单片机课程方案led流水灯方案报告

1、目录、八、前<1)1.1课题简介 <1)1.2设计目的<1)二、总体设计 <2)2.1设计思路<2)2.2原件清单<2)三、硬件设计 <3)3.1AT89C51<3)3.2系统框图 <5)<5)四、软件计 <5)设<6)电3.3程序框图 4.1硬件设计<6)4.2单片机时钟电<6)4.4控制路<7)4.3复位电路 4.5工作电路 <7)五、软件调试 <8)5.1设计要求 <8)5.2软件的流程图<9)5.3程序设计 <9)六、软件调试 <11)七、心得体会 <12

2、)八、参考文献 <13)第一章 前言1.1 课题简介 单片机全称叫单片微型计算机 Single Chip Microcomputer ） , 是一种集成在电路芯 片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM只读存储器ROM多种I/O 口和中断系统、定时器/计时器等功能 可能还包 括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D 转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。 目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪 迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工 业自动化过程

3、的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能 IC 卡，民用豪华轿车的 安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物 等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器 械以及各种智能机械了。单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空 航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴： 1. 在智 能仪器仪表上的应用 ：,例如精密的测量设备 2. 在工业控制中的应用 ：用单片机 可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。例如工厂流水线的智能化管理，电 梯智能化控制、各种报警系统，与计算机联网构成二级控制系统等。 3. 在家用

4、电器 中的应用可从手机，电话机、小型程控交换机、楼宇自动通信呼叫系统、列车无线 通信、再到日常工作中随处可见的移动电话，集群移动通信，无线电对讲机等。 5. 单片机在医用设备领域中的应用 ：例如医用呼吸机，各种分析仪，监护仪，超声诊 断设备及病床呼叫系统等等。 6. 在各种大型电器中的模块化应用 ：如音乐集成单 片机，看似简单的功能，微缩在纯电子芯片中 有别于磁带机的原理），就需要复杂 的类似于计算机的原理。 本设计着重在于分析计算器软件和开发过程中的环节和步骤，并从实践经验出发对 计算器设计做了详细的分析和研究。本系统就是充分利用了 8051芯片的 I/O 引脚。 系统以采用MCS-5係列单

5、片机Intel8051为中心器件来设计LED流水灯系统，实现 8个LED霓虹灯的左、右循环显示，并实现循环的速度可调。1.2 设计目的1. 学习基本理论在实践中综合运用的初步经验，掌握电路设计的基本方法、设计步 骤，培养综合设计与调试能力。2. 掌握汇编语言程序设计方法。3. 培养实践技能，提高分析和解决实际问题的能力。1.3设计任务及要求1 彩灯用8个发光二极管代替。2电路具有控制彩灯点亮右移、左移、全亮及全灭等功能用按键切换彩灯状态）3、彩灯两点移动时间间隔为0.5秒。二、总体设计思路2.1设计思路本课题使用AT89C51单片机时无须外扩存储器。因此，本流水灯实际上就是一 个带有八个发光二

6、极管的单片机最小应用系统，即为由发光二极管、晶振、复位、 电源等电路和必要的软件组成的单个单片机。如果要让接在P1.0 口的LED1亮起来，那么只要把P1.0 口的电平变为低电平就 可以了；相反，如果要接在 P1.0 口的LED1熄灭，就要把P1.0 口的电平变为高电 平；同理，接在P1.1P1.7 口的其他7个LED的点亮和熄灭的方法同LED1因 此，要实现流水灯功能，我们只要将发光二极管LEDLED8依次点亮、熄灭，8只LED灯便会一亮一暗的做流水灯了。同样的道理，可以让8个灯左移点亮，全亮、全灭。在此我们还应注意一点，因为人眼的视觉暂留效应以及单片机执行每条指令的 时间很短，我们在控制二

7、极管亮灭的时候应该延时一段时间，否则我们就看不到“流水”效果了。在此基础上，增加外扩设备，利用 74LS373和8255扩展成24个LED灯循环显 示。元件名称型号数量/个用途单片机AT89S511控制核心晶振12MHZ1晶振电路电容30pF2晶振电路电阻Respack88上位电阻电阻10k4开关电阻电阻10k1复位电路电源+5v1提供电源拨码开关BUTTON4发出信号数码管7SEG-MPX1-CC8显示电路22原件清单3.1AT89C51三、硬件设计1.芯片由 UNTITLEISISPROFESSIONA实验系统提供 <AT89C511）主要特性：与MCS-51兼容4K 字节可编程闪烁

8、存储器 寿命： 1000写/ 擦循环 数据保留时间： 10年 全静态工作： 0Hz 24Hz 三级程序存储器锁定128*8 位内部 RAM32 可编程 I/O 线5 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内震荡器和时钟电路2）管脚说明：电源引脚Vcc<40Vss<20脚）：典型值 5V。 脚）：接低电平。外部晶振XTAL1输入输出口引脚：、 XTAL2 分别与晶振两端相连接。P0口：I/OP1口：I/OP2口：I/OP3控制引脚：口：I/O双向口 双向口 双向口 双向口作输入口时，应先软件置 作输入口时，应先软件置 作输入口时，应先软件置 作输入口时，应先软件置”。”

