单片机技术课程设计--彩灯控制器的设计.doc

电气信息学院 单单片片机机技技术术 课课程程设设计计报报告告 课题名称课题名称 彩灯控制器的设计彩灯控制器的设计 专业班级专业班级 0909 电气电气 0101 班班 学学 号号 09031202220903120222 学生姓名学生姓名 严严 娟娟 指导教师指导教师 易易 先先 军军 评评 分分 2012 年年 6 月月 12 日至日至 6 月月 19 日日 课程设计量化评分标准课程设计量化评分标准 指导老师评语： 指标指标分值分值评分要素评分要素得分得分 方案设计方案设计20 方案选择合理，分析、设计正确，原理清楚， 电路、程序流程图清晰，结构合理，程序简 洁、正确。 设计报告设计报告20 报告结构严谨，逻辑严密，论述层次清晰， 语言流畅，表达准确，重点突出，报告完全 符合规范化要求，用计算机打印成文。 调试与结果调试与结果20 过程清晰，调试方案设计合理，测试点选择 适当，程序编写正确，调试步骤清楚。 电路及程序运行结果正确，达到预期效果。 工作态度工作态度20 工作量饱满程度，题目难度；工作态度，按 时完成设计任务，是否独立完成等。 答辩成绩答辩成绩20 思路清晰；语言表达准确，概念清楚，论点 正确；分析归纳合理，结论严谨；回答问题 有理论根据，基本概念清楚。 总总 评评 成成 绩绩 答辩记录 1、例举设计过程中遇到的问题及其解决方法（至少两例） 。 答：（1）问题说明： 解决方法： （2）问题说明： 解决方法： 2、教师现场提的问题记录在此（不少于2个问题） 。 答： I 摘摘 要要 本文介绍了一种简易 LED 彩灯控制系统的软硬件设计过程，本方案以 AT89C51 单片机作为主控核心，按键控制电路、彩灯显示电路以及单片机最小 系统等模块组成的核心主控制电路。利用软件编程烧录程序到单片机来实现对 LED 彩灯进行控制，本系统亮灯模式多，用户根据操作提示可以随意变换想要 的闪烁方式和控制彩灯的闪烁频率，还可以全自动运行。系统利用汇编语言开 发，并在软硬件设计中分别使用了 Proteus 、keilC51 开发平台。本系统具有 电路结构简单、易操作、硬件少、体积小、成本低、低能耗等优点，具有一定 的实用和参考价值。 关键词：单片机；LED 彩灯；汇编语言；Proteus；keilC51； 目 录 第第 1 1 章章 设计任务设计任务1 第第 2 章章 设计方案设计方案2 2.1 设计方案2 2.2 方案选择3 第第 3 3 章章 硬件设计硬件设计4 3.1 直流稳压电源电路4 3.2 单片机最小系统4 3.3 LED 彩灯显示电路.5 3.4 按键控制电路6 第第 4 4 章章 软件设计软件设计8 4.1 主程序设计8 4.2 自动模式程序设计9 4.3 延时程序设计10 4.3 中断子程序设计10 第第 5 5 章章 仿真与性能分析仿真与性能分析11 5.1 系统仿真过程11 5.2 仿真结果与分析12 第第 6 6 章章 设计小结设计小结15 参考文献参考文献16 附录附录 1 1 LEDLED 彩灯控制系统仿真电路图彩灯控制系统仿真电路图17 附录附录 2 2 LEDLED 彩灯彩灯控制程序代码彩灯彩灯控制程序代码18 1 第第 1 1 章章 设计设计任务任务 当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域， 传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被单片机智能控 制系统所取代。随着人们生活水平的不断提高,单片机控制无疑是人们追求的目标之一， 它所给人带来的方便也是不可否定的。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广 等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心就是单片机。 LED 彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应 用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。但目前市场上各式样的 LED 彩 灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能 按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、 闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等 缺点。