基于单片机的LED流水灯控制系统毕业设计

Page1Page1Page1Page1Page1Page1PAGE目录TOC\o"1-3"\h\u第一部分设计任务与调研 31、毕业设计的主要任务 32、毕业设计的主要内容 3第二部分设计说明 41、设计思路 42、硬件设计 42.1、总体框图 42.2、单片机简述 52.3、单片机硬件特性 62.4单片机的引脚功能 72.5、电路图 103、软件设计 103.1、程序流程图 10第三部分设计成果 121、电路仿真图 123、程序 15第四部分结束语 21第五部分致谢 22第六部分参考文献 23Page23湖南生物机电职业技术学院毕业设计报告书Page2第一部分设计任务与调研1、毕业设计的主要任务设计基于单片机的LED流水灯控制系统。通过按键控制流水灯的运行，并能实现5种效果。2、毕业设计的主要内容应用单片机AT89C51设计一个16位的流水灯控制系统，单片机P1、P2端口接LED灯，LED灯使用四种颜色的灯（黄.绿.红.蓝），P3端口接5个按键，通过按键转换模式。然后设计5种模式：模式1：通过按键实现正向流动；模式2：通过按键实现逆向流动；模式3：通过按键实现两边向中间流动；模式4：通过按键实现中间向两边流动；模式5：通过按键实现不同颜色的流动。

第二部分设计说明1、设计思路先画总体框图，根据总体框图画出晶振电路，按键电路，16个LED灯。将各个电路连接至单片机所对应的引脚上。Proteus仿真软件进行仿真。2、硬件设计2.1、总体框图单片机单片机16灯LED灯晶振电路按键电路2.2、单片机简述单片机（Microcontrollers）是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。从上世纪80年代，由当时的4位、8位单片机，发展到现在的300M的高速单片机。单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,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，单片机只缺少了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。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。2.3、单片机硬件特性1、主流单片机包括CPU、4KB容量的RAM、128KB容量的ROM、2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP。2、系统结构简单，使用方便，实现模块化；3、单片机可靠性高，可工作到10^6~10^7小时无故障；4、处理功能强，速度快。5、低电压，低功耗，便于生产便携式产品6、控制功能强7、环境适应能力强。2.4单片机的引脚功能图2.1

引脚功能表2.1引脚功能VCC主电源+4V～+5.5VGND接地XTAL1接外部晶体的一端，它是片内振荡器反相放大器的输入端，在采用外时钟时，外部时钟振荡信号直接送入此引脚作为驱动端。XTAL2接外部晶体的另一端，它是片内振荡器反相放大器的输出端，振荡电路的频率是晶体振荡频率，若需采用外部时钟电路时，此引脚应悬空不用。RST复位输入端。在该脚输入2个机器周期以上的高电平将使单片机复位。ALE/地址锁存允许输出/编程脉冲输入端。这个引脚有两种功能。在访问片外存储器时，ALE作为锁存扩展地址低位字节的输出控制信号（称允许锁存地址）。平时不访问片外存储器时，该端也以六分之一的时钟振荡频率固定输出正脉冲，供定时或其他需要使用。ALE端的负载驱动能力为8个LSTTL（低功耗高速TTL）。在对片内存储器编程（固话）时，此引脚用于输入编程脉冲，此时为低电平有效。片外程序存储器选通控制信号端。在访问片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为程序存储器读选通信号。CPU在向片外程序存储器取指令期间，信号在12个时钟周期中两次生效。不过，在访问片外数据存储器时，这两次有效的信号不出现。端同样可驱动8个LSTTL负载。/VPP为内、为程序存储器选择/编程电影输入端。这个引脚具有2种功能。当端接高电平时，CPU从片内程序存储器地址0000H单元开始执行程序。当地址超出4KB（对于89S52为8KB）时，将自动执行片外程序存储器的程序；当端接低电平时，CPU仅访问片外程序存储器，即CPU直接从片外程序存储器地址0000H单元开始执行程序。在对闪存编程时，此引脚用于施加编程电压VPP。80C51系列不同型号单片机的编程电压不同，有12V和5V两种。P0.0～P0.7P0口的8位I/O端口。在访问片外存储器时，它分时提供8位地址和8位数据，故这些I/O线有地址/数据总线之称，简写做AD0～AD7。在不做总线时，也可以作为普通I/O口使用。P1.0～P1.7P1口的8位准双向I/O端口。AT89S51/S52单片机的P1口除了可以作为一般的I/O口外，其中5位还有第二功能。P2.0～P2.7P2口的8位准双向I/O端口。在访问片外存储器时，它输出高8位地址，即A8～A15。在不做总线时，也可以作为普通I/O口使用。P3.0～P3.7P3口的8位准双向I/O端口。这8个引脚都具有专门的第二功能。P1口各位的第二功能表2.2P1口的各位第二功能的名称及作用P1.0T2(定时/计数器2的外部计数输入/时钟输出)P1.1T2EX（定时/计数器2的捕获触发和双向控制）P1.5MOSI（主机输出线，用于在系统编程）P1.6MISO（主机输入线，用于在系统编程）P1.7SCK（串行时钟线，用于在系统编程）P3口各位的第二功能表2.3P3口的各位第二功能的名称及作用P3.0RXD（串行口输入）P3.1TXD（串行口输出）P3.2（外部中断0输入）P3.3（外部中断1输入）P3.4T0（定时/计数器0的外部输入）P3.5T1（定时/计数器1的外部输入）P3.6（片外数据存储器写选通控制输出）P3.7（片外数据存储器读选控制输出）

