單片機(jī)課程設(shè)計(jì)--節(jié)日彩燈控制器的設(shè)計(jì)

1、<p>　　課程設(shè)計(jì)成果 </p><p>　　設(shè)計(jì)地點(diǎn)（單位）： </p><p>　　設(shè)計(jì)題目: 節(jié)日彩燈控制器的設(shè)計(jì) </p><p>　　完成日期： 2014 年 1 月3日 </p

2、><p>　　指導(dǎo)教師評(píng)語:________________________________________________ </p><p>　　____________________________________________________________________________________________________________________________

3、________________________________________________________________________________________________________________________________________</p><p>　　成績(jī)(五級(jí)記分制):____________________</p><p>　　教師簽名:___

4、__________________</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1 摘要……………………………………………………………………1</p><p>　　2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介………………………………………………………………2</p><p>　　2.1 總體設(shè)計(jì)方案說明…………………………

5、…………………2</p><p>　　2.2 單片機(jī)系統(tǒng)組成方框圖………………………………………2</p><p>　　2.3 AT89S51單片機(jī)介紹……………………………………… 2</p><p>　　3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………………………………4</p><p>　　3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)………………………………………

6、…………4</p><p>　　3.2 硬件電路設(shè)計(jì)…………………………………………………5</p><p>　　3.3 軟件設(shè)計(jì)………………………………………………………7</p><p>　　4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論…………………………………………………… 11</p><p>　　5 結(jié)論 …………………………………………………………………1

7、2</p><p>　　6 參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………12</p><p>　　7附錄………………………………………………………………… 13</p><p><b>　　1 摘要</b></p><p>　　隨著科技的發(fā)展，節(jié)日彩燈已經(jīng)作為節(jié)日的一個(gè)重要部分越來越豐富多彩了，同時(shí)它作為

8、節(jié)日的一部分給我們的生活帶來了許多美好。</p><p>　　本文分析了彩燈四種不同亮法的原理，基于匯編語言設(shè)計(jì)了一種按鍵控制的可以有四種不同亮法的彩燈，當(dāng)按下第一個(gè)鍵的時(shí)候彩燈從上到下亮，按下第二個(gè)鍵時(shí)候彩燈從下到上亮，第三個(gè)鍵彩燈從中間到兩邊亮，第四個(gè)彩燈從兩邊到中間亮。通過設(shè)計(jì)能使彩燈亮的方式更多樣、更漂亮。</p><p>　　本文介紹一種新型的彩燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，以STC89

9、C52單片機(jī)作為主控核心，與按鍵，顯示器等較少的輔助硬件電路相結(jié)合，利用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)彩燈進(jìn)行控制。本系統(tǒng)具有體積小，硬件少，電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及容易操作等優(yōu)點(diǎn)。首先描述系統(tǒng)硬件工作原理，并附以系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖加以說明，著重介紹了本系統(tǒng)所應(yīng)用的各硬件接口技術(shù)和各個(gè)接口模塊的功能及工作過程,其次，詳細(xì)闡述了程序的各個(gè)模塊和實(shí)現(xiàn)過程。本設(shè)計(jì)以數(shù)字集成電路技術(shù)為基礎(chǔ)，單片機(jī)技術(shù)為核心。本文編寫的主導(dǎo)思想是軟硬件相結(jié)合，以硬件為基礎(chǔ)，來進(jìn)行各功能模塊的編寫。

10、同時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行了仿真，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)可以成功的控制彩燈。</p><p><b>　　2 系統(tǒng)簡(jiǎn)介</b></p><p>　　2.1 總體設(shè)計(jì)方案說明</p><p>　　以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)日彩燈控制器。(1)P1.2—開始，按此鍵則燈開始流動(dòng)（由上而下）；(2)P1.3—停止，按此鍵則停止流動(dòng)，所有燈為暗；(3)P1.

