项目三广告彩灯的设计制作的课件

1、项目三 广告彩灯的设计制作 1任务设计并制作一个广告彩灯。2要求能实现小灯轮流点亮。点亮间隔为。设计时要求采用MCS-51系列单片机作为控制内核，延时要求选用软件延时和定时器延时两种模式。1第一部分 项目成果展示2第二部分 任务分析近年来，随着社会经济的发展，人们的生活也越来越丰富多彩，变化众多的彩灯也被大量应用在广告工程、花车、彩车、花灯、花船制作、亮化工程、大型装饰、装修工程等领域。但如何设计，怎样更为方便、实用，怎样才会具有更强移植性一直是众多设计者追求的目标。3花船大型装饰花灯兵马俑彩灯4它们是如何设计制造的呢？请大家利用所学知识列举集中设计方法，尤其注意如何控制它们。（按已预先分组讨

2、论，提交讨论结果，抽取其中12组公布设计方案）5相关知识 目 录 3.1 单片机的I/O口 3.2 LED发光二极管工作原理 3.3 C51程序结构与语句介绍 3.4 C函数介绍 3.5 软件延时介绍 3.6 硬件电路设计6单片机I/O口 80C51单片机有4个8位的双向并行输入/输出（I/O）端口，称为P0口、P1口、P2口和P3口。P0口是一个双功能的8位并行I/O口，字节地址为80H，位地址为80H87H。可作输入/输出端口使用，又可作地址/数据总线分时传输低8位地址和8位数据。P1口是单一功能的并行I/O口，字节地址为90H，位地址为90H97H。它只用作通用的数据输入/输出口。7 P

3、2口是一个双功能的8位并行I/O口，字节地址为80H，位地址为A0HA7H。可作通用的输入/输出口用，又可用作高8位地址总线。 P3口是一个双功能的8位并行I/O口，字节地址为B0H，位地址为B0HB7H，它的第一功能是通用输入/输出口，作第二功能用时，各引脚定义如下：P3.0:RXD（串行口输入）；P3.1:TXD（串行口输出）P3.2: （外部中断0输入） P3.3: （外部中断1输入）P3.4:T0（定时/计数器0外部计数脉冲输入）P3.5:T1（定时/计数器1外部计数脉冲输入）P3.6: （片外数据存储器写选通信号输出）P3.7: （片外数据存储器读选通信号输出）。8 P0口的结构与运

4、作 图中画出了P0口的某位（X=0、16、7）的结构图。 P0口的位电路结构由以下几个部分组成：1个输出锁存器，用于进行输出数据的锁存；2个三态输入缓冲器，分别用于锁存器和引脚数据的输入缓冲；1个多路开关MUX，它的一个输入来自锁存器，另一个输入是地址/数据信号的反相输出。在控制信号的的控制下能实现对锁存器输出端和地址/数据线之间的切换；由两只场效应管组成的输出驱动电路。9 P0口的特点P0口是一个双功能的端口：地址/数据分时复用口和通用I/O口；具有高电平、低电平和高阻抗3种状态的I/O端口称为双向I/O端口。P0口作地址/数据总线复用口时，相当于一个真正的双向I/O口。而用作通用I/O口时

5、，由于引脚上需要外接上拉电阻，端口不存在高阻（悬空）状态，此时P0口只是一个准双向口；为保证引脚上的信号能正确读入，在读入操作前应首先向锁存器写1；单片机复位后，锁存器自动被置1； 一般情况下，如果P0口已作为地址/数据复用口时，就不能再用作通用I/O口使用；P0口能驱动8个TTL负载。10 P1口的结构与运作 P1口的位结构如图所示。P1口是一个准双向口，只作通用输入/输出口使用。除了无多路开关MUX之外，其输出驱动部分也与P0口不同。 P1口的位电路结构由以下几个部分组成： 一个数据输出锁存器，用于输出数据的锁存； 两个三态输入缓冲器，BUF1用于读锁存器，BUF2用于读引脚； 数据输出驱

6、动电路，由场效应管VT和片内上拉电阻R组成。11 P1口的特点 P1口由于有内部上拉电阻，没有高阻抗输入状态，所以称为准双向口。作为输出口时，不需要再在片外拉接上拉电阻； P1口读引脚输入时，必须先向锁存器写入1，其原理与P0口相同； P1口能驱动4个TTL负载。12 P2口的结构与运作 从图中可见，P2口的位结构比P1口多了一个多路开关MUX。 P2口的位电路结构由以下几个部分组成： 一个数据输出锁存器，用于输出数据的锁存； 两个三态输入缓冲器，BUF1用于读锁存器，BUF2用于读引脚； 一个多路开关MUX，它的一个输入来自锁存器的Q端，另一个输入来自内部地址的高8位； 数据输出驱动电路由非

