LED灯课程设计报告.doc

扬州职业大学 单片机课程设计 题目： 花样流水灯 姓名： 浦义宏 班级： 09电气（2）班 学号： 23号 指导老师： 许翔 摘 要城市夜景中，变幻多姿的霓虹灯历来是一道亮丽的风景。利用单片机的自动控制功能，设计出相应不同的电路，可以实现彩灯不同模式的流水效果。单片机具有体积小、功能强、成本低、应用面广等优点，可以说，智能控制与自动控制的核心即使单片机。单片机的最明显的优势，就是想入到各种仪器，设备中。本课程是利用AT89C51单片机的自动控制功能，并结合其它电子元器件以及软件实现的流水灯，实现不同种类的流水现象。关键字：AT89C51单片机,LED，花样流水灯一. 课程设计任务和要求以AT89C51为核心，设计一种花样流水灯，有三种不同的亮法，用一个按键来控制不同的亮法，以达到我们要实现的课程设计目的，也让我们学会如何在硬件与软件之间形成很好的链接，让我们在自己实训更实际的了解单片机在我们日常生活中的应用，让我们明白了科学的严谨与认真，要有自己的创新，不能用传统的设计方案，要跟上时代的要求，适应社会的需要，减少成本避免不必要的浪费，设计要安全可靠。通过单片机课程设计，熟练掌握汇编语言的编程方法，将理论联系到实践中去，提高我们的动脑和动手的能力。二. 课题要求花样流水灯的设计：1. 八盏灯有三种不同的亮法；2. 一个按键来控制灯的亮法；3. 按键按一次第一种亮法，按两次第二种亮法，按三次第三种亮法。目录1课程简介12 硬件设计22.1电源设计22.2 单片机最小系统22.2.1 复位系统22.2.2 晶振系统22.3单片机应用技术简介32.4其他电路32.4.1 按键42.4.2 LED的电路43软件设计53.1整体介绍53.2软件框架63.3具体软件实现64调试过程74.1硬件74.2软件84.3心得体会85附录95.1电路图105.2软件程序115.3参考文献121课程简介当今时代是一个新技术层出不穷的时代，在电子领域尤其是自动化智能控制领域，传统的分立元件或数字逻辑电路构成的控制系统，正以前所未见的速度被单片机智能控制系统所取代。目前，一个学习与应用单片机的高潮正在工厂、学校及企事业单位大规模地兴起。本设计用AT89C51单片机自制了一款简易的花样流水灯，介绍了其硬件电路及软件编程方法，在实践中体验单片机的自动控制功能。该设计具有实际意义，可以在广告业、媒体宣传、装饰业等领域得到广泛应用。学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，现在我把单片机流水灯设计作为一个课程设计，需要更深的去了解单片机的很多功能，努力的去查找资料。本课题将以发光二极管作为发光器件，用单片机自动控制，实现一个简易的花样流水灯设计。2 硬件设计2.1电源设计7805电路图如下：7805的参数：1.输出电压是+5V 2. 失稳电压是3V，输出电流是1A 3. 极限输入电压是36V，最低输入电压比输出电压高3-4V硅桥参数：最大正向电流:50.0A,承受最大反向电压:1000V2.2 单片机最小系统1. 复位系统（1）.上电复位电路AT89C51的上电复位电路如图所示，只要在RST复位输入引脚上接一电容至Vcc端，下接一个电阻到地即可。对于CMOS型单片机，由于在RST端内部有一个下拉电阻，故可将外部电阻去掉，而将外接电容减至1F。上电复位的工作过程是在加电时，复位电路通过电 容加给RST端一个短暂的高电平信号，此高电平信号随着Vcc对电容的充电过程而逐渐回落，即RST端的高电平持续时间取决于电容的充电时间。为了保证系统能够可靠地复位，RST端的高电平信号必须维持足够长的时间。上电时，Vcc的上升时间约为10ms，而振荡器的起振时间取决于振荡频率，如晶振频率为10MHz，起振时间为1ms；晶振频率为1MHz，起振时间则为10ms。在如图的复位电路中，当Vcc掉电时，必然会使RST端电压迅速下降到0V以下，但是，由于内部电路的限制作用，这个负电压将不会对器件产生损害。另外，在复位期间，端口引脚处于随机状态，复位后，系统将端口置为全“l”态。如果系统在上电时得不到有效的复位，则程序计数器PC将得不到一个合适的初值，因此，CPU可能会从一个未被定义的位置开始执行程序。（2）.手动复位电路手动按钮复位需要人为在复位输入端RST上加入高电平。一般采用的办法是在RST端和正电源Vcc之间接一个按钮。当人为按下按钮时，则Vcc的+5V电平就会直接加到RST端。手动按钮复位的电路如所示。由于人的动作再快也会使按钮保持接通达数十毫秒，所以，完全能够满足复位的时间要求。2. 晶振系统80C51型单片机内有一高增益反相放大器，按如图连接可构成自激振荡电路，振荡频率取决于石英晶体的振荡频率，范围可取1.212MHz，C01.C02主要起频率微调和稳定作用，电容值可取530Pf.2.3单片机应用技术简介1.P口介绍：（1）P0口的P0.0P0.7引脚（3932脚）：8位通用输入/输出端口和片外8位数据/低8位地址复用总线端口。