（江苏联合职业技术学院南京卫生分院，江苏南京，210038）
电子基础
摘要：本文主要介绍了用单片机STC89C52驱动LED，实现跑马灯效果的电路设计。通过理论分析设计出跑马灯硬件电路，用Keil C编写程序烧入单片机芯片内，同时使用Proteus仿真跑马灯的效果。在设计中，充分利用了STC89C52内部结构特点，实现了较好的实验效果。关键词：单片机；LED；跑马灯之一。本设计利用单片机跑马灯，又叫走马灯、串马灯，是中国传统节日的玩具编写的程序烧入单片机芯片内，以实现跑马灯的效果。
STC89C52驱动LED，将Keil C1 系统硬件电路设计
■ 1.1 总体框图
制LED本设计的总体思想是通过灯的显示，设计的总体框架如图STC89C52两部分组成。STC89C521单片机驱动和控
要由单片机和LED包含所示。该系统主分别连接32个IO口，
写入32个LED实现一对一的控制。将编写好的程序烧效果。STC89C52单片机内部，就能够实现特定要求的LED 图■ 1.2 单片机最小系统的组成1 设计总体框图单片机最小系统主要由三部分组成，分别是电源、复
2位电路和振荡电路表示。
[1]。一个完整的单片机最小系统可由图
模块，也就是电源部分，这是系统能够稳定运行的基础和前任何一个完整的电子制作，都必须提供一个稳定的供电
现程序跑飞的问题，为了解决这一问题，就需要给该系统配提。51系列单片机相比其他系列产品，更容易受到干扰出
备一个稳定的供电模块。本设计中通过的电源电压[2]。
USB接口提供稳定设备恢复到出厂的预设值状态。通过引脚复位电路的目的是使单片机内部的寄存器及一些存储
9RST获得高电平
实现复位于按键复位可控性稍强，比较适合样品制作或者实验室调试[3]。复位的方法包含上电复位和按键复位两种。由场合，本设计采用按键复位。将开关和复位电容并联，通过控制开关是否按下，从而使电容充放电，为当开关按下，电容放电，9脚RST9脚置高电平RST提供实现复位功能。需要的电平值。1，
图2 单片机最小系统系统共用一个晶振，便于各部分保持同步。本设计中使用晶振的作用是为系统提供基本的时钟信号。通常一个
12MHz片机的现外部振荡电路。C1、C218的晶体振荡器作为单片机和19脚之间接入晶振X1STC89C52和电容C1、C2的晶振。在单即可实号和晶振的频率一致，在设计中一般选用瓷片电容。的作用是微调频率，保持振荡信■ 1.3 跑马灯电路的实现
极发光二极管，将发光二极管有共阳极和共阴极两种。本设计中选用共阳
与电源电压发光二极管的亮灭，当VCC相连，如图32个发光二极管的正极连接在一起，并
IO口输出低电平时灯亮，输出高电3所示。由单片机的IO口控制
的主要作用是作为限流电阻使用。本设计中选用的发光二极平时灯灭。图3中主要元件有2.2kΩ的电阻和LED，电阻电阻，确保发光二极管能够工作在正常状态。
管规格是3mm，为使其能够正常工作，需要串联2.2kΩ的
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电子基础一个工程，然后将需要的文件加入该工程内。Keil C51提供了方便。图4就是用Keil C51编写的本设计源程序。了强大的源文件库和开发调试工具，为设计者编写程序提供Proteus软件是英国Labcenter electronics 公司出版的EDA 工具软件[4]。市场上单片机仿真软件的种类很多，它既可以仿真单片机CPU内部的工作情况，也可以仿真单片机外围电路或者仿真没有连接Proteus软件在工作时，主要单片机的其它电路[5,6]。因此，是从工程的角度检查电路的工机某个寄存器内部单元数据的改变。Proteus软件的立足点Proteus软件的突出优点在于，作情况，而不仅仅局限于单片图3 LED电路2 系统软件设计
■ 2.1 Keil C51和Proteus 联合仿真的变化。图5表示了用Proteus软件仿真跑马灯电路的界面。是宏观的，而不是某个微小值
图5 Proteus软件界面■ 2.2 程序设计思路
对单片机P0、P1、P2、P3口赋值以实现不同的点亮效果。在C语言中，通过延时程序的编写以实现不同模式下的流
图4 Keil C软件界面本设计中包含跑马灯的若干模式，每一种模式都是通过
水灯效果。相比于用汇编语言编写程序，C语言的程序简单、易懂、可移植性强。
