独立式键盘控制灯

1、课 程 设 计 说 明 书课程名称： 单片机原理 设计题目： 独立式键盘控制灯移动 院 （部）： 电气工程学院 学生姓名： 学 号： 专业班级： 自动化 指导教师： 2013年 5月17日 课 程 设 计 任 务 书设计题目独立式键盘控制灯移动学生姓名所在院部电子信息与电气工程学院专业、年级、班设计要求：由4个按键开关组成独立式键盘，控制灯左移，右移和闪烁。4个按键开关K1,K2,K3,和K4分别与单片机P2.4,P2.5,P2.6和P2.7相连，组成独立式键盘接口电路。P1口接有8只发光二极管，用作输出演示。按K1键，亮灯从右向左移动按K2键，亮灯从左向右移动按K3键，右边四只灯与左边四只灯

2、交替闪亮按K4键，使灯闪烁5次。学生应完成的工作：硬件电路设计以及程序的编写；软硬件结合仿真；实物制作并调试；课程设计说明书的书写; Xx同学主要负责硬件设计。参考文献阅读： 1 张毅刚.单片机原理及应用.北京：高等教育出版社，2009.12 王建 宋永昌 魏福江.单片机实用技术.北京：机械工业出版社。，2011.33 胡长胜.单片机原理及应用.北京：高等教育出版社，2006.54 李朝青. 单片机原理及接口技术（第3版）北京：航空航天大学出版社，20065 陈立周，陈宇单片机原理及应用M北京：机械工业出版社，20086 高峰单片微机应用系统设计及应用技术M北京：机械工业出版社，20047 张

3、克农 .数字电子技术基础M.北京高等教育出版社，2003工作计划：2013.5.06-2013.5.7 熟悉课程，查资料2013.5.08-2013.5.9画出设计原理图2013.5.10-2013.5.12编写程序2013.5.13-2013.5.16焊接电路板，烧写程序2012.5.17写课程设计报告任务下达日期：2013 年5月 6 日 任务完成日期：2013 年5月 17 日指导教师（签名）： 学生（签名）： 独立式键盘控制灯移动设计摘 要： 该系统以AT89C52为控制核心，采用一个主体查询程序和 四个子程序共同组成的具有四种花样展示的汇编程序，本课题软件硬件设计简单，稳 定，可靠，

4、能达到设计要求，在现代生活中无所不在，有良好的应用前景。 关键词：AT89C52；独立式键盘；移动；LED 目 录1 设计背景 11.1 课题的提出11.2 单片机的发展现状12 设计方案22.1 总体设计框图22.2 复位电路方案选择22.3 时钟电路方案选择 23 方案实施33.1 硬件设计 33.2 软件设计 63.3 系统仿真 83.4 实物制作 94 结果与结论104.1 结果104.2 结论105 收获与感谢116 参考文献12附录1 仿真图13 附录2 元器件清单14 附录3 源程序15 附录4 系统实物图片20 31. 设计背景单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的

5、芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机缺少I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机的发展趋势是向大容量、高性能化、外围电路内装化等方面发展。CPU的改进包括数据总线宽度的增加，采用双 CPU 结构。存储器的容量不断增大。片内 I/O 口增 加了并行口的驱动能力， 以减少外部驱动芯片。 单片机普遍配置有等待状态、 睡眠状态、 关闭状态等工作方式，功耗越来越小。单片机集成度越来越高，外围电路内装化。综上 所述，单片机正

6、向多功能、高性能、高速度、低电压、低功耗、低价格的方向发展。单 片机的应用潜力是非常巨大的目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。由于单片机有许多优点，因此其应用领域之广，几乎到了无孔不入的地步。单片机应用的主要领域有：1、智能化家用电器2、智能化家用电器3、商业营销设备4、工业自动化控制5、智能化仪表6、智能化通信产品7、汽车电子产品。2.设计方案2.1 总体设计框图图2.1系统框图首先搭建单片机最小系统，包括电源电路，手动复位电路，时钟电路。考虑到所提供的元器件，时钟电路才用内部时钟方式，手动复位电路采用按键电平复位方式。再根据要求在P1口串接8个发光二极

