单片机课程设计模板.doc

六安职业技术学院课程设计报告单片机原理及工程应用姓 名： 郁万顺 指导教师： 李 棚 专业名称： 计算机控制技术 所在系部： 信息工程系 2011年5月摘要: 近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展，单片机的应用正在不断地走向深入，由于它具有功能强，体积小，功耗低，价格便宜，工作可靠，使用方便等特点，因此特别适合于与控制有关的系统，越来越广泛地应用于自动控制，智能化仪器，仪表，数据采集，军工产品以及家用电器等各个领域，单片机往往是作为一个核心部件来使用，在根据具体硬件结构，以及针对具体应用对象特点的软件结合，以作完善。本次做的流水灯是一串按一定的规律像流水一样连续闪亮。流水灯控制是可编程控制器的一个应用，其控制思想在工业控制技术领域也同样适用。流水灯控制可用多种方法实现，但对现代可编程控制器而言，利用移位寄存器实现最为便利。通常用左移寄存器实现灯的单方向移动；用双向移位寄存器实现灯的双向移动。 要求红黄绿三种颜色的灯在时钟信号作用下按以下规律转换状态。电路启动后，要求红黄绿三种颜色的灯在脉冲作用下顺序，循环点亮。红黄绿灯每次亮的时间分别为5秒，5秒，10秒。关键词：流水灯 74LS194移位寄存器 CC7555定时器 自启动 红黄绿三种颜色的灯在脉冲作用下顺序，循环点亮。红黄绿灯每次亮的时间分别为5秒，5秒，10秒。课程设计总体评价：该同学在课程设计过程中，坚持着理论联系实际的工作方法，在电路焊接和程序设计中，具有独特的简介。根据在课程设计工程和课程设计资料收集情况，总体评价该同学课程设计成绩为： 指导教师：李棚2011-5-25 目录1 概述4 1.1 主要功能42 总体方案设计4 2.1设计要点4 2.2 功能图.43 单元模块设计4 3.1 单位脉冲电路设计4 3.2 5s为单位脉冲电路设计5 3.3移位寄存电路设计64 电路参数设置和元件选择6 41 电路参数的设置6 42 元件清单65主要芯片介绍 5CC7555定时器7 574LS161计数器8 5 74LS194移位寄存器96流水灯电路图107.心得体会108.参考文献1210 附录11 1 概述 1.1设计主要功能：要求电路开启后，红黄绿三种颜色的灯在时钟信号作用下按以下规律转换状态。电路启动后，要求红黄绿三种颜色的灯在脉冲作用下顺序，循环点亮。红黄绿灯每次亮的时间分别为5秒，5秒，10秒。2 系统总体方案设计 2.1设计要点：流水灯的总体框架图如下图所示，其工作过程是：接通电源时，555占比可调振荡器产生1s单位的脉冲，脉冲送到下一个模块74LS161计数器，目的实现模5计数器，达到每五秒生成一个脉冲输向下一个芯片74LS194移位计数器。进而红黄绿三灯在脉冲的作用下依次点亮，并实现循环，完成实验要求。2.2 功能启动图开启电路555占空比可调振荡器74LS161计数器74LS194移位计数器红黄绿三灯实现循环3 单元模块设计单位脉冲设计电路工作原理：先用555定时器用来生成1s标准单位cp脉冲，把脉冲给计数器74LS161，通过74LS161形成模5加法计数器，再将74LS161输出信号供给74LS194，74LS194移位寄存器输入端置位1000，Q 0接红灯，Q1接黄灯并把Q2和Q3接一个异或门再连到一个绿灯，把74LS194接成环形计数器。就能实现基本电路要求。 1.占空比可调振荡器把它接成占空比可调振荡器VCC=,RA=714,RB=714,C=1uf实现单位1s的脉冲cp，将它输出的脉冲加到74LS161的cp端2.5s为单位的脉冲设计电路74LS161：目的实现模5计数器，达到每五秒生成一个脉冲输向下一个芯片实现模5计数器，用它的后五个状态，把D0D1D2D3预置到1011端，OC与通过非门于LD相连， CO端输出到下一个芯片74LS194的cp端。3.