51单片机接收Processing数据实现电梯楼层显示-8*8 LED仿真

51单片机接收Processing数据实现电梯楼层显示 - 8*8 LED仿真

本项目使用51单片机控制8*8 LED显示电梯当前楼层，通过Protues仿真和Keli编程，接收Processing发送的楼层数据并模拟电梯运行过程。

项目环境:

51单片机 (Keli编程)
8*8 LED 显示模块 (Protues仿真)
Processing (上位机程序)
虚拟串口配对软件 (连接Processing和51单片机)

Processing程序:

import processing.serial.*;

Serial port;

void setup() {
  size(200, 500);
  textSize(150);
  textAlign(CENTER, CENTER);
  port = new Serial(this, 'COM3', 9600); //单片机的端口号
}

void draw() {
  background(225);

  String floors = 'F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9';
  textSize(24);
  fill(255, 0, 0);
  textLeading(50);
  text(floors, 20, 25, 40, 450);

  for (int i = 0; i < 9; i++) {
    fill(100);
    rect(50, i * 50, 100, 50);
  }
}

void mouseClicked() {
  int currentFloor = -1;
  for (int i = 0; i < 9; i++) {
    if (mouseX >= 50 && mouseX <= 150 && mouseY >= i * 50 && mouseY <= (i + 1) * 50) {
      currentFloor = i + 1;
      break;
    }
  }
  if (currentFloor > 0) {
    println(currentFloor + ' floor');
    port.write(currentFloor); //向单片机发送数据
  }
}

51单片机程序:

//8*8led显示电梯楼层
//processing发送数据
//需要配合processing代码使用

#include <reg51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int

//数字0~9的编码
uchar code Table[] = {
  0x3C, 0x42, 0x42, 0x42, 0x42, 0x42, 0x42, 0x3C, //0
  0x18, 0x38, 0x78, 0x18, 0x18, 0x18, 0x18, 0x18, //1
  0x00, 0x7E, 0x02, 0x02, 0x7E, 0x40, 0x40, 0x7E, //2
  0x00, 0x7E, 0x02, 0x02, 0x7E, 0x02, 0x02, 0x7E, //3
  0x00, 0x48, 0x48, 0x48, 0x7E, 0x08, 0x08, 0x08, //4
  0x00, 0x7E, 0x40, 0x40, 0x7E, 0x02, 0x02, 0x7E, //5
  0x00, 0x7C, 0x40, 0x40, 0x7C, 0x44, 0x44, 0x7C, //6
  0x00, 0x7C, 0x04, 0x04, 0x04, 0x04, 0x04, 0x04, //7
  0x00, 0x7C, 0x44, 0x44, 0x7C, 0x44, 0x44, 0x7C, //8
  0x00, 0x7E, 0x42, 0x42, 0x7E, 0x02, 0x02, 0x7E  //9
};

uchar Current_Level = 1, Dest_Level = 1; //当前楼层和目标楼层
uint r = 0; //控制led显示的计数器
char offset = 0; //控制led显示的偏移量
uchar val = 0; //从processing接收到的数据

void displayDigit(); //显示数字
void serial() interrupt 4; //串口中断函数

void main() {
  //串口初始化
  TMOD = 0x20; //设置计数器1为8位自动重载模式
  SCON = 0x50; //设置串口为模式1，允许接收
  PCON = 0x00; //波特率不加倍
  TH1 = 0xFD; //计数器1初值，用于波特率9600
  TL1 = 0xFD;
  TR1 = 1; //启动计数器1
  ES = 1; //允许串口中断
  EA = 1; //开全局中断

  while (1) {
    displayDigit(); //显示数字
  }
}

void serial() interrupt 4 {
  if (RI == 1) { //如果接收到数据
    val = SBUF; //读取数据
    RI = 0; //清除接收中断标志位
    if (val >= 1 && val <= 9) { //如果数据为1~9之间的数字
      Dest_Level = val; //设置目标楼层为该数字
    }
  }
}

void displayDigit() {
  uchar i = Current_Level * 8 + r + offset; //计算要显示的数字在Table中的索引
  P0 = ~Table[i]; //在led上显示该数字

  //根据目标楼层调整当前楼层的值以及led的显示效果
  if (Current_Level < Dest_Level) { //电梯上升
    if (++r == 8) { //到达下一个数字
      r = 0;
      if (++offset == 8) { //下一个数字超出led的显示范围，需要移动偏移量
        offset = 0;
        Current_Level++;
      }
    }
  } else if (Current_Level > Dest_Level) { //电梯下降
    if (++r == 8) { //到达下一个数字
      r = 0;
      if (--offset == -8) { //下一个数字超出led的显示范围，需要移动偏移量
        offset = 0;
        Current_Level--;
      }
    }
  } else { //电梯停止
    if (++r == 8) r = 0; //到达下一个数字
  }
}

代码说明:

Processing程序:
- 使用processing.serial库实现串口通信。
- setup()函数初始化串口并设置窗口大小和文字样式。
- draw()函数绘制电梯楼层按钮界面。
- mouseClicked()函数处理鼠标点击事件，读取点击的楼层并发送给单片机。
51单片机程序:
- 定义数字0~9的编码数组Table，用于控制8*8 LED显示。
- 初始化串口并设置中断。
- serial()函数处理串口中断，读取接收到的数据并更新目标楼层。
- displayDigit()函数根据当前楼层和目标楼层控制LED显示，模拟电梯运行过程。

程序运行步骤:

使用Protues仿真51单片机和8*8 LED模块，并连接虚拟串口。
启动Processing程序，并选择与虚拟串口对应的端口号。
点击Processing窗口中的楼层按钮，发送数据给51单片机。
51单片机接收数据后，更新目标楼层，控制LED显示模拟电梯运行。

注意事项:

确保Processing程序和51单片机程序使用的波特率一致。
调整虚拟串口设置，使Processing和51单片机能够正常通信。
51单片机程序中，P0端口连接8*8 LED模块，根据具体硬件连接情况进行调整。
可以根据需要修改程序代码，实现更多功能，例如：
- 添加电梯门的开闭动画
- 添加电梯运行的音效
- 添加更多楼层

相关资料:

最后，希望本项目能够帮助大家更好地理解51单片机和Processing的串口通信，并提供一个有趣的编程实践。