此外从功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响彩灯 效果，因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。 1.1. 基本要求基本要求 （1）用 16 盏以上的 LED 小灯，实现至少 4 种彩灯灯光效果（不含全部点亮，全 部熄灭； （2）可以用输入按钮在几种灯光效果间切换； （3）可以通过按钮暂停彩灯效果，使小灯全亮，再次按下相同按钮后继续之前的 效果。 2.2. 选做选做 （1）增加自动在几种效果间切换的功能，并设置一个按钮可以在自动模式和手动 模式间切换。 （2）使用定时中断延时 （3）实现其他除 15 中提到的功能（创新部分） 3.3. 设计提示设计提示 （1）LED 可以采用共阳极或共阴极接法直接接在并行口，也可以用 8255 扩展更多 的小灯。 （2）多种效果可以放在不同的子程序空间中，主程序通过散转来访问不同的子程 序段。 （3）暂停效果可用中断，或定时扫描实现。 2 第第 2 章章 设计方案设计方案 2.12.1 设计方案设计方案 彩灯控制器大致可分为两种方案实现。一种是利用电子电路装置控制，另一种是采 用单片机控制。 方案一： 根据设计任务要求介绍的彩灯控制电路的基本组成，可以确定彩灯控制器应由振荡 电路、计数/时序分配电路、移位位寄存器和彩灯显示五部分组成。其框图如图 1 所示。 振荡电路 控 制 电 路 译 码 器 LED 显示 电路 计 数 器 图 1 彩灯循环控制器硬件框图 方案二： 本方案主要是通过对基于单片机的多控制、多闪烁方式的 LED 彩灯循环系统的设计， 来达到本设计的要求。其硬件构成框图如图 2 所示，以单片机为核心控制，由单片机最 小系统（时钟电路、复位电路、电源） 、按键控制电路、LED 发光二极管和 5V 直流电源电 路组成。 图 2 单片机彩灯循环控制系统硬件框图 此设计方案中单片机的 P1 口接 7 路按键控制电路，实现彩灯花型的切换、自动与手 AT89C51 单片机 时钟 电路 复位 电路 按键控 制电路 直流 5V 电源电路 供电信号 LED 彩灯 3 动的切换及暂停功能；单片机的 P3.7 引脚接上一个按钮开关以实现对彩灯闪烁频率的控 制，即实现了快慢两种节拍实现花型的变换；单片机上的 P0 和 P2 口接 16 路 LED 发光二 极管组成彩灯电路，显示彩灯循环情况。 2.22.2 方案选择方案选择 结合设计任务书比较以上两种方案可知：利用电子电路装置控制，其电路不很复杂， 制作相对较容易点，成本也相对较低，但可调性差，亮灯模式少而且样式单调，达不到 设计任务要求或实现困难。采用单片机控制其优点是电路集成度高，工作原理简单，清 晰明了，自定义编程，控制的图案花样多，移植性好等。 综上，显然方案二各方面优越于方案一，以及为了体现专业优势，本次设计采用第 二种方案。 4 第第 3 3 章章 硬件设计硬件设计 3.13.1 直流稳压电源电路直流稳压电源电路 对于一个完整的电子设计来讲，首要问题就是为整个系统提供电源供电模块，电源 电路的稳定可靠是系统平稳运行的前提和基础。电子设备除用电池供电外，还采用市电 （交流电网）供电。通过变压、整流、滤波和稳压后，得到稳定的直流电。直流稳压电 源是电子设备的重要组成部分！本项目直流稳压电源为+5V。如下图所示： 直流稳压电源的制作一般有 3 种制作形式，分别是分立元件构成的稳压电源、线性 集成稳压电源和开关稳压电源。下图稳压电源采用的是三端集成稳压器 7805 构成的正 5V 直流电源。 图 3 三端固定式集成稳压电源电路图 AT89C51 单片机的工作电压范围：4.0V5.5V，所以通常给单片机外接 5V 直流电源。 由于时间关系，此处用 3 节 1.5V 的干电池供电，在此不在赘述此稳压电源电路图原理。 3.23.2 单片机最小系统单片机最小系统 单片机最小系统是能够让单片机工作的最小硬件电路。除单片机外，一般单片机最 小系统包括单片机的供电电路、时钟电路和复位电路等。单片机最小系统如下图 4 所示。 时钟电路：为单片机工作提供基本时钟，因为单片机内部由大量的时序电路构成， 没有时钟脉冲即“脉搏”的跳动，各个部分将无法工作。本系统采用单片机内部方式产 生时钟信号，用于外接一个 12MHz 石英晶体振荡器和 2 个 30pF 微调电容，构成稳定的的 自激振荡器，其发出的脉冲直接送入内部的时钟电路。 复位电路：确定单片机工作的起始状态，完成单片机的启动过程。单片机系统的复 位方式有上电自动复位和手动按键复位。本设计采用手动按键复位，该复位方式同样具 有上电自动复位功能。