朱星亮的毕业论文

1、毕 业 设 计（论 文）课题：单片机控制节日彩灯的设计专 业 机电一体化 学生姓名 朱星亮 班 级 机电一体化专科12 学 号 120102133 指导教师 魏建玮 _ 完成日期 _2015.5.30_摘要： 在国内，大部分城市使用的彩灯控制器大都是单一循环的，所以因为其形式单一，造成特别严重的能源浪费。即不利于使用又不方便，有被淘汰的趋势。取而代之的新一代控制器，单片机功能实现的控制器，其可供选择的功能更多，所以人们已经开始研究基于单片机，芯片处理技术方面的循环彩灯控制器，并且有些地方已经开始试行。本设计采用AT89C51单片机为设计核心，由控制模块，LED模块，时钟电路组成。LED采用不同

2、顺序的控制，实现不同方式的闪烁，按键的控制可以使彩灯实现不同功能的变化，该系统具有体积小，能耗低，应减少，结构简单，操作简单灯优点。关键词：彩灯；AT89C51单片机；循环点亮The design of the Lantern Festival Lantern Festival摘要： 在国内，大部分城市使用的彩灯控制器大都是单一循环的，所以因为其形式单一，造成特别严重的能源浪费。即不利于使用又不方便，有被淘汰的趋势。取而代之的新一代控制器，单片机功能实现的控制器，其可供选择的功能更多，所以人们已经开始研究基于单片机，芯片处理技术方面的循环彩灯控制器，并且有些地方已经开始试行。本设计采用AT89

3、C51单片机为设计核心，由控制模块，LED模块，键盘模块组成。LED采用不同顺序的控制，实现不同方式的闪烁，按键的控制可以使彩灯实现不同功能的变化，该系统具有体积小，能耗低，应减少，结构简单，操作简单灯优点。Abstract: in the domestic, most of the city used the lantern controller are mostly single cycle, so because of its form is single, resulting in special serious energy waste. That is not conducive

4、to the use and inconvenient, there are the trend of elimination. Instead of a new generation of controller, function of the MCU controller, which can choose the function more, so people have begun to study based on single chip, chip processing technology of circular lights controller, and in some pl

5、aces have started on a trial basis. This design uses AT89C51 microcontroller as the core of the design, from the control module, LED module, keyboard module. Led by different sequence of control, to achieve different ways of flashing, buttons can be so as to achieve the lights of different functiona

6、l changes, the system has small volume, low energy consumption, should be reduced and has the advantages of simple structure, simple operation lamp has the advantages.关键词：彩灯；AT89C51单片机；循环点亮Keywords: Lantern; AT89C51 MCU; cycle light目录1摘要.22 设计 2.1需求分析.42.2功能模块分析和方案设计.43硬件电路 3.1元件参数的选择.5 3.2单片机引脚说明.6

7、 3.3硬件电路设计.8 3.4硬件电路的组装.84软件设计 4.1彩灯控制要求.9 4.2程序设计.9 4.3程序的编译 4.3.1编译软件keil的介绍.12 4.3.2编译的步骤.13 4.3.3编译的结果.135程序的仿真5.1 Proteus软件介绍.145.2 操作步骤.155.3 仿真结果.15 5.4仿真结果分析.166心得体会.167 参考文献.172设计分析2.1市场需求基于单片机的LED彩灯相比较传统的LED彩灯，有着很大的优势，它色彩丰富能够表达出更多的信息，在国内，大部分城市使用的彩灯控制器大都是单一循环的，所以因为其形式单一，造成特别严重的能源浪费。即不利于使用又不

8、方便，有被淘汰的趋势。取而代之的是新一代的单片机功能实现的控制器，相比较传统控制器，单片机控制器更适合在城市中推广使用。LED彩灯拥有更丰富的灯光色彩，造价低廉以及简单的控制扥个特点，从而得到了广泛的应用。目前市场上大部分的LED彩灯彩灯控制器多数由硬件电路来实现。其电路复杂，功能单一，可靠性不高，制成品只能按照厨师的模式完成点亮闪烁，根本无法根据场合和时间来实现各种变化，无法满足当代现代化的社会需求。切这种彩灯控制器通常有很多控制器，负责的电路，能源使用率不高灯缺点。因此，非常有必要对现有的彩灯控制器进行现代化改造，和市面上大部分的LED彩灯比较来说，和仲裁等能实现更加灵活的闪烁方式，性价比

9、更高，能满足当代人的现代化需求。2.2功能模块分析和方案设计 本设计是基于AT89C51单片机的LED彩灯控制设计，引见电路设计包括基于AT89C51单片机的最小核心控制系统电路，LED彩灯模块，时钟电路和电源电路。软件电路包括LED彩灯的控制，时钟电路对LED颜色和频率的控制，最后两者统一结合，完成设计。单片机作为控制核心，由正五符电源供电，根据需求，可在主控模块上P3口的借口对彩灯进行控制。3硬件设计单片机又称单片微控制器,它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。相当于一个微型的计算机，和计算机相比，单片机只缺少了I/O设备。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机

