流水灯设计与总结报告
摘要：近年来，随着电子技术和微型计算机的发展呢，单片机的档次不断提高 应用领域也不断扩大，已在工业控制、尖端科学、智能仪器仪表、日用 家电汽车电子系统、办公自动化设备、个人信息终端及通信产品中得到 广泛的应用，成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。
关键字：单片机，流水灯
需求分析：
随着现代社会的发展，人们越来越追求审美和新颖，而流失灯就是其中一种，以前简单的照明工具变得越来越多样化，流水灯的千姿百态给人一种视觉冲动，现在不管大街小巷我们都可以随处可见这种变幻万千的流水灯，而这种流水灯我们可以产用子电路去设计，我们可以用控制器和状态译码器来实现灯光的流水效果，但是现在我们可以用单片机AT89C51来实现，因为其相对于电子电路有明显的优越性，控制硬件电路比较简单，软件方面也不复杂，而且功能作用并不低于电子电路设计的。由于它的小巧方便，我们采用单片机来做流水灯。
设计系统
1.复位电路部分
为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分。单片机在启动时都需要复位，以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态，并从初态开始工作。89系列单片机的复位信号是从RST引脚输入到芯片内的施密特触发器中的。当系统处于正常工作状态时，且振荡器稳定后，如果RST引脚上有一个高电平并维持2个机器周期(24个振荡周期)以上，则CPU就可以响应并将系统复位。单片机系统的复位方式有：手动按钮复位和上电复位。手动按钮不仅具有上电复位的功能，还可以通过按按键的方法实现复位，（如上图所示按S22）此时电源VCC经两个电阻分压，在RST端产生一个复位高电平。
2．时钟电路部分
时钟电路为单片机工作提供基本时钟，它是计算机工作的心脏，它控制着计算机的工作节奏。时钟电路一般由晶体震荡器和电容组成。
3.LED电路部分
LED用于将流水灯的显示方式直观、形象地展现出来。
4.总设计图
选用AT89C51引脚功能
XTAL1：单芯片系统时钟的反向放大输入端。
XTAL2:系统时钟的反向放大放大器输出端，一般在设计上只要在XTAL1和XTAL2上接上一只石英震荡晶体系统就可以工作了，此外可以在两引脚与地之间加入20PF的小电容，可以使系统更稳定，避免噪音干扰而死机。
RES:重置引脚，高电平动作，当要对晶体重置时，只要对此引脚电平提升至高电平并保持两个及其周期以上的时间便能完成系统重置的各项动作，使得内部特殊功能寄存器被设成已知状态。
P1：端口1是准双向口，只能作为通用I／O端口使用。P1口作为输出口使用时，可以向外提供上拉电流负载，无须外接上拉电阻。
硬件框图
软件设计
#include ＜reg51.h＞ //包含头文件reg51.h
void delay(unsigned char i); //延时函数声明
void main() //主函数
{
unsigned char i,w;
while(1){
w=0x01; //流水灯显示字初值01H
for(i=1;i＜8;i++){
P1=~w; //显示字取反后，送P1口
delay(200); //延时
w＜＜=1; //显示字左移一位
}
}
}
void delay(unsigned char i) //延时函数
{
unsigned char j,k;
for(k=0;k＜i;k++)
for(j=0;j＜255;j++);
}
元件清单
设计心得
通过这次实验，我们对单片机的了解更加深入，并且对实验中用到的元件作用、性能、工作方式等都有了更好的认识。更重要的是，我们在实验中收获到的做实验的好的习惯，例如，实验要三个人相互合作，配合默契，要充分发挥团队的力量，其次是，实验要求我们在做之前要把相关的知识彻底弄懂。还有就是，做实验时要认真仔细，程序上要考虑周到。这些不仅对实验有用，对我们在其他方面培养好的习惯也很有帮助。
参考文献
1.单片机应用技术（C语言版） 王静霞
2.Proteus 教程 朱清慧
流水灯设计报告
目录 ----------------------------------------0
摘要 ----------------------------------------1
需求分析 ----------------------------------------1
设计系统 ----------------------------------------1
复位电路部分 ----------------------------------------2
时钟电路部分 ----------------------------------------2
LED电路部分 ----------------------------------------3
总设计图 ----------------------------------------3
硬件框图 ----------------------------------------4
软件设计 ----------------------------------------4
元件清单 ----------------------------------------5
设计心得 ----------------------------------------5
