单片机实验课程设计--具有可变图案的走马灯显示功能的设计

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1、1 课程设计任务书课程设计任务书 题题 目：目：具有可变图案的走马灯显示功能的设计 初始条件：初始条件： 具备数字电路的理论知识；具备单片机原理的理论知识和实践能力；熟悉 51 单片机的 CPU 结构 和指令系统；熟悉相关常用接口电路的设计使用方法。 要求完成的主要任务：要求完成的主要任务：（包括课程设计工作量及其技术要求，以及说明书撰写等具体要求） 用定时器设计发光二极管的轮流显示，显示图案和延时时间可按设定的规律变化，要求显示的方 式为相向、相反、交替闪烁。延时时间可设置为 100ms、200ms、300ms。 时间安排：时间安排： 二十二周一周，其中 3 天硬件设计，2 天硬件调试 指导

2、教师签名：指导教师签名： 年年 月月 日日 系主任（或责任教师）签名：系主任（或责任教师）签名： 年年 月月 日日 2 目录 1 走马灯的介绍 4 2.设计走马灯的软硬件介绍 4 2.1 51 系列单片机 4 2.2 Keil C51 软件 .5 3 走马灯的系统设计 .6 3.1 设计思路6 3.2 电路设计6 4 C 语言程序设计 .7 5 仿真测试及分析 . 11 6 实物图及结果分析 12 7 心得体会 13 8 参考文献 14 3 摘要 设计要求：用定时器设计发光二极管的轮流显示，显示图案和延时时间可按设定的规 律变化，要求显示的方式为相向、相反、交替闪烁。延时时间可设置为 100m

3、s、200ms、 300ms。 流水灯的设计涉及到了软硬件方面的知识，需要软硬件综合。 软件方面，可以使用 C 语言或者汇编语言，本课程设计中使用 C 语言，涉及到其中 的循环结构、选择结构以及函数调用的应用，编写程序需要从要求中看出可以简化编写的 结构从而加以使用，同时考虑到单片机的输出端的实际情况，使用条件语句进行修正。 硬件方面，选用了 51 系列单片机，使用了定时/计数器以及并行口，主要使用了中断 功能。定时/计数器实质上是一个加 1 计数器，它可以工作于定时方式，也可以工作于计数 方式，两种方式实际都是对脉冲计数，只不过所记脉冲的来源不同，本次课程设计只使用 定时器，脉冲来源来自晶振

4、的振荡。在使用定时器的时候，计数的脉冲来自振荡器的 12 分频后的脉冲，即对系统的机器周期计数。计数为加 1 计数，记满溢出后清零并产生溢出 中断。使用并行口是为了使用矩阵键盘。键盘是计算机系统中不可缺少的输入设备，当键 盘少时可以接成线性键盘。键的编码可以用软件的运算完成，称为非编码键盘，也可以由 硬件编码器完成，称为编码键盘，本设计使用非编码键盘。中断装置和中断处理程序统称 为中断系统。中断系统是计算机的重要组成部分。实时控制、故障自动处理、计算机与外 围设备间的数据传送往往采用中断系统。中断系统的应用大大提高了计算机效率。 关键字：51 单片机、定时计数器、键盘控制中断、走马灯 4 1

5、走马灯的介绍 在古代，走马灯古称蟠螭灯（秦汉）、仙音烛和转鹭灯（唐）、马骑灯（宋），汉族 特色工艺品，亦是传统节日玩具之一，属于灯笼的一种。常见于元夕、元宵、中秋等节日。 灯内点上蜡烛，烛产生的热力造成气流，令轮轴转动。轮轴上有剪纸，烛光将剪纸的影投 射在屏上，图象便不断走动。因多在灯各个面上绘制古代武将骑马的图画，而灯转动时看 起来好像几个人你追我赶一样，故名走马灯。走马灯内的蜡烛需要切成小段，放入走马灯 时要放正，切勿斜放。 而现如今，现代人用火炭烧起来作气流动力改为电风扇带动马灯运。流动字幕显示 屏横向或直向不断移动的字幕，常用于电视新闻镜面，如新闻跑马灯（简称“跑马灯”） 是在电视新闻

6、画面上的一个小空间，通常是用来显示头条新闻或是新闻报道中较小的细 节。跑马灯有时也指在某些建筑物、网站或室内空间用来表现讯息的显示版。网站跑马灯 在电脑上当然也可以弄出新闻跑马灯这个玩意，早在二十一世纪初，新浪网、搜狐网就已 经推出网络新闻跑马灯技术。 2.设计走马灯的软硬件介绍 2.1 51 系列单片机 51 单片机是对所有兼容 Intel 8031 指令系统的单片机的统称。该系列单片机的始祖是 Intel的 8031 单片机， 后来随着 Flash rom 技术的发展， 51 单片机是基础入门的一个单片机， 还是应用最广泛的一种。需要注意的是 52 系列的单片机一般不具备自编程能力。 51 单片机的功能有： 8 位 CPU4kbytes 程序存储器(ROM) (52 为 8K) 128bytes 的数据存储器(RAM) （52 有 256bytes 的 RAM） 32 条 I/O 口线111 条指令，大部分为单字节指令 21 个专用寄存器 2 个可编程定时/计数