11、4—上，按此鍵則燈由上向下流動(dòng)；(4)P1.5—下，按此鍵則燈由下向上流動(dòng)。</p><p>　　2.2 單片機(jī)系統(tǒng)組成方框圖</p><p>　　AT89S51單片機(jī)的片內(nèi)硬件組成結(jié)構(gòu)</p><p>　　2.3 AT89S51單片機(jī)介紹</p><p>　　VCC：電源。GND：接地。</p><p>　　

12、P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。</p><p>　　AT89S51引腳圖</p><p>　　P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8

13、位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。</p><p>　　P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2

14、口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電

15、流。當(dāng)P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為AT89C52的一些特殊功能口，如下表所示：</p><p><b>　　口管腳備選功能</b></p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）</p>

16、<p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0）</p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1）</p><p>　　P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）</p><p>　　P3.6 /WR（外

17、部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）</p><p>　　P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。</p><p>　　RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。</p><p>　　ALE/PROG：當(dāng)訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地

18、址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)，ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無效。

19、 </p><p>　　PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。</p><p>　　EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)（0000H-FFFF

20、H），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。 </p><p><b>　　3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1.1

21、 系統(tǒng)總體功能介紹</p><p>　　通過按按鈕來控制彩燈的點(diǎn)亮方式</p><p>　　3.1.2 電路控制方框圖</p><p>　　3.2 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.2.1 硬件設(shè)計(jì)思想</p><p>　　節(jié)日彩燈控制器是利用將單片機(jī)的CPU、RAM、ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器及輸入/輸出（I/

22、O）接口電路集成在一塊集成電路芯片上的特點(diǎn)。通過其與發(fā)光二極管及驅(qū)動(dòng)電路的連接，從而構(gòu)成一個(gè)完整的硬件電路。然后通過對(duì)單片機(jī)的ROM進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)彩燈閃爍的控制。</p><p>　　3.2.2 電路原理</p><p>　　以STC-89C52單片機(jī)作為主控核心，與按鍵、電阻等較少的輔助硬件電路相結(jié)合，并輔以由電器元件組成的復(fù)位電路和時(shí)鐘電路，利用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)LED彩燈進(jìn)行控制。<

23、/p><p>　　3.2.3電路原理圖</p><p>　　3.2.3.1 時(shí)鐘晶振電路圖</p><p>　　由兩個(gè)22PF電容加11.0592的晶振組成，晶振兩端一邊分別與單片機(jī)的18、19號(hào)引腳相連，一邊分別與兩個(gè)電容一段相連，兩個(gè)電容的另一端接在一起并且接地，從而構(gòu)成了時(shí)鐘晶振電路。</p><p>　　3.2.3.2 復(fù)位電路<

24、;/p><p>　　由2個(gè)電阻、1個(gè)電解電容、1個(gè)按鈕組成</p><p>　　3.2.3.3 按鈕電路圖</p><p>　　由四個(gè)按鈕分別接單片機(jī)的P1.2、P1.3、P1.4、P1.5即單片機(jī)的3、4、5、6號(hào)引腳相連，按鈕的另一端接電源負(fù)極，通過按按鈕輸入低電平信號(hào)來控制彩燈</p><p>　　3.2.3.4彩燈電路</p>

25、;<p>　　由8個(gè)發(fā)光二極管、8個(gè)200歐的電阻組成，8個(gè)發(fā)光二極管的正極分別接單片機(jī)的P0.0-P0.7口，即32-39號(hào)引腳，另一端分別接電阻，電阻另一端分別接電源正極，通過按鈕輸入低電平來達(dá)到對(duì)彩燈的控制情況。</p><p>　　3.2.3.5 系統(tǒng)總電路</p><p><b>　　3.3 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p&

26、gt;　　3.3.1 軟件設(shè)計(jì)思想 </p><p>　　通過編程改變P1口的狀態(tài)，從而改變彩燈的閃爍。本程序主要可分為主程序模塊，比較模塊TURN、DOWN和狀態(tài)顯示程序模塊TURN1、DOWN1、UPP延時(shí)程序模塊DELAY等模塊。</p><p>　　3.3.2 程序流程圖</p><p>　　3.3.2.1 主程序流程圖</p><

27、p>　　3.3.2.2 正向流動(dòng)程序流程圖和反向流動(dòng)程序流程圖</p><p>　　3.3.2.3 延時(shí)子程序流程圖</p><p>　　3.3.2.4 按鍵掃描子程序流程圖</p><p>　　3.3.3 程序清單</p><p>　　ORG 0000H LJMP START