参考文献 ----------------------------------------6
第二篇：流水灯设计报告
河南机电高等专科学校
电子技术课程设计报告
设计课题： 流水灯电路
专业班级： 电线电缆制造技术
学生姓名： ***
学生学号： ***
指导教师： ***
成 绩：
二○XX年十二月二十日
流水灯电路
一、设计任务与要求
1． 设计电路使8个发光二级管逐个亮、灭；
2． 扭动滑动变阻器改变发光二级管点亮的时间；
3． 。。。。。。；
二、方案设计与论证
采用数字集成电路的控制方法，结合十进制计数器/译码电路设计了该流水灯控制系统。该系统由电源、时钟电路、计数器和译码显示电路4部分组成。能实现任意方式的流水，只要改变每路发光二极管的数目和图案，就可以实现随心所欲的流水花样。它可作为工作状态指示，具有环保、节能等特点。
方案一、由555定时器组成多谐振荡器，作为电路是脉冲源。74LS161组成计数电路，74LS138组成译码电路对计算电路的脉冲进行译码输出，驱动8个发光二级管的亮、灭。
方案二、采用边沿JK触发器(74LS112)、D触发器(74LS74)和3-8线译码器(74LS138)构成一个流水灯电路。应用74LS112和74LS74中3个触发器构成异步八进制加法或减法计数器；再将输出端Q2Q1Q0分别与74LS138(3-8译码器)的地址码输入端A2A1A0相连，使译码器相继译码。其电路组成框图如图1所示。
方案三、
三、单元电路设计与参数计算
1、555定时器的构成及各管脚的功能
555定时器内部结构的原理图简化如图所示。它是由两个电压比较器、放电三极管、一个由与非门构成的RS触发器，以及由三个5KΩ的电阻构成的分压器组成。
电压比较器C1的参考电压为2/3Ucc，加在同相输入端；C3的参考电压为1/3Ucc，加在反相输入端。两者均可由分压器上取得。555定时器的封装为8引脚的双列直插芯片。其中：
1——为接地端
2——为低电平触发端，当2端的输入电压高于1/3Ucc时触发器保持不变，当2端的输入电压低于1/3Ucc时基本RS触发器触发置“1”
3——为输入端。
4——为基本RS触发器的直接复位端，由此输入的低电平信号可是触发器直接复位（置“0“）
5——为电压控制端，不用时可直接经电容接地
6——为高电平触发端，输入电压低于2/3Ucc时触发器保持不变，输入电压高于2/3Ucc时触发器置“0”
7——为放电端，常用于给外接电容元件提供放电通路
8——为电源端，一般接在5~18v的直流电源上
该电路输出矩形脉冲的周期取决于电容器充、放电的时间常数，显然其充电时间常数τ1为（R1+R2）C,放电手机间常数τ2为RC，故输出的矩形波的周期为0.7（R1+2R2）C。通过改变电容的大小来改变充电、放电的时间常数就可以改变矩形波的周期和脉宽。
2、74LS161的构成及各管脚的功能
74LS161是常用的四位二进制可预置的同步加法计数器，他可以灵活的运用在各种数字电路，以及单片机系统种实现分频器等很多重要的功能，：
＜74ls161引脚图＞
管脚图介绍：
时钟CP和四个数据输入端P0~P3
清零/MR
使能CEP，CET
置数PE
数据输出端Q0~Q3
以及进位输出TC. (TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET)
＜74LS161功能表＞
从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS161还有一个进位输出端CO，其逻辑关系是CO= Q0·Q1·Q2·Q3·CET。合理应用计数器的清零功能和置数功能，一片74LS161可以组成16进制以下的任意进制分频器
3、74LS138的构成及各管脚的功能
74ls138引脚图
74HC138管脚图:74LS138 为3 线－8 线译码器，共有 54/74S138和 54/74LS138 两种线路结构型式，其工作原理如下：
当一个选通端（G1）为高电平，另两个选通端（/(G2A)和/(G2B)）为低电平时，可将地址端（A、B、C）的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反相器还可级联扩展成 32 线译码器。
若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器
四、总原理图及元器件清单
1．总原理图
图1-1 原理图
2．元件清单
表1-1元件清单
五、安装与调试
按照原理图和元件清单，在电路板上焊接好元件后，实物图如图所示。
在安装时的注意事项：1、注意各个器件的正反接法。
2、注意安全，
3、注意发光二级管的正负极。
六、性能测试与分析
七、结论与心得
通过这次试验让我认识到理论知识和实际结合的重要，而且更加了解了555定时器、74LS161计数器、74LS138译码器等的功能和灵活运用，熟练地掌握了电烙铁的应用。
八、参考文献
[1]《电工技术基础与工程应用》，电子工业出版社
[2]百度文库，“555定时器”“74LS161”“74LS138”
[1] the electrician technology base and engineering application ", publishing house of electronics industry
[2] baidu library, "555 timer" "74 LS161" "74 LS138"