单片机课程设计_图文

1、 单片机系统 课 程 设 计 成绩评定表 设计课题 节日彩灯控制 学院名称 :电气工程学院 专业班级 :学生姓名 :学 号 :指导教师 :设计地点 :31-510设计时间 :2015-1-12015-01-10 单片机系统 课 程 设 计课程设计名称:专 业 班 级 :学 生 姓 名 :学 号 :指 导 教 师 :课程设计地点:31-510课程设计时间:2015-1-12015-01-10 目 录1 引言 . 42 总体方案设计 . 4 2.1方案比较 . 4 2.2 方案论证 . 62.3 方案选择 . 63 硬件电路设计 . 6 3.1 单片机最小系统设计 . 6 3.2 LED彩灯显示电

2、路设计 . . 73.3 按键控制电路设计 . 84 统软件设计 . 9 4.1 键盘扫描软件序设计 . 9 4.2 延时程序软件序设计 . 104.3 主程序软件设计 . 115 总结 . 126 仿真结果 . 13 附录 A 总原理图 . . 17 附录 B 总程序 . . 18 1引言彩灯是我国普遍流行的传统的民间的综合性的工艺品。彩灯艺术也就是灯的 综合性的装饰艺术。 新中国成立后, 彩灯艺术得到了更大的发展, 特别是随着我 国科学技术的发展, 彩灯艺术更是花样翻新, 奇招频出。 而随着人们生活环境的 不断改善和美化, 在许多节日的气氛里可以看到彩色霓虹灯, 这种 LED 彩灯由于 其

3、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。 其将 电子、建筑、机械、遥控、声学、光导纤维等新技术、新工艺用于彩灯的设计制 作,把形、色、光、声、动相结合,思想性、知识性、趣味性、艺术性相统一。 在当今的社会里, 彩灯已经成为我们生活的一部分, 能给我们带来视觉上的享受 还能美化我们的生活2总体方案设计通过查阅大量相关技术资料, 并结合自己的实际知识, 我主要提出了两种技术 方案来实现系统功能。 下面我将首先对这两种方案的组成框图和实现原理分别进 行说明,并分析比较它们的特点,然后阐述我最终选择方案的原因 .2.1方案比较彩灯控制器大致可分为两种方案实现。 一种是利用电子

4、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其框图 如图 1所示。 图一 :方案一原理框图方案二 :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。 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。此设计方案中单片机的 P1口接 4路按键控制电路,实现彩灯花型的 切换功能; 单片机的 P1口引脚接上四个按钮开关以实现对彩

5、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口接 8路 LED 发光二极 管组成彩灯电路,显示彩灯循环情况 , 该电路的原理框图如图二所示 图二 :方案二原理框图2.2方案论证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2.3方案选择综上, 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3硬件电

6、路设计3.1单片机最小系统设计要使单片机工作起来, 最基本的电路的构成由单片机、 时钟电路、 复位电路等 组成。单片机最小系统如图 3所示。时钟电路: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 33p 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。 图三 :时钟电路与复位电路原理图3.2 LED彩灯显示电路设计LED彩灯显示电路实际上是由 8个

7、发光二极管和 8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口上。通过软件编程对 P0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3千欧姆在此我这里选用 330欧姆的电阻。如图 4所示 图四 :LED彩灯显示电路原理图3.3按键控制电路设计按键控制电路是由 4个按键开关构成的。他们分别接在单片机 89C51的 P1接 口上 , 为了一对一的控制 LED 灯的闪烁方式。当按下开关 Ke0时 , LED彩灯系统 开始流动。当按下开关

8、Key1时 , LED灯系统停止流动所有的彩灯全部为暗。当 闭合 Key2时,彩灯从上向下流动。当闭合 ke3时,彩灯开始由下向上流动,其 原理图如图 5所示 图五:按键电路原理图4软件设计4.1键盘扫描软件设计本设计是以单片机 89C51为核心控制 8个发光二极管 5种闪烁方式的变换。 程 序启动时跳转到键盘判断模块程序中, 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 图六:键盘扫描流程图4.2延时程序软件设计本程序中给 R5赋值 2, 给 R6赋值 16, 给 R7赋值 16,R7构成最内层循环 ,R6构 成次层循环 ,R5构成最外层循环 图七:延时程序流程图

9、4.3主程序软件设计程序启动时跳转到键盘判断模块程序中, 此程序里面包含 Key0-Key3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执行相应的情 况, ,当按键 Key0有闭合时,则灯开始流动(由上而下 。当 ke1闭合时则所有 彩灯停止流动,所有灯为暗。 ,当 ke2闭合时,则灯由上向下流动。当 ke3闭合 时,则灯由下向上流动。其主程序流程图如图八所示。 图八:主程序流程图5总结在不断学习中, 终于完成了课程设计任务。 通过本设计锻炼了我们的实践能力, 也是对以后我们实际工作能力的训练和考察过程。 现在是一个高科技的时代, 单 片机的应用无处不在,这更坚定了我要学

10、好单片机的决心。本设计本身就比较简单, 整个设计的过程中每一步都是自己亲自做过的, 在经过 遇到问题, 思索问题到解决问题的过程中, 就连向别人请教的过程也是一种收获, 收获是最多的。 以往没有注意到的问题, 都在这一次的课程设计中得以体现, 这 培养了我的细心, 耐心和专心。 我觉得能够在这次的课程设计中学到很多的东西, 以往不注意的细节, 在这一次中是必须让自己去注意的。 也是我这所学到知识的 一个体现。 我深深知道, 每一次的学习实践环节都是那么的来之不易, 都是通过 老师的深思熟虑后, 才给我们定下目标。 然后让我们在知识的海洋里翱翔, 让我 们随着年龄的增长不断的扩充自己的知识领域,

11、 也逐渐成熟, 逐渐长大, 老师同 时也教导我们逐渐成为一个能够为身边的人, 为家庭, 为国家做出点点贡献的人, 教导我们学会感恩。所以,我在这次的课程设计中,认真对待每一个过程,希望 自己的认真,自己最后的课程设计的成果能够回报老师教导6仿真结果与结论 6.2 P1.1停止,按此键则停止流动,所有灯为暗 6.3 P1.2上,按此键则灯由上向下流动 6.4 P1.3下,按此键则灯由下向上流动。 附录 A 总的原理图 附录 B 总的程序ORG 0000HAJMP STARTORG 0030HSTART: MOV P0,#0FFHMOV A,#0FEHJNB P1.0,LOOPJNB P1.1,LOOP1JNB P1.2,LOOP2JNB P1.3,LOOP3AJMP STARTLOOP: MOV P0,ALCALL DELJNB P1.1,LOOP1RL AAJMP LOOPLOOP1: MOV P0,#0FFHJNB P1.2,LOOP2 JNB P1.3, LOOP3AJMP LOOP1LOOP2: JNB P1.0,LOOP JNB P1.1,LOOP1JNB P1.3,LOOP3MOV P0,ALCALL DELRL AAJMP LOOP2LOOP3: