CT107D实训平台的彩灯控制实验设计与实现

贵州师范大学物理与电子科学学院 文仕海

彩灯的应用已经完全融入了现实生活中，并且被广泛的应用于农业、工业、旅游业、医疗等各个领域。而且在目前的教学实验中，彩灯控制实验教学也属于一个不可或缺的的板块。在这里我们就以CT107D实训平台为基础以STC15F2K61S2单片机为核心来控制电路以及彩灯的亮灭问题，通过Keil uVision5软件编程和stcisp-15xx-v6.87E软件烧录，加之简单的逻辑电路来完成对彩灯亮灭的整体控制。CT107D实训平台是绝大部分学生没有使用过的开发板，该开发板搭载很多基础元器件，功能齐全，对于学生单片机实验有很大的帮助作用。CT107D单片机综合实训平台是一个非常实用的平台，以CT107D综合实训平台为基础再以STC15F2K61S2单片机为核心设计的彩灯控制实验具有很强的实验操作性，能够很好的实现教学目标，该设计用于实验教学也具有一定的时代价值。所以，用CT107D实训平台来设计的彩灯控制实验具有很强实验性，同时也具有一定的教学意义。

1 目前彩灯控制实验的现状

现阶段的彩灯控制实验都是以AT89C52系列单片机作为控制核心，再结合相应的电路来实现简单的亮灭过程。彩灯的应用已经深入生活的每一个细节，彩灯控制实验成为当代学生必修课程。而彩灯控制实验的主要目的就是让学生认识电路原理图以及掌握一些基本的编程方法。能够根据已学的知识，分析清楚电路结构。在能够看懂代码的基础上，逐步的学会独立编程。但是如果仅是让学生做些简单的实验，那么对于学生的影响或许是微不足道的，或许会一定程度上限制了学生的动手能力、创新性思维，无法达到预期的教学目标。考虑到学生具备一定理论基础和实验经验的前提下，设计了一个基于CT107D的彩灯控制实验，旨在为了提高学生的动手能力，培养学生的创新性思维，给学生营造一种“敢动手、想动手、勇于动手”的实验环境。

2 以CT107D单片机综合实训平台为基础的优势

CT107D单片机综合实训平台是一款非常适合学生进行单片机学习和提高自身动手能力的产品，是目前的实验教学中的“利器”。可适用于实验教学、单片机的设计与开发比赛、学生设计能力培训等。CT107D单片机综合实训平台的控制核心就是STC15F2K61S2单片机，且STC15F2K61S2单片机指令代码完全兼容传统的51单片机，具有超强抗干扰、高速、高可靠、低功耗等特点。CT107D设计精巧，板载资源丰富，包括很多了常见的元器件，使用方便，性价比高，开放型强，可适用于Atmel与宏晶公司的51系列单片机，以及Atmel公司的八位AVR系列单片机。CT107D单片机综合实训平台中搭载了很多的芯片，都是目前市场上非常主流的，学生通过使用该平台就可以清楚的学习其工作原理、运行机制。同时该实训平台一款集基础与提升为一体的开发平台，能够很好的实现从基础到拔高的这一过程，很容易被学生理解和接受，基本上不会出现学生跟不上、无法理解等问题，是学生单片机实验学习的不二选择。

3 以CT107D为基础的LED的亮灭编程以及具体的实现思路

以STC15F2K61S2单片机位核心芯片来控制LED灯的亮灭。在CT107D单片机综合实训平台上，8个LED灯接在锁存器M74HC573MIR的输出端（Q1至Q8分别对应接在L1至L8上），用P0口的输入来实现对8个LED灯的亮灭控制，但是锁存器M74HC573MIR的选通端LE受到Y4C的控制，所以若想通过P0口来控制8个LED的亮灭，Y4C必须为高电平，电路图如图1、图2所示。Y4C接在或非门74HC02的输出端，若控制Y4C为高电平，那么Y4和WR都应该置为低电平（J13将2、3引脚短接）。而Y4接在译码器74HC138的输出端，受译码器A、B、C三个引脚的控制，而且利用P2端口中的P2^5—P2^7端口与译码器A、B、C三个引脚相连。继而实现通过P2^5—P2^7端口相应的置位选通Y4C，完成P0控制8个LED灯的亮灭功能。74HC138真值表如图3所示。

图1 电路图

图2 电路图

图3 74HC138真值表

4 按键控制LED的闪烁以及流水灯的程序编程

CT107D单片机综合实训平台上的键盘是矩阵键盘和独立键盘嵌套在一起的，所以要单独使用独立键盘时要做相应的短接（J5将2、3引脚短接)，独立键盘S7-S4连接P3^0-P3^3端口。首先，在开发板上电时设置蜂鸣器为关闭状态，LED灯间熄式的闪亮（闪烁3次）。其次，按下独立键盘S7之后LED灯从第一位开始依次点亮；按下独立键盘S6之后LED灯从第八位开始依次倒序熄灭。最后，通过独立键盘S7或S6可改变LED灯的亮灭形式。具体参考代码如图4所示。

图4 参考代码

在知晓设计思路和实现方法之后，绝大部分同学都能很好的完成该实验。证明了该实验确实是可行的，学生对于此类实验也是充满了兴趣。借助该实验学生可以了解到很多的知识，拓展了部分课本之外的内容。该实验的算法与代码具有一定的逻辑性，能够一定开发学生们的思维，培养学生养成一种爱动手、勤思考的学习习惯。该实验成功的实现了教师的教与学生的学这一生动的过程，达到了“1+1>>2”的效果。

结束语：以STC15F2K61S2单片机的核心的程序具有很强的逻辑性，而且可适用范围也比较广。CT107D单片机综合实训平台有很强的操作性，既能满足基本的教学要求，也能很好的完成一些基础设计，可合理的利用该开发板设计一些小应用，能够搭建起师教生学过程中的桥梁，提高教学效率，更好的培养学生的动手能力。关于CT107D实训平台的彩灯控制实验设计，具有非常大的可行性。在未来的实验课程中，也一定会因此变得更加的精彩，学生也会更加积极主动，有趣的实验课堂才是学生追求的。所以，就让我们的实验教学因此而绽放，让学生去充分感受属于自己的实验乐趣吧。