10、。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。单片机的使用领域已十分广泛，如智能仪表、实时工控、通讯设备、导航系统、家用电器等。各种产品一旦用上了单片机，就能起到使产品升级换代的功效，常在产品名称前冠以形容词“智能型”，如智能型洗衣机等3.1.元件参数的选择发光LED（* 8）：传导只，只从正极电流流过时之前就开始发射良好的光，在额定电压约为2V，为10mA的额定电流。功能：与氖和白炽灯泡相比，发光二极管的特征在于：一个低工作电压（有的只是几伏）;工作电流非常小（有的毫安只有零点几可亮）;冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命

11、长;通过力由电流调制可以很容易地调节发光强度。由于这些特点，发光二极管作为许多光电控制装置的光源，该信号被用作在许多电子设备的屏幕。注：LED的正常工作必须由两个原则，一个引脚连接顺序遵守，二是与相关性2.电阻（22010k的* 8 + 1）：R =（5V-2V）/10毫安=300，而根据电路尺寸的特点是基于300电阻，考虑到目前的情况，我选择了220。3. SCM：AT89C514.芯片插座，方便取放芯片编程，芯片可重复使用上千次，擦除芯片的更换过程。5.电解电容（10F* 1）引脚复位，则必须区分正负极看好其正电源电压，正负极电压连接，不能颠倒，否则会损坏冷凝器。6.陶瓷电容器（22F*

12、2）：晶体引脚，没有正和负。7.水晶（12M * 1）8.电源：AT89C51单片机的工作电压为5V电压试验可以4.5至5。9.关键注：有三种方式来选择电源一个USB计算机端口B，通过手机或MP3充电欧洲（5.5V）C，三节AA电池3.2 MCU引脚说明1，电源引脚VCC：电源电压。 GND：接地。2，P0口：P0口是一个8位漏极开路双向I / O端口，每个引脚可被吸收8TTL栅极电流。当首次P0口销写1，它被定义为高输入阻抗。 P0可以用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低8位。当FIASH编程，P0口作为原码数据检验FIASH，原码P0输出时，则P0必须连接到外部上拉电阻。P

13、1口：P1口是一个内部上拉电阻，提供8位双向I / O口，P1口接收缓冲区输出电流门4TTL。写1 P1口销，内部上拉后，可作为输入，P1口被拉出低输出电流，这是由于因内部上拉的。当FLASH编程和验证，P1端口地址来接收低至八强。端口P2端口P2是8位双向I / O端口P2可以接收缓冲区，输出4个TTL门电流，上拉内阻，当我在写“1”的P2，引脚是在内部电阻拉，并作为输入。因此作为输入，P2端口引脚拉出低电流输出。这是因为，由于内部上拉。当外部程序存储器或数据的16位外部存储器地址P2口被访问时，P2输出端口地址的高八位。当给定的地址为“1”，它利用内部上拉优势，当读写，P2，其特殊功能的生

14、产记录外部地址数据存储器的八强。 P2口的高八位地址接收信号和控制信号FLASH编程和验证过程中。端口P3：P3是端口引脚上拉电阻8内部双向I / O端口接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”，它们被吸入的顶端，并作为输入。作为输入，外部下拉低，P3口输出电流（ILL）这是由于恩上拉。3，复位引脚RST：恢复数据。当振荡器复位设备，以节省时间RST引脚为高电平两个机器周期。4，控制销ALE / PROG：访问外部存储器时，地址锁存器，以允许输出电平来解决低字节锁存。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE结束恒定频率脉冲输出周期信号，振荡器频率1/6的频率。因此，它可

15、用于时间或外部输出脉冲。但是要注意，就是：当作为外部数据存储器使用一ALE脉冲被跳过。如果你想关闭ALE输出，可设置为0 SFR8EH地址。在这一点上，ALE为仅在MOVX的实施，MOVC指令是ALE工作。此外，销稍微拉动。如果外部ALE芯片禁止执行状态，设置无效。 / EA / VPP：当/ EA在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH）保持为低，然后，无论是否有一个内部程序存储器。注意，加密复位1点，/ EA将被从内部封闭;当/ EA保持高端，这里的内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。发光LED（* 8）：传导只，只从正极电流流过时之前就开

16、始发射良好的光，在额定电压约为2V，为10mA的额定电流。功能：与氖和白炽灯泡相比，发光二极管的特征在于：一个低工作电压（有的只是几伏）;工作电流非常小（有的毫安只有零点几可亮）;冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长;通过力由电流调制可以很容易地调节发光强度。由于这些特点，发光二极管作为许多光电控制装置的光源，该信号被用作在许多电子设备的屏幕。注：LED的正常工作必须由两个原则，一个引脚连接顺序遵守，二是与相关性2.电阻（22010k的* 8 + 1）：R =（5V-2V）/10毫安=300，而根据电路尺寸的特点是基于300电阻，考虑到目前的情况，我选择了220。3. SCM：AT89C514.

17、芯片插座，方便取放芯片编程，芯片可重复使用上千次，擦除芯片的更换过程。5.电解电容（10F* 1）引脚复位，则必须区分正负极看好其正电源电压，正负极电压连接，不能颠倒，否则会损坏冷凝器。6.陶瓷电容器（22F* 2）：晶体引脚，没有正和负。7.水晶（12M * 1）8.电源：AT89C51单片机的工作电压为5V电压试验可以4.5至5。9.关键注：有三种方式来选择电源一个USB计算机端口B，通过手机或MP3充电欧洲（5.5V）C，三节AA电池3.2 MCU引脚说明1，电源引脚VCC：电源电压。 GND：接地。2，P0口：P0口是一个8位漏极开路双向I / O端口，每个引脚可被吸收8TTL栅极电流

18、。当首次P0口销写1，它被定义为高输入阻抗。 P0可以用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的低8位。当FIASH编程，P0口作为原码数据检验FIASH，原码P0输出时，则P0必须连接到外部上拉电阻。P1口：P1口是一个内部上拉电阻，提供8位双向I / O口，P1口接收缓冲区输出电流门4TTL。写1 P1口销，内部上拉后，可作为输入，P1口被拉出低输出电流，这是由于因内部上拉的。当FLASH编程和验证，P1端口地址来接收低至八强。端口P2端口P2是8位双向I / O端口P2可以接收缓冲区，输出4个TTL门电流，上拉内阻，当我在写“1”的P2，引脚是在内部电阻拉，并作为输入。因此作为输

19、入，P2端口引脚拉出低电流输出。这是因为，由于内部上拉。当外部程序存储器或数据的16位外部存储器地址P2口被访问时，P2输出端口地址的高八位。当给定的地址为“1”，它利用内部上拉优势，当读写，P2，其特殊功能的生产记录外部地址数据存储器的八强。 P2口的高八位地址接收信号和控制信号FLASH编程和验证过程中。端口P3：P3是端口引脚上拉电阻8内部双向I / O端口接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”，它们被吸入的顶端，并作为输入。作为输入，外部下拉低，P3口输出电流（ILL）这是由于恩上拉。3，复位引脚RST：恢复数据。当振荡器复位设备，以节省时间RST引脚为高电平两个机器周期。4，控

20、制销ALE / PROG：访问外部存储器时，地址锁存器，以允许输出电平来解决低字节锁存。在FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。在平时，ALE结束恒定频率脉冲输出周期信号，振荡器频率1/6的频率。因此，它可用于时间或外部输出脉冲。但是要注意，就是：当作为外部数据存储器使用一ALE脉冲被跳过。如果你想关闭ALE输出，可设置为0 SFR8EH地址。在这一点上，ALE为仅在MOVX的实施，MOVC指令是ALE工作。此外，销稍微拉动。如果外部ALE芯片禁止执行状态，设置无效。 / EA / VPP：当/ EA在此期间外部程序存储器（0000H-FFFFH）保持为低，然后，无论是否有一个内部程序存

21、储器。注意，加密复位1点，/ EA将被从内部封闭;当/ EA保持高端，这里的内部程序存储器。在FLASH编程期间，此引脚也用于施加12V编程电源（VPP）。5，时钟引脚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。3.3硬件电路设计上面 电路图的电解电容接反了3.4硬件电路的组装硬件电路的组装采用学校提供试验台进行组装，该试验台操作简单实用性强。只需按照电路图接上相应的器件即可，最后由电脑下载到单片机相应的程序就可完成调试。 4软件设计发展的MCU，除了必要的设备，软件不能分离，语言的汇编源代码转换成用于能够以两种方式来执行一个CPU的机器码，一种

22、是手工组装，另一种是一个汇编机器已经很少使用编译手动方法。组装机的源代码汇编成机器代码软件MCS-51单片机汇编软件A51年初，随着技术的单芯片的发展，通过广泛使用的语言组装使用越来越多的高层次语言开发，供应链管理软件的开发也在不断发展。4.1彩灯闪烁要求：按下SB1，八盏灯从D0向D7依次闪烁，然后从D7向D0依次闪烁，循环10个周期自动停止；按下SB2，从两边向中间闪烁，然后从中间向两边闪烁，循环10个周期自动停止。不论哪种循环期间按下停止按钮SB0也停止。4.2程序设计：ORG 0000H/停止状态SB0 :ORL P1,#11111111B ORL P3,#11111111BLOOP

