基于51单片机的流水灯仿真实验

　　大街小巷随处可见变幻万千的流水灯，这种流水灯可用数字集成电路（十进制计数器，译码）实现灯光的流水效果，也能用单片机AT89C51来实现。单片机相对于数子电路实现流水灯有明显的优越性，控制硬件电路外围元件较少，控制程序也较简单，制作比较容易，功能作用不低于数子电路设计。下面就单片机控制流水灯并用Proteus仿真进行介绍。
　　
　　一、硬件电路及原理
　　
　　流水灯实际上就是一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管D1~D8、晶振X1、电源vCC、单片机AT89C51和程序等组成的系统。其具体硬件组成见下图所示。
　　
　　从原理图中可以看出，如果让接在P2.0口的Dl亮起来，那么只要把P2.0口的电平变为低电平就可以了：相反，如果要接在P2.0口的D1熄灭，就要把P2.0口的电平变为高电平：同理，接在P2.1—P2.7口的其他7只发光二极管点亮和熄灭的方法同D1。因此，要实现流水灯功能，只要将发光二极管D1~D8依次点亮、熄灭，8只发光二极管便会一亮一暗的做流水灯了。在此还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则就看不到“流水”效果了。

　　二、C语言编程
　　
　　单片机的应用系统由硬件和程序组成，上述硬件原理图搭建完成上电之后，还不能看到流水灯循环点亮的现象，要实现流水灯循环点亮，还要告诉单片机该怎么进行工作，即编写程序控制单片机管脚电平的高低变化，以实现发光二极管的一亮一灭。下面以8个发光二极管循环点亮来介绍两种C语言程序的编程方法。
　　
　　1．位控法
　　
　　位控方法采剧顺序程序结构，用位指令控制P2口的每一个位输出高低电平，从而来控制相应发光二极管的亮灭。程序如下：

　　由上述程序得知：8个发光二极管循环点亮是通过逐个控制P2端口的每个位来实现的，因程序编制起来繁琐。所以程序结构显得较为复杂。
　　
　　2．循环移位法
　　
　　循环移位法利用循环移位指令，采用循环程序结构进行编程。在程序一开始就给P2口送一个数，这个数本身就让P2.0先低，其他位为高，然后延时一段时间，再让这个数据向高位移动，然后再输出至P2口，实现“流水”效果。具体编程如下所示，程序结构较为简单。

　　三、Protuce仿真调试
　　
　　采用Proteus仿真时，分以下几个步骤进行：
　　
　　1．启动Proteus仿真软件
　　
　　双击“1SIS”图标，出现ISIS操作页面。
　　
　　2．搭建单片机系统仿真电路分
　　
　　“器件选取”、“器件故置”和“电路连接”三步进行操作。
　　
　　Code Files”对话框。再点击“New”按键，弹出“NewSource Files”对话框，即可以创建(只在文件名栏目输入一个文件名，后缀为ASM)或导入ASM源文件。确定后，“Add/Remove Source Code Files”对话框中“Source Code Filename”栏目即有ASM源文件名及路径，然后在“Code Generation Tool”栏目中选择“ASEM51”,最后点击“OK”按键，即完成了创建和导入ASM源文件。此后“Source”下即可以看到相应的ASM源文件。
　　
　　3．编译ASM和导入HEX文件
　　
　　编译ASM文件的前提是已导人ASM文件，启动编译的方法有两种：①进入菜单栏，选择“Source”下“Build All”，即弹出“BUILD LOC”提示框，提示编译ASM文件的结果。②直接点击器件放置和运行区下方的“运行”按键，若ASM文件内容有变化，即自动对其编译，若问题即弹出“SOURCE CODE BUILD ER-RORS”提i讲匡，提示编译ASM文件的结果。编译ASM文件成功后即生成HEX文件，单片机导入HEX文件的方法是，打开单片机器件属住对话框，在“ProgramFiles”栏目里打开文件目录，选择装入HEX文件即可。单片机此后按照该HEX文件的代码运行程序。
　　
　　4、调试方法。
　　
　　进入菜单栏，选择“Debug”下“Start/Resart Debugging”，即进入调试状态，此后可以进行单步运行、全速运行、断点设置等功能操作。

　　四、KeiIC与Proteus连接仿真调试
　　
　　1、安装KeiIC μVision2软件及vDMAgdi程序
　　
　　2.KeiIC的配置
　　
　　①进入KeiIC μVision2开发集成环境，创建一个新项目(Project)，选定AT89C51单片机CPU器件，并为该项目加入KeilC源程序（以上所编C语言程序）。
　　
　　②单击“Project菜单/Options for Target”选项或者点击工具栏的“option for to rget”按钮，弹出窗口，点击“Debug”按钮。
　　
　　在出现的对话框里在右栏上部的下拉菜单里选中“Proteus VSM Monitor一51 Driver”。并且还要点击一下“Use”前面表明选中的小圆点。
　　
　　再点击“Setting”按钮，设置通信接口，在“Host”后面添上“127.0.0.1”，如杲使用的不是同一台电脑，则需要在这里添上另一台电脑的lP地址(另一台电脑也应安装Proteus)。在“Pori”后面添加“8000”。点击“OK”按钮即可。最后将工程编译，进入调试状态，并运行。
　　
　　③Ptoteus的设置进入Proteus的ISIS．鼠标左键点击菜单“Debug”，选中“use romote debuger monitor”。此后，便可实现KeiIC与Proteus连接调试。
　　
　　3、连接仿真调试
　　
　　单击仿真运行开始按钮，能清楚地观察到每一个引脚的电频变化，红色代表高电频，蓝色代表低电频。

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