节日彩灯控制器设计

1、.wd石家庄石家庄铁铁道大学四方学院道大学四方学院集中集中实实践践报报告告书书课题课题名称名称节节日彩灯控制器日彩灯控制器设计设计姓姓 名名吴春慧吴春慧学学 号号20217762系、系、 部部电电气工程系气工程系专业专业班班级级方方 1353-2指指导导教教师师牛牛晓晓燕燕2021 年年 7 月月 6 日日2021 级级单单片机接口片机接口设计课设计课程程设计设计.wd一、一、设计设计任任务务及要求：及要求：设计设计任任务务： ：设计一个节日彩灯控制器，通过按钮控制彩灯的各种变化。设计设计要求：要求：1.设计 4 个按键 S0、S1、S2、S3, S0开场按此键那么灯开场流动(由上而下)； S

2、1停顿，按此键那么停顿流动，所有灯为暗；S2上，按此键那么灯由上向下流动； S3下，按此键那么灯由下向上流动。2.由按键控制功能的流水灯，其中的 LED 采取共阳极接法，通过依次向连接LED 的 I/O 口送出低电平，可实现题目要求的功能。3.要求做出实物。二、指二、指导导教教师评语师评语： ： 三、成三、成绩绩 指导教师签名： 年 月 日 .wd目 录第 1 章设计目的 1第 2 章设计要求 1第 3 章硬件电路设计 13.1 系统构造框图 13.2STC89C52 单片机 23.3总电路图 3第 4 章软件设计 44.1主程序设计 44.2LED 灯子程序设计 64.2延时子程序设计 64

3、.3源程序 7第 5 章结论 9参考文献 10.wd第 1 章设计目的1、掌握单片机实际系统的开发步骤。2、熟悉节日彩灯控制器的工作原理。3、加深对单片机汇编语言的认识和理解，并会编程。第 2 章设计要求1、设计 4 个按键 S0、S1、S2、S3, S0开场按此键那么灯开场流动(由上而下)； S1停顿，按此键那么停顿流动，所有灯为暗；S2上，按此键那么灯由上向下流动； S3下，按此键那么灯由下向上流动。2、由按键控制功能的流水灯，其中的 LED 采取共阳极接法，通过依次向连接LED 的 I/O 口送出低电平，可实现题目要求的功能。3、要求做出实物。第 3 章硬件电路设计3.1系统构造框图 节

4、日彩灯控制系统主要由单片机、LED 显示器、开关及电源组成。其构造框图如图 3-1 所示。图 3-1 系统构造框图八个 LED 灯显示器开关单片机最小系统5V 电源.wd3.2STC89C52 单片机89C52 本质是一种低耗高性能的微控制器。它的主要特性是拥有 8K 字节的程序存储空间；512 字节的数据存储空间；内带 4K 字节的 EEPROM 存储空间和可直接使用串行口下载。此外，它还是增强型的 80C51 单片机，有 6 时钟/机器周期和 12 时钟/机器周期可以任意选择，同时它的指令代码完全兼容传统 80C51 单片机。89C52 共有四个八位的并行双向口，即有 32 根输入输出口线

5、。各口的每一位均由锁存器、输出驱动器和输入缓冲器组成。STC89C52 芯片有 40 个引脚，引脚图如图 3-2 所示，各引脚功能介绍如下：VCC(40 引脚)：电源电压。VSS(20 引脚)：接地。P1 端口(P1.0P1.7，18 引脚)：P1 口是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O口。P1 的输出缓冲器可驱动 4 个 TTL 负载。对端口写入 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。P1 口作输入口使用时，因为有内部上图 3-2 STC89C52 引脚图.wd拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流。P1 口特点是输出锁存器，输出时没有条件。输入缓冲，输入时

6、有条件，即需要先将该口设为输入状态，先输出1。此外，P1.0 和 P1.1 是多功能的。P1.0 还可以作为定时器/计数器 2 的外部输入端 T2。P1.1 还可以作为定时器/计数器 2 的外部控制端 T2EX。P3 端口(P3.0P3.7，1017 引脚)：P3 是一个带内部上拉电阻的 8 位双向 I/O端口。P3 的输出缓冲器可驱动 4 个 TTL 负载。对端口写入 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P3 做输入口使用时，因为有内部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流。P3 口除作为一般 I/O 口外，还有其他一些复用功能如下：P3.0-RXD，串

7、行输入口。P3.1-TXD，串行输出口。P3.2-INT0，外部中断 0 的请求。P3.3-INT1，外部中断 1 的请求。P3.4-T0，定时器/计数器 0 外部计数脉冲。P3.5-T1，定时器/计数器,1 外部计数脉冲。P3.6-WR,外部数据存储器写选通。P3.7-RD,外部数据存储器读选通。RST(9 引脚)：复位输入。当输入连续两个机器周期以上高电平时为有效，用来完成单片机单片机的复位初始化操作。ALE(30 引脚)：地址锁存控制信号(ALE)是访问外部程序存储器时，锁存低8 位地址的输出脉冲。XTAL1(19 引脚)：振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。XTAL2(18 引

