花樣流水燈課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　單片機(jī)課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　題目： 花樣流水燈 </p><p>　　姓 名： </p><p>　　所在學(xué)院： </p><p>　　所學(xué)專業(yè)：

2、 </p><p>　　班 級： </p><p>　　學(xué) 號： </p&

3、gt;<p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成時(shí)間： </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　城市夜景中，變幻多姿的霓虹燈歷來是一道

4、亮麗的風(fēng)景。利用單片機(jī)的自動控制功能，設(shè)計(jì)出相應(yīng)不同的電路，可以實(shí)現(xiàn)彩燈不同模式的流水效果。單片機(jī)具有體積小、功能強(qiáng)、成本低、應(yīng)用面廣等優(yōu)點(diǎn)，可以說，智能控制與自動控制的核心即使單片機(jī)。單片機(jī)的最明顯的優(yōu)勢，就是想入到各種儀器，設(shè)備中。本課程是利用AT80C51單片機(jī)的自動控制功能，并結(jié)合其它電子元器件以及軟件實(shí)現(xiàn)的流水燈，實(shí)現(xiàn)不同種類的流水現(xiàn)象。</p><p>　　關(guān)鍵字：AT80C51單片機(jī),LED，花樣流

5、水燈</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1緒論1</b></p><p><b>　　2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案1</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)思路1</b></p><p><

6、;b>　　2.2設(shè)計(jì)要求1</b></p><p>　　3硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)2</p><p>　　3.1硬件系統(tǒng)組成2</p><p>　　3.2流水燈設(shè)計(jì)原理2</p><p>　　4軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3</p><p><b>　　4.1軟件編程3</b></p&

7、gt;<p><b>　　結(jié)論6</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：7</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　單片機(jī)自1976年由In

8、tel公司推出MCS-48開始，迄今已有二十多年了。由于單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，目前已經(jīng)滲入到人們工作和生活的方方面面，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動化、汽車電子、PC機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。</p><p>　　單片機(jī)有兩種結(jié)構(gòu)：一種是在通用微型計(jì)算機(jī)中廣泛采用的，程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器共用

9、一個(gè)存儲器空間的結(jié)構(gòu)，稱為“馮·諾依曼”結(jié)構(gòu)。另一種是將程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器截然分開，分別尋址的結(jié)構(gòu)，稱為“哈佛”結(jié)構(gòu)，目前的單片機(jī)采用此種結(jié)構(gòu)較多。</p><p>　　本文討論的單片機(jī)多功能時(shí)鐘系統(tǒng)的核心是目前應(yīng)用極為廣泛的51系列單片機(jī)，配置了外圍結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了一個(gè)可編程的及時(shí)定時(shí)系統(tǒng)，具有體積小，可靠性能高，功能多等特點(diǎn)，不僅能滿足所需要求而且還有很多功能可供擴(kuò)展，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。</

10、p><p><b>　　1.2 單片機(jī)簡介</b></p><p>　　在單片機(jī)技術(shù)日趨成熟的今天，其靈活的硬件電路的設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì)，讓單片機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用，幾乎是從小的電子產(chǎn)品，到大的工業(yè)控制，單片機(jī)都起到了舉足輕重的作用。單片機(jī)小的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)幾乎是所有具有可編程硬件的一個(gè)縮影，可謂是“麻雀雖小，肝膽俱全”，單片機(jī)的學(xué)習(xí)和研究是對微機(jī)系統(tǒng)學(xué)習(xí)和研究的簡捷途徑。<

11、/p><p>　　1.2.1 單片機(jī)的分類</p><p>　　AVR系列單片機(jī)也是ATMEL公司生產(chǎn)的一種8位單片機(jī)，它采用的是一種叫RISC（精簡指令集單片機(jī)）的結(jié)構(gòu)，所以它的技術(shù)和51系列有所不同，開發(fā)設(shè)備也和51系列是不通用的，它的一條指令的運(yùn)行速度可以達(dá)到納秒級（即每秒1000000000次），是8位單片機(jī)中的高端產(chǎn)品。由于它的出色性能，目前應(yīng)用范圍越來越廣，大有取代51系列的趨勢。