9、。”。”。RST、 ALE/-PROG 、-PSEN、 -EA/Vpp 组成了MSC-51 的控制总线。RST<9脚）：复位信号输入端 <高电平有效）ALE/-PROG（30 脚）：地址锁存信号输出端。 第二功能：编程脉冲输入。-PSEN29 脚）：外部程序存储器读选通信号。-EA/Vpp（31 脚）：外部程序存储器使能端。第二功能：编程电压输入端+21V ）。3）AT89C51 单片机的 P 口特点：P0 口：是一个 8 位漏极开路输出型双向 I/O 端口。作为输出端口时， 每位能以吸收电流的方式驱动 8 个 TTL 输入，对端口写 1 时，又可作高 阻抗输入端用。在访问外部程序

10、或数据存储器时，它是时分多路转换的 地址 低 8 位） / 数据总线， 在访问期间将激活内部的上拉电阻。P1 口： P1 口是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。 P1 口 的输出缓冲器可驱动 吸收或输出电流方式） 4 个 TTL 输入。对端口写 1 时，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。 P2 口作 输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输 出一个电流 Iil ）。P2 口： P2 口是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。 P2 口 的输出缓冲器可驱动 吸收或输出电流方式） 4 个 TTL 输入。对端口写 1 时，通过内部的

11、上拉电阻把端口拉到高电位，这时可作输入口。 P2 口作 输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输 出一个电流 Iil ）。在访问外部程序存储器时和 16 位外部地址的外部 数据存储器 如执行MOVX DPTR时，P2 口送出高8位地址。在访问 8位地址的外部数据存储器如执行MOVX RI）时，P2 口引脚上的内容就是专用寄存器（SFR区中的P2寄存器的内容），在整个访问期间不 会改变。P3 口： P3 口是一个带有内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 端口。 P3 口 的输出缓冲器可驱动 吸收或输出电流方式） 4 个 TTL 输入。对端口写 1 时，通过内部的上拉电阻把端口

12、拉到高电位，这时可作输入口。P3 口作输入口使用时，因为内部有上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输 出一个电流 Iil ）。2）排阻的作用 所谓排阻就是若干个参数完全相同的电阻，它们的一个引脚都连到一 起，作为公共引脚。其余引脚正常引出。所以如果一个排阻是由 n 个电阻构成 的，那么它就有n+1只引脚，一般来说，最左边的那个是公共引脚。它在排阻 上一般用一个色点标出来。排阻一般应用在数字电路上，比如：作为某个并行 口的上拉或者下拉电阻用。使用排阻比用若干只固定电阻更方便。3. 2、系统框图图13. 3、程序框图4.1硬件设计硬件系统是指构成微机系统的实体和装置，通常由运算器、控制器、存储器、

13、 输入接口电路和输入设备、输出接口电路和输出设备等组成。单片机实质上是一个 硬件的芯片，在实际应用中，通常很难直接和被控对象进行电气连接，必须外加各 种扩展接口电路、外部设备、被控对象等硬件和软件，才能构成一个单片机应用系统。本设计选用以AT89S51单片机为主控单元。显示部分：8个LED灯循环亮灭4.2单片机时钟电路时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号，单片机本身就是一个复杂的同 步时序电路，为了保证同步工作方式的实现，电路应在唯一的时钟信号控制下 严格地按时序进行工作。在MCS-51芯片内部有一个高增益反相放大器，其输入端为芯片引脚XI,输出端为引脚X2,在芯片的外部跨接晶体振荡器和

14、微调电容，形成反馈电路，就构成了 一个稳定的自激振荡器。此电路采用12MHZ勺石英晶体。时钟电路如下图：33pF|卜C2仆33pF4.3复位电路电阻的作用是用于上电复位的，VCC以上电，因为电容两端电压不能突变，所以 RST上为高电平，然后电容放电，RST就为低电平了，还可以用手动复位，此 电路应用自动复位。a图34.4控制电路控制电路用于控制工作电路的工作情况，根据要求来控制电路，本电路的控制电 路用来控制流水灯的工作情况，当按下 1 2、3、4各个开关时，电路具有左移、右移、全亮、全没的功能，具体的控制电路如下:图44.5工作电路1）工作电路就是根据总的电路的指令，来反应工作情况。本电路的

15、流水灯电路具体的如下：VCC图52）根据各个模块的功能及他们的信号传输，连接电路如下:VCC10kGNDU1P0.0/ADXTAL2C39RSTP0.5/ADP0.6/ADP0.7/ADP0.1/AD1P0.2/ADP0.3/ADP0.4/ADCRYSTAL 1819 XTAL12 372 364 35_ 340 390 38丄C1 丄C2 30PF 丁 30PFX11nF2122P2.0/A822P2.1/AP2.2/A110kR10R1110kD1R12R1310k10kVCC29R2P3.5/TAT89C51PSENALEEAP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.

16、7220LED-YELLOWP2.3/A11P2.4/A1 P2.5/A13 26P2.6/A14 27P3.2/INTP3.37INTP3.4/T44123456783031P3.6/W幷P3.7/RD 1E2627 '28P2.7/A15P3.1/TXD14【1510P3.0/RXD11口五、软件设计5.1设计要求本系统的功能就时实现流水灯的循环点亮，主要有四个功能，第一，按下第一个 按钮，彩灯向上点亮循环，按下第二个，彩灯向下循环点亮，按下第三个，彩灯全 亮，按下第四个，彩灯全灭。彩灯用8个发光二极管代替。电路具有的控制彩灯点亮右移、左移、全亮及全灭的功能用按键切换彩灯状态，彩灯

17、两点移动时间间隔为0.5 秒。5.2、软件的流程图：G 0000Ho灯灯ORG 0移点O'亮30H、上 灯札移点覚置堆栈起始开始地址 台地址为i=r.60HMOV DTAB表首地址送入START1:JNB P0.0 丄 OOPJNB P0.2, LOOP3是否闭合JNB P0.1, LOOP2判断P0.2处开关是否闭合O。判断尸0.0处开关是否闭合JNB P0.3丄OOP4。判断P0.3处开关是否闭合AJMP START1如果没有开关闭合重新检测LOOP1: CLR A。累加器清零MOVC A,A+DPTR 。取数值表中的数CJNE: A,#11111111B,SHOW1。检查左移结束

18、标志AJMP STARTSHOW1: MOV P1,AACALL DELAYINC DPTRAJMP LOOP1LOOP2:MOV A,#09HMOVC A,A+DPTR左移结束重新检测开关状态将数据送到P1 口调用延时子程序取数据表指针指向下一数据继续查表取数据设定累加器的初始值取数值表中的数CJNE A,#00000000B,SH0W2。检查右移结束标志AJMP START。右移结束重新检查开关状态SHOW2: MOV P1,AACALL DELAYINC DPTRAJMP LOOP2LOOP3: MOV A,#08HMOVC A,A+DPTRMOV P1,AAJMP STARTLOOP4

19、: MOV A,#11HMOVC A,A+DPTRMOV P1,AAJMP STARTDELAY: MOV R0,#10 。D0: MOV R1,#200D1: MOV R2,#123NOPD2:DJNZ R2,D2DJNZ R1,D1DJNZ R0,D0RET将数据送到P1 口。调用延时子程序。取数据表指针指向下一数据。继续查表取数据设定累加器初始值。取数值表中的数。将数据送到 P1 口。全灭结束重新检测开关状态设定累加器初始值。取数值表中的数。将数据送到 P1 口。全灭结束重新检测开关状态延时一段时间子程序返回TAB:DB 11111110BDB 11111101BDB 11111011B

20、DB 11110111BDB 11101111BDB 11011111BDB 10111111BDB 01111111BDB 11111111BDB 01111111BDB 10111111BDB 11011111BDB 11101111BDB 11110111BDB 11111011BDB 11111101BDB 11111110BDB 00000000BEND 。程序结束六、软件调试软件调试一般分为以下四个阶段： 1、编写程序并查错； 2、在汇编语言的编译系 统中编译源程序 3、对程序进行编译连接，并及时发现程序中存在的错误； 4、改正 错误。在软件调试过程中，对出现的错误进行了认真的分析

21、和修改，多次调试成功后， 能够很好的达到既定的设计效果。此系统可以改进为可以通过对开关的调节来控制流水灯电路具有控制彩灯点亮右 移、左移、全亮及全灭等功。七、心得体会经过一段时间的努力，我们顺利的完成了这次单片机课设。这是一个磨练意志的 过程。从课题的选择开始，计算器的设计、硬件和软件系统的设计、到最后的 Proteus 软件仿真完成，这其中经历了很多困难，但是更重要的是在这个过程中我得 到了很大的锻炼。一方面通过 C51单片机等一些器件的设计让我学习和掌握了单片机 技术的基础知识和技术要点，也使以前学的很多知识都得到了运用；另一方面在用 Proteus软件画电路图时，然后再转换成一维的 WOR中进行编辑，这个过程中让我掌 握了计算机辅助的设计技术。当然，这是一个需要不断的尝试，不断的校核，不断的 修改，最后完成一个合理的设计的过程。需要的是细心和耐心。在很大程度上培养了 我拼搏的工作精神。使我受益匪浅，更加明确了自己专业的方向通过本次课设，我不仅学到了关于单片机技术方面的许多专业知识，同时也让我 感觉到团队合作的重要性。其实如何有效和快速的找到资料也是课设给我的启发，利 用好图书馆和网络，是资源的