基于51单片机的rgb背光系统

西安邮电大学专业课程设计报告书院系名称电子工程学院学生姓名学号专业名称光电子技术系班级实习时间一课程设计题目基于51单片机的RGB背光系统二任务和要求1收集资料并绘制51单片机的最小系统原理图，熟悉单片机开发环境KEILC51和C语言编程。2查阅资料了解I2C总线协议。3参照LED驱动芯片NCP5623和串口通信芯片MAX232数据手册绘制总电路图。4根据电路图在面包板上连接电路并测试。5画出软件流程图并在KEILC51开发环境上编写源代码并调试。6利用STCISP下载软件将调试好的代码烧录到单片机中，在面包板观察LED亮暗变化，然后通过改动源代码实现LED现象的不同功能。7分析总结此次课程设计过程中遇到了问题及解决办法和心得体会并撰写设计报告。三总设计方案硬件设计采用单片机作为LED的控制核心器件，选用NCP5623实现LED背光源的静态显示。单片机主要实现的功能是通过I2C协议控制NCP5623芯片，NCP5623根据单片机发送的命令调节3种颜色的LED的亮度从而达到背光的效果。NCP5623是安森美半导体推出的高能效3路输出LED驱动器，带有I2C接口，并且内置渐进调光功能，3路LED可独立控制，总LED电流可达90MA，并且是一种无铅器件。软件设计NCP5623是接收单片机的命令而产生动作，单片机给NCP5623芯片发送指令是通过I2C总线，两者之间通过I2C协议进行通信。（I2C总线是PHLIPS公司推出的一种串行总线，是具备多主机系统所需的包括总线裁决和高低速器件同步功能高性能串行总线。I2C总线只有两根双向信号线，一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL）。NCP5623能实现的功能如下表该表的70代表NCP5623的I2C器件写地址对于NCP5623来讲没有读操作。该器件的命令为1个字节，它可以被认为是I2C传输的内容部分。该字节最高3位用来表征命令，后面5位用来表征命令的参数，比如001表示对个3个LED亮度同时进行控制，而后面5位则表示亮度。下面是每个命令的子程序实现，I2C_START（）是启动I2C总线读写函数，I2C_STOP（）是停止I2C传输函数，WRITE_BYTE（）是传输数据函数。每个命令的实现开头都应该有I2C_START（）启动传输，最后应该有I2C_STOP（）停止I2C总线活动。4单元电路设计1STC89C52单片机最小系统模块I2CADDRESSCOMMANDBITS70OPERATIONNOTE70000XXXXXSYSTEMSHUTDOWNBITS40AREIRRELEVAN700010000000111111SETUPTHEILEDCURRENTILEDREGISTERBITS40CONTAINTHEILEDVALUEASDEFINEDBYTHEIREFVALUE700100000001011111SETUPTHEREDPWMREDPWMBITS40CONTAINTHEPWMVALUE700110000001111111SETUPTHEGREENPWMGREENPWMBITS40CONTAINTHEPWMVALUE701000000010011111SETUPTHEBLUEPWMBLUEPWMBITS40CONTAINTHEPWMVALUE701010000010111111SETUPTHEIENDUPWARDUPWARDBITS40CONTAINTHEIENDVALUE701100000011011111SETUPTHEIENDDOWNWARDDWNWRDBITS40CONTAINTHEIENDVALUE701110000111111111SETUPTHEGRADUALDIMMINGTIMEANDRUNTHESEQUENCEGRADBITS40CONTAINTHETIMEVALUE最小系统电路图单片机最小系统是在单片机上接晶振电路和复位电路，VCC接高电平，GND接地。单片机为宏晶公司生产的STC89C52RC，外部晶振为12MHZ。2MAX232串口下载模块MAX232为美信公司生产的串口芯片，通过引脚R1OUT和T1IN分别与单片机的P30（RXD）和P31（TXD）连接实现通信。