28、START:MOV A,P1 ;將P1口的值傳送給累加器A CJNE A,#0FFH,DEL ;判斷是否有鍵按下，有就轉(zhuǎn)DEL JNB P1.2,TURN ;“開始”鍵按下轉(zhuǎn)子程序TURN SJMP START ;無鍵按下轉(zhuǎn)主程序繼續(xù)掃描DEL: MOV 40H,A

29、 ;累加器A的值傳給40H LCALL DEK ;調(diào)用10ms防抖動(dòng)子程序 MOV A,P1 ;將P1的值傳送A CJNE A,40H,START ;確認(rèn)無鍵按下轉(zhuǎn)START RET TURN: MOV R0,#0FEH

30、 ;給R0賦值0FE</p><p>　　4、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論</p><p><b>　　4.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果</b></p><p><b>　　仿真結(jié)果圖</b></p><p><b>　　4.2 實(shí)驗(yàn)討論</b></p><p>　

31、　在這次課程設(shè)計(jì)中，我們首先編寫程序然后對(duì)其進(jìn)行了仿真，雖然仿真結(jié)果是正確的，但是在焊接電路的時(shí)候不知道是什么原因?qū)е虏荒茱@示結(jié)果，我嘗試這從短路、接觸不良等方面去尋找問題，最終還是沒有找出問題，逼不得已只得重新焊，然而第二塊板子也沒成功，只好找同學(xué)幫忙，找了半天同樣也沒找出問題來，當(dāng)時(shí)就失望了，好不容易把東西焊出來結(jié)果不能調(diào)試成功，是多么的悲慘啊，最后抱著換個(gè)IC座和電容再焊一塊試試的心態(tài)又焊了一塊，終于成功了。這讓我體會(huì)到了只有堅(jiān)持

32、才能成功，我想前兩塊課可能是IC座接觸不良的緣故吧。</p><p><b>　　5 結(jié)論 </b></p><p>　　雖然這次課程設(shè)計(jì)我焊了三塊電路板（還好當(dāng)時(shí)買元器件的時(shí)候?qū)I了點(diǎn)備份），但是通過這次的設(shè)計(jì)使我認(rèn)識(shí)到掌握單片機(jī)方面的知識(shí)太重要了，它是我們作為在這科技飛速發(fā)展的時(shí)代里的新青年要掌握的必不可少的一項(xiàng)技術(shù)。我還發(fā)現(xiàn)自己對(duì)于書本上的很多知識(shí)還不夠熟悉，有

33、很多我們需要掌握的知識(shí)還沒掌握，我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)生活中彌補(bǔ)我所缺少的知識(shí)。本次的設(shè)計(jì)使我從中學(xué)到了一些很重要的東西，那就是如何從理論到實(shí)踐的轉(zhuǎn)化，怎樣將我所學(xué)到的知識(shí)運(yùn)用到我以后的工作中去。大學(xué)的課堂的學(xué)習(xí)只是在給我們灌輸專業(yè)知識(shí)、打好理論基礎(chǔ)，而我們應(yīng)把所學(xué)的用到我們現(xiàn)實(shí)的生活中去，充分運(yùn)用我們的知識(shí)體現(xiàn)我們的價(jià)值。我會(huì)在以后的學(xué)習(xí)、生活中不斷磨練自己，使自己適應(yīng)于以后的競(jìng)爭(zhēng)，不會(huì)在激烈的競(jìng)爭(zhēng)中掉隊(duì)。在查找資料的過程中我也學(xué)到了許多單

34、片機(jī)技術(shù)的相關(guān)知識(shí)，不僅拓展了我的知識(shí)面，同時(shí)激起了我對(duì)單片機(jī)相關(guān)技術(shù)的興趣。當(dāng)然不能忽略在協(xié)作過程中我和同組的同學(xué)一起設(shè)計(jì)增進(jìn)了同學(xué)間的友誼。我相信這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我以后的課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)將會(huì)有很大的幫助。</p><p><b>　　6 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1、張毅剛 彭喜元 彭宇.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京高等教育出版社.2010<

35、/p><p>　　2、鄒麗新 翁桂榮.單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)原理,蘇州大學(xué)出版社.2001</p><p>　　3、 鄒麗新 翁桂榮.單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)及接口技術(shù),蘇州大學(xué)出版社，2002</p><p>　　4、李飛.單片機(jī)原理及其應(yīng)用 西安電子科技大學(xué)出版社 .2007 </p><p><b>