LED招牌灯开关和控制模块一体化模块设计.doc

邵阳学院课程设计（论文）目 录摘要.1设计目的、要求、总框图与方案21.1设计目的21.2设计要求21.3设计总框图与方案22具体设计32.1系统电路图32.2设计采用元件32.3主要元器件介绍33流程图与程序64仿真105课程设计的总结与体会12参考文献12致 谢13引言在现在诸多的娱乐场所、理发店、宾馆、饭店、公司等的门外，都可以看到各式各样的广告流水灯。所谓“广告流水灯”，就是将一系列的有颜色的广告灯串联接在一起，然后令这些灯按一定的次序逐个或者几个的一次点亮和熄灭。由于各灯点亮和熄灭，产生的效果就像流动的水一样，因此，就称这类广告灯为“广告流水灯”。生活中广告流水灯的形式和点亮的次序是多种多样的。有单一颜色的几个灯按固定的次序来点亮的，有多个不同颜色的灯构成某一图案依次点亮的，也有多排广告灯按多种组合好的次序循环点亮的等。我们设计的广告流水灯，就是这些广告灯中的类型。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。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就是单片机。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。学习单片机的最有效方法就是理论与实践并重，本文用AT89C51单片机自制了一款简易的广告流水灯。1设计目的、要求、总框图与方案1.1设计目的本设计以AT89S51单片机为核心并用它来控制发光二极管双灯点亮循环的实验装置，用AT89S51单片机控制16个发光二极管发光，实现亮点从高到低位，从左到右，从单到双的循环移动。通过PROTEL软件设计、仿真，并能从中掌握通过软件控制发光二极管的思路和技巧。这次设计重点就在于利用单片机的知识去控制系统的运行。1.2设计要求（1） 广告流水灯具有控制的功能。（2） 设置一个系统使广告流水灯能够规律性和周期性的闪烁功能。（3） 能够使其制动化和中断的功能。1.3设计总框图与方案单片机显 示图1.1系统框图本次课程设计是用流水灯的变化来表示不同的效果。主体选用AT89S51单片机使用多个发光二极管，通过编程来实现“流水灯”的花样变化。2具体设计2.1系统电路图图2.1总电路图2.2设计采用元件在这次课程设计中要用到的元器件有AT89S51模块一块5v电源一个黄色LED16个300电阻8个开关一个2.3主要元器件介绍AT89S51有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。其芯片引脚图如下：图2.2 AT89S51引脚图单片机管脚说明VCC：供电电压。GND：接地。P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口：P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口，可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。作为输入，由于外部下拉为低电平，P3口将输出电流（ILL）这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89S51的一些特殊功能口，如下表一所示：P3口引脚第二功能P3.0RXD（串行口输入）P3.1TXD（串行口输出）P3.2INT0（外部中断0输入）P3.3INT1（外部中断1输入）P3.4T0（定时器0外部脉冲输入）P3.5T1（定时器1外部脉冲输入）P3.6WR（外部数据存储器写脉冲输出）P3.7RD（外部数据存储器读脉冲输出）P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST：复位输入。当振荡器复位器件时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时， ALE只有在执行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止，置位无效。/PSEN：外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时，这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP：当/EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH），不管是否有内部程序存储器。注意加密方式1时，/EA将内部锁定为RESET；当/EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。XTAL2：来自反向振荡器的输出。3流程图与程序开 始设置初值启动定时器亮灯左移溢出中断服务程序R2为0亮灯右移R2为0不亮灯左移R0为0不亮灯右移R0为0查表进行其它花样变化A=01是否是否是否否否是是是否图3.1总流程图 ORG00H LjmpSTART1 Org0bh LjmpTIME0; 跳至TIME0中断START1: MOVSP,#70H MOVP3,#01010101B MOVTMOD,#00000001B MOVTH0,#HIGH(65536-10000) MOVTL0,#LOW(65536-10000) SETBTR0 MOVIE,#10000010 MOVR7,#100;设中断100次即1秒 START: MOVA,#0FEH MOVR2,#07H LOOP: RLA ；亮灯左移 MOVP1,A LCALLDELAY DJNZR2,LOOP MOVR2,#07HLOOP1: RR A ；亮灯右移 MOVP1,A LCALLDELAY DJNZR2,LOOP1 MOVA,#01H MOVR0,#07HLOOP2: RLA ；不亮灯左移 MOVP1,A LCALLDELAY DJNZR0,LOOP2 MOVR0,#07HLOOP3: RRA ；不亮灯右移 MOVP1,A LCALLDELAY DJNZR0,LOOP3LOOP4: MOVDPTR ；#TABLELOOP5: CLRA MOVCA,A+DPTR ；查表 CJNEA,#01H,LOOP6 LJMPSTARTLOOP6: MOVP1,A LCALLDELAY INCDPTR JMPLOOP5DELAY: MOVR3,#20D1: MOVR4,#20D2: MOVR5,#248 DJNZR5,$ DJNZR4,D2 DJNZR3,D1 RetTIME0: PUSHACC PUSHPSW MOVTH0,#HIGH(65536-10000) MOVTL0,#LOW(65536-10000) DJNZR7,LOOP7;中断100次？足则到 LOOP7 MOVR7,#100; CPL P3.0 CPL P3.1 CPL P3.2 CPL P3.3 CPL P3.4 CPL P3.5 CPL P3.6 CPL P3.7LOOP7: POP ACC POP PSW RETI TABLE: DB01111110B,10111101B,11011011B,11100111B DB 11011011B,10111101B,01111110B,10101010B DB 01010101B, DB 01H END以上程序实现亮灯左右移，不亮灯左右移，从两边到中间、从中间到两边亮，从单位灯到双位灯、从双位到单位亮；在进行这些花样同时伴随中断控制的8个灯从单位灯到双位灯、从双位到单位亮。这个电路图中都为低电位亮，高电位灭即0亮1灭，就这样通过查表控制0与1的变化来控制发光二极管的亮灭。中断中也是如此，通过取反的手段来控制灯的亮灭。4仿真图4.1效果一实现一个灯的左右移同时通过中断控制下面8个发光二极管的单双亮灭图4.2效果二实现一个不亮的灯左右移同时通过中断控制下面8个发光二极管的单双亮灭图4.3效果三实现灯从两边到中间，从中间到两边的点亮同时通过中断控制下面8个发光二极管的单双亮灭图4.4效果四实现单位到双位，从双位到单位的点亮同时通过中断控制下面8个发光二极管的单双亮灭5课程设计的总结与体会在这次单片机课程设计过程中，我用了两周时间去学习软件和电路设计，进一步巩固了以前所学，培养了自己独立设计电子电路的能力，更加懂得了只有实践才能进一步提高能力，当然在这过程中遇到了很多困难，但通过自己不断的查找资料，和同学讨论，逐渐的形成了自己的思路，通过本次实习，收获了很多。通过本次课程设计进一步掌握和理解以前所学的基础课程和基本原理。本次课程设计提高了我分析问题解决问题和独立进行思考设计的能力。熟悉了单片机AT89S51模块的功能。在老师与同学们的帮助下这次课程设计让我受益匪浅，也拉近了同学与老师之间的距离。参考文献1徐煜明，韩雁.单片机原理及接口技术M.北京：电子工业出版社，2005.12万光毅，严义，邢春香.单片机实验与实践教程M.北京：北京航空航天大学出版社，2006.41李朝青.单片机原理及接口技术（简明修订版）.杭州：北京航空航天大学出版社，19982李广弟.单片机基础.北京：北京航空航天大学出版社