电路如下图所示。 5 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C51 C1 30pF C2 30pF X1 CRYSTAL R1 10k C3 30pF 图 4 单片机最小系统 3.33.3 LEDLED 彩灯显示电路彩灯显示电路 LED 彩灯显示电路(如图所示)实际上是由 16 个发光二极管和 16 个电阻构成的电路。 发光二极管与电阻对应串联，然后接在与之相对应的 P0 和 P2 口上。P0 口作为通用的 I/O 接口使用时，需外接 10k 欧姆的上拉电阻。通过软件编程对 P0 和 P2 口输出高低电平 来实现不同的闪烁花型。由于发光二极管的导通电压一般为 1.7V 以上，另外，他的工作 电流根据型号不同一般为 1mA 到 30mA，电阻选择范围 100 欧姆3 千欧姆。在此我们 这里选用 300 欧姆的电阻。 在此次课程设计中，我设计了四种花型： 花型 1： D1-D2-D3-D4D14-D15-D16 - D1D5D9D13 - D1D2D5D6D9D10D13D14- D1D2D3D5D6D7D9D10D11D13D14D15-全亮-全灭； 花型 2： D1-D3-D5D13-D15-D16-D14-D12D4-D2-全亮-全灭-全亮-全灭； 花型 3： D1D9-D2D10-D3D11D7D15-D8D16-全灭- D1D2D3D4D9D10D11D12- D5D6D7D8D13D14D15D16-全灭； 6 花型 4： D1D16 -D2D3D14D15- D4D5D6D11D12D13-全亮-全灭- D8D9-D6D7D10D11- D3D4D5D12D13D14-全亮-全灭； XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C51 PROGRAM=KeilC51Examples8051LED5.HEX D5 LED-RED D6 LED-RED D7 LED-RED D8 LED-RED R2 300 R3 300 R4 300 R5 300 R6 300 R7 300 R8 300 R9 300 R18 10k D1 LED-BLUE D2 LED-BLUE D3 LED-BLUE D4 LED-BLUE R10 300 R11 300 R12 300 R13 300 R14 300 R15 300 R16 300 R17 300 D9 LED-GREEN D10 LED-GREEN D11 LED-GREEN D12 LED-GREEN D13 LED-YELLOW D14 LED-YELLOW D15 LED-YELLOW D16 LED-YELLOW 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK-8 图 5 LED 彩灯显示电路 3.43.4 按键控制电路按键控制电路 按键控制电路(如图 6 所示)是由 7 个按键开关构成的。K1K5 接在 P1.0P1.4，K6 接到 P3.7，K7 接到 P3.2 引脚。K1K4 实现一对一的控制 LED 灯的闪烁方式，K5 实现自 动到手动的切换，K6 控制 LED 灯的闪烁频率，K7 实现暂停功能。 7 图 6 键盘控制电路 当按下开关 K1 时, LED 彩灯系统闪烁第 1 种彩灯花型； 当按下开关 K2 时, LED 彩灯系统闪烁第 2 种闪烁方式； 当按下开关 K3 时, LED 彩灯第 3 种方式闪烁； 当按下开关 K4 时, LED 彩灯系统闪烁第 4 种花型； 当按下开关 K5 时, LED 彩灯系统按照方式 1-方式 2-方式 3-方式 4 循环闪烁，且只 要 K5 是接通的，手动按键 K1- K4 均不起作用。只有当 K5 弹起时，才能实现手动控制； 当按下开关 K6 时, LED 彩灯将改变闪烁频率； 当按下开关 K7 时, LED 彩灯系统将暂停运行，全部的灯都被点亮；K7 弹起后，系统 继续之前的运行状态。 8 第第 4 4 章章 软件设计软件设计 单片机的应用系统由硬件和软件组成，上述硬件原理图搭建完成上电之后，我们还 不能看到多控制、多闪烁方式的 LED 灯系统循环点亮的现象，我们还需要编写程序控制 单片机管脚电平的高低变化，来控制发光二极管的亮灭。软件编程是多控制、多闪烁方 式的 LED 灯系统中的一个重要的组成部分，是本设计的重点和难点。下面,我将阐述多控 制、多闪烁方式的 LED 灯系统是如何实现 16 个 LED 灯的循环点亮，来介绍实现流水灯控 制的软件编程方法。 