按键中断控制彩灯课程设计报告.doc

单片机课程设计报告按键中断控制花样彩灯年级与专业 2010级电气工程及其自动化 班指导教师： 王 春 梅 设计完成人：1、学号： 姓名： 芳 2、学号： 姓名： 3、学号： 姓名： 4、学号： 姓名： 5、学号： 姓名： 2012年12月28日目录摘要.3引言.3方案选择集整体设计.3系统硬件设计.4单片机最小系统图.5按键电路图5外部中断电路图.6LED显示电路.6系统手动复位按键电路图.7总体电路图7系统的软件设计（流程图和程序清单）.8程序流程图8程序清单.9系统调试.10使用的仪器.10系统调试.10测试结果.11总结.11参考文献.11附录.12程序.12实物图.15(一)摘要 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。（二）引言单片微型计算机简称单片机（single-chip microcomputer）,又称为单片机微型控制器（single-chip microcontroller）,是由CPU、RAM、ROM、定时/计时器、I/O接口电路通过应刷电路板上的总线连成一体的完整计算机系统。1从1971年出现单片机的雏形开始，短短四十多年的时间里，单片机便社会各领域中得到了广泛的应用在流水灯控制系统中，单片机更是取代了由齿轮调节延迟时间的旧式控制系统，成为日后此系统中的核心部分。由于单片机具有一些突出的优点：体积小、重量轻、电源单一、功耗低；功能强、价格低；数据大都在单片机内部传送，运行速度快、抗干扰能力强、可靠性高，所以单片机被广泛的应用于测控系统、数据采集、智能仪器仪表、机电一体化产品、智能接口、计算机通信以及单片机的多级系统等领域。2本文主要讲的是单片机，课题名称为多按键花样流水灯，它使我们学会了如何使用单片机控制我们日常生活中的多设备设施的应用。通过本课题的设计以后，使我了解到了单片机的许多方面的应用。（三）方案选择及总体设计基于AT89C51单片机的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。本方案以AT89C51单片机作为主控核心，与键盘、显示、驱动等模块组成核心主控制模块。根据用户需要可以编写若干种亮灯模式，设计出具有不同花样的彩灯，例如跑马灯、顺次点亮级顺次熄灭、进制彩灯、两端对称点亮、闪烁等，起到美化装饰的作用的效果。方案一：采用各类数字电路来组成键盘控制系统，进行信号处理，如选用CPLD等可编程逻辑器件。本方案电路复杂，灵活性不高，效率低，不利于系统的扩展，对信号处理比较困难。方案二：过单片机控制二极管的闪烁，通过中断来改变模式同时串行输出数码管。显而易见，第二种方案易于设计和控制，并且比较经济，而且操作起来相对容易而且便于实现，比较适合于现阶段我们的设计与实践。（四）系统的硬件设计最小系统：51单片机最小系统复位电路的极性电容C1的大小直接影响单片机的复位时间，一般采用1030uF，51单片机最小系统容值越大需要的复位时间越短。51单片机最小系统晶振Y1也可以采用12MHz或者11.0592MHz，在正常工作的情况下可以采用更高频率的晶振，51单片机最小系统晶振的振荡频率直接影响单片机的处理速度，频率越大处理速度越快。51单片机最小系统起振电容C2、C3一般采用1533pF，并且电容离晶振越近越好，晶振离单片机越近越好4.P0口为开漏输出，作为输出口时需加上拉电阻，阻值一般为10k。设置为定时器模式时，加1计数器是对内部机器周期计数（1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12）。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t。设置为计数器模式时，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。在每个机器周期的S5P2期间采样T0、T1引脚电平。当某周期采样到一高电平输入，而下一周期又采样到一低电平时，则计数器加1，更新的计数值在下一个机器周期的S3P1期间装入计数器。由于检测一个从1到0的下降沿需要2个机器周期，因此要求被采样的电平至少要维持一个机器周期。当晶振频率为12MHz时，最高计数频率不超过1/2MHz，即计数脉冲的周期要大于2 ms。