3LED驱动芯片NCP5623电路模块NCP5623为安森美公司生产的一种LED驱动芯片，上图LED为共阳极接法，还需接100左右限流电阻，SDA为数据端，接单片机P20，SCL为时钟端，接单片机P215总电路图根据各模块连接总的电路图如下6软件部分I2C协议总流程图1I2C起始与终止函数SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号；SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。I2C协议I2C起始函数I2C终止函数字节数据发送函数响应函数写控制字响应函数起始函数VOIDI2C_STARTVOID/定义I2C起始函数SDA1/SCL为高电平时，SDA由高电平变为低电平时为开始DELAYSCL1DELAYSDA0DELAYSCL0DELAY终止函数VOIDI2C_STOPVOID/定义I2C终止函数SDA0DELAY/SCL为高电平时，SDA有高电平变为低电平时为终止SCL1DELAYSDA1DELAY2字节传送与应答每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时，先传送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位（即一帧共有9位）。字节传送函数VOIDSEND_BYTEUNSIGNEDCHARZDATAUNSIGNEDCHARJSCL0FORJ0J/头文件DEFINE_NOP/空指令SBITSCLP21SBITSDAP20VOIDDELAY1UNSIGNEDINTTUNSIGNEDCHARIFORT0TFORI6425I0IVOIDDELAYVOID/定义延时函数_NOP_NOP_NOP_NOP_NOPVOIDI2C_STARTVOID/定义I2C起始函数SDA1/SCL为高电平时，SDA由高电平变为低电平时为开始DELAYSCL1DELAYSDA0DELAYSCL0DELAYVOIDI2C_STOPVOID/定义I2C终止函数SDA0DELAY/SCL为高电平时，SDA有高电平变为低电平时为终止SCL1DELAYSDA1DELAYVOIDACKVOID/响应函数UNSIGNEDCHARISCL1DELAYWHILESDA1I/红灯逐渐变暗WRITE_BYTEIDELAY11000MIEDELAY12000FORI0X7FI0X60I/绿灯逐渐变暗WRITE_BYTEIDELAY11000MIEDELAY12000FORI0X9FI0X80I/蓝灯逐渐变暗WRITE_BYTEIDELAY11000MIEDELAY15000FORI0X40I0X40IWRITE_BYTEIWRITE_BYTEI0X20WRITE_BYTEI0X40DELAY11000DELAY1200010参考文献新概念51单片机C语言教程电子工业出版社郭天祥著STC89C52芯片手册宏晶公司生产MAX232芯片手册美信公司生产NCP5623芯片手册安森美公司生产西安邮电大学电子工程学院专业课程设计过程考核表学生姓名白晨阳班级/学号光信1103/05113083承担任务实验室（单位）光信息科学与技术所在部门光电子技术系实施时间2013年10月08日2013年10月18日第一周集中讲解设计的目的及要求；介绍系统设计的一般方法和步骤；介绍部分器件及其应用；布置课程设计题目；分析设计中可能出现的问题。学生选题,查阅资料，设计电路教师准备器材、工具等，同时为学生检查电路设计、辅导答疑。学生完成原理图设计及接线图设计。教师审阅，开始发放元器件及工具。学生进行电路安装、调试；教师继续答疑并补发元器件。具体内容第二周学生继续安装调试；验收调试成功的学生。验收通过的学生整理、上交工具，写出设计报告；召开课程设计总结交流会，总结交流学生在课程设计中具有特色的设计思想和先进的调试方法。指导教师（师傅）姓名郝爱花职务或职称副教授学习态度认真一般不认真学习纪律全勤偶尔缺勤经常缺勤指导教师（师傅）对学生的评价实践能力很强一般较差指导教师（师傅）对学生专业知识或社会实践能力等情况的意见指导教师（师傅）签字年月日西安邮电大学电子工程学院专业课程设计成绩鉴定表学生姓名白晨阳班级/学号光信1103/05113083进行时间2013年10月08日2013年10月1