本设计是以单片机 AT89C51 为核心控制 16 个发光二极管 4 种闪烁方式的变换。硬件 电路如图附录 1 所示，16 个发光二极管 D1D16 分别接在单片机的 P0.0P0.7 和 P2.0P2.7 接口上。当给 P0.0 口输出“0”时，发光二极管点亮，当输出“1”时，发光 二极管熄灭。可以运用输出端口指令 MOV P0，A 或 MOV P0，DATA，只要给累加器值或 常数值，同理，其他 15 个 LED 的点亮和熄灭的方法同 LED1。因此，要实现流水灯功能， 我们只要将发光二极管 LED1LED16 依次点亮、熄灭，16 只 LED 灯便会一亮一暗的成流 水灯了。在此我们还应注意一点，由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的 时间很短，我们在控制二极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到闪烁效 果。 4.14.1 主程序设计主程序设计 主程序设计流程如图 7 所示。 9 判断有无按键按下 Y N 开始 当 K1-K5 有键 按下时 返回主程序重复查询 调用对应的子程序 图 7 主程序流程图 在系统的程序设计中，主控模块只负责根据消息调用相应模块的处理函数，具体如 何处理这些消息由各功能模块中的对应程序决定。程序启动时跳转到键盘判断模块程序 中，此程序里面包含 K1K5 的按键情况判断，循环检测直到有按键按下的时候，程序转 去相对应按键的彩灯显示的花型模块。 对应的主程序代码如下： MAIN: SETB IT0 SETB EX0 SETB EA MOV P1,#0FFH MOV A,P1 AUTO: JB P1.4,S1 LCALL K1 S1:JB P1.0,S2 LCALL K1 S2:JB P1.1,S3 LCALL K2 S3:JB P1.2,S4 LCALL K3 S4:JB P1.3,MAIN LCALL K4 10 LJMP MAIN 4.24.2 自动模式程序设计自动模式程序设计 要实现通过一个按钮在自动模式和手动模式间切换的功能，首先想到的便是调用各 个按键子程序。但若不对程序进行适当的修改，按键按下后将一直调用第一个彩灯显示 子程序，因而只能显示一种花型，无法实现自动循环显示四种花型。因此，我对每个彩 灯显示子程序中都作了一定的修改。 对应的源代码如下： K1: JNB P1.4,K2 LJMP MAIN K2: JNB P1.4,K3 LJMP MAIN K3: JNB P1.4,K4 LJMP MAIN K4: LJMP MAIN 如此，当自动按键按下时，系统跳到子程序 K1，显示完第一种花型后，只要按键还 是按下的，系统便会跳到子程序 K2，显示第二种花型以此类推，这样，便实现了自 动模式与手动模式间的切换。 4.34.3 延时程序设计延时程序设计 由于人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的时间很短，在控制二极管亮灭 的时候为了看到闪烁效果，应该延时一段时间。 延时子程序代码： DELAY: JNB P3.7,DE1 MOV R5,#5 LJMP DE2 DE1: MOV R5,#10 DE2 MOV R6,#200 DE3: MOV R7,#126 DE4: DJNZ R7,DE4 DJNZ R6,DE3 DJNZ R5,DE2 RET 本文除了实现基本的延时功能外，还有通过按键来选择不同的闪烁频率的功能。不 接通 K6 时，P3.7 为高电平，延时时间为 0.5s，当 K6 按下时，P3.7 变为低电平，延时时 间为 1s，实现了在不同闪烁频率间的切换。 11 4.34.3 中断子程序设计中断子程序设计 为了实现暂停功能，需利用单片机的外部中断实现。当有中断请求即 K7 按下时，系 统跳入中断服务子程序。在中断服务子程序中，首先关中断，再将 ACC 和 PSW 的值压 入堆栈，实现现场保护，然后再进行中断处理，即点亮所有的 LED 彩灯。只要 K7 是接通 的，彩灯就一直点亮，只有当取消中断请求时，系统才能跳转到原来的程序中继续运行。 中断服务子程序代码： INT: CLR EA PUSH ACC PUSH PSW MOV A,R5 PUSH ACC LOOP: MOV P0,#00H MOV P2,#00H JB P3.2,LOOP1 SJMP LOOP LOOP1: MOV P0,#0FFH MOV P2,#0FFH POP ACC MOV R5,A POP PSW POP ACC SETB EA RETI 第第 5 5 章章 仿真与性能分析仿真与性能分析 5.15.1 系统仿真过程系统仿真过程 PROTEUS 软件自带编辑器，可以实现对汇编程序的编译，其操作步骤是： 新建源文件：点菜单 SourceAdd/Remove source Files 在出现的对话框中，选择 ASEM51 编辑器，新建.asm 源文件。 