7、管作为输出设备，分别通过上拉电阻接电源，在P2口串接4个独立按键，作为输入设备。通过独立按键控制LED灯的闪烁和移动。2.2 复位电路方案选择复位是单片机的初始化操作，除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态，通过复位按键可使单片机重新启动。本系统用到的是11.0592晶振，机器周期约为1us，要想在此晶振下正常复位，需提供至少两个机器周期，也就是约2us的高电平。2.3 时钟电路方案选择该时钟电路采用内部时钟方式。时钟电路用于产生MCS-51单片机工作时所必需的时钟信号。MCS-51单片机的内部电路在时钟信号的控制下，严格地按时序执行指令进行工作。3. 方

8、案实施3.1 硬件设计1. 时钟电路 该时钟电路采用内部时钟方式。 时钟电路用于产生MCS-51单片机工作时所必需的时钟信号。MCS-51单片机的内部电路在时钟信号的控制下，严格地按时序执行指令进行工作。MCS-51内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，该高增益反相放大器的输入端为芯片引脚XTAL1，输出端为引脚XTAL2。这两个引脚跨接晶振和微调电容，就构成一个稳定的自激振荡器，图3.1是MCS-51内部时钟方式的振荡器电路。各参数如图3.1所示。图3.1 时钟电路2.复位电路 复位是单片机的初始化操作，除了进入系统的正常初始化之外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态，通过

9、复位按键可使单片机重新启动。复位电路只需给MCS-51复位引脚RST加上大于2个机器周期的高电平即可。图3.2是时钟频率为11.0592MHz，51单片机复位电路的典型接法。各参数如图3.2所示。图3.2 复位电路本系统用到的是11.0592晶振，机器周期约为1us，要想在此晶振下正常复位，需提供至少两个机器周期，也就是约2us的高电平。3.电源电路图3.3 电源电路 图3.3所示电源电路为电路的工作提供合适的电源。经过变压器降压后的交流电通过桥堆2W10的整流变为直流电，电容C5、C6、C3起到滤掉谐波分量、改善稳定性和瞬态响应的作用,前级输入通过三端稳压器7805后输出+5电压，DS1(L

10、ED)作为电源的指示灯，R10作为限流电阻防止发光二极管电流过大被烧坏。此电源电路为电路提供+5的工作的电压。4.外围电路外围电路主要有输入设备和输出设备。输入设备主要由4个独立按键构成，如图3.5所示。输出设备由8个二极管构成，如图3.4所示。其中K1控制8个二极管从右向左移动，K2控制8个二极管从左向右移动，K3控制左面四个数码管和右边四个数码管交替闪烁K4控制8个二极管闪烁5次。其中二极管保护电阻的取值范围为220-880欧姆之间。图3.4 输入电路图3.5 输出电路3.2 软件设计 开始设置定时器T0为工作方式1为定时器T0赋初值开总中断开定时器中断启动T0flag1=1?flag2=

11、1?flag3=1?flag4=1?灯从右向左移动 YNNN灯从左向右移动 左边四个和右边四个交替闪烁八个灯闪烁 NYYY图3.6 主程序流程图NO返回消抖flag4=1;flag1=0;flag2=0;flag3=0;K4=0?消抖flag3=1;flag1=0;flag2=0;flag4=0;K3=0?YES消抖flag2=1;flag1=0;flag3=0;flag4=0;K2=0?NOYES消抖flag1=1;flag2=0;flag3=0;flag4=0;K1=0？为T0赋初值开始YESYESNONO图3.7 中断服务程序流程图3.3 系统仿真图3.8 系统仿真3.4 实物制作通过我

12、们组的共同努力终于将实物制作完成。我们制作过程中也遇到很多问题，比如焊接的时候不小心造成错焊虚焊连焊，我们就需要细心的排除错误，把焊点的锡加热去掉重新焊接。我们的汗水没有白费，最后我们顺利的完成了实物的焊接，演示结果符合要求。4. 结果与结论4.1 结果本系统设计简单，性能稳定，为以后能够通过单片机编程进行各种功能的扩展。利用 Proteus与 KEIL联合仿真对独立式键盘控制灯的转移系统进行了仿真设计，可以极大地简化单片机程序在目标硬件上的调试工作，大幅度节省制作电路板的时间，对于提高产品的开发效率、降低开发成本等有重要作用。从调试结果看，独立式键盘控制灯的转移是很方便,很稳定的。经调试验证