Keil C51是美国Keil Software公司出品的51系列兼
编程，采用C语言进行编程的原因是它具有简单紧凑、灵
在程序编写方面，本设计采用相对简单的C语言进行
容单片机C语言软件开发系统。与汇编语言相比，C语言的目前被广泛使用。用户在使用Keil C51软件时，首先新建84|电子制作2018年5月
功能更强大、结构更简单、可读性更好、维护更方便，因而
活方便、可移植性好等特点。程序编写过程当中采用数组、
（下转第62页）
取余、循环移位、移位运算、延时等方式来达成想要的效果。编程内容以九种模式为核心，控制LED跑马灯和数码管进
软件开发PCA降维的算法对西瓜音频的特征矩阵做降维处理：我们对西瓜音频的特征矩阵做主成份分析，使用主成份分析后表1得到的新特征矩阵来代替原来的西瓜音频的特征矩阵。为成份，将原数据的信息量保持在95%以上。降维效果如图3所示。神经网络模型集成学习方法鉴别分类器SoftmaxBPRdtree朴素贝叶斯训练样本误差67�88%67�15%66�48%测试样本误差57�20%57�01%55�75%保证尽量减少丢失原特征矩阵的信息，我们选取了8个主络需要非常庞大的数据量进行训练才能保证分类精度，且样本标签本身就存在较大的误差，所以在样本数量有限的情况下，该结果可以接受。实验结果展示了每种神经网络的判断结果，由于神经网78�14%65�14%70�25%76�88%60�57%53�98%5 结束语理，并将其用于西瓜特征的提取。采用MFCC提取后，通模型进行西瓜熟度的识别，并给出了相应的结果和误差，实图3 PCA降维效果对比本文详细介绍并研究了MFCC特征参数提取的算法原过PCA降维处理得到西瓜音频的特征。使用多种神经网络验结果表明MFCC提取的特征通过神经网络训练可以用于西瓜熟度的识别率。
参考文献特征送入神经网络模型进行训练的计算量就小的多，有利于模型的参数调整和西瓜熟度的识别。■ 4.2 实验2：西瓜音频的熟度识别
经过PCA降维后的新特征为8×24的矩阵。这时再将
根据西瓜音频识别西瓜熟度。在本文建立的基础上，可以进一步研究西瓜音频特征提取的优化，使用神经网络模型识别
签根据瓜农常年经验得到，存在较大误差。随后我们使用3000个西瓜音频样本进行训练， 500个西瓜音频样本进行本文使用了6种神经网络模型进行西瓜熟度的识别。
（上接第84页）
实验中，我们将熟度标签分为：不熟，熟和过熟，该标
＊ [1]余建潮，张瑞林.基于MFCC和LPCC的说话人识别[J].计＊ [2]王炳锡，屈丹，彭煊，侯风雷，王波，马占武.实用语音识＊ [3]主成分分析（PCA）原理详解[EB/OL]http://blog.jobbole.com/109015/.
别基础[M].北京：北京国防工业出版社.2005.129算机工程与设计，2009，30（5）．
测试。为比较不同神经网络对西瓜音频的熟度识别的影响，
行九种变化方式，从而达到设计方案最终预期的效果。
3总结
＊ [2] 李飞光.单片机课程设计实例指导[M] .北京：北京航空航天＊ [3] 万光毅.单片机实验与实践教程[M] .北京：北京航空航天大＊ [4]王海燕，杨艳华.Proteus 和Keil 软件在单片机实验教学中的＊ [5]袁锋伟，赵立宏，朱慧玲，等．基于Proteus 的单片机课程＊ [6]叶建波，朱双东．基于Proteus 的单片机电路的虚拟仿真[J].电子工程师， 2008， 34( 11) : 23-24，67．
教学与实验改革[J].实验室研究与探索，2009( 7) : 125-127．应用[J] .实验室研究与探索，2012，31（5）：88-91.学出版社，2005.大学出版社，2004.
长治学院学报，2017，34（5）：47-49.
效果。硬件电路中用单片机与LED有序连接，通过IO口输实现了硬件与软件的衔接。
参考文献本文通过STC89C52单片机驱动LED，实现了跑马灯
出电平的高低控制LED的亮灭。软件中用Keil C编写程序，烧写进单片机中，同时用Proteus仿真跑马灯系统的效果，
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＊ [1]白心爱，薛儒杰.基于STC89C51 单片机的气压开伞设计[J].
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