程序设计：点菜单 Source.asm 打开源文件编辑器，将将附录程序输入到文本中。 源程序编译：点菜单 SourceBuild ALL 编译汇编源程序，生成目标代码文件. HEX，若编译失败，可对程序进行修改调试直至编译成功。 目标代码加载：在 PROTEUS 编辑环境双击 AT89C51，弹出如图 8 所示的对话框， 在 PROGRAM FILE 一栏中单击打开按钮，选中.HEX 文件。在 CLOCK FREQUENCY 栏中设 12 置系统工作频率为 12MHZ，单击 OK 完成目标代码加载。 最后，点击运行按钮，启动系统仿真。 图 8 程序代码加载 5.25.2 仿真结果与分析仿真结果与分析 系统上电自动复位，彩灯全灭，K1 接通后，彩灯首先依次点亮，然后再四种颜色各 点亮 1 盏、2 盏其结果如图 9 所示。 K2 接通后，序号为奇数的彩灯首先依次点亮，再反向点亮序号为偶数的彩灯，接着 全部的彩灯闪烁两次。其仿真结果如图 10 所示。 K3 接通后，P0 口和 P2 口分别顺次点亮彩灯，然后蓝色和绿色的彩灯全部点亮，再 把红色和黄色的灯也全部点亮。其仿真结果如图 11 所示。 K4 接通后，P0 口从最低位开始点亮 1 盏、2 盏、3 盏彩灯，P2 口从最高位开始点亮 1 盏、2 盏、3 盏彩灯，然后彩灯全部点亮，再反过来 P0 口从最高位开始点亮 1 盏、2 盏、 3 盏彩灯，P,2 口从最低位开始点亮 1 盏、2 盏、3 盏彩灯，最后全部点亮又全部熄灭。其 仿真结果如图 12 所示。 K5 为自动与手动的切换按键，K5 接通时，系统自动重复显示这四种花型。 K6 为切换延时时间的按键，K6 接通时，彩灯闪烁变慢。 K7 为暂停按键，K7 接通时，不管系统在何种状态运行，彩灯都会全部点亮，再次按 下 K7，系统跳转到原来的程序继续执行。 13 PROGRAM=KeilC51Examples8051LED5.HEX D5 LED-RED D6 LED-RED D7 LED-RED D8 LED-RED R2 300 R3 300 R4 300 R5 300 R6 300 R7 300 R8 300 R9 300 R18 10k D1 LED-BLUE D2 LED-BLUE D3 LED-BLUE D4 LED-BLUE R10 300 R11 300 R12 300 R13 300 R14 300 R15 300 R16 300 R17 300 D9 LED-GREEN D10 LED-GREEN D11 LED-GREEN D12 LED-GREEN D13 LED-YELLOW D14 LED-YELLOW D15 LED-YELLOW D16 LED-YELLOW 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK-8 D5 LED-RED D6 LED-RED D7 LED-RED D8 LED-RED R2 300 R3 300 R4 300 R5 300 R6 300 R7 300 R8 300 R9 300 R18 10k D1 LED-BLUE D2 LED-BLUE D3 LED-BLUE D4 LED-BLUE R10 300 R11 300 R12 300 R13 300 R14 300 R15 300 R16 300 R17 300 D9 LED-GREEN D10 LED-GREEN D11 LED-GREEN D12 LED-GREEN D13 LED-YELLOW D14 LED-YELLOW D15 LED-YELLOW D16 LED-YELLOW 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK-8 图 9 K1 仿真图 14 D5 LED-RED D6 LED-RED D7 LED-RED D8 LED-RED R2 300 R3 300 R4 300 R5 300 R6 300 R7 300 R8 300 R9 300 R18 10k D1 LED-BLUE D2 LED-BLUE D3 LED-BLUE D4 LED-BLUE R10 300 R11 300 R12 300 R13 300 R14 300 R15 300 R16 300 R17 300 D9 LED-GREEN