实验三 流水灯控制实验
姓名 专业 通信工程 学号 成绩
一、实验目的
1. 掌握Keil C51 软件与protues软件联合仿真调试的方法；
2. 掌握如何使用程序与查表等方法实现流水效果；
3. 掌握按键去抖原理及处理方法。
二、实验仪器与设备
1. 微机1台 2. Keil C51集成开发环境 3. Proteus仿真软件
三、实验内容
1. 用Proteus设计一流水灯控制电路。利用P1口控制8个发光二级管L1—L8。P3.3口接一按键K1。参考电路如下图所示。其中74LS240为八反响三态缓冲器/线驱动器。
2. 用中断或查询方式编写程序，每按动一次K1键，演示不同的流水效果。若用KEY表示按键的次数，则其对应的流水效果如下：
① KEY=0： L1-L8全亮；
② KEY=1： L1-L8先全灭，然后自右向左单管点亮，如此循环；
③ KEY=2： L1-L8先全灭，然后自右向左依次点亮，如此循环；
④ KEY=3： L1-L8先全亮，然后自左向右依次熄灭，如此循环；
⑤ KEY=4： L1-L8先全灭，然后整体闪烁，如此循环；
⑥ KEY=5： 自行设计效果。
以上移位及闪烁时间间隔均设置为0.3秒，按动5次按键后，再按键时，流水效果从头开始循环。
四、实验原理
1. 按键去抖原理：通常按键所用的开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，电压信号波形如下图所示。由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定的接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动。抖动时间的长短由按键的机械特性决定，一般为5～10ms。按键抖动会引起一次按键被误读多次。为了确保CPU对键的一次闭合仅做一次处理，必须去除按键抖动。在键闭合稳定时，读取键的状态，并且必须判别；在键释放稳定后，再作处理。按键的抖动，可用硬件或软件两种方法消除。常用软件方法去抖动，即检测到按键闭合后执行一个5～10ms延时程序；让前沿抖动消失后，再一次检测键的状态，如果仍保持闭合状态电平，则确认为真正有按键按下。当检测到按键释放后，也要给5～10ms的延时，待后延抖动消失后，才能转入该键的处理程序。
2. 74LS240：八反相三态缓冲器/线驱动器
引脚排列图：
1
3. 中断原理：当某种内部或外部事件发生时，单片机的中断系统将迫使CPU暂停正在执行的程
序，转而去进行中断事件的处理，中断处理完毕后，又返回被中断的程序处，继续执行下去。每次按键是一次外部中断，按下按键后，CPU利用switch case语句跳转到相应语句执行。
五、实验步骤
1. 用Proteus设计流水灯控制电路；
2. 在Keil C51中编写流水灯控制程序，编译通过后，与Proteus联合调试；
3. 按动K1键，观察是否达到演示效果；
4. 试用中断和查询两种方式编写程序，比较二者区别。
六、电路设计及调试
1. 实验电路
2
2．程序设计与调试 #include<reg51.h>
#define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar i=0,j,k,m,n;
uchar code table1[]={0x00,0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01};//自右向左单个点亮二极管的代码
uchar code table2[]={0x00,0x80,0xc0,0xe0,0xf0,0xf8,0xfc,0xfe,0xff};//自右向左依次点亮二极管的代码
uchar code table3[]={0xff,0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00};//自左向右依次熄灭二极管的代码
uchar code table4[]={0x00,0x03,0x06,0x0c,0x18,0x30,0x60,0xc0};//双灯循环右移 void delay(uint a);
void INT_1() interrupt 2 {
EX1=0;
delay(20); EX1=1; i++;
if(i==6) i=0;
3
}
void main()
{
EA=1; //打开总中断
EX1=1; //打开外部中断1
IT1=1; //设置中断触发方式为下降沿触发方式
while(1)
{
switch(i)
{
case 0:P1=0xff;
break;
case 1:P1=table1[j];delay(500);j++; if(j==10) j=0;
break;
case 2:P1=table2[k];delay(500);k++; if(k==10) k=0;
break;
case 3:P1=table3[m];delay(500);m++; if(m==10) m=0;
break;
case 4:P1=0x00;delay(300);P1=~P1;delay(300);
break;
case 5:P1=table4[n];delay(500);n++; if(n==10) n=0;
break;
default:break;
}
}
}
void delay( uint a)
{
uchar b;
for(a; a > 0; a--) //循环600*255次 机器在这里执行需要一段时间 也就达到了延时效果
for(b = 255; b > 0; b--);
}
在“Options for target”的“debug”里选中“Proteus VSM Simulator”并选择输出“hex”文件进行联合调试。分别进行全速调试与单步调试，看是否出现编程所想要实现的效果。
3. 实验结果
按下不同的按键次数，执行不同的流水效果，自行设计效果为双灯循环右移。
七、实验总结及问题
通过本次流水灯控制实验，进一步掌握了Keil C51软件与proteus联合仿真调试的方法，逐步熟练了单步调试的方法。自己用中断方法完成了本次实验，也尝试用查询方法编写程序，知道中断方法是在有中断请求时CPU再去处理，之前可一直忙于其他事情，而查询方法需一直查询标志位，CPU不能做其他事情，中断方法效率要比查询方式高而且较简单。第一次用按键控制电路，学习了按键的去抖原理及使用方法。
在实验中，会出现未知效果，总体看来原因不明，只要进行单步调试就可找到问题所在。
思考：如果不进行去抖处理，CPU可能会误判，按下后认为按键松开，多次执行相应程序，得不到想要的控制效果。
4
5
第二篇：开关控制流水灯实验报告 源程序
附件：
一、软件设计：源程序
/* 开关控制流水灯.c LED 高低电平交替闪烁 */
//==声明区=======================================
#include <reg51.h> //定义 8051 寄存器的头文件
#define SW P0 //定义开关端口 P0口
#define LED1 P1
#define LED2 P2
#define LED3 P3
void delay(int); //声明延迟函数
unsigned char i; //定义一个无符号整型变量 i
//==主函数=======================================
void main() //主函数开始
{ i=0; //初始化变量 i 值
SW=0xff; //初始化开关处于高电平
while(1)
{ switch(SW)
{ case 0xff: LED1=SW;LED2=SW;LED3=SW; break;
delay(200);
case 0xfe: LED1=SW;LED2=SW+1;LED3=SW-1; break;
delay(200);
case 0xfd: LED1=SW;LED2=SW+1;LED3=SW-1; break;
delay(200);
case 0xfb: LED1=SW;LED2=SW+1;LED3=SW-1; break;
delay(200);
case 0xf7: LED1=SW;LED2=SW+1;LED3=SW-1; break;
delay(200);
case 0xef: LED1=SW;LED2=SW+1;LED3=SW-1; break;
delay(200);
case 0xdf: LED1=SW;LED2=SW+1;LED3=SW-1; break;
delay(200);
case 0xbf: LED1=SW;LED2=SW+1;LED3=SW-1; break;
delay(200);
case 0x7f: LED1=SW;LED2=SW+1;LED3=SW-1; break;
delay(200);
}
}
} //主函数结束
//==延迟函数=====================================
void delay(int x) //延迟函数的开始，x=延迟次数
{
int i; //声明整型变量 i
for(i=0;i<x;i++); //计数次数
} //延迟函数结束
二、硬件设计：
1、按开关顺序一个接一个闭合时实验现象：
2、第一个开关始终闭合，其他的开关一次闭合时实验现象：