23、:JNB P3.5,SB0 JNB P3.6,SB1 JNB P3.7,SB2 AJMP LOOP /流水灯循环一SB1: MOV R0,#0AHH1: MOV P1,#0FEH MOV R1,#07H MAIN1: MOV A,P1 RL A MOV P1,A JNB P3.5,SB0 /用于随时进入停止状态 LCALL DL JB P3.5,SB0 /用于随时进入停止状态 DJNZ R1,MAIN1 H2: MOV P1,#7FH MOV R2,#07H MAIN2: MOV A,P1 RR A MOV P1,A JNB P3.5,SB0 /用于随时进入停止状态 LCALL DL JB P

24、3.5,SB0 /用于随时进入停止状态 DJNZ R2,MAIN2 DJNZ R0,H1 AJMP SB0/流水灯循环二SB2: MOV R3,#0AH H3: MOV A,#7EH MOV R4,#03H MAIN3: MOV P1,A JNB P3.5,SB0 /用于随时进入停止状态 LCALL DL JNB P3.5,SB0 /用于随时进入停止状态 MOV R6,A ORL A,#0F0H RL A XCH A,R6 ORL A,#0FH RR A ANL A,R6 DJNZ R4,MAIN3 H4: MOV A,#0E7H MOV R5,#03H MAIN4: MOV P1,A JNB

25、 P3.5,SB0 /用于随时进入停止状态 LCALL DL JNB P3.5,SB0 /用于随时进入停止状态 MOV R7,A ORL A,#0F0H RR A XCH A,R7 RL A ANL A,R7 DJNZ R5,MAIN4 DJNZ R3,H3 AJMP SB0 /延时子程序 DL: MOV R7,#0FFHD1: MOV R6,#0FFHD2: DJNZ R6,D2 DJNZ R7,D1 RET END4.3程序的编译4.3.1编译软件keil的介绍KEIL软件开发是最流行的软件MCS-51系列单片机，这是近年来通过各种模拟器供应商都宣布完全支持Keil公司就可以看出。 Kei

26、l公司提供了包括C编译器，宏汇编全面发展计划，连接器，库管理器和一个功能强大的仿真调试器等，通过一个集成开发环境（Uvision）拼凑他们。运行Keil的软件需要Pentium或更高的CPU，16MB RAM或更高，在20万以上的可用硬盘空间，操作系统WIN98，NT，WIN2000，WINXP。 KEIL C51 Keil公司是一家美国公司生产的单片机C语言开发软件系列兼容，相比汇编51系统，C语言的功能，具有明显的优势在结构，可读性，可维护性等易使用。 Keil公司提供了包括C编译器，宏汇编器，连接器，以及一个强大的管理数据库包含的Keil C51 Keil公司是一家美国公司生产的51单片

27、机C语言系统的软件开发严重相比汇编，C语言在功能上兼容，具有明显的优势在结构，可读性，可维护性，并很容易使用。 Keil公司提供了包括C编译器，宏汇编全面发展计划，连接器，库管理器和一个功能强大的仿真调试器等，通过一个集成开发环境（的Vision）这些碎片拼凑起来。4.3.2编译的步骤：第1步：打开Keil uVision2/3第2步：新建工程project->new project将弹出 creat new project框，写入工程名称， 点击确定后 弹出芯片选择项，选AT89C51”第3步：新建文件。file-new将弹出一个文本框，写入上文程序 file-save弹出框save

28、as 填写你要保存的文件名。带上后缀.a第4步：加载程序。把我们编写的a文件加载进入看到左边 source group1，点击右键，选择倒数第四项 “add files.”进入add框，选择你刚才保存的a文件第5步：编译。右边 target 1 右键弹出框，找到output，再找到creat hex file:前面复选框选中 OKproject-build target或者按F7或者看到上面图标（一个图标有两个方向向下的箭头）第6步：完成编译4.3.3编译结果：5程序的仿真5.1Proteus软件介绍：变形杆菌是EDA工具软件的英国实验室中心电子公司出版物（软件分销奶牛广州电子科技有限公司风向标）。它不仅具有EDA软件工具等仿真功能，而且还模拟微控制器和外围设备。这是很好的单片机仿真工具和外围设备。虽然内部推广刚刚起步，但已经单片机爱好者，教师从事教学SCM，供应链管理致力于利于发展和科学技术工作者的应用。变形杆菌是全球领先的EDA工具（软件模拟），从原理图，代码调试MCU外围电路协同仿真，一键开关设计PCB设计从概念到产品完整的真。县是唯一的仿真软件，PCB设计软件和模型三重虚拟仿真设计软件平台，支持处理器的机型ITS 8051，HC11，PIC1