利用51單片機進行霓虹燈廣告牌設計的教學探索

＊劉 奕

（安徽省汽車工業學校 安徽 231131）

利用51單片機進行霓虹燈廣告牌設計的教學探索

＊劉 奕

（安徽省汽車工業學校 安徽 231131）

隨著人們對物質生活的智能化要求越來越高，單片機作為智能化的核心，將會日益成為我國未來的一個要發展的方向。本文通過在YL-236試驗臺上利用C語言，模擬設計霓虹燈廣告牌的項目，闡述了用十六進制編碼LED燈的狀態，用定時器實現定時功能，呈現出霓虹燈光按照次序循環閃爍的功能的簡單智能控制。同時也讓學生們對學習單片機初步的認識，并且產生強烈的興趣。

AT89C51 單片機；C語言；二進制；十六進制；一維數組；延時中斷

前言

在單片機教學過程中，為了讓學生做到“愿意學、學得會、用得上”，利用單片機試驗臺YL-236臺上的功能模塊，采用項目教學，以“夠用為度”，從單片機的實際應用出發，將傳統單片機系統原理進行整合，是我們一線老師必須要面對和思考的問題。本文就以LED小燈模塊為例，模擬霓虹燈循環閃爍功能。

AT89C51是由ATMEL公司推出的一種小型單片機，95年出現在中國市場。其主要特點為采用Flash存貯器技術，降低了制造本，其軟件、硬件與MCS-51完全兼容，可以很快被廣大用戶接受，其程序的電可擦寫特性，使得開發與測試方便又易于實現。本設計主要介紹由AT89C51單片機來實現霓虹燈循環閃爍系統。

1.C語言簡介

匯編語言曾是單片機軟件開發工程師進行軟件開發的唯一選擇，但匯編語言程序的可讀性和可移植性較差，采用匯編語言編寫單片機應用程序的時間周期較長，且調試和排錯比較困難。為了提高單片機應用系統的開發效率，使用戶從繁瑣的匯編語言中解脫出來，世界上諸多軟件公司都致力于51單片機高級語言編譯器的開發研究。

與匯編語言相比，C語言在功能性、結構性、可讀性和可維護性上有明顯的優勢，易學易用，因此出現了專門用于51系列單片機編程的 C 語言——C51。目前最先進的功能最強大的C51編譯器是Keil C51。

2.霓虹燈光控制要求

要求：(1)霓虹燈的驅動。要求用LED來模擬霓虹燈工作。

(2)流水速度：每0.5秒變一次狀態（共8秒鐘循環）。

3.二進制、十六進制

(1)YL-236試驗臺的LED顯示模塊是共陽的。

共陽極公共端接陽極，發光二極管的陽極(正極)都聯在一起, 低電平有效（燈亮）,在單片機里只有兩個數0和1，低電平用0表示，高電平用1表示，則燈亮對應代碼為0。

(2)在弄清楚二進制與十六進制的轉換之前，先要明白十六位數的表示方式，具體如下：0—0，1—1，2—2，3—3，4—4，5—5，6—6，7—7，8—8，9—9，10—A，11—B，12—C，13—D，14—E，15—F。

(3)二進制數僅由0和1組成，二進制數的低位到高位分別表示1，2，4，8，16，32……，即2的（n－1）次方即可。對于四位二進制數，從高到低分別是8，4，2，1。二進制轉16進制，只需將2進制數從右向左每四位一組合，每一個組合以一個十六進制數表示。例

1111=8+4+2+1=15=F

1110=8+4+2=14=E

1101=8+4+1=13=D

……

0011=2+1=3

0001=1=1

(4)用十六進制來表示8個LED燈的狀態（0x是十六進制的符號）

序號 二進制 十六進制 序號 二進制 十六進制1 0111 0111 0x77 9 1110 1110 0xee 2 0011 0011 0x33 10 1100 1100 0xcc 3 0001 0001 0x11 11 1000 1000 0x88 4 0000 0000 0x00 12 0000 0000 0x00 5 1000 1000 0x88 13 0001 0001 0x11 6 1100 1100 0xcc 14 0011 0011 0x33 7 1110 1110 0xee 15 0111 0111 0x77 8 1111 1111 0xff 16 1111 1111 0xff

(5)將16種狀態寫在一個一維數組里，在程序里只要調用tab[]這個數組就可以用來表示小燈的狀態。

unsigned char code tab[16]={ 0x77,0x33,0x11,0x11,0 x00,0x88,0xcc,0xee,0xff,0xee,0xcc,0x88,0x00,0x11,0x33, 0x77,0xff};將16種狀態寫在一個一維數組里，在程序里只要調用tab[]這個數組就可以用來表示小燈的狀態。

unsigned char code tab[16]={ 0x77,0x33,0x11,0x11,0 x00,0x88,0xcc,0xee,0xff,0xee,0xcc,0x88,0x00,0x11,0x33, 0x77,0xff};

4.延時中斷

(1)首先利用定時器計算出定時開始的初值。

①首先明確三種方式的計數范圍：

方式0是13位的定時/計數器，記滿值為213=8192

方式1是16位的定時/計數器，計滿為216=65536

方式2是8位的定時/計數器，計滿為28=256

②以方式1來舉例說明（12M晶振）：

如果想定時0.5S，但是計數方式1的計數最大計數65536us即65ms，為了方便計數，選取50ms，計數10次就能實現0.5S計數。這里討論對計數器賦初值。計數器定時50ms，那么給定時器的初值應該是65536-50000=15536。（定時器從15536一直計數到65536，共計50000次記數，也即是50ms。）將初值15536，化為16進制為3CB0H，所以對計數器賦值：TL0=B0H；TH0=3CH。即得到初值。

(2)用單片機定時器實現的程序如下：

5.結語

基于51單片機的霓虹燈系統的設計，價格低廉，結構簡單，還有系統穩定性好。熟練的應用十六進制表示LED的狀態和定時器中斷控制功能，利用一維數組的將小燈的16種狀態與中斷聯系起來，簡化了程序的書寫，也使程序簡潔明了。

[1]陳巧莉,馮于戶．基于AT89C51 單片機的定時器控制音樂門鈴的仿真與實現[A]．價值工程,1006-4311（2011）20-0146-03．

[2]陶孝海．51單片機C語言編程技巧[J],計算機時代,2009年第6期．

[3]宋國富主編．《單片機技能與實訓》,電子工業出版社．

[4]雷林均主編．《單片機控制裝置安裝與調試上冊》,電子工業出版社．

[5]雷林均主編．《單片機控制裝置安裝與調試下冊》,電子工業出版社．

劉奕（1987～），女，安徽省汽車工業學校，研究方向：電工電子技術。

(責任編輯 高鎮峰)

Teaching Exploration of the Neon Light Billboards Design by Using the 51 Microcontroller

Liu Yi

(Automobile technical school of Anhui Province, Anhui, 231131)

Along with people's increasingly higher intelligence require for material life, the microcontroller, as the core of intelligence, will increasingly become one important developing direction for China’s future. In this paper, by utilizing the C language on the YL-236 test bed, it simulates the program of designing the neon light billboards, expounds the state of using the hexadecima code to code the LED lights and uses the timer to realize the timing function, finally presents the simple and intelligent control of neon light’s cycle flashing function in order. At the same time, it also can let the students take preliminary understanding of the learning microcontroller and stimulate students’ strong interest.

AT89C51 microcontroller；C language；binary system；hexadecimal；one-dimensional array；time-delay interruption

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