淺析單片機的LED流水燈控制過程

姜紅星 教傳艷 施利 沈陽工學院機械與運載學院

淺析單片機的LED流水燈控制過程

姜紅星 教傳艷 施利 沈陽工學院機械與運載學院

隨著電子科技的快速發展，在我們日常生活中，應用到流水燈原理的物品隨處可見，如交通信號燈，節日彩燈等等。本文簡單地介紹了AT89C51單片機、keil軟件、proteus軟件，然后重點介紹了流水燈控制項目的描述、設計、電路模擬以及分析，通過對單片機的LED流水燈控制的研究和討論，得到了較為簡潔的利用AT89C51制作流水燈的方法。

AT89C51單片機 keil proteus LED流水燈

隨著現代科技的快速發展，單片機基于體積小、成本低和功能強的特點，廣泛應用在家用電器、航空航天、醫用設備及過程控制等各個領域。本文主要是對單片機的LED流水燈控制過程研究。本系統采用AT89C51單片機來控制LED流水燈，實現流水燈的閃爍效果。

1 單片機概述

1.1 什么是單片機

單片機又稱微控制器，是指將中央處理單元CPU、儲存器、定時/計時器和各種I/O接口集成在一片芯片上，形成芯片級的計時器。AT89C51單片機，AT表示Atmel公司研制出來的產品；8表示單片機；9表示內部含Flash存儲器；C表示COMS的產品；51表示型號數。

1.2 單片機keil編程軟件

Keil C51是Keil software公司的51系列單片機，它提供了豐富的庫函數和功能超強大的集成開發調試工具。目前，我們大部分人使用的是Keil μVision4軟件，與Keil μVision3相比，Keil μVision4軟件引入了更靈活的窗口管理系統，可以更好地組織多個窗口，并且更高效的開發應用程序以及其他一些新功能。

1.3 單片機proteus仿真軟件

Proteus軟件是英國lab center Electronics公司出版的EDA工具，使用它進行單片機系統仿真設計，是虛擬仿真技術和多媒體技術相接的綜合應用。目前，它是仿真單片機的重要工具以及擁有完備的電子設計環境，它可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，并配合顯示及輸出，能清楚的看到運行后輸入與輸出的效果。

2 流水燈控制項目

2.1 項目描述

在單片機的P1口連接8個LED發光二極管，XTAL1和XTAL2口連接而成時鐘電路，RST連接而成復位電路，編程實現8個LED的流水燈閃爍流動，并且將給定的C語言源程序在keil軟件中進行編譯，最后下載到Proteus軟件仿真電路中的單片機中，實現流水燈閃爍效果。

2.2 項目設計

循環取反法。循環取反法是通過移位指令來對P1口進行控制的。在程序一開始就給P1口送一個數（01010101）B，讓P1.0、P1.2、P1.4、P1.6位為低電平，P1.1、P1.3、P1.5、P1.7為高電平，點亮D1、D3、D5、D7，延時一段時間（點亮時間的長短由延時子程序來控制）后熄滅，給P1口取反，使P1口的數據發生變化將D2、D4、D6、D8點亮，每移位一次P1口數據發生一次變化，移動2次就能控制D1～D8這8個發光二極管，能實現LED燈的循環“流水”效果。

2.3 電路模擬

打開proteus軟件，從庫中選取AT89C51單片機、電阻RES、瓷片電容CRY、電解電容CAP-ELEC、晶體震蕩管CRYSTAL以及發光二極管等一系列電器元件。放置元件并將所有電器元件連接而成時鐘電路、復位電路以及P1口連接發光二級管，然后將keil軟件生成的“.hex”文件編輯到單片機中，仿真電路，實現流水燈的模擬效果，如下圖所示。

2.4 電路分析

單片機P1口的8條引腳分別連接了8個發光二極管的陰極，8個發光二極管的陽極通過電阻后并接在一起與高電平相連。當P1口的某個引腳為低電平“0”時，對應的發光二極管點亮；當P1口的某個引腳為低電平“1”時，對應的發光二極管熄滅；控制P1口各個引腳高低電平的變化，來實現二極管燈的亮滅。

2.5 電阻的作用及取值范圍

極限流電阻的作用是防止流過LED的電流過大而將其燒壞。電源電壓+5V，降壓后1.7V即最低電壓，工作電流在5mA到20mA之間，所以電阻R的取值范圍在165歐姆到660歐姆之間。

3 總結

通過對單片機的LED流水燈控制過程的研究，可以看出，C語言編程是keil編寫程序的基礎，proteus軟件進行單片機系統信息仿真設計是虛擬仿真技術和多媒體技術的綜合應用。單片機的LED流水燈只是眾多應用其中的一個，單片機在未來會發展的越來越好，應用的領域會更加廣泛。

[1]曾慶波,張玉萍,崔巖.單片機應用技術[M].哈爾濱：工業大學出版社,2012

[2]楊達聲,宋偉.單片機C51技術應用[M].北京：理工大學出版社,2011

教傳艷（通訊作者），（1982—），女（漢族），遼寧省沈陽市人，沈陽工學院，講師，碩士，研究方向：計算機基礎教學研究、虛擬現實技術、計算機輔助機械設計。