可控流水灯单片机课程设计报告.doc

单片机课程设计报告 课程名称： 可控流水灯 指导教师： 姚淑霞 姓 名： 张玉波 学 院： 信息工程学院 专 业： 电子信息工程 学 号： 201215409 目 录1 引言12 课题综述1 2.1 预期的目标12.2 面对的问题13 系统分析13.1 涉及的基础知识13.2 80C51单片机引脚图及引脚功能介绍13.3 解决问题的基本思路24 系统设计34.1 硬件设计34.2 软件设计34.3 元件清单44.4 硬件原理图44.5 硬件焊接图55 代码编写66 程序调试7结 论7参考文献711 引言单片机课程设计主要是为了让我们增进对单片机芯片电路的感性认识，加深对理论方面的理解。了解软硬件的有关知识，并掌握软硬件设计过程、方法及实现，为以后设计和实现应用系统打下良好基础。另外，通过简单课题的设计练习，使我们了解必须提交的各项工程文件，达到巩固、充实和综合运用所学知识解决实际问题的目的。2 课题目的2.1 预期的目标对8个LED灯设计3种流水灯显示方式，并制成板子。2.2 面对的问题这次课程设计是通过89C52单片机实现。但面对的问题却是两方面的：一个是软件的设计，也就是实现流水灯控制功能的程序编辑；另一个是硬件的设计，需要自己连接、焊接电路板；而更为严峻的就是设计的最后还要将软硬件相结合。首先我们需要通过PROTEUS软件将设计的实物的电路图仿真出来，再根据电路图运用所学的单片机汇编语言通过伟福软件完成程序编辑，并达到预期效果，最后是连接实物电路完成焊接。3 系统分析3.1 涉及的基础知识电路焊接：制造电子产品的重要手段。89C52单片机指令系统：规定89C52单片机内操作的语句或命令。3.2 89C52单片机引脚图及引脚功能介绍本次实习的目的在于加深89C52单片机的理解，首先来简单认识一下，它的引脚如图3-1所示：图3.1 89C52的引脚图1. 增强型8051单片机，6 时钟/机器周期和12 时钟/机器周期可以任意 选择，指令代码完全兼容传统8051.22. 工作电压：5.5V3.3V（5V单片机）/3.8V2.0V（3V 单片机）3.工作频率范围：040MHz，相当于普通8051 的080MHz，实际工作 频率可达48MHz4. 用户应用程序空间为8K字节5. 片上集成512 字节RAM6. 通用I/O 口（32 个），复位后为：P0/P1/P2/P3 是准双向口/弱上拉， P0 口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不用加上拉电阻，作为 I/O 口用时，需加上拉电阻。7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用编程器，无 需专用仿真器，可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直接下载用户程 序，数秒即可完成一片8. 具有EEPROM 功能9. 共3 个16 位定时器/计数器。即定时器T0、T1、T210.外部中断4 路，下降沿中断或低电平触发电路，Power Down 模式可 由外部中断低电平触发中断方式唤醒11. 通用异步串行口（UART），还可用定时器软件实现多个UART12. 工作温度范围：-40+85（工业级）/075（商业级）13. PDIP封装 （摘自百度百科）3.3 解决问题的基本思路因为选定用循环移位法来实现亮灯程序的，所以在一种设计好一种亮灯方式的前提下编程实现一个循环结构体，分别来实现五种不同的亮灯方式。另外再编一个实现延时控制的调用程序，来提供亮灯速度的控制。4 系统设计4.1 硬件设计按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统及典型系统等。89C52单片机是本次课程设计运用的主要原件。流水灯控制设计是用一个带有八个发光二极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。4.2 软件设计单片机的应用系统由硬件和软件组成，在硬件原理图搭建完成上电之后，我们还不能看到流水灯循环点亮的现象，我们还需要编写程序控制单片机管脚电平的高低变化，来实现发光二极管的一亮一灭。软件编程是单片机应用系统中的一个重要的组成部分，也是本次课程设计的重点和难点。我们编程实现流水灯的方法是循环移位法，下面我们就来简述一下循环移位法的工作原理。循环移位法是采用循环程序结构进行编程。我们在程序一开始就给P1口送一个数，这个数本身就让P1.0先低，其他位为高，然后延时一段时间，再让这个数据向高位移动，然后再输出至P1口，这样就实现“流水”效果了。另外，由于80C51系列单片机的指令中只有对累加器ACC中数据左移或右移的指令，因此实际编程中我们应把需移动的数据先放到ACC中，让其移动，然后将ACC移动后的数据再转送到P1口，这样也可以实现“流水”效果。4.3 元件清单名称型号数量电阻33085K1电容30pF210uF1晶振12MHz1单片机89C521LED灯彩灯84.4 硬件原理图图 4-1硬件原理图4.5 硬件焊接图5 代码编写 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV P1,#0FCH CALL DELAY MOV A,#0FCH MOV SP,#60H MOV R3,#06H MOV R4,#04H CALL LOOP1 CALL LOOP2 CALL LOOP3 CALL LOOP4 JMP MAINLOOP1: RL A MOV P1,A ;下一个灯亮 CALL DELAY DJNZ R3,LOOP1 RETLOOP2: MOV P1,#00H CALL DELAY RETLOOP3: RL A RL A MOV P1,A ;下一个灯亮 CALL DELAY DJNZ R4,LOOP3 RETLOOP4: MOV P1,#00H CALL DELAY RETDELAY: MOV R1, #08H ;把立即数08H(08)给R1DELAY1: MOV R2, #0FFH ;把立即数0FFH给R2DELAY2: MOV R7, #0FFH ;把立即数0FFH给R7DELAY3: DJNZ R7, DELAY3 DJNZ R2, DELAY2 DJNZ R1, DELAY1 RET6 程序调试 根据仿真图焊接完成后，用干电池连接电路板发现流水灯特别暗，又反复对照仿真图，发现是电阻买大了，又重新把电阻拆下焊上正确的电阻，最后才出了结果。结 论由于本次课程设计含括了软件和硬件知识，所以在完成课程设计的同时也让我了解到了我们在软硬件设计和制作方面的不足。在软件方面，我通过自己的认真学习和跟同学的探讨，最终圆满编辑完成并达到任务要求。对于我来说，设计实现的功能是我学习单片机的一个不小收获。对于电路板各元器件的连接和焊接工作，虽然看似简单，但做起来却