D10 LED-GREEN D11 LED-GREEN D12 LED-GREEN D13 LED-YELLOW D14 LED-YELLOW D15 LED-YELLOW D16 LED-YELLOW 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK-8 D5 LED-RED D6 LED-RED D7 LED-RED D8 LED-RED R2 300 R3 300 R4 300 R5 300 R6 300 R7 300 R8 300 R9 300 R18 10k D1 LED-BLUE D2 LED-BLUE D3 LED-BLUE D4 LED-BLUE R10 300 R11 300 R12 300 R13 300 R14 300 R15 300 R16 300 R17 300 D9 LED-GREEN D10 LED-GREEN D11 LED-GREEN D12 LED-GREEN D13 LED-YELLOW D14 LED-YELLOW D15 LED-YELLOW D16 LED-YELLOW 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK-8 图 10 K2 仿真图 D5 LED-RED D6 LED-RED D7 LED-RED D8 LED-RED R2 300 R3 300 R4 300 R5 300 R6 300 R7 300 R8 300 R9 300 R18 10k D1 LED-BLUE D2 LED-BLUE D3 LED-BLUE D4 LED-BLUE R10 300 R11 300 R12 300 R13 300 R14 300 R15 300 R16 300 R17 300 D9 LED-GREEN D10 LED-GREEN D11 LED-GREEN D12 LED-GREEN D13 LED-YELLOW D14 LED-YELLOW D15 LED-YELLOW D16 LED-YELLOW 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK-8 D5 LED-RED D6 LED-RED D7 LED-RED D8 LED-RED R2 300 R3 300 R4 300 R5 300 R6 300 R7 300 R8 300 R9 300 R18 10k D1 LED-BLUE D2 LED-BLUE D3 LED-BLUE D4 LED-BLUE R10 300 R11 300 R12 300 R13 300 R14 300 R15 300 R16 300 R17 300 D9 LED-GREEN D10 LED-GREEN D11 LED-GREEN D12 LED-GREEN D13 LED-YELLOW D14 LED-YELLOW D15 LED-YELLOW D16 LED-YELLOW 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK-8 图 11 K3 仿真图 15 D5 LED-RED D6 LED-RED D7 LED-RED D8 LED-RED R2 300 R3 300 R4 300 R5 300 R6 300 R7 300 R8 300 R9 300 R18 10k D1 LED-BLUE D2 LED-BLUE D3 LED-BLUE D4 LED-BLUE R10 300 R11 300 R12 300 R13 300 R14 300 R15 300 R16 300 R17 300 D9 LED-GREEN D10 LED-GREEN D11 LED-GREEN D12 LED-GREEN D13 LED-YELLOW D14 LED-YELLOW D15 LED-YELLOW D16 LED-YELLOW 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK-8 D5 LED-RED D6 LED-RED D7 LED-RED D8 LED-RED R2 300 R3 300 R4 300 R5 300 R6 300 R7 300 R8 300 R9 300 R18 10k D1 LED-BLUE D2 LED-BLUE D3 LED-BLUE D4 LED-BLUE R10 300 R11 300 R12 300 R13 300 R14 300 R15 300 R16 300 R17 300 D9 LED-GREEN D10 LED-GREEN D11 LED-GREEN D12 LED-GREEN D13 LED-YELLOW D14 LED-YELLOW D15 LED-YELLOW D16 LED-YELLOW 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK-8 图 12 K4 仿真图 经过仿真分析，该系统能实现预先设置的所有功能，是一个成功的设计。 