7、门M，场效应管VT和片内上拉电阻R组成。13 P2口的特点 P2口用作高8位地址输出线应用时，与P0口输出的低8位地址一起构成16位的地址总线，可以寻址64KB地址空间。 当P2口作高8位地址输出口时，其输出锁存器原锁存的内容保持不变。 作为通用I/O口使用时，P2口为准双向口，功能与P1口一样。 P2口能驱动4个TTL负载。14 P3口的结构组成 P3口是双功能8位输入/输出口，内部结构中增加了第二输入/输出功能，如图所示。 P3口的位电路结构由以下几个部分组成：一个数据输出锁存器，用于输出数据的锁存； 3个三态输入缓冲器，BUF1用于读锁存器，BUF2、BUF3用于读引脚和 第二功能数据的

8、缓冲输入； 数据输出驱动电路，由与非门M，场效应管VT和片内上拉电阻R组成。15 P3口的特点P3口内部有上拉电阻，不存在高阻输入状态，是一个准双向口；P3口作第二功能的输出/输入或作通用输入时，均需将相应的锁存器置1。实际应用中，由于复位后P3口锁存器自动置1，已满足第二功能运作条件，所以可以直接进行第二功能操作；P3口的某位不作为第二功能使用时，则自动处于通用输出/输入口功能，可作为通用输出/输入口使用；作通用输出/输入口使用时，输入信号取自缓冲器BUF2的输出端，作第二功能使用时，输入信号取自缓冲器BUF3的输出端；P3口能驱动4个TTL负载。163.2 LED发光二极管工作原理介绍传统

9、的彩灯多使用热光源器件，但耗能较为突出，近年来，由于冷光源发光器件的节能、寿命长、价格便宜等突出优点，它的应用日益广泛，因此，本项目的设计考虑使用冷光源器件发光二极管来实现。17 发光二极管简称LED，采用砷化镓、镓铝砷、和磷化镓等材料制成，其内部结构为一个PN结，具有单向导电性。当在发光二极管PN结上加正向电压时，PN结势垒降低，载流子的扩散运动大于漂移运动，致使P区的空穴注入到N区，N区的电子注入到P区，这样相互注入的空穴与电子相遇后会产生复合，复合时产生的能量大部分以光的形式出现，因此而发光。 发光二极管在制作时，由于使用材料不同，可以发出不同颜色的光。 发光二极管的发光颜色有：红、黄、

10、绿、蓝等。 3.2 LED发光二极管工作原理介绍18发光二极管在其两端的电压差超出其导通压降时开始工作，一般为左右。此外，还需保证该二极管的工作电流。当满足电流和电压的要求时，发光二极管就可以发光了。 3.2 LED发光二极管工作原理介绍 发光二极管原理图（ A表示阳极 ，K表示阴极）19二极管的判断如下：二极管的正负极可以用万用表的二极管档量出来，如果表上有了一点几几的读数，红表笔接的就是发光二极管的正极，黑表笔接的就是负极。从外观上看，发光二极管的正极引脚比较长。 单片机系统中的逻辑信号，不是5V就是0V。但一般二极管的点亮电流为5mA至10mA，因此，二极管和单片机连接时，需要串接一个限

11、流电阻，从而达到减少功耗的目的或者满足端口对最大电流的限制。 3.2 LED发光二极管工作原理介绍203.2 LED发光二极管工作原理介绍21单片机的I/O口可通过编程送出相应的高电平和低电平（高电平一般为5V，低电平为0V），这样就有让发光二极管点亮有： P1=0 x00；/P1口上输出低电平让发光二极管熄灭有： P1=0 xff；/P1口上输出高电平而仅对上所接的发光管操作，需要先定义这一位再使用，于是有：#include sbit P1_7=P17;void mian( )上输出低电平上输出高电平3.2 LED发光二极管工作原理介绍22C51的基本结构 从程序流程的角度来看，程序可以分为

12、三种基本结构， 即顺序结构、分支结构、循环结构。 3.3 C51程序结构与语句介绍 顺序结构分支结构循环结构23C51的语句 C51的语句主要有8种，它们是：if()else ;条件语句for（） ;循环语句while（） ; 循环语句do while（） ; 循环语句continue ；结束本次循环语句break ；终止执行循环语句switch ；多分支选择语句goto ；跳转语句3.3 C51程序结构与语句介绍 24if语句if语句根据给定的条件进行判断，以决定执行某个分支程序段。语言的if语句有三种基本形式。第一种形式为基本形式： if(表达式) 语句其语义是：如果表达式的值为真，则执行

