基于单片机的彩灯循环电路

1、中北大学课程设计说明书2012/2013学年第 1 学期  学 院：电子与计算机科学技术学院 专 业：电子科学与技术 学 生 姓 名：丰晓宁学 号：1006044216课程设计题目：基于单片机的彩灯循环电路 起 迄 日 期：2013年1月 2日 -2013年1月15日课程设计地点：电子科学与技术专业实验室指 导 教 师：文丰系主任：刘文怡    2013年1月 15日目 录1、 引言2、 课程设计目的3、 课程设计内容和要求4、 设计工作任务及工作量的要求5、 设计成果形式及要求6、 设计方案及过程1、 设计思路

2、2、用PROTUES绘制原理图以及对其仿真3、用PROTEL对器件生成PCB版图七、课程设计总结八、参考文献1、 引言1、单片机单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它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。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。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电脑配件中都配有1-2部单片机。 汽车上一般配备40多部

3、单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百台单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算的总和，甚至比人类的数量还要多。单片机的广泛应用是电子技术发展的一个标志，也是电子产品向智能化方向发展的必然趋势。所以作为一个电子技术从业人员，学好单片机是必备的基础！2、 Protues Protues软件是英国Labcenter electronics公司出版的EDA工具软件。它不仅具有其它EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。它是目前最好的仿真单片机及外围器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真软件)，从原理图布图、代码调试到单片机与外围电路协同仿真，一键切换

4、到PCB设计，真正实现了从概念到产品的完整设计。是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即将增加Cortex和DSP系列处理器，并持续增加其他系列处理器模型。在编译方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多种编译，所以本次实验采用Proteus仿真。3、 PROTELPROTEL是Altium公司在80年代末推出的EDA软件，在电子行业的CAD软件中，它当之无愧地排在众多EDA软件的前面，是电子设计者的首

5、选软件，几乎所有的电子公司都要用到它，许多大公司在招聘电子设计人才时在其条件栏上常会写着要求会使用PROTEL，故此，本次试验没有采用proteus进行版图绘制，而是采用了PROTEL.。4、 彩灯循环彩灯循环，顾名思义就是让一组彩灯按照设置好的顺序进行变化，应用非常广，比如广告牌，交通灯等，需要注意的是，循环时期间的间隔时间需要严格控制，这也是本次课设的重点所在，由于本次课程设计要求实现的彩灯相对简单，所以我用学过的C语言编了一个简易的程序，可以基本实现题目所给的要求。二、课程设计目的 1、掌握电子电路的一般设计方法和设计流程； 2、学习使用PROTEL软件绘制电路原理图及印刷板图； 3、掌

6、握应用EWB对所设计的电路进行仿真，通过仿真结果验证设计的正确性。 三、课程设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：使用80C51单片计实现彩灯循环电路，彩灯个数为8个。(1)L1、L2、L8依次点亮；(2)L1、L2、L8依次熄灭；(3)L1、L2、L8全亮、全灭。各时序间隔为0.5秒。让发光二极管按以上规律循环显示下去。 (4)整理设计内容，编写设计说明书。四、设计工作任务及工作量的要求包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等：(1)课程设计说明书；(2)电路原理图和印刷板图(3)仿真图形和仿真结果五、设计成果形式及要求(1)提交内容：课程设计说明书、电路原理图

7、和印刷板图、仿真图形和仿真结果。(2)基本要求：绘制出电路原理图和印刷板图，通过仿真验证设计正确性。六、设计方案及过程 1、设计思路(1)本次设计采用8051单片机的P1口连接LED灯，中间串联一个220欧姆的电阻来分压，防止击穿现象的发生。在最上面的LED灯上并联一个电压表来检测LED灯的导通电压降。运用循环函数可实现LED灯的依次点亮和熄灭，可是实现本次课程设计的目的。(2)时钟周期，也称为振荡周期（时钟周期就是单片机外接晶振的倒数，如12MHZ的晶振，它的时钟周期就是1/12us）,它是单片机中最基本的，最小的时间单位。在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。机器周期是单片机的基

8、本操作周期，在一个操作周期内，单片机完成一项基本操作，如取指令，存储器读/写等。它由12个时钟周期组成。本设计中时钟频率为12MHZ，采用 for循环的方法可以实现delay1ms的基准延时程序，在程序中用dela1ms函数调用体现，每一个变化调用一次delay1ms函数，则可实现任意延时的功能。 （3）本次设计采用KEY1，KEY2，KEY3，KEY4，4个独立按键来控制彩灯的循环模式,当按下KEY1按键的时候彩灯依次点亮，当按下KEY2按键的时候彩灯依次熄灭，当按下KEY3按键的时候彩灯全亮，当按下KEY4的时候彩灯全灭。很好的实现了设计的要求。 (4)设计的完整C语言程序如下： #inc

9、lude<reg51.h> #include<intrins.h> #define uchar unsigned char sbit key1=P30; sbit key2=P31; sbit key3=P32; sbit key4=P33; void delay1ms(unsigned int i) /1ms基准延时程序 unsigned char j; while(i-) for(j=0;j<115;j+) ; void main() int n; while(1) if(key1=0) delay1ms(10); if(key1=0) P1=0x7f;/01

10、11 1111 for(n=0;n<8;n+) P1=_crol_(P1,1); delay1ms(500); P1=0xff;/1111 1111 if(key2=0) delay1ms(10); if(key2=0) P1=0x80;/1000 0000 for(n=0;n<8;n+) P1=_crol_(P1,1); delay1ms(500); P1=0x00;/0000 0000 if(key3=0) delay1ms(10); if(key3=0) P1=0x00;/0000 0000 if(key4=0) delay1ms(10); if(key4=0) P1=0xf

11、f;/1111 1111 2、用Proteus绘制原理图以及对其仿真(1)运用Proteus绘制原理图 (2)运用PROTEUS仿真原理图 图（1） 彩灯依次点亮 图（2） 彩灯依次熄灭 图（3） 彩灯全部点亮3、用protel生成PCB版图（1）用protel绘制原理图 （2）、用protel生成PCB版图 七、课程设计总结在本次课程设计，主要是基于单片机来实现，自己以前也接触过一些单片机的知识，所以对单片机这一部分有一定的了解。但是对proteus软件和protel软件却是零基础，在运用的过程中遇到了好多的难题，自己通过上网查资料，去图书馆借书和请教同学才对这两个软件有了一点了解。要学好这两个经典软件还要需要自己以后付出更多的努力来学习！同时我也明白了我们学到的知识要学以致用，需要和实践相结合才能对知识有更好的掌握。在设计的过程中，调试程序，对原理图进行仿真都不是一次性就可以成功，需要耐心的找出其中的错误，一步步修改，直到得到正确的结果。加强了自己独立思考和解决问题的能力。八、参考文献 (1) 童诗白模拟电子技术基础北京：高等