16 第第 6 6 章章 设计小结设计小结 本次课程设计以 AT89C51 单片机作为主控核心，按键控制电路、彩灯显示电路以及 单片机最小系统等模块组成的核心主控制电路，利用软件编程烧录程序到单片机来实现 对 LED 节日彩灯的控制。 通过软硬件的仿真调试，对彩灯控制器的运行成果感觉比较满意，它实现了要求达 到的目标多控制、多闪烁方式的 LED 彩灯循环，并且用快慢两种节拍实现花型交换。 本系统亮灯模式多，可根据操作提示随意变换想要的闪烁方式和控制彩灯的闪烁频率。 同时本设计具有电路结构简单、易操作、硬件少、体积小、成本低、低能耗等优点，具 有一定的实用和参考价值。 然而，在本次课程设计中，我也发现了一些问题。如 K1 按下后，倘若再按下 K2 或 K3、K4，系统都没有反应，依然执行 K1 子程序。原因在于主程序中已经设定了优先级， 只要 K1 是接通的，无论怎么改变 K2、K3、K4 的状态，系统都不会响应。因此要想实现 特定的功能，必须保证这四个按键只有相对应的那个按键是接通的，否则有可能会出错。 17 参考文献参考文献 1 秦实宏,徐春辉.MCS-51 单片机原理及应用M.武汉:华中科技大学出版社,2010. 2 吴飞青,丁晓,李林功等.单片机原理与应用实践指导M.北京:机械工业出版社,2009. 3 江世明.基于 Proteus 的单片机应用技术M.北京:电子工业出版社,2009. 4 李响初,阙爱仁,李喜初等.实用电子控制线路 200 例M.北京:中国电力出版社,2009. 附录附录 1 1 LEDLED 彩灯控制系统仿真电路图彩灯控制系统仿真电路图 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C51 PROGRAM=KeilC51Examples8051LED5.HEX C1 30pF C2 30pF X1 CRYSTAL R1 10k K2 K3 K4 D5 LED-RED D6 LED-RED D7 LED-RED D8 LED-RED R2 300 R3 300 R4 300 R5 300 R6 300 R7 300 R8 300 R9 300 R18 10k D1 LED-BLUE D2 LED-BLUE D3 LED-BLUE D4 LED-BLUE R10 300 R11 300 R12 300 R13 300 R14 300 R15 300 R16 300 R17 300 D9 LED-GREEN D10 LED-GREEN D11 LED-GREEN D12 LED-GREEN D13 LED-YELLOW D14 LED-YELLOW D15 LED-YELLOW D16 LED-YELLOW K5 C3 30pF K7 K6 K1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 RP1 RESPACK-8 18 附录附录 2 2 LEDLED 彩灯彩灯控制程序代码彩灯彩灯控制程序代码 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0003H LJMP INT ORG 0040H MAIN: SETB IT0 SETB EX0 SETB EA MOV P1,#0FFH MOV A,P1 AUTO: JB P1.4,S1 LCALL K1 S1:JB P1.0,S2 LCALL K1 S2:JB P1.1,S3 LCALL K2 S3:JB P1.2,S4 LCALL K3 S4:JB P1.3,MAIN LCALL K4 LJMP MAIN K1:MOV R2,#08H MOV A,#0FEH A1:MOV P0,A LCALL DELAY RL A 19 DJNZ R2,A1 MOV P0,#0FFH MOV R2,#08H MOV A,#0FEH B1:MOV P2,A LCALL DELAY RL A DJNZ R2,B1 MOV P2,#0FFH MOV P0,#0EEH MOV P2,#0EEH LCALL DELAY MOV P0,#0CCH MO