论文总字数：18533字

摘 要

基于51系列单片机设计的舞台流水灯顺序控制系统，利用AT89C51单片机控制16个流水灯的顺序循环的亮灭。系统硬件部分主要有复位电路、时钟电路、发光二极管显示电路和数码管显示电路。整个系统一共有8种流水灯发光模式可以选择。按键1是模式选择键，初始状态默认是0，每按一次增加1，直到模式7再返回模式0，同时在LED七段数码管中用数字0~7显示出来；按键2是加速键，可对流水灯的速度进行加速，按一下速度就加一下，一共有15种速度可供选择；按键3是减速键，可对流水灯的速度进行减速，按一下就减一次速度，一共有15种速度可供选择。

关键词：单片机；流水灯；调速

The design of flowing water light sequential control system for stage based on single-chip microcomputer

Abstract

The design of flowing water light sequential control system for stage based on single chip computer, using AT89C51 MCU control 16 flowing water light off. System’s hardware mainly has reset circuit, clock circuits, light-emitting diode display circuit and digital display circuit. The entire system have a total of eight kinds of flowing water light modes can be selected. The key 1 is a mode selection key, the initial state of default is 0, each time the increase of 1, and back mode 0 until the mode 7, while the seven-segment LED digital tube with the numbers 0 through 7 is displayed; the key 2 is the accelerator, may to accelerate the speed of light water, press the speed to increase it, a total of 15 speeds to choose ; the key 3 is decelerating key to the speed of light water decelerating, click on the Save a speed, a total of 15 kinds speeds to choose .

Keywords: single-chip microcomputer; flowing water light; speed control

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 概述 1

1.2 流水灯的发展现状 1

1.3 课题的设计目的和意义 1

第二章 系统硬件的设计 3

2.1 总体设计方案 3

2.2 系统原理图 3

2.3 单片机的简介 4

2.3.1 51系列单片机基本组成及特性 5

2.3.2 AT89C51单片机引脚功能 5

2.4 单片机最小系统电路 6

2.4.1 时钟电路 6

2.4.2 复位电路 7

2.5 发光二极管显示电路 7

2.6 数码管显示电路 8

2.7 按键模块 9

第三章 系统软件设计 10

3.1 主程序流程图 10

3.2 C语言编程 11

3.2.1 KEIL软件介绍 11

3.2.2 程序 11

第四章 软硬件电路调试 15

4.1 软件仿真 15

4.2 调试 16

4.2.1 实物制作 16

4.2.2 硬件调试 17

总 结 19

致 谢 20

参考文献 21

附 录 22

第一章 引 言

1.1 概述

随着科学技术和单片机技术的飞速发展，人们的生活水平得到了不断的提高，他们对于生活环境和生活需求发生了巨大的变化。从靠钻木取火的生存的古代走到今天的灯火阑珊，高楼耸立，各种各样繁华的夜景让人叹为观止。舞台的建立也提高了人们的物质生活，舞台流水灯的应用使得舞台的灯光效果越来越好。而这些日以继日变化的景象都离不开科学技术，离不开电子技术。事实证明电子技术深刻影响着社会的发展，时代的进步，人们的生活必须依靠着科技，科技无时无刻不再影响我们的生活。流水灯作为单片机应用的最基本产物，在我们生活的周围到处可见，LED大屏幕、舞台的彩灯、节日的霓虹灯、各式各样的广告灯等等。

伴随着计算机技术和科学技术的日益发展，尤其是单片机技术的发展。单片机普遍应用在我们日常生活的各行各业中，小到家用电器，大到工厂自动化设备，机械装置和医疗设备。单片机使得传统的设备在自动化水平、精度、效率等许多方面发生了翻天覆地的变化。在科技和计算机技术高速发展的当今社会，如何用经济又实惠、竞价比高性能好的元器件创造出人类生活所必需的产品，这些就成了研究的总体趋势。自动化技术的发展带动产品的更新换代，在当今社会人们越来越注重陶冶情操，流水灯在我们周围扮演着必不可少的角色。单片机作为科技发展的产物，它已经融入了我们当今的社会，利用单片机我们可以设计出很多系统。

1.2 流水灯的发展现状

LED流水灯是利用单片机原理以及一些芯片元器件的功能，再通过编写C语言或者汇编语言，从而实现小灯的亮灭方式，流水灯亮灭的方式取决于程序的编写。流水灯主要用于无处不在的宾馆、商厦、酒店、婚庆布置、酒吧、俱乐部、聚会、家庭、歌厅、窗户、音乐会、时装表演、舞台等各种各样的场所。 发光二极管能够把电能转化为辐射能和可见光。具有低电压，低功耗，发光效率高，发光响应时间极短，光色纯，结构坚固，抗冲击，耐振动，性能可靠，重量轻，体积小，成本低，功能齐全等等特点。流水灯日益发展，变化多端，当代人们的生活已经离不开它，各种各样的流水灯相继出现，高性价比，高功能。随着科学技术社会的发展，人们越来越追求美，追求时尚，流水灯就是简单的例子。从简单的白炽灯照明到变幻多端的流水灯，现在走到哪里我们都能所处可见流水灯，流水灯已经成为很普通的单片机的应用产物。各种各样的流水灯看的眼花缭乱，可是谁又知道其中的奥秘呢？

1.3 课题的设计目的和意义

流水灯在我们日常生活中随处可见，应用十分广泛，路边上的广告牌、节日装饰的霓虹灯、舞台灯等等。21世纪的今天是科学技术飞速发展的时代，自动化技术不但面临着挑战同时还有广阔的发展前景，流水灯作为最基础的装饰品，具有远大的应用前景。通过这次设计能达到以下的目的：①了解单片机的工作原理，各个引脚的功能；②了解流水灯的工作原理；③提高了画图和语言表达的能力，培养自己分析问题解决问题的能力；④提高动手能力，检查问题的能力和焊板子的技术。这篇论文就是设计舞台流水灯的亮灭，通过使用单片机AT89C51来实现8种不同模式的亮灭，通过Proteus仿真硬件和软件，调试结果符合系统设计的要求，再制作实物。而且单片机的控制硬件电路比较简单，制作实物价格便宜，用C语言的编程也不复杂，所以整个系统还是很好实现的。

第二章 系统硬件的设计

2.1 总体设计方案

整个设计方案的硬件部分主要由51单片机、16个LED发光二极管、1个共阳极数码管、3个按键组成。单片机选用最简单的AT89C51单片机，硬件设计主要包括晶振电路、复位电路、时钟电路、电源电路、按键模块、二极管显示电路和数码管显示电路。时钟电路为了保证串行口通信使用振荡频率12MHZ的晶振。复位电路包括上电电复位和手动复位两种复位方式。发光二极管和数码管都采用共阳极接法，分别利用1kΩ和220Ω的电阻进行分压，保证二极管和数码管正常发光。

通过设计系统的方案框图可以清晰的看到每个模块和每个模块之间存在的关系，同时也能知道接下来制作需要哪些元器件方便元器件的选择。通过设计系统的方案框图能够大大有益于系统的设计和开发。舞台流水灯顺序控制系统设计方案框图如图2-1所示，主要有以下部分组成：①单片机AT89S51；②发光二极管显示电路；③数码管显示电路；④复位电路；⑤时钟电路；⑥按键模块；⑦电源电路。

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