（2）P1口的P1.0P1.7引脚（18脚）：8位通用输入/输出端口。（3）P2口的P2.0P2.7引脚（2821脚）：8位通用输入/输出端口和片外高8位地址总线端口。（4）P3口的P3.0P3.7引脚（1017脚）：8位通用输入/输出端口，具有第二功能。2.4.其他电路 （1）按键机械式按键再按下或释放时，由于机械弹性作用的影响，通常伴随有一定时间的触点机械抖动，然后其触点才稳定下来。抖动时间的长短与开关的机械特性有关，一般为510 ms（2）LED电路三 软件设计 1.整体介绍八个LED灯实现三种不同的亮法。假设八个灯为12345678，第一种亮法为：按下按键，先是1亮，过500ms之后2,3亮，然后456，然后7,8.。第二种亮法为：先是1，2亮，然后3,4,5，最后6,7,8.第三种亮法为：先是1,2,3,4亮，然后5,6,7,8.2 具体实现第一种亮法：LOOP1:MOV A,#7FHMOV P1,ALCALL YS500msCLR AMOV A,#9FHMOV P1,ALCALL YS500msCLR AMOV A,#0D3HMOV P1,ALCALL YS500msCLR AMOV A,#0FCHMOV P1,ALCALL YS500msLJMP START第二种亮法：MOV A,#3FHMOV P1,ALCALL YS500msCLR AMOV A,#0C7HMOV P1,ALCALL YS500msCLR AMOV A,#0F8HMOV P1,ALCALL YS500msLJMP START第三种亮法：MOV A,#0FHMOV P1,ALCALL YS500msCLR AMOV A,#0F0HMOV P1,ALCALL YS500msLJMP START延时程序：DELAY:MOV R3,#10LOOP4: MOV R0,#100LOOP5: MOV R1,#250LOOP6: DJNZ R1,$ DJNZ R0,LOOP5 DJNZ R3,LOOP4 RET四 调试过程 1.硬件：硬件包括MCS-51单片机，LED发光二极管，晶振，电容，开关，电源，电阻及导线若干原理图见附录 2.软件程序见附录4.3 心得体会课程设计是大学学习阶段一次非常难得的理论与实际相结合的机会，通过这次的设计，我摆脱了单纯的理论知识学习状态，.通过试验进一步理解和消化了书本知识，分析每个语句的含义,运用所学知识进行简单的程序设计。 了解了在单片机系统中扩展简单I/O接口的方法. 外部中断技术的基本使用方法，掌握了中断处理程序的编程方法。在毕业设计过程中,不断调试程序和修改程序,提高了对单片机的应用能力，分析问题和解决问题的能力。实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学的专业基础知识，解决实际问题的能力，同时也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平，提高是有限的但提高也是全面的，正是这一次设计让我积累了无数实际经验，使我的头脑更好的被知识武装了起来，也必然会让我在未来的工作学习中表现出更高的应变能力，更强的沟通力和理解力。顺利如期的完成本次课程设计给了我很大的信心，让我了解专业知识的同时也对本专业的发展前景充满信心，通过对单片机的系统学习。对一些LED的设计做了一些必要的改进。同时对自己的改进也做了真实的仿真。达到了预期的目的。但是在改进的过程里也发现了自己的很多的不足。这会在以后的学习生活里不断提高，逐步完善自己。 五 附录5.1 电路图5.2 软件程序ORG 0000H MOV P1,#0FFH MOV R2,#00HSTART:JB P3.0,L1 LCALL YS500ms JB P3.0,L1 INC R2L1: CJNE R2,#00H,L2 MOV P1,#0FFH SJMP STARTL2: CJNE R2,#01H,L3 LJMP LOOP1L3: CJNE R2,#02H,L4 LJMP LOOP2L4: CJNE R2,#03H,L5 LJMP LOOP3L5: MOV R2,#00H LJMP STARTLOOP1:MOV A,#7FHMOV P1,ALCALL YS500msCLR AMOV A,#9FHMOV P1,ALCALL YS500msCLR AMOV A,#0D3HMOV P1,ALCALL YS500msCLR AMOV A,#0FCHMOV P1,ALCALL YS500msLJMP STARTLoop2:CLR AMOV A,#3FHMOV P1,ALCALL YS500msCLR AMOV A,#0C7HMOV P1,ALCALL YS500msCLR AMOV A,#0F8HMOV P1,ALCALL YS500msLJMP STARTLOOP3:CLR AMOV A,#0FHMOV P1,ALCALL YS500msCLR AMOV A,#0F0HMOV P1,ALCALL YS500msLJMP STARTYS500ms:MOV R3,#10LOOP4: