51单片机的音乐跑马灯设计

摘 要

单片机技术是一门不可或缺的技术，对我们将来的工作以及生活和学习都有很密切的联系。近年来，随着电子技术和微机计算机的迅速发展，单片机的档次不断提高，其应用领域也在不断的扩大，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了广泛的应用，成为现代电子系统中最重要的智能化的核心部件。 本设计使用AT89C52芯片，利用P0的8个端口连接8个发光二极管，P1的8个端口连接8个发光二极管，通过P0.0到P0.7的值和P1.0到P1.7的值控制“跑马灯”的亮灭,以达到显示效果。设计的中断程序要对多个按键动作进行响应，灯光变换的花样有15种，用模式按钮切换。按下模式按钮键，程序将按十五种模式切换，每按一次模式按钮键，切换一次跑马灯模式，而加速按钮和减速按钮可以改变闪烁速度；最后一种模式为音乐模式，加速按钮可切换音乐。

在单片机运行时，可以在不同状态下让跑马灯显示不同的组合，作为单片机系统正常的指示。当单片机系统出现故障时，可以利用跑马灯显示当前的故障码，对故障做出诊断。此外，跑马灯在单片机的调试过程中也非常有用，可以在不同时候将需要的寄存器或关键变量的值显示在跑马灯上，提供需要的调试信息。

关键词：音乐跑马灯；AT89C52单片机；74LS245驱动芯片；LED发光二极管

1 设计概述 ............................................................................................................................. 1

1.1设计目的 ................................................................................................................... 1 1.2设计作用 ................................................................................................................... 1 1.3设计要求 ................................................................................................................... 1 1.4系统设计框图 ........................................................................................................... 1 2元器件介绍 .......................................................................................................................... 3

2.1AT89C52单片机 ....................................................................................................... 3 2.2驱动芯片74LS245 ................................................................................................... 3 2.3其他元件及功能 ....................................................................................................... 4 3 硬件电路设计 ..................................................................................................................... 6

3.1单片机最小系统 ....................................................................................................... 6 3.2LED显示部分 ........................................................................................................... 7 3.3按钮控制部分 ........................................................................................................... 7 3.4数码管显示电路 ....................................................................................................... 8 3.5蜂鸣器部分 ............................................................................................................... 8

3.6系统总电路图 ........................................................................................................... 9

4 软件设计 ........................................................................................................................... 10

4.1 程序流程图 ............................................................................................................ 10 4.2 程序设计 ................................................................................................................ 10 5 结束语 ............................................................................................................................... 32 参考文献 ............................................................................................................................... 33

1 设计概述

1.1设计目的

利用所学单片机的理论知识进行软硬件整体设计，培养学生分析、解决问题的能力，锻炼学生理论联系实际、综合应用的能力。通过实践动手制作硬件和软件，综合应用本学期所学的单片机知识，达到加深学习该专业知识的目的。

1.2设计作用

跑马灯是一种能像马儿一样跑的灯,就是利用单片机控制LED灯的闪烁方式使其就像马儿奔跑时马蹄的起落。音乐跑马灯，就是在普通跑马灯的基础上加入了音乐，并通过喇叭将其在适当的时刻播放出来。

单片机的音乐跑马灯由16个LED发光二极管组成，在单片机系统中一般用来指示和显示单片机的运行状态。通过程序控制使得单片机不同状态下的16个LED发光二级管显示不同的组合，以此显示单片机的工作状态，也可检查单片机是否发生故障。当然，在实际生活中音乐跑马灯还有许多用处，其可以应用于各种建筑物、大楼、酒吧、KTV和夜总会等娱乐场所，可以制作出各种各样的炫目多彩的霓虹灯，为夜晚带来不一样的光彩。

1.3设计要求

⑴有16个发光二极管做跑马灯，其中跑马灯有16种灯亮模式。

⑵有专门的键盘用以切换跑马灯的模式，并且对于任何一种跑马灯模式都可以对亮灯速度进行控制。

⑶每一种跑马灯模式用LED数码管进行显示。

⑷当跑马灯处于一种模式时，伴随的音乐响起，音乐有3首，并可以对其进行切换。

1.4系统设计框图

基于AT89C52单片机的多模式带音乐的跑马灯控制系统由电路电源、单片机主控电路、模式切换以及调速按键控制电路、LED数码管显示电路和十六个发光二极管的跑马的电路几部分组成，系统框图如图1.1所示。

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图1.1系统设计框图

电源电路LED数码管显示电路复位电路AT89S52单片机晶振电路16个发光二极管做跑马灯模式切换按键以及速度调节按键

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2元器件介绍

2.1AT89C52单片机

AT89C52是51系列单片机的一个型号，它是ATMEL公司生产的。

AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，功能强大的AT89C52单片机可为您提供许多较复杂系统控制应用场合。

AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。AT89C52单片机如图2.1所示。

图2.1 AT89C52单片机

2.2驱动芯片74LS245

74LS245是我们常用的芯片，用来驱动LED或者其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据。

74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。

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