容(2) 4K 字节可编程闪烁存储器(3) 寿命：1000 写/擦循环 4(4)数据保留时间：10年(5) 全静态工作：0Hz-24Hz(6) 三级程序存储器锁定(7) 128*8 位内部 RAM(8) 32可编程I/O线(9) 两个 16 位定时器/计数器(10) 6 个中断源(11) 可编程串行通道(12) 低功耗的闲置和掉电模式(13) 片内振荡器和时钟电路3.1.2 管脚说明VCC(40)：供电电压，其工作电压为5V。GND(20)：接地。P0端口(P0.0-P0.7)： P0 口为一个8位漏级开路双向I/O 口，每脚可吸收8TTL门 电流。当P1 口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器, 它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH 进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1端口(P1.0-P1.7)： P1 口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O 口，P1 口缓冲 器能接收输出4TTL门电流。P1 口管脚写入1后，被内部上拉为高电平，可用作输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验 时， P1 口作为第八位地址接收。P2端口(P2.0-P2.7)： P2 口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P2 口缓冲器可 接收，输出4个TTL门电流，当P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为 输入。并因此作为输入时， P2 口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘 故。P2 口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2 口输出地址 的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行 读写时，P2 口输出其特殊功能寄存器的内容。P2 口在FLASH编程和校验时接收高八位地 址信号和控制信号。P3端口(P3.0-P3.7)： P3 口管脚是一个带有内部上拉电阻的8位的双向I/O端口， 可接收输出4个TTL门电流。当P3 口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输 入。作为输入端时，由于外部下拉为低电平，P3 口将输出电流(ILL)P3 口也可作为AT89C51 的一些特殊功能口，如表1所示。P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。复位RST(9):复位输入。在振荡器运行时，有两个机器周期24个振荡周期)以上 的高电平出现在此引脚时，将使单片机复位，只要这个脚保持高电平，51芯片便循环复位。 复位后P3.0-P3.7 口均置1,引脚表现为高电平，程序计数器和特殊功能寄存器SFR全部清 零。当复位脚由高电平变为低电平时，芯片为ROM的00H处开始运行程序。复位操作不会 对内部 RAM 有所影响。ALE/PROG(30)：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的 地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率 周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于 定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁 止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时，ALE只有在执行MOVX, MOVC指令是 ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位 无效。PSEN(29)：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指令期间，每个机 器周期两次PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的PSEN信号将不出现。EA/VPP(31)：当_EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH) 不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，_EA将内部锁定为RESET；当_EA保 持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电 源(VPP)。XTAL1(19)：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2RSTPSEfi- ALE EAP1D P1.1P12P13P1AP15P1J5 P1.?PODOD 卩 11M1PD2WD2PDJWD3PQUMlipasmosPDjW.05PDT .ui7P2XWP2.W P22MID P2Mlf P2.IAI2 P25A13 P2JU P2.TAI5：P3fflX0 P3.1/TXD g亚 阳谕TF mmF加底XTAL2(18)：来自反向振荡器的输出。其引脚图如图2所示。U1图2.AT89C51引脚图酋零 B3$35禅 R 型212223p!Ex2rFS101 11213U151617l?；!JRXD卡厅梢入11：n iIXD口t丽期中斯时Pl 5血j ：外中断L)fi.iru定时MU)r：i. j“；定晩计数I)弭r*卜昌船也;存锢器I粧通)RD團部敌瑯存臂器谅建皿表1.P3端口引脚兼用功能表图2313振荡器特性XTAL1和XTAL2分别为反向放大器的输入和输出。该反向放大器可以配置为片内振荡 器。石晶振荡和陶瓷振荡均可采用。如采用外部时钟源驱动器件，XTAL26应不接。有余 输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器，因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求，但 必须保证脉冲的高低电平要求的宽度。3.1.4 芯片擦除整个PEROM阵列和三个锁定位的电擦除可通过正确的控制信号组合，并保持ALE管 脚处于低电平10ms来完成。在芯片擦除操作中，代码阵列全被写“1”且在任何非空存储 字节被重复编程以前，该操作必须被执行。此外，AT89C51设有