单片机最小系统图：按键电路图：案件采用独立按键外部中断电路图：用外部中断1LED显示电路：由单片机89C51的P2口与发光二极管相连，低电平二极管发光系统手动复位按键电路图：总体电路图：由单片机的最小系统电路、led显示电路、按键电路、按键复位电路、可以得到该课程设计的总体电路，电路图如下图所示。（五）系统的软件设计（流程图和程序清单）程序流程图：设计内容：由按键中断控制花样彩灯，采用80c51单片机为控制器件，此花样流水灯共有四个按键，分别对应控制着四种花样灯光效果。当按键S7，左流水灯亮，再次按下熄灭；当按键S8时，LED顺次点亮熄灭，再次按下熄灭；当按键S9，左右跑马灯，再次按下熄灭；当按键S10时，左右对称依次点亮，再次按下熄灭；按键s1（外部中断控制）：全亮全灭；按键S2,复位键，程序回到开始的程序的开始。得到程序流程图如下：开始S7按下S8按下S9按下S10按下显示模式1显示模式2显示模式3显示模式4S7按下S8按下S9按下S10按下结束程序清单:延时子程序：主要起延时作用：用于按键去抖动和控制led灯点亮熄灭的是实践控制void delay() int i; for(i=0;i30000;i+); 左右流水灯子程序：主要作用是使led灯组按照左右流水的模式显示void aa() int i=0,k=0; loop:P2=0xff; if(S7=0) /第一次判断是否有键按下for(i=0;i30000;i+); /延时防抖动 if(S7=1) /判断按键是否弹起while(1) P2=ak;delay();k+;if(k=8)k=0;/左流水灯 if(S7=0) /第二次判断是否有键按下for(i=0;i30000;i+); /延时防抖动if(S7=1) /判断按键是否弹起goto loop; /跳转到LOOP处，即P3=0xff，此时灯全灭 顺次点亮熄灭流水灯子程序：主要作用是使led灯按照从右到左一次点亮然后从左到右依次熄灭void bb() int i=0,j=0; loop:P2=0xff; if(S8=0) /第一次判断是否有键按下for(i=0;i30000;i+); /延时防抖动 if(S8=1) /判断按键是否弹起while(1)P2=cj;delay();j+;if(j=16)j=0; /顺次点亮熄灭 if(S8=0) /第二次判断是否有键按下for(i=0;i30000;i+); /延时防抖动if(S8=1) /判断按键是否弹起goto loop; /跳转到LOOP处，即P3=0xff，此时灯全灭 左右跑马灯子程序：led灯先从左到右逐个点亮，到达最右端的时候然后再从右到左逐个点亮void cc() int i=0,j=0; loop:P2=0xff; if(S9=0) /第一次判断是否有键按下for(i=0;i30000;i+); /延时防抖动 if(S9=1) /判断按键是否弹起while(1)P2=bj;delay();j+;if(j=16)j=0; /左右跑马灯 if(S9=0) /第二次判断是否有键按下for(i=0;i30000;i+); /延时防抖动 if(S9=1) /判断按键是否弹起goto loop; /跳转到LOOP处，即P3=0xff，此时灯全灭 左右对称点亮灯组：led灯最左端点亮然后最右端点亮，然后左端第二个点亮，然后右端第二个点亮，依次类推void dd() int i=0,j=0; loop:P2=0xff; if(S10=0) /第一次判断是否有键按下for(i=0;i30000;i+); /延时防抖动 if(S10=1) /判断按键是否弹起while(1)P2=dj;delay();j+;if(j=8)j=0; /左右对称挨个点亮 if(S10=0) /第二次判断是否有键按下for(i=0;i30000;i+); /延时防抖动 if(S10=1) /判断按键是否弹起goto loop; /跳转到LOOP处，即P3=0xff，此时灯全灭 中断函数：当按下S1键后，程序进入中断函数时led灯组闪烁void timer1()interrupt 0 /中断函数 if(p32=0) delay();if(p32=0) while(1)delay(); P2=0x00; delay(); P2=0xff; （六）系统调试使用的仪器：单片机STC12C5A60S2的学习用开发板系统调试：根据系统设计方案，本系统的调试共分为三大部分：硬件调试，软件调试和软硬件联调。