2.5、电路图图2.2这是一个很普通、很简单的电路，元件有单片机（AT89C51）1个、电阻（K）4个、LED4个、按钮1个、晶振1个、电容（100pF）2个。电阻主要做限流作用，防止电流过大。按钮做控制用。晶振。单片机做控制中心。（这个电路简化了几个按键和LED，可以在后面的仿真图看到完整的电路图）。3、软件设计3.1、程序流程图开始开始初始化CPU初始化CPU读取键值读取键值循环体循环体中断中断主程序图2.1主程序主程序赋初值给P1、P2赋初值给P1、P2循环体循环体否是返回主程序判断灯是否完成一次流动否是返回主程序判断灯是否完成一次流动子程序图2.2

第三部分设计成果1、电路仿真图图1.1（初始图）图1.2（效果一）图1.3（效果二）图1.4（效果三）图1.5（效果四）图1.6（效果五）3、程序S1EQUP3.0//给按键赋值S2EQUP3.1S3EQUP3.2S4EQUP3.3S5EQUP3.4ORG0000HAJMPMAINORG0030HMAIN:MOVP1,#0FFH//主程序MOVP2,#0FFHMOVR6,#01HMAIN2:JBS1,TO1//按键1LCALLDELAY10JBS1,TO1LCALLFO1TO1:JBS2,TO2//按键2LCALLDELAY10JBS2,TO2LCALLFO2TO2:JBS3,TO3//按键3LCALLDELAY10JBS3,TO3LCALLFO3TO3:JBS4,TO4//按键4LCALLDELAY10JBS4,TO4LCALLFO4TO4:JBS5,MAIN2//按键5LCALLDELAY10JBS5,MAIN2LCALLFO5SJMPMAIN2FO1:MOVP2,#0H//效果1子程序MOVA,#01HLO1:MOVP1,ALCALLDELAYRLAADDA,R6CJNEA,#0H,LO1MOVP1,#0FFHLO2:ADDA,R6MOVP2,ALCALLDELAYRLACJNEA,#0FFH,LO2RETFO2:MOVP1,#0H//效果2子程序MOVA,#80HAP1:MOVP2,ALCALLDELAYADDA,R6RRACJNEA,#0H,AP1MOVP2,#0FFHMOVA,#80HAP2:MOVP1,ALCALLDELAYADDA,R6RRACJNEA,#0H,AP2RETFO3:MOVR0,#01H//效果3子程序MOVR1,#80HAD:MOVP1,R0MOVP2,R1LCALLDELAYMOVA,R0RLAADDA,R6MOVR0,AMOVA,R1ADDA,R6RRAMOVR1,ACJNER1,#0H,ADRETFO4:MOVR2,#80H//效果4子程序MOVR3,#01HR:MOVP1,R2MOVP2,R3LCALLDELAYMOVA,R2ADDA,R6RRAMOVR2,AMOVA,R3RLAADDA,R6MOVR3,ACJNER3,#0H,RRETFO5:MOVR4,#11H//效果5子程序MOVR5,#11HF:MOVP1,R4MOVP2,R5LCALLDELAYMOVA,R4RLAMOVR4,AMOVA,R5RLAMOVR5,ACJNER5,#11H,FMOVP1,#0FFHMOVP2,#0FFHRETDELAY://延时125msMOV70H,#125D1:MOV71H,#250D2:NOPNOPDJNZ71H,D2DJNZ70H,D1RETDELAY10:MOV72H,#10//延时10ms去抖动D3:MOV73H,#250D4:NOPNOPDJNZ73H,D4DJNZ72H,D3RETEND

第四部分结束语经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这两年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。毕业设计忙了几周，深深地体会到这是一个连接学习和工作的桥梁。毕业设计的完成标志着大学生活的结束，今后迎接我们的是更多的挑战，但是通过毕业设计的磨练，我相信我能够更好的面对这些，把握机遇。在大学里我们得到了最好的锻炼，我们要将学到的知识转换成力量，为了自己的梦想而努力。我的心得也就这么多了，总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候