流水灯设计.doc

学 号： 0965121028杭州师范大学钱江学院课 程 设 计题 目基于protuse的自动切换流水灯设计教 学 院专 业电子信息工程班 级电子0901姓 名指导教师2011年12月17日目 录一 概述31课程设计的目的32课程设计的要求3二 方案设计4流程图设计4三 硬件电路设计53.1硬件总体电路图53.2单片机最小系统电路63.2.1最小系统电路图63.2.2AT89C51单片机简介73.2.3 复位电路73.2.4晶振电路83.38255A芯片简介8四 软件设计104.1 Keil uVison 3 集成开发环境简介104.2 主程序10五 最终合成与输出13六 总结14参考文献15一 概述1课程设计的目的介绍了一种简单的LED流水灯控制系统的设计方法，以AT89C51单片机作为控制核心，较少的辅助硬件电路相结合，利用软件实现对LED流水灯进行控制。本方案以AT89C51单片机作为控制核心，与现实、驱动等模块组成核心主控制模块。让LED流水灯按照一定的规律亮、灭，形成循环。2课程设计的要求让LED流水灯按照预定的规律进行亮和灭的操作，18号流水灯：按顺序1 2 3 4 5 6 7 8的顺序循环，816号流水灯顺序：按顺序16 15 14 13 12 11 10 9的顺序循环，当9号灯和8号灯汇合时全灭，然后同时全亮，然后又开始新一轮的循环。二 方案设计 流程图设计 开始 将数据送到P0口P2.1=1？YPA口完成移位 PB口完成移位 调用延时程序 图2.1三 硬件电路设计3.1硬件总体电路图基于AT89C51的自动切换流水灯系统由单片机最小系统和8255A所组成电路两部分组成，如图3.1就是完成流水灯自动切换的电路图。 图3.13.2单片机最小系统电路3.2.1最小系统电路图单片机最小系统电路图主要由主要由8051单片机、复位电路和晶振电路组成。如图3.2所示 图3.23.2.2 AT89C51单片机简介（1）8位CPU。（2）布尔代数处理器，具有位寻址能力。（3）128B内部RAM数据存储器，21个专用寄存器。（4）4KB内部掩膜ROM程序存储器。（5）两个16位可编程定时器/计数器。（6）32个（4*8位）双向可独立寻址的I/O接口。（7）一个全双工UART(异步串行通信口)。（8）5个中断源，两级中断优先级的中断控制器。（9）时钟电路，外接晶振和电容可产生1.212MHz的时钟频率。（10）外部程序存储器寻址空间为64KB,外部数据存储器寻址空间为64KB。（11）111条指令，大部分为单字节指令。（12）单一+5V电源供电，双列直插40引脚DIP封装。3.2.3 复位电路复位电路有两种：上电自动复位和上电/按键手动复位。在这里我们采用上电/按键手动复位，如图所示按下按键SW，电源对电容C充电，使RESET端快速达到高电平。松开按键，电容向芯片的内阻放电，恢复为低电平，从而使单片机可靠复位。既可上电复位，又可按键复位。一般R1选470欧姆，R2选8.2K欧姆，C选22uF。如图3.3所示： 图3.33.2.4 晶振电路晶振电路的两端接到单片机的18（XTAL2）和19(XTAL1)引脚,晶振采用12MHZ，两端各接一个30pF的电容。如图3.4所示：图3.43.3 8255A芯片简介8255A在使用前要写入一个方式控制字，选择A、B、C三个端口各自的工作方式，共有三种：方式0 ：基本的输入输出方式，即无须联络就可以直接进行的 I/O方式。其中A、B、C口的高四位或低四位可分别设置成输入或输出。 方式1 ：选通I/O,此时接口和外围设备需联络信号进行协调，只有A口和B口可以工作在方式1，此时C口的某些线被规定为A口或B口与外围设备的联络信号，余下的线只有基本的I/O功能，即只工作在方式0. 方式2： 双向I/O方式，只有A口可以工作在这种方式，该I/O线即可输入又可输出，此时C口有5条线被规定为A口和外围设备的双向联络线，C口剩下的三条线可作为B口方式1的联络线，也可以和B口一起方式0的I/O线。 8255A是一个并行输入、输出器件，具有24个可编程设置的I/O口，包括3组8位的I/O为PA口、PB口、PC口，又可分为2组12位的I/O口：A组包括A口及C口高4位，B组包括B口及C组的低4位。 A口可以设置为方式0、方式1、方式2，B口与C口只能设置为方式0或方式1。四 软件设计4.1 Keil uVison 3 集成开发环境简介Keil uVison 3 是一套在windows环境下8051单片机整合性开发接口（Intergrated Development Environment,IDE ）软件，它具备完善的项目管理系统，提供编译器以编写程序及说明文件，可以协助编写，翻译（包含C语言的编译器C51 Compiler以及A51组译器）除错和测试嵌入式系统程序。其中C51compiler是C语言软件开发系统。与汇编相比，C语言在功能，结构性，可读性和可维护性等方面有明显的优势，而且易学易用，Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外，重要的一点是只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码的效率是非常高的。4.2 主程序C语言代码：#include unsigned char pdata in_reg;/片外存储空间unsigned char tempA,tempB;/存放循环值sbit C1=P20;sbit C2=P21;sbit C3=P24;void delay(unsigned char n)/延时 unsigned char i,j; for (i=0;i=n;i+) for(j=0;j=248;j+); void main(void) unsigned char i; C3=0; C3=1;/复位 C3=0; C1=1;/8255控制寄存器地址，PA，PB和PC都作为输出口 C2=1; in_reg=0X80;/写入控制寄存器 while(1) tempA=0xfe;/初值 tempB=0x7f; i=0; while (i8)/移动8位 C1=0; C2=0; in_reg=tempA;/写入PA口 tempA=tempA;/移位 tempA=tempA1; tempB=tempB; delay(100); i+; tempA=0x7f;/初值 tempB=0xfe; i=0; while (i1; tempA=tempA; C1=1; in_reg=tempB; tempB=tempB; tempB=tempB1; tempB=tempB; delay(100); i+; in_reg=0; C1=0; /选择PA口 in_reg=0; delay(100); in_reg=0xff; C1=1;/选择PB口 in_reg=0xff; delay(100); 五 最终合成与输出如图5.1所示： 图5.1六 总结这一次的单片机课程设计使我学到不少东西，尽管上课的时候听的挺带劲的，也感觉自己学的不错，但还是暴露了不少的问题。第一个问题就是ADC0809的CLK信号的产生，D触发器当与D相接时，输出是输入的2分频。这个知识点以前是没有掌握的。第二个问题是数据传输方式的问题，有三种传输方式：定时方式，查询方式和中断方式，我感觉这三种方式各有应用场合，但中断方式应用的应该更宽广一些。第三个问题就是软件这一块的程序流图画的不太好，想以后用Visio画一下。单片机的课程已经结课了，也挺怀念杨老师对我们讲课的时光。但我觉得我们对单片机的学习才正式开始，以后不能在课堂上学习单片机，可以在业余时间买一个开发板研究一下，单片机对我们电子工科的学生是立身之本，学好它我们完全可以找