（1）硬件调试：对各个模块的功能进行调试，主要调试各模块能否实现指定的功能。（2）软件调试：软件调试采用单片机仿真器及微机，将编好的程序进行调试，主要是检查语法错误。硬件软件联调：将调试好的硬件和软件进行联调，主要调试系统的实现功能。测试结果：此次系统设计结果较好，彩灯能够按照预先设计的要求闪烁，结果较好。（七）总结本次课程设计我们的课题是多按键花样流水灯的设计，开始的一天我们针对这个课题的任务要求从图书馆、上网等渠道获取相关信息，查找相关的参考资料，然后设定了本课题的设计方案。经过第二天的努力，终于将本次课程设计电路原理图和程序做完了，以后的几天有不断的对电路图和程序做不断地修改，最终达到的效果完全符合课程设计的要求，但由于水平和时间有限，课设中难免有不恰当的地方，请老师指出其中的错误和不当之处，使我能做出改正，我们会虚心接受。在本次课程设计过程中，我们增强了自己的动手能力和分析能力。在以后的学习生活中，我们会努力学习专业知识，完善自我，为将来的发展做好充分的准备。总之，在这次课程设计中，我们受益匪浅，学到了很多书本上所没有的东西，懂得了理论和实际联系的重要性。在以后的学习中，我不仅要把理论知识掌握牢固，更要提高自己的动手能力和分析能力。（八）参考文献1 陈桂友.增强型8051单片机使用开发技术M北京：北京航空航天出版社2010.12 楼然苗等51系列单片机设计实例M北京：北京航空航天出版社，2003.33 何立民. 单片机高级教程M北京：北京航空航天大学出版社，20014 赵晓安. MCS-51单片机原理及应用M. 天津：天津大学出版社，2001.35 肖洪兵. 跟我学用单片机M. 北京：北京航空航天大学出版社,2002.86 夏继强. 单片机实验与实践教程M. 北京：北京航空航天大学出版社, 20017于凤明单片机原理及接口技术M北京：中国轻工业出版社1998（九）附录程序：#includereg51.h sbit S7=P00; sbit S8=P01; sbit S9=P02; sbit S10=P03; sbit p32=P32;int a=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;/左流水灯数组int b=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe;/左右流水循环int c=0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00,0x80,0xc0,0xe0,0xf0,0xf8,0xfc,0xfe,0xff; /逐盏点亮熄灭数组int d=0xfe,0x7f,0xfd,0xbf,0xfb,0xdf,0xf7,0xef; /左右对称点亮/* void delay() /延时子程序int i; for(i=0;i30000;i+); /* void aa() int i=0,k=0; loop:P2=0xff; if(S7=0) /第一次判断是否有键按下for(i=0;i30000;i+); /延时防抖动 if(S7=1) /判断按键是否弹起while(1) P2=ak;delay();k+;if(k=8)k=0;/左流水灯 if(S7=0) /第二次判断是否有键按下for(i=0;i30000;i+); /延时防抖动if(S7=1) /判断按键是否弹起goto loop; /跳转到LOOP处，即P3=0xff，此时灯全灭 /* void bb() int i=0,j=0; loop:P2=0xff; if(S8=0) /第一次判断是否有键按下for(i=0;i30000;i+); /延时防抖动 if(S8=1) /判断按键是否弹起while(1)P2=cj;delay();j+;if(j=16)j=0; /顺次点亮熄灭 if(S8=0) /第二次判断是否有键按下for(i=0;i30000;i+); /延时防抖动if(S8=1) /判断按键是否弹起goto loop; /跳转到LOOP处，即P3=0xff，此时灯全灭 /* void cc() int i=0,j=0; loop:P2=0xff; if(S9=0) /第一次判断是否有键按下for(i=0;i30000;i+); /延时防抖动 if(S9=1) /判断按键是否弹起while(1)P2=bj;delay();j+;if(j=16)j=0; /左右跑马