13、，本系统已基本完成任务要求， 达到了预期目的，在以后的生产生活中有较好的应用前景。具体效果见附录4.4.2 结论该设计以8位AT89C52为核心以12MHZ晶振和电容构成外部时钟电路。电容电阻演和开关演组成复位电路。由4个按键开关组成独立式键盘，控制灯左移，右移和闪烁。4个按键开关K1,K2,K3,和K4分别与单片机P2.4,P2.5,P2.6和P2.7相连，组成独立式键盘接口电路。P1口接有8只发光二极管，用作输出演示。完成灯左移，右移和闪烁的功能。课程设计给了我巨大的收获，我从一些失败中收获了难得的经验。课程设计的一些错误让我学到了很多。吸取了很多教训，也弥补了课本上学不到的知识。也使我更

14、加牢固的掌握了这些知识。 课程设计完成了，我的心情依然难以平静。在课程设计中遇到很多困难，在老师和同学的帮助下度过了。尤其感谢我的指导老师,她不耐其烦的帮助我们克服困难.老师平时工作繁多，依然对我们进行了很多指导。充分锻炼了我们思考能力和动手能力。使我们受益匪浅。谢谢同学和老师的帮助.6. 参考文献 1 张毅刚.单片机原理及应用.北京：高等教育出版社，2009.12 胡长胜.单片机原理及应用.北京：高等教育出版社，2006.53 张克农.数字电子技术基础.北京：北京高等教育出版社，2003.44 童诗白.华成英.模拟电子技术基础.高等教育出版社。2006.55 陈立周，陈宇单片机原理及应用M北

15、京：机械工业出版社，2008.76 高峰单片微机应用系统设计及应用技术.北京：机械工业出版社，2004.97 王建 宋永昌 魏福江.单片机实用技术.北京：机械工业出版社，2011.38 杜树春.单片机C语言和汇编语言混合编程实例详解.北京：北京航空航天大学出版社，2006.69 苏家健,曹柏荣，汪志锋.单片机原理及应用技术.北京：高等教育出版社，2004.810李朝青. 单片机原理及接口技术（第3版）.北京：航空航天大学出版社，2006.5附录一附图1.1 仿真电路图附录二 附表2.1元器件清单 元件数量AT89S521晶振11.0592MHZ1瓷片电容1042电解电容1000UF2LED指示

16、灯8电阻30013电阻1K178051桥堆2W10140脚IC插座1按键5排线2万能板1附录三 源程序#include#include#define uchar unsigned charsbit K1=P24; sbit K2=P25;sbit K3=P26;sbit K4=P27;uchar flag1,flag2,flag3,flag4;uchar temp,j;/*void delay(uchar z) /延时子程序 uchar x,y; for(x=z;x0;x-) for(y=110;y0;y-);void main() TMOD=0x01; /设置定时器T0为工作方式1 TH0=

17、(65536-20000)/256; /定时器赋初值 TL0=(65536-20000)%256; EA=1; /开总中断 ET0=1; /开启定时器T0中断 TR0=1; /启动定时器T0 while(1)uchar i=0;if(flag1=1) /灯右移模块子程序 temp=0xfe; P1 = temp;delay(500);for(;i8;i+) j+; if(flag1=1) temp = _crol_(temp,1);P1 = temp;delay(500); if(j=7)j=0;i=0; if(flag2=1) /灯左移模块子程序 temp=0x7f;P1 = temp;de

18、lay(500);for(;i8;i+) j+;if(flag2=1)temp = _cror_(temp,1);P1 = temp;delay(500);if(j=7) j=0;i=0; if(flag3=1) /四个灯交替闪烁子程序if(flag3=1) P1=0x0f; delay(500);P1=P1;delay(500); if(flag4=1) /八个灯交替闪烁5次子程序 P1=0xff;for(;i10;i+) if(flag4=1) P1=P1;delay(500);j+;if(j = 10)flag4 = 0; void timer0() interrupt 1 /定时器T0中断服务程序 TH0=(65536-20000)/256; /T0重新装初值 TL0=(65536-20000)%256; if(K1=0) /检测是否是S1按下delay(5); /软件延时消抖if(K1=0) /再次检测S1是否确实按下while(!K1); /松手检测 flag1=1; /设置标志位 flag2=0; flag3=0; flag4=0; if(K2=0)delay(5);if(K2=0)while(!K2); flag1=0; flag2=1; flag3=0; flag4=