13、其后的语句， 否则不执行该语句。3.3 C51程序结构与语句介绍 25if语句第二种形式为: if/elseif(表达式) 语句1； else 语句2；其语义是：如果表达式的值为真，则执行语句1，否则执行语句2 。3.3 C51程序结构与语句介绍 26if语句第三种形式为if/else if形式前二种形式的 if语句一般都用于两个分支的情况。当有多个分支选择时，可采用if-else-if语句，其一般形式为： if(表达式1) 语句1； else if(表达式2) 语句2； else if(表达式3) 语句3； else if(表达式m) 语句m； else 语句n；其语义是：依次判断表达式的值

14、，当出现某个值为真时，则执行其对应的语句。然后跳到整个if语句之外继续执行程序。 如果所有的表达式均为假，则执行语句n。然后继续执行后续程序。3.3 C51程序结构与语句介绍 27例3-2 根据分数score分别打出A、B、C、D、E五个等级。#includestdio.hmain() char score;if(score=90) printf(“Your result is an An”);else if(score=80) printf(“Your result is an Bn”);else if(score=70) printf(“Your result is an Cn”);els

15、e if(score=60) printf(“Your result is an Dn”);else printf(“Your result is an En”);3.3 C51程序结构与语句介绍 28switch语句语言还提供了另一种用于多分支选择的switch语句， 其一般形式为： switch(表达式) case常量表达式1: 语句1; case常量表达式2: 语句2; case常量表达式n: 语句n; default : 语句n+1; 其语义是：计算表达式的值。并逐个与其后的常量表达式值相比较，当表达式的值与某个常量表达式的值相等时，即执行其后的语句，然后不再进行判断，继续执行后面所有

16、case后的语句。如表达式的值与所有case后的常量表达式均不相同时，则执行default后的语句。3.3 C51程序结构与语句介绍 29例3-3 根据输入星期的数字，输出相应的星期英文名称main() int a; printf(input integer number: ); scanf(%d,&a);switch (a) case 1:printf(Mondayn);case 2:printf(Tuesdayn);case 3:printf(Wednesdayn);case 4:printf(Thursdayn);case 5:printf(Fridayn);case 6:printf(

17、Saturdayn);case 7:printf(Sundayn);default:printf(errorn); 3.3 C51程序结构与语句介绍 30在使用switch语句时还应注意以下几点：在case后的各常量表达式的值不能相同，否则会出现错误。在case后，允许有多个语句，可以不用括起来。各case和default子句的先后顺序可以变动，而不会影响程序执行结果。default子句可以省略不用。3.3 C51程序结构与语句介绍 31goto语句goto语句是一种无条件转移语句。goto 语句的使用格式为: goto 语句标号；其中标号是一个有效的标识符,这个标识符加上一个“:”一起出现在

18、函数内某处, 执行goto语句后,程序将跳转到该标号处并执行其后的语句。另外标号必须与goto语句同处于一个函数中,但可以不在一个循环层中。通常goto语句与if条件语句连用, 当满足某一条件时, 程序跳到标号处运行。 goto语句通常不用,主要因为它将使程序层次不清,且不易读,但在多层嵌套退出时, 用goto语句则比较合理。3.3 C51程序结构与语句介绍 32例3-4 求1到100这几个数的和。main() int i,sum=0; i=1;loop: if(i=100) sum=sum+i; i+; goto loop; printf(%dn,sum);3.3 C51程序结构与语句介绍

19、33while语句while语句的一般形式为： while(表达式)语句其中表达式是循环条件，语句为循环体。while语句的语义是：计算表达式的值，当值为真(非0)时， 执行循环体语句。使用while语句应注意以下几点：while语句中的表达式一般是关系表达或逻辑表达式，只要表达式的值为真(非0)即可继续循环。循环体如包括有一个以上的语句，则必须用括起来，组成复合语句。3.3 C51程序结构与语句介绍 34例3-5用while语句求1到100这几个数的和。main() int i,sum=0; i=1; while(i=100) sum=sum+i; i+; printf(%dn,sum);3

20、.3 C51程序结构与语句介绍 35do/while语句do/while语句的一般形式为: do 语句； while(表达式)；这个循环与while循环的不同在于:它先执行循环中的语句,然后再判断表达式是否为真, 如果为真则继续循环；如果为假, 则终止循环。因此, do-while循环至少要执行一次循环语句。3.3 C51程序结构与语句介绍 36例3-6 用do-while语句求1到100这几个数的和。main() int i,sum=0; i=1; do sum=sum+i; i+; while(i=100) printf(%dn,sum);3.3 C51程序结构与语句介绍 37for语句在

