基于单片机的流水灯系统设计与实现【参考】.docxVIP

摘 要本设计着重在于分析计算器软件和开发过程中的环节和步骤，并从实践经验出发对计算器设计做了详细的分析和研究。本系统就是充分利用了G2452芯片的I/O引脚。系统以采用MSP430系列单片机G2452为中心器件来设计花样LED流水灯系统，通过按键实现8个LED灯不同花样式的闪烁。关键词： 流水灯；单片机；按键；闪烁目录1 项目要求32 项目分析和系统设计33 硬件设计33.1单片机选型模块33.2 LED流水灯模块33.3功能模式选择模块34 软件设计34.1主程序34.2子程序35 系统调试35.1硬件调试35.2程序调试35.3联合调试36 外延37 项目演练38 项目总结3附录1电路设计原理图（参考）3附录2 PCB设计原理图（参考）3附录3 关键程序（参考）3基于单片机的流水灯系统设计与实现1 项目要求本项目花样流水灯采用MSP430单片机为控制器件，用于各方面的装饰，此花样流水灯有8个LED灯，六种花样灯光效果。（1）初始化后，执行8个LED灯从右至左逐次点亮，每隔0.2s亮一个LED灯，直到8个LED灯全亮，再从左至右依次熄灭直到全灭，以此循环；（2）当按下按键后，执行8个LED灯从右至左每隔0.2s逐一亮灭，直到点亮最左边一个灯后再从左至右每隔0.2s逐一亮灭，以此循环；2 项目分析和系统设计本系统分为硬件和软件模块。硬件上我们打算在单片机的不同的i/o中装上一个流水灯来进行对流水灯进行控制。在程序方面，首先对msp430的i/o口进行的定义和设置，然后在去定义了一个delay进行延时功能，在用一个switch循环来使得流水灯不断的循环亮灭。花样流水灯采用MSP430单片机为控制器件，用于各方面的装饰，此花样流水灯有8个LED灯，两种花样灯光效果。3 硬件设计本系统采用MSP430单片机为控制核心进行设计，该流水灯系统共可分为两个模块：单片机选型模块和LED流水灯模块。 图1 系统框图3.1单片机选型模块MSP430单片机是16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，只有简洁的27条内核指令，大量的指令则是模拟指令；众多的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算。这些内核指令均为单周期指令，功能强，运行的速度快。图2单片机选型模块3.2 LED流水灯模块要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LED1～LED8 依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。在此我们还应注意一点，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，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。且每一个LED灯于一个电阻串联。电阻的作用就是对通过LED灯的电流进行一定的限制起到去LED灯进行的保护作用。使得其在高电压的时候使得LED在电阻的保护下不会烧坏。此图为共阴极接法，因此当LED_RED给高电平“1”时LED_RED亮；当LED_RED给低电平“0”时，LED_RED灭。图3 LED流水灯模块图如图3可知此原理图的LED灯为共阴极的接法，因此我们只要给它一个高电平就能点亮此LED灯。3.3功能模式选择模块此设计有6种功能模式可以选择：（1）初始化后，执行8个LED灯从右至左逐次点亮，每隔0.2s亮一个LED灯，直到8个LED灯全亮，再从左至右依次熄灭直到全灭，以此循环；（2）当按下按键后，执行8个LED灯从右至左每隔0.2s逐一亮灭，直到点亮最左边一个灯后再从左至右每隔0.2s逐一亮灭，以此循环；功能（1）：○○○○○○○● ○○○○○○●● ○○○○○●●● ○○○○●●●● ○○○○○○●● ○○○●●●●● ○○○○○●●● ○○●●●●●●○○○○●●●● ○●●●●●●●○○○●●●●● ○○●●●●●● ○●●●●●●● ●●●●●●●●功能（2）：○○○○○○○● ○○○○○○●○ ○○○○○●○○ ○○○○●○○○ ○○○○○○●○ ○○○●○○○○ ○○○○○●○○ ○○●○○○○○○○○○●○○○ ○●○○○○○○○○○●○○○○ ○○●○○○○○ ○●○○○○○○ ●○○○○○○○图4 流水灯的功能示意图4 软件设计4.1主程序本系统整体工作主要由单片机程序控制实现，其工作过程为：对端口进行初始化，在主程序中用不同的端口定义分别来点亮流水灯。再用switch语句来对不同的LED灯进行不同类型的流水灯效果。在用延时程序来实现每一个LED的亮灭。程序整体框架如下图5所示。 图5 程序流程图4.2子程序一个完整的程序是由一个主程序和若干个子程序组成。在一个加工程序中，如果其中有些加工内容完全相同或相似，为了简化程序，可以把这些重复的程序段单独列出，并按一定的格式编写成子程序。主程序在执行过程中如果需要某一子程序，通过调用指令来调用该子程序，子程序执行完后又返回到