CT107D實訓平臺的彩燈控制實驗設計與實現

貴州師范大學物理與電子科學學院 文仕海

彩燈的應用已經完全融入了現實生活中，并且被廣泛的應用于農業、工業、旅游業、醫療等各個領域。而且在目前的教學實驗中，彩燈控制實驗教學也屬于一個不可或缺的的板塊。在這里我們就以CT107D實訓平臺為基礎以STC15F2K61S2單片機為核心來控制電路以及彩燈的亮滅問題，通過Keil uVision5軟件編程和stcisp-15xx-v6.87E軟件燒錄，加之簡單的邏輯電路來完成對彩燈亮滅的整體控制。CT107D實訓平臺是絕大部分學生沒有使用過的開發板，該開發板搭載很多基礎元器件，功能齊全，對于學生單片機實驗有很大的幫助作用。CT107D單片機綜合實訓平臺是一個非常實用的平臺，以CT107D綜合實訓平臺為基礎再以STC15F2K61S2單片機為核心設計的彩燈控制實驗具有很強的實驗操作性，能夠很好的實現教學目標，該設計用于實驗教學也具有一定的時代價值。所以，用CT107D實訓平臺來設計的彩燈控制實驗具有很強實驗性，同時也具有一定的教學意義。

1 目前彩燈控制實驗的現狀

現階段的彩燈控制實驗都是以AT89C52系列單片機作為控制核心，再結合相應的電路來實現簡單的亮滅過程。彩燈的應用已經深入生活的每一個細節，彩燈控制實驗成為當代學生必修課程。而彩燈控制實驗的主要目的就是讓學生認識電路原理圖以及掌握一些基本的編程方法。能夠根據已學的知識，分析清楚電路結構。在能夠看懂代碼的基礎上，逐步的學會獨立編程。但是如果僅是讓學生做些簡單的實驗，那么對于學生的影響或許是微不足道的，或許會一定程度上限制了學生的動手能力、創新性思維，無法達到預期的教學目標。考慮到學生具備一定理論基礎和實驗經驗的前提下，設計了一個基于CT107D的彩燈控制實驗，旨在為了提高學生的動手能力，培養學生的創新性思維，給學生營造一種“敢動手、想動手、勇于動手”的實驗環境。

2 以CT107D單片機綜合實訓平臺為基礎的優勢

CT107D單片機綜合實訓平臺是一款非常適合學生進行單片機學習和提高自身動手能力的產品，是目前的實驗教學中的“利器”。可適用于實驗教學、單片機的設計與開發比賽、學生設計能力培訓等。CT107D單片機綜合實訓平臺的控制核心就是STC15F2K61S2單片機，且STC15F2K61S2單片機指令代碼完全兼容傳統的51單片機，具有超強抗干擾、高速、高可靠、低功耗等特點。CT107D設計精巧，板載資源豐富，包括很多了常見的元器件，使用方便，性價比高，開放型強，可適用于Atmel與宏晶公司的51系列單片機，以及Atmel公司的八位AVR系列單片機。CT107D單片機綜合實訓平臺中搭載了很多的芯片，都是目前市場上非常主流的，學生通過使用該平臺就可以清楚的學習其工作原理、運行機制。同時該實訓平臺一款集基礎與提升為一體的開發平臺，能夠很好的實現從基礎到拔高的這一過程，很容易被學生理解和接受，基本上不會出現學生跟不上、無法理解等問題，是學生單片機實驗學習的不二選擇。

3 以CT107D為基礎的LED的亮滅編程以及具體的實現思路

以STC15F2K61S2單片機位核心芯片來控制LED燈的亮滅。在CT107D單片機綜合實訓平臺上，8個LED燈接在鎖存器M74HC573MIR的輸出端（Q1至Q8分別對應接在L1至L8上），用P0口的輸入來實現對8個LED燈的亮滅控制，但是鎖存器M74HC573MIR的選通端LE受到Y4C的控制，所以若想通過P0口來控制8個LED的亮滅，Y4C必須為高電平，電路圖如圖1、圖2所示。Y4C接在或非門74HC02的輸出端，若控制Y4C為高電平，那么Y4和WR都應該置為低電平（J13將2、3引腳短接）。而Y4接在譯碼器74HC138的輸出端，受譯碼器A、B、C三個引腳的控制，而且利用P2端口中的P2^5—P2^7端口與譯碼器A、B、C三個引腳相連。繼而實現通過P2^5—P2^7端口相應的置位選通Y4C，完成P0控制8個LED燈的亮滅功能。74HC138真值表如圖3所示。

圖1 電路圖

圖2 電路圖

圖3 74HC138真值表

4 按鍵控制LED的閃爍以及流水燈的程序編程

CT107D單片機綜合實訓平臺上的鍵盤是矩陣鍵盤和獨立鍵盤嵌套在一起的，所以要單獨使用獨立鍵盤時要做相應的短接（J5將2、3引腳短接)，獨立鍵盤S7-S4連接P3^0-P3^3端口。首先，在開發板上電時設置蜂鳴器為關閉狀態，LED燈間熄式的閃亮（閃爍3次）。其次，按下獨立鍵盤S7之后LED燈從第一位開始依次點亮；按下獨立鍵盤S6之后LED燈從第八位開始依次倒序熄滅。最后，通過獨立鍵盤S7或S6可改變LED燈的亮滅形式。具體參考代碼如圖4所示。

圖4 參考代碼

在知曉設計思路和實現方法之后，絕大部分同學都能很好的完成該實驗。證明了該實驗確實是可行的，學生對于此類實驗也是充滿了興趣。借助該實驗學生可以了解到很多的知識，拓展了部分課本之外的內容。該實驗的算法與代碼具有一定的邏輯性，能夠一定開發學生們的思維，培養學生養成一種愛動手、勤思考的學習習慣。該實驗成功的實現了教師的教與學生的學這一生動的過程，達到了“1+1>>2”的效果。

結束語：以STC15F2K61S2單片機的核心的程序具有很強的邏輯性，而且可適用范圍也比較廣。CT107D單片機綜合實訓平臺有很強的操作性，既能滿足基本的教學要求，也能很好的完成一些基礎設計，可合理的利用該開發板設計一些小應用，能夠搭建起師教生學過程中的橋梁，提高教學效率，更好的培養學生的動手能力。關于CT107D實訓平臺的彩燈控制實驗設計，具有非常大的可行性。在未來的實驗課程中，也一定會因此變得更加的精彩，學生也會更加積極主動，有趣的實驗課堂才是學生追求的。所以，就讓我們的實驗教學因此而綻放，讓學生去充分感受屬于自己的實驗樂趣吧。