29 王伟明 单片机课程设计.doc

单片机课程设计课程名称：单片机LED控制系统设计班级：07行知电信 学号：07202429姓名：王伟明日期：2011年1月8日 单片机LED控制系统设计一、 任务要求：a) 资料收集：STC11Fxx系列单片机资料、LED控制在实际中的应用资料b) 拟定设计方案，包括控制方案确定、CPU选型、软件开发工具的选择等。c) 完成系统设计与调试，具体包括：1) 完成硬件控制电路设计2) 完成控制软件设计3) 完成系统调试d）系统能够完成控制任务要求，且可靠运行。二、资料收集：STC11Fxx系列单片机资料、LED控制在实际中的应用资料A）关于STC11Fxx系列单片机资料简介 B) 关于LED控制在实际中的应用资料简介LED控制器(LED controller)就是通过芯片处理控制LED灯电路中的各个位置的开关 一、低压型LED产品大功率控制器 低压型LED产品一般设计电压12V-36V,每个回路LED数量3-6个串联，用电阻降压限流，每个回路电流20mA以下。一个LED产品由多个回路的 LED组成，优点是低压，结构简单，容易设计；缺点是：产品规模大时电流很大，需要配置低压开关电源。由于产品的缺点所限，低压不可能远距离输电，都是局限于体积不大的产品上，如招牌文字、小图案等。根据这个特点，控制器设计规格：12V的选用75A/30V MOS功率管控制，输出电流8A/路；24-36V选用60A/50V MOS功率管控制，输出电流5A/路。用户可以根据以上规格选定控制器的路数，跳变的可以选购NE20低压系列、渐变的选购NE10低压系列控制器即可。注意LED的必须是共阳(+)极连接法，控制器控制阴(-)极，控制器不包括低压电源 二、高压型LED产品控制器 高压型LED产品设计电压是交流/直流220V电压，每个回路LED数量36-48个串联，每个回路电流20mA以下，限流方式有两种，一种是电阻限流，这种方式电阻功耗较大，建议使用每4个LED串接一个1/4W金属模电阻，均匀分布散热，这种接法在目前是最稳定可靠；另一种是电阻电容串联限流，这种接法大部分电压降在电容上，电阻功耗小，只能用在稳定的长亮状态，如果闪动电容储能，反而电压加倍，LED容易损坏。凡是使用控制器的LED必须使用电阻限流方式，LED一般每个回路一米，功率5W，三色功率每米15W。常用渐变控制器NE112K控制直流1200W，NE103D交流负载4500W直流负载1500W，如果灯管闪动单元多就使用NE112K，如果只需要整体闪动就使用NE103D。如果使用渐变方式，要注意负载匹配，霓虹灯和LED的发光分布特性不一样，同一回路不能混接不同类型的负载。 三、低压型LED产品串行控制器 低压型LED产品串行控制器的特点是控制路数多，利用串行信号传输达到控制的目的，一般512单元的控制只需要4条控制连线，串行LED控制器需要在LED的光源板配有寄存器，控制器可选用型号NE040S控制器，该控制器的最大容量达到4096KBit,如果负载512单元的LED可以最大实现8192桢画面。三 硬件系统设计a)硬件设计原理图：b)开关设计，用于控制LED灯的显示方式。C）通信串口电路，用于连接PC机，完成程序的下载连接工作。CZ11：用户实验通讯接口：d)晶振电路，为电路提供时钟。e）电源开关控制电路 用于电路的启动，关闭。d) STC11F02 单片机，下载程序，以实现对电路进行控制。e) LED发光二级管的设计电路，方便功能的显示。 四、软件系统设计1、 实验程序框图： 2、设计的程序：a)流水灯设计: ORG 00HSTART:MOV A,#0FFH CLR C MOV R2,#8LOOP1:RRC A MOV P1,A CALL DELAY DJNZ R2,LOOP1 MOV R2,#7LOOP2:RLC A MOV P1,A CALL DELAY DJNZ R2,LOOP2 JMP STARTDELAY:MOV R3,#20 D1: MOV R4,#20D2: MOV R5,#248 DJNZ R5,$ DJNZ R4,D2 DJNZ R3,D1 RETENDb)顺序灯程序：ORG 0000H 程序执行开始地址LJMP MAIN 跳转到MAINORG 4000H 中断程序入口MAIN:MOV R0,#0 清内存单元START0:CLR P1.0 LCALL DELAY SETB P1.0 LCALL DELAY INC R0 CJNE R0,#3H, START0START1: CLR P1.1 LCALL DELAY SETB P1.1 LCALL DELAY INC R0 CJNE R0,#6H, START1START2: CLR P1.2 LCALL DELAY SETB P1.2 LCALL DELAY INC R0 CJNE R0,#9H ,START2START3: CLR P1.3 LCALL DELAY SETB P1.3 LCALL DELAY INC R0 CJNE R0,#0CH, START3START4: CLR P1.4 LCALL DELAY SETB P1.4 LCALL DELAY INC R0 CJNE R0,#0FH, START4START5: CLR P1.5 LCALL DELAY SETB P1.5 LCALL DELAY INC R0 CJNE R0,#12H, START5START6: CLR P1.6 LCALL DELAY SETB P1.6 LCALL DELAY INC R0 CJNE R0,#15H, START6START7: CLR P1.7 LCALL DELAY SETB P1.7 LCALL DELAY INC R0 CJNE R0,#18H, START7 SJMP MAINDELAY:MOV R7,#250 DL1:MOV R6,#100 DL2:MOV R5,#10 DL3:DJNZ R5,DL3 DJNZ R6,DL2 DJNZ R7,DL1 RET END五、系统调试的步骤：1、按照原理图进行硬件电路的焊接，并测试焊好的电路板是否完好，用万用表检测各个电路，确保电路的正确。2、将焊好的电路板接入电源，测试原有的程序功能是否可实现。3、电路板用接口线与PC机相连。4、打开KeilC51v750a_Full软件，输入程序，运行生成.hex文件。5、将.hex文件用STC-ISP-V4.80(串口)烧入单片机中去。6、观看效果，如实现则实验成功，否则继续检错，直至成功。六、心得体会：要掌握单片机指令系统中汇编语言各种基本语句的意义及汇编语言程序设计的基本知识和方法，以及单片机与其他设备相连接的输入输出中断等接口技术。使学生从硬件软件的结合上理论联系实际，提高动手能力，从而全面掌握单片机的应用。 实验教学的全过程包括认识、基础、综合3个阶段。以往的单片机实验是进行软件的编制和调试，与实际应用中的硬件电路相脱节。使学生缺乏硬件设计及调试分析能力，对单片机如何构成一个单片机最小应用系统，缺乏认识。单片机论坛/bbs/ 发布的单片机实验板，通过计算机连接仿真器在实验板上把硬件和软件结合起来一起调试， 软件的修改也非常方便，软件和硬件调试都通过后，把程序固化在 eprom当中，插上8051单片机构成一个完整的单片机应用系统。单片机实验板的构成及基本功能通过对自己在大学四年时间里所学的只是回顾，并发挥对所学知识的理解和思考及书面表达能力，自己亲手设计，最终完成目标了。这为自己今后进一步深化学习，积累了一定宝贵的经验。把知识转化为能力的实际训练。培养了我所运用知识解决实际问题的