21、C语言中，for语句使用最为灵活，它完全可以取代 while 语句。它的一般形式为: for(表达式1；表达式2；表达式3) 语句它的执行过程如下：先求解表达式1。求解表达式2，若其值为真（非0），则执行for语句中指定的内嵌语句，然后执行下面第3）步；若其值为假（0），则结束循环，转到第5）步。求解表达式3。转回上面第2）步继续执行。循环结束，执行for语句下面的一个语句。3.3 C51程序结构与语句介绍 38for语句最简单的应用形式也是最容易理解的形式如下： for(循环变量赋初值；循环条件；循环变量增量) 语句 循环变量赋初值总是一个赋值语句, 它用来给循环控制变量赋初值; 循环条件是

22、一个关系表达式,它决定什么时候退出循环；循环变量增量，定义循环控制变量每循环一次后按什么方式变化。这三个部分之间用“；”分开。注意:for循环中的“表达式1（循环变量赋初值）”、“表达式2(循环条件)”和“表达式3(循环变量增量)”都是选择项, 即可以缺省,但“；”不能缺省。省略了“表达式1（循环变量赋初值）”, 表示不对循环控制变量赋初值。省略了“表达式2(循环条件)”, 则不做其它处理时便成为死循环。3.3 C51程序结构与语句介绍 39例3-7 用for语句求1到100这几个数的和。main() int i,sum=0;for(i=1;i=100; i+)sum=sum+i; print

23、f(%dn,sum);3.3 C51程序结构与语句介绍 40break语句 break语句通常用在循环语句和开关语句中。当break用于开关语句switch中时,可使程序跳出witch而执行switch以后的语句；如果没有break语句,则将成为一个死循环而无法退出。 当break语句用于do-while、for、while循环语句中时,可使程序终止循环而执行循环后面的语句, 通常break语句总是与if语句联在一起。即满足条件时便跳出循环。3.3 C51程序结构与语句介绍 41例3-8下面一段程序用于计算圆的面积，当计算到面积大于100时，由break语句跳出循环。#includemain(

24、) char r,area; for (r=1；r100) break；/大于100时跳出循环 printf(“%fn”，area)； 注意:break语句对if-else的条件语句不起作用。在多层循环中, 一个break语句只向外跳一层。 3.3 C51程序结构与语句介绍 42例3-8下面一段程序用于计算圆的面积，当计算到面积大于100时，由break语句跳出循环。#includemain() char r,area; for (r=1；r100) break；/大于100时跳出循环 printf(“%fn”，area)； 注意:break语句对if-else的条件语句不起作用。在多层循环中

25、, 一个break语句只向外跳一层。 3.3 C51程序结构与语句介绍 43continue语句 continue语句的作用是跳过循环体中剩余的语句而强行执行下一次循环。continue语句只用在for、while、do-while等循环体中,常与if条件语句一起使用,用来加速循环。 continue语句和break语句的区别在于： continue语句只是结束本次循环而不是终止整个循环；break语句则是结束循环，不再进行条件判断。3.3 C51程序结构与语句介绍 44例3-9 输出100-200间不能被3整除的数。main() unsigned char i;for(i=100；i=200

26、；i+)if(i%3=0)continue;printf(“%d ”；i); 3.3 C51程序结构与语句介绍 45例3-9 输出100-200间不能被3整除的数。main() unsigned char i;for(i=100；ib) return a; else return b;3.4 C函数介绍 51函数的值只能通过return语句返回主调函数。return 语句的一般形式为： return 表达式；或者为： return (表达式)；不返回函数值的函数，可以明确定义为“空类型”，类型说明符为“void”。 3.4 C函数介绍 52在语言中，所有的函数定义，包括主函数main在内，都是

27、平行的。也就是说，在一个函数的函数体内，不能再定义另一个函数，即不能嵌套定义。但是函数之间允许相互调用，也允许嵌套调用。习惯上把调用者称为主调函数。函数还可以自己调用自己，称为递归调用。递归调用的函数必须用reentrant修饰符进行修饰。其形式为：类型说明符 函数名(类型 形参，类型 形参) reentrant3.4 C函数介绍 53例3-11 用递归法计算n!#include /包含特殊功能寄存器库#include /包含I/O函数库int fac(int n) reentrantint result;if (n=0)result=1;elseresult=n*fac(n-1);retur

28、n(result);main()int fac_result;fac_result=fac(11);printf(“%dn”,fac_result);3.4 C函数介绍 54单片机的运行过程就是一条条指令的执行过程，而每条指令的执行都需要时间，这个时间的快慢与单片机所使用的晶振频率有关。因此，当让单片机执行多条空语句时就可以实现延时，执行越多延时也就越长，所以常常利用一个循环程序来实现延时。例如下面是一个m毫秒的延时程序。void delay(unsigned int m)/形参必须是整形char n;for(;m0;m-)for(n=124;n0;n-)/124的选取与晶振有关，这里是12MHz的晶振; /空语句函数通过反复多次执行“；”（空语句）语句实现延时。3.5 软件延时介绍55根据以上分别介绍的该项目各个关键功能和实现电路，将给出该项目完整的