led闪烁小灯要点

1、湖南人文科技学院课程设计报告课程名称：单片机原理及应用课程设计设计题目：闪烁LED小灯的设计系 别：通信与控制工程系专 业：自动化专业班 级：06级自动化（二）班学生姓名：徐 欣 灯学号：06421210起止日期：2009年6月8日 2009年6月19日指导教师：伍铁斌曹锋教研室主任：伍铁斌指导教师评语：指导教师签名：年月日成绩 评 疋项目权重成绩1设计过程中出勤、学习态度等方面0.22、课程设计质量与答辩0.53、设计报告书写及图纸规范程度0.3总成绩教研室审核意见：教研室主任签字：年月日教学系审核意见：主任签字：年月日介绍一种LED小灯控制系统的设计方法，以 AT-89C52单片机作为主控

2、核心，与按 键、排阻、电阻、电容等较少的辅助硬件电路相结合，利用软件实现对LED灯进行控制。 本系统具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易操作等优点。能够通过按键控制8个led小灯轮流点亮、逐点点亮、间隔点亮、来回点亮、两边向中间同时点亮。广泛应用于城市景观、风景名胜、道路桥梁、建筑轮廓、娱乐场所、户外广告、室内装饰等美化、 亮化工程。关键词：LED流水灯，AT89C52单片机，led流水灯，模块设计，流程图设计要求11方案论证与对比 .仁1.1 方案一 2.1.2 方案二2.1.3方案三3.1.4方案对比与选择5.2 单元电路设计与计算 5.2.1放大电路的设计6.2.2整形电路的设计 错误

3、！未定义书签。2.3分频电路的设计 错误！未定义书签。2.4分频控制电路设计 .6.3系统软件工作流程图 8.3.1多周期同步测量原理及误差分析 8.3.2系统工作流程错误！未定义书签。4系统功能测试与整体指标 .错误！未定义书签。5详细仪器清单1.06总结与思考及致谢 12参考文献1.3.附录一：放大整形分频控制电路 PCB板1.4附录二：74HC390分频电路PCB板图 15附录三：程序1.6闪烁LED小灯的设计设计要求主要功能：本设计的闪烁小灯控制器，可使小灯轮流点亮，可使小灯轮流点亮、逐点点亮、 间隔点亮，通过按键来进行切换。扩展部分：来回点亮、一个点亮两次轮流点亮、两边的等同时向中间

4、点亮也可用 按键来切换。1方案论证与对比VCCU7j >-1F；SW-PBPIO1Pll3P125P134P145P156P167P178RST30pFEKD10TXD11P3212P3313P3414P33neP3717i®KTAL1P1J0/T2vccP1.1/T2EKPOJKADO巩女P0.1/AD1P13P0J/AD2P1.4P03/ADJPUP0.1/AD4P “PQJ/ADiPL7POLADSRSTP0.7/AD7ZEWWPP3.1/TKDALEM MOTTO/PSENiP33XmSTTlP2J/A15P3.4/T0P215/A14P3J/T1P3J/A11P2.4

5、/AU茁MEDP3J/A1JXTAL2P32/A10KTAL1P2 1/A5 GHI>40WC33E>137冲36D335IH34M33D«32D731EA30ALE曲P29P"27站P25沾剛34P3333P3233P3121P20从原理图中可以看出，如果要让接在 P1.0 口的LED1亮起来，那么只要把P1.0 口 的电平变为低电平就可以了；相反，如果要接在P1.0 口的LED1熄灭，就要把P1.0 口的电平变为高电平；同理，接在 P1.1P1.7 口的其他7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LEDLED8依次

6、点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。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“流水”效果了。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 不能看到流水灯循环点亮的现象，我们还需要告诉单片机怎么来进行工作，即编写程序 控制单片机管脚电平的高低变化，来实现发光二极管的一亮一灭。下面以最简单的流水 灯控制功能即实现8个LED灯的循环点亮，来介绍实现流水灯控制的几种软件编程方法。1.1方案一位控法这是一种比较笨但又最易理解的方法，采用顺序程序结构，用位指令控

7、制P1 口的每一个位输出高低电平，从而来控制相应 LED灯的亮灭。只要循环执行下面的程序就 可以了，想要哪个灯亮就对对应的哪个输出口输出低电平。要实现按键切换流水花样， 则可以用调用一个中断程序处理。其置位程序如下：CLRP1.0点亮;P1.0输出低电平，使LED1ACALL DELAY;调用延时子程序SETB P1.0;P1.0输出高电平，使LED1熄灭1.2方案二循环移位法在上个程序中我们是逐个控制 P1端口的每个位来实现的，因此程序显得有点复杂， 下面我们利用循环移位指令，采用循环程序结构进行编程。我们在程序一开始就给P1口送一个数，这个数本身就让 P1.0先低，其他位为高，然后延时一段

8、时间，再让这个 数据向高位移动，然后再输出至 P1 口，这样就实现“流水”效果啦。由于 8051系列单片机的指令中只有对累加器ACC中数据左移或右移的指令，因此实际编程中我们应把需 移动的数据先放到ACC中，让其移动，然后将 ACC移动后的数据再转送到P1 口，这样 同样可以实现“流水”效果。具体编程如下所示，程序结构确实简单了很多。原理框图如图2所示。主程序1.3方案三 查表法上面的两个程序都是比较简单的流水灯程序，“流水”花样只能实现单一的“从左到右”流方式。运用查表法所编写的流水灯程序， 能够实现任意方式流水，而且流水花样无限，只要更改流水花样数据表的 流水数据就可以随意添加或改变流水花

9、样，真正实现随心所欲的流水灯效 果。我们首先把要显示流水花样的数据建在一个以 TAB为标号的数据表中, 然后通过查表指令“ MOVC A，A+DPTR巴数据取到累加器 A中，然后再 送到P1 口进行显示。具体源程序如下，TAB标号处的数据表可以根据实现 效果的要求任意修改。ORG 0000H;伪指令，指定程序从0000H开始存放LJMP MAIN ;跳转指令，程序跳转至 MAIN处执行ORG 0030H;伪指令，指定程序从0030H开始存放MAIN: MOV SP, #60H ; 给堆栈指针赋初值MOV P1,#0FFH ;给 P1 口赋值MOV DPTR,#TABLE; 查表LIGHT: M

10、OV R4,#42; 设置循环次数LOOP: MOV A,#42; 给 A赋初值SUBB A,R4 ;将A的值与R4的值相减，结果存在 A中MOVC A,A+DPTR ;将A+DPTR勺值所对应的TABLE中的值赋给 AMOV P1,A ;将A的值赋给P1 口LCALL DEL1S ;调用1S延时子程序DJNZ R4,LOOP ;判断R4是否为0,不为0跳转，为0顺序执行LJMP LIGHT ;跳转指令，跳转至LIGHT处继续执行DEL1S: MOV R5, #2 ;1S 延时子程序（11.0592MHz晶振，误差0微秒）DL1S0: MOV R6, #255DL1S1: MOV R7, #2

11、55DJNZ R7, $DJNZ R6, DL1S1DJNZ R5, DL1S0RETTABLE:;定义表格数据DB OFFH ;全灭DB OFEH , OFDH ,OFBH ,0F7H,OEFH,ODFH,OBFH ,07FH ;依次逐个点亮DB OFEH , OFCH ,OF8H ,OFOH,OEOH,OCOH,O8OH ,OOOH ;依次逐个叠加DB O8OH , OCOH ,OEOH ,OFOH,OF8H,OFCH,OFEH ,OFFH ;依次逐个递减DB O7FH , ODFH , OF7H , ODFH , OBFH , OEFH , OFBH , OFEH ; 间隔点亮DB O7

12、EH, OBDH, ODBH , OE7H , OE7H , ODBH, OBDH, O7EH ;两边靠拢后分开DB O7EH，O3CH，O18H，OOOH，OOOH，O18H，O3CH，O7EH ;两边叠加后递减 DB OOOH ;全亮END ；程序结束指令原理框图如图3所示：图2方案三系统方框图1.4方案对比与选择以上方案中，位控法思维简单明了但程序过长，不适合编写。循环移位法简短，且 实现以上功能方便。查表法可随心所欲实现流水灯的花样变化，但要实现按键也是一种 麻烦事。显然用第二种循环移位法最合适。2延时子程序的计算延时子程序的延时计算问题对于程序Delay:mov r5,#2Dz1:m

13、ov r7,#250Dz2:mov r6,#250djnz r6,$djnz r7,Dz2djnz r5,Dz1ret查指令表可知MOV DJNZ指令均需用两个机器周期，而一个机器周期时间长度为12/11.0592MHz所以该段程序执行时间为：（1+250 X 2） X 250+250X 2 X 2+2X 2+2 X 12- 11.059200 = 272.9mS2.1原理图的设计根据设计要求其原理图如图4所示：图3放大电路原路图上电后系统经过初始化，查询是否有功能切换键按下：有，则进入用户设定模式状 态；无，则继续进行原来的运行状态。在用户设定模式状态下，用户可以根据个人爱好 及不同场合的需

14、要来指定调用哪些模式，如果用户想进入下一种状态模式，只需按一下 功能切换键即可跳入下一种状态模式，程序会跳到下一种亮灯模式；在默认工作状态下, LED小灯控制器按照程序设定好的若干亮灯花样模式程序Model一直运行下去，如果想进入用户设定模式程序Model_i+1状态，只需按下功能切换键即可。2.2分频控制电路设计单片机。电路如图7示：序号花型（一）花型（二）花型（三）花型（四）1011111110001000110001000000110002101111110011001111001100001111003110111110111011111101110011111104111011111

15、11111111111111111111111511110111111011100111011111100111611111011110011000011001111000011711111101100010000001000110000001811111110000000000000000000000000图4 CD4051分频控制电路花型（一）：前一个移存器的S1为0, S0为1。前4个节拍右移置入1,后4个节 拍右移置入0。另一个移存器的si为0, so为1,前4个节拍右移置入1,后4个节拍 右移置入0。花型（二）：前一个移存器的s1为0, s0为1。前4个节拍右移置入1,后4个节 拍右

16、移置入0。后一个移存器的s1为1, s0为0,前4个节拍左移置入1,后4个节拍 左移置入0。花型（三）：前一个移存器的s1为1, s0为0,前4个节拍左移置入1,后4个节 拍左移置入0。后一个移存器的s1为0, s0为1,前4个节拍右移置入1,后4个节拍 右移置入0。花型（四）：前一个移存器的s1为1, s0为0,前4个节拍左移置入1,后4个节 拍左移置入0。后一个移存器的s1为1, s0为0,前4个节拍左移置入1,后4个节拍 左移置入0。223系统软件工作流程图3.1多周期同步测量原理及误差分析00000000000000原理如图8所示。图5多周期测频原理被测彳比号。000000000000

17、3.2运行和调试当上述程序之一编写好以后，我们需要使用编译软件对其编译，得到单片机所能识别的二进制代码，然后再用编程器将二进制代码烧写到AT89C52单片机中，最后连接好电路通电，我们就看到LEDL LED8的“流水”效果了。本文所给程序实现的功能比 较简单，旨在抛砖引玉，用户可以自己在此基础上扩展更复杂的流水灯控制，比如键盘 控制流水花样等等。本次设计测频采用00000000000图6测频原理被测信号000000000000000000000程序流程图如图10所示:有按键按下否?图7软件系统流程图4详细仪器清单表格1仪器清单序号类型数量1PCB板1块21000UF电容2个322UF电容1个4

18、30PF电容4个5发光二极管10个6三位数码管2个7三极管90158个8带锁开关1个9三孔接线座2个10轻触开关19个11USB 接口1个12IN40014个13蜂鸣器1个1478051个15DC座1个16680Q电阻8个171K电阻17个181K排阻1个192K电阻5个2010欧电阻1个21ADC0809 芯片1片223V电池座1个23IC插座20脚1个24IC插座16脚1个252脚排针15个263脚单排1个27跳帽8个283V电池1个29电源适配器1个30串口线1根319针串口座1个329针串口盖1个5总结与思考及致谢为期两周的单片机课程设计已经接近尾声了。记得刚拿到设计课题时，觉得 这个

19、题目太简单了，不就是一个花样流水灯吗！非常熟悉的东西啊。可是当真正 投入设计时，很多问题出来了。在这次设计中遇到的问题及解决方法：（1）在实现流水灯的功能时，时钟是不能停止的，否则显示的时间就会不正确。因此我们 使时钟的中断优先级高于秒表的优先级，在执行跑表程序时，会被时钟中断程序 中断，但这会使跑表的时间产生误差，这是不可避免的，因为单片机每次只能执 行一个任务，所以我们只能尽量减少误差。解决的方法：使时钟的中断周期大于 跑表的中断周期（时钟每中断一次为 125ms,跑表每中断一次为100mS，这样误 差会相对减少些。（2）单片机口线不够（在该次设计为简单起见中没有扩展I/O口），造成口线不

20、够的原因是，译码显示电路设计不合理。起初我采用的译码显 示块是不带锁存功能的，所以要接锁存芯片，从而造成了口线的浪费。后来我采 用了 CD4511它是集锁存、译码、驱动功能于一体的。这样就节省了很多I/O 口。（3）程序调试时也出现了许许多多的问题，虽然程序本身的问题不大，但由于 粗心录入程序时，将程序敲错，比如将 0 （零）和字母O混淆，还有中文标点符 号和英文标点符号混淆等。这样的错误很难发现，以至于花费了很多时间。通过本次课程设计，不仅使我将课本上学到的理论知识的到了实践，从而巩 固了知识。还使我了解了一个完整的系统是怎样开发的。也了解到单片机的强大 功能,同时也知道在开发系统时基础知识

21、的重要性。同时也感谢老师给我们这样好的机会来学习单片机。参考文献1 朱定华，戴汝平单片微机原理与应用.(M)北京:清华大学出版社，20032 张鑫，单片微机原理与应用。北京，电子工业出版社，2005.83 徐煜明，韩雁单片机原理及接口技术M.北京：电子工业出版社， 2005.12006.44 万光毅，严义，邢春香.单片机实验与实践教程M.北京：北京航空航天大学出版社,蔡明文，冯先成，.单片机课程设计.武汉：华中科技大学出版社，2007.3附录一：89c52芯片U7ne1JL C71449 BJ* jKvccPH*r： i t:d:f： c心J；2iX ： HDL113<K：aLC'

22、;» jI1如 j aIWitTijEruA： 4 4isKi£K jAOjP：i aM0 * it,*itT4t *awn * v A-3i *9nir翼$ 4mtc珀: mIAVPJ31ur1 1» V如i于严沁Al£乳1.右3I费rj 1 mkb:u21呀4L4JfJI以丄右K 4 7:K d A142*nttlniAiaK3fl-4応Tj i VI»4AtlB 4J <K4n *1呷 k>5 jmM 5 alt24KJXTaUti:CTaL2K 1 JklO：3期:CaLI冲VTaT 沪1 aA *M i > AfAU

23、-f -9 e2Q0护“血St勺1 *Ke丄f b .钳89C52附录二：89c52的PCB板图VT4L2noJtin2FU4Fl 4百皿iPlFTKDFl UllW(PI 1 TTTihi 町 A.niihi i 応nip-j J>u sm?Fl 4E 耳 U>1p| $TO 4 4£MPI jAFl呼童嘻TH r 4J SF1 H FI- i fF料 1 TSJPjUj jrM J Z>M i Mlf： IJK jjiyjF* 刑 1 4IT .1 5 Tlin.茂 ai .1R忙 I Al 1XTA1JM 2 AilGOA1 1fy 1 ji>2 U A

24、U11.)1)T(JmIFMI89CE2附录三：程序org OOOOhsta rt: mov r2,#0mov r4,#0fehmov r3,#0fehmov r1,#0mov p1,#0FFhstartl:Ijmp j28jb p3.3,j20acall relayj20:jnb p3.3,jjjcjne r2,#1,j21j21:jc j1cjne r2,#2,j22j22:jc j2cjne r2,#3,j23j23:jc j3cjne r2,#4,j24j24:jc j4cjne r2,#5,j25j25:jc j5cjne r2,#6,j27j27:jc j28jjj:inc r2cjne r2,#6,$+3jc j10mov r2,#0j10:jnb p3.3,$jmp startljl：mov p1,r3 acall re