移位寄存设计电路74LS194：用其输出端对三个彩灯分别进行循环循环控制把CR接高电平，SR接到Q3端，实现环形计数器，D0D1D2D3预置1000，SL置空, Q0接红灯Q1接黄灯Q2和Q3通过一个或非门接一个绿灯，CP接上一个芯片来的脉冲，要实现开启电路时红灯亮，还要向电路送数，Q0 Q1 Q2 Q3通过同或门接到S1端，S0接高电平，当开启电源时，Q0 Q1 Q2 Q3通过同或门向S1端输入高电平，达到S1 S0都为高电平，这样就像芯片送数1000，红灯亮，这是Q0 Q1 Q2 Q3通过同或门向S1送低电平，这时芯片就会10000100 0010 00011000010000100001实行循环，这样三个灯就会在5s为单位的脉冲控制下依次点亮并循环。4 电路参数设置和元件介绍4.1 电路参数的设置 电阻设置情况和器件的设置都跟原器件提供一致。元件清单5.主要芯片介绍1.555定时器其工作原理：它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5K的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为和。C1和C2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。 是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接。 Vco是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。 T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路.555电路的引脚功能触发阈值复位IS放电端输出H导通LH原状态H截止HL导通L2.74LS161构成16以内的任意进制加法计数器： 用S0，S1，S2，SMSN表示输入0，1，2，N个计数脉冲CP时计数器的状态。SM可以为S0，但需小于SN。对于异步置数：在输入第N个计数脉冲CP后，通过控制电路，利用状态SN产生一个有效置数信号，送给异步置数端，使计数器立刻返回到初始的预置数状态SM，即实现了SMSN-1计数。 对于同步置数：在输入第N1个计数脉冲CP时，利用状态SN-1产生一个有效置数信号，送给同步置数控制端，等到输入第N个计数脉冲CP时，计数器返回到初始的预置数状态SM，从而实现SMSN-1计数。 3.74LS19474LS194是四位通用移存器，具有左移、右移、并行置数、保持、清除等多种功能，其内部结构与逻辑符号分别如图 7-19(a)、(b)所示，功能表如表7-16 所示。74LS194各引出端功能如下：D0D3: 并行数码输入端。 Cr: 异步清 0 端，低电平有效。 SR、SL：右移、左移串行数码输入端。 S1、 S0： 工作方式控制端。 从其功能表和图7-19(c)时序图可以看出，只要Cr=0，移存器无条件清 0。只有当Cr=1，CP上升沿到达时，电路才可能按S1S0设置的方式执行移位或置数操作：S1S0=11为并行置数，S1S0=01为右移，S1S0=10为左移，时钟无效或虽然时钟有效，但S1S0=00 则电路保持原态。 6流水灯电路图 两种显示模式流水灯的程序流程图如下：7.心得体会 通过对本课件的制作，清楚地看到了自己的知识薄弱的方面，各个知识点没有联会贯穿，有些芯片的掌握不够准确。在做此课件的过程中，充分体会到了实际操作的重要性。如果没有同学的指点，可能自己会在一些地方打转弯，浪费掉很多时间。通过这次课程设计，可以很好的把各个章节的模块融合到一起，对以后的学习，设计很有帮助。顾起此次单片机课程设计，我仍感慨颇多，的确，从选题到定稿，从理论到实践，在接近一个星期的日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这回毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说不懂一些元器件的使用方法，对单片机汇编语言掌握得不好通过这次课程设计之后，一定把以前所学过的知识重新温故。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在李棚老师的辛勤指导下，终于游逆而解。同时，在李棚老师那里我学得到很多实用的知识，在次我表示感谢！同时，对给过我帮助的所有同学和指导老师再次表示忠心的感谢！。 8参考文献【1】.张靖武.周灵彬.单片机原理、应用与PROTEUS仿真；【2】.江志红.51单片机技术与应用系统