8、脚)：振荡器反相放大器的输入端。3.3总电路图在总电路图中，复位电路与晶振电路是单片机最小系统中包括的电路，复位连在 AT89C52 的 9 引脚，而晶振电路的两条接线分别与 18、19 引脚相连。对于本次设计，还需要将 8 个 LED 灯接入电阻中，并且分别与 8 个限流电阻相连保护发光二极管，与单片机的 P1 口相连。4 个按键 S0、S1、S2、S3 分别连单片机的P3.4、P3.5、P3.3 和 P3.1 由这四个按键来控制灯的启动、停顿、由上而下、由下而上。由按键控制功能的 LED 工作的方式，其中的 LED 采取共阳极接法，通过依次向连接 LED 的 I/O 口送出低电平,可实现题

9、目要求的功能。节日彩灯控制器的总电路图如图 3-5 所示。.wd图 3-3 总电路图第 4 章软件设计4.1 主程序设计节日彩灯控制器设计的功能是：当在没有任何按键按下时，8 个 LED 灯均呈现灭灯的状态，并一直在等待按键的按下。当按下开场键 S0 键后，8 个 LED 灯自上而下循环流动，检测有没有按下停顿键即 S1，假设按下停顿键 S1 那么立即停顿流动，否那么检测是否按下按键 S2 或者按键 S3，假设都没有按下那么灯继续保持原先的状态流动。当按键 S3 被按下，灯自下而上流动，同样也要检测是否按下停顿键 S1，按下那么停顿，否那么灯将继续自下而上流动。同理，当按键 S2被按下时，灯自

10、上而下流动，如果按下停顿键 S1，按下那么停顿，否那么灯将继续自上而下流动。当既按下 S2 又按下 S3 时，灯将先自上而下流动，后自下而上流动。通过四个键 S1、S2、S3、S4 的控制，实现彩灯的亮、灭和彩灯的流动显示，以及在不同情况下的彩灯的流动变换。这是整个节日彩灯的完整控制与流动过程。.wd节日彩灯控制器的主程序流程图如图 4-1 所示图 4-1 主程序流程图YYYNYN开场键 1 接下？N调用 san 子程序键 2 接下？灯灭键 3 接下？调用 san 子程序键 4 接下？调用 wu 子程序.wd返回初始化8 次是否循环完？给 P1 赋值对应灯亮延时开场4.2LED 灯子程序设计在

11、本设计中的 LED 灯的流动有两个方向，分别为自上而下和自下而上，无论是哪种方式，其 LED 灯的子程序都是一样的过程。首先赋初值，取表中的数，将数值给 P1 口，然后判断 LED 灯是否循环完了8 次。如果循环完 8 次那么对应 LED 灯亮，并延时输出。如果没有循环完 8 次，将返回原处重新开场。因而得到流程图为图 4-2 所示。图 4-2 LED 灯子程序流程图4.2延时子程序设计对于 LED 灯循环显示程序来说，由于单片机运行速度非常快，以至于当灯亮时人眼看不见，不方便检测与监控，因此在程序中需要添加延时子程序。同时延时子程序还可以有效的防止抖动。延时子程序运用了两个 for 循环嵌套

12、，外循环执行一次，内循环执行 z 次，因此延时时间为 100z。延时子程序的流程图如图 4-3 所示。4.3源程序给 y 赋初值为 zy0?y 自减一x 自减一完毕开场定义无符号整型数x、y给 x 赋初值为 100 x0?图 4-3 子程序流程图.wd#include#define uint unsigned int#define uchar unsigned charvoid san();void wu();void delay(uint);.wdsbit key2=P35;/关闭彩灯的开关sbit key1=P34;/启动彩灯的开关sbit key3=P33;/控制彩灯右移的开关sbit

13、key4=P31;/控制彩灯左移的开关uchar temp;/定义一个无符号字符型数据变量uchar temp1;/定义一个无符号字符型数据变量uchar temp2;/定义一个无符号字符型数据变量uint a;int c;void main()/主程序 while(1)/判断哪个开关被按下 if(key1=0) san(); if(key2=0) P1=0 xff; if(key3=0) san(); if(key4=0) wu(); void san() uchar table=0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f;/定义一个数组f

14、or(a=0;a0;x-) for(y=z;y0;y-); void wu() uchar table1=0 xfe,0 xfd,0 xfb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f;/定义一个数组for(c=7;c-1;c-) temp1=table1c;/将数组赋值给变量temp1 P1=temp1; delay(300);/延时 第 5 章结论在本次课程设计中，我们用的是 Multisim 软件画图，然后经过不断地仿真、调试成功。最后根据本设计做出实物并与计算机相连，完成整个设计。本设计做的是实物，我主要负责软件局部，但是我也参与了硬件局部，利用我们编好的程序成功写入到了单片机当中，然后实现了 LED 灯的从上往下，从下往上，以及反复往返流动。本次设计主要运用 C 语言对单片机进展编程控制。只需要节日彩灯的程序分为三局部即可：主程序、LED 灯的程序，延时程序。主程序要根据题目要求画出主程序框图，依据主电路图及主流程图编程。LED 灯的程序分两个流动方向，设置不同的初值及移动的方向就