12、說完了AVR的，再來說說另一種--PIC系列單片機(jī)，它是美國MICROCHIP公司，叫微芯公司的生產(chǎn)的另一種8位單片機(jī)，它采用的也是RISC的指令集，它的指令系統(tǒng)和開發(fā)工具與51系列更是不同，但由于它的低價(jià)格和出色性能，目前國內(nèi)使用的人越來越多，國內(nèi)也有很多的公司在推廣它，不過它的影響力遠(yuǎn)沒有51系列的大，所以作為初學(xué)者，51系列當(dāng)然是首選。</p><p>　　1.2.2 單片機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r</p>

13、<p>　　計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展已明顯地朝三個(gè)方向發(fā)展，這三個(gè)方向就是：巨型化，單片化，網(wǎng)絡(luò)化。單片機(jī)用以解決復(fù)雜系統(tǒng)計(jì)算和高速數(shù)據(jù)處理的仍然是巨型機(jī)在起作用，故而，巨型機(jī)在目前在朝高速及處理能力的方向努力。單片機(jī)在出現(xiàn)時(shí)，Intel公司就給其單片機(jī)取名為嵌入式微控制器（embedded microcontroller）。單片機(jī)的最明顯的優(yōu)勢，就是可以嵌入到各種儀器、設(shè)備中。這一點(diǎn)是巨型機(jī)和網(wǎng)絡(luò)不可能做到的。</p>

14、<p>　　1.2.3 單片機(jī)的應(yīng)用前景</p><p>　　觀察之前幾年以來各家廠商的銷售地區(qū)比重，可以發(fā)現(xiàn)中國大陸市場比重逐漸提升，臺灣與北美市場則逐漸衰退， 主要原因在于多項(xiàng)產(chǎn)品制造基地轉(zhuǎn)移至大陸，MCU在大陸的需求也隨之提升。銷貨至大陸的MCU產(chǎn)品，多應(yīng)用于 電話、Caller ID、玩具與LCD等產(chǎn)品，預(yù)計(jì)在未來，銷貨至大陸的比重仍將持續(xù)增加。在中國產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域可分 為五大項(xiàng)目，包括電腦周

15、邊(高速M(fèi)odem、DSC、NB中的電源管理等)、通訊產(chǎn)業(yè)、消費(fèi)性產(chǎn)品(家電、冷氣等)、 車用市場(定速器、控制器、防盜器)及工業(yè)上的應(yīng)用。有部份場家將特別瞄準(zhǔn)消費(fèi)性產(chǎn)品市場跨入，如Audio方式 將朝多媒、MP3解決方案前進(jìn)，另外在PC連結(jié)應(yīng)用上，包括無線、網(wǎng)路及標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用產(chǎn)品，都會有一系列產(chǎn)品推出。 另外在電源系統(tǒng)應(yīng)用方面，在UPS(不斷電系統(tǒng))、Server Power(伺服器電源)、Charger(充電器)等應(yīng)用上；以及 在周邊應(yīng)

16、用領(lǐng)域方面，針對Game Device、記憶卡、讀卡機(jī)、及Pen Drive(隨身碟)等應(yīng)用上。邏輯IC包括 微處理器(MPU)、微控制器(MCU)、特殊應(yīng)用IC(ASIC)、可程式邏輯元件(PLD)以及一般的標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用I</p><p><b>　　2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b>　　2.1設(shè)計(jì)思路</b></p>

17、<p>　　單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成，由原理圖搭建完成上電之后，我們還不能看到流水燈循環(huán)點(diǎn)亮的現(xiàn)象，我們還需要告訴單片機(jī)怎么來進(jìn)行工作，即編寫程序控制單片機(jī)管腳電平的高低變化，來實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管的一亮一滅。</p><p><b>　　2.2設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　要實(shí)現(xiàn)流水燈功能，我們只要將發(fā)光二極管LED1～LED8依次點(diǎn)亮、熄滅，

18、8只LED燈便會一亮一暗的做流水燈了。在此我們還應(yīng)注意一點(diǎn)，由于人眼的視覺暫留效應(yīng)以及單片機(jī)執(zhí)行每條指令的時(shí)間很短，我們在控制二極管亮滅的時(shí)候應(yīng)該延時(shí)一段時(shí)間，否則我們就看不到“流水”效果了。</p><p><b>　　3 硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1硬件系統(tǒng)組成</b></p><p>　

19、　按照單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展與系統(tǒng)配置狀況，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等。AT89C51單片機(jī)是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓、高性能CMOS 8位單片機(jī)，具有豐富的內(nèi)部資源：4kB閃存、128BRAM、32根I/O口線、2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器、5個(gè)向量兩級中斷結(jié)構(gòu)、2個(gè)全雙工的串行口，具有4.25～5.50V的電壓工作范圍和0～24MHz工作頻率，使用AT89C51單片機(jī)時(shí)無須外擴(kuò)存儲器。因此，本流水燈實(shí)際上就是一個(gè)

20、帶有八個(gè)發(fā)光二極管的單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個(gè)單片機(jī)。</p><p>　　3.2流水燈設(shè)計(jì)原理 原理圖中可以看出，如果要讓接在P1.0口的LED1亮起來，那么只要把P1.0口的電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤?；相反，如果要接在P1.0口的LED1熄滅，就要把P1.0口的電平變?yōu)楦唠娖剑煌?，接在P1.1～P1.7口的其他7個(gè)LED的點(diǎn)亮和熄滅的方法同LED1。

21、</p><p>　　圖3.1 流水燈硬件原理圖</p><p><b>　　4 軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　4.1 軟件編程</b></p><p>　　單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成，上述硬件原理圖搭建完成上電之后，我們還不能看到流水燈循環(huán)點(diǎn)亮的現(xiàn)象，我們還需要告訴

22、單片機(jī)怎么來進(jìn)行工作，即編寫程序控制單片機(jī)管腳電平的高低變化，來實(shí)現(xiàn)發(fā)光二極管的一亮一滅。軟件編程是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中的一個(gè)重要的組成部分，是單片機(jī)學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。下面我們以最簡單的流水燈控制功能即實(shí)現(xiàn)8個(gè)LED燈的循環(huán)點(diǎn)亮，來介紹實(shí)現(xiàn)流水燈控制的軟件編程方法。</p><p>　　#include //51系列單片機(jī)定義文件</p><p>　　#define uchar unsigne

23、d char //定義無符號字符</p><p>　　#define uint unsigned int //定義無符號整數(shù)</p><p>　　void delay(uint); //聲明延時(shí)函數(shù)</p><p>　　void main(void)</p><p><b>　　{ </b></p><

24、;p><b>　　uint i;</b></p><p>　　uchar temp; </p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　temp=0x01;</p><p>　　fo

25、r(i=0;i<8;i++) //8個(gè)流水燈逐個(gè)閃動</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1=~temp;</b></p><p>　　delay(100); //調(diào)用延時(shí)函數(shù)</p><p><b>　　temp<<=1;</b&

26、gt;</p><p><b>　　}</b></p><p>　　temp=0x80;</p><p>　　for(i=0;i<8;i++) //8個(gè)流水燈反向逐個(gè)閃動</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1=~temp;&

27、lt;/b></p><p>　　delay(100); //調(diào)用延時(shí)函數(shù)</p><p><b>　　temp>>=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　temp=0xFE;</p><p>　　for(i=0;i<

28、;8;i++) //8個(gè)流水燈依次全部點(diǎn)亮</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1=temp;</b></p><p>　　delay(100); //調(diào)用延時(shí)函數(shù)</p><p><b>　　temp<<=1;</b></p

29、><p><b>　　}</b></p><p>　　temp=0x7F;</p><p>　　for(i=0;i<8;i++) //8個(gè)流水燈依次反向全部點(diǎn)亮</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1=temp;</b>

30、;</p><p>　　delay(100); //調(diào)用延時(shí)函數(shù)</p><p><b>　　temp>>=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}

31、</b></p><p>　　void delay(uint t) //定義延時(shí)函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　register uint bt;</p><p>　　for(;t;t--)</p><p>　　for(bt=0;bt<255;b

32、t++);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　通過這次單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我不僅加深了對單片機(jī)理論的理解，將理論很好地應(yīng)用到實(shí)際當(dāng)中去，體會了學(xué)以致用、突出自己勞動成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。在此感謝我們的楊老師.，老

33、師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪；這次課程設(shè)計(jì)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開老師您的細(xì)心指導(dǎo)。而您開朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次課程設(shè)計(jì)。同時(shí)感謝對我?guī)椭^的同學(xué)們，謝謝你們對我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。 </p><p>　　由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教,我十

34、分樂意接受你們的批評與指正，本人將萬分感謝。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　[1]徐煜明，韓雁.單片機(jī)原理及接口技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2005.1</p><p>　　[2]萬光毅，嚴(yán)義，邢春香.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006.4</p><