基于at89s52單片機(jī)的簡(jiǎn)易循環(huán)彩燈設(shè)計(jì)

1、<p>　　基于AT89S52單片機(jī)的簡(jiǎn)易循環(huán)彩燈控制設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　緒 論1</b></p><p><b>　　1項(xiàng)目分析1</b></p><p>　　1.1 需求分析1</p>

2、<p>　　1.2 功能模塊分析2</p><p>　　1.2.1 系統(tǒng)模塊圖2</p><p>　　1.2.2 外部時(shí)鐘電路2</p><p>　　1.2.3 復(fù)位電路2</p><p>　　1.2.4 LED驅(qū)動(dòng)電路3</p><p>　　1.2.5 最小系統(tǒng)電路3</p>

3、<p>　　1.3 方案設(shè)計(jì)4</p><p>　　1.3.1 設(shè)計(jì)方案比較及選擇4</p><p>　　1.3.2 可行性分析4</p><p>　　1.3.3 難點(diǎn)分析及解決方法4</p><p>　　1.4 技術(shù)性能指標(biāo)5</p><p>　　1.4.1基本要求：5</p>

4、<p>　　1.4.2 彩燈閃爍花型5</p><p><b>　　2 硬件設(shè)計(jì)5</b></p><p>　　2.1 總體電路圖5</p><p>　　2.2 電路的工作原理6</p><p>　　2.3 元器件及其參數(shù)選擇6</p><p>　　2.4 PCB板的制作8&

5、lt;/p><p><b>　　2.5焊接組裝8</b></p><p><b>　　3 電路調(diào)試9</b></p><p>　　3.1 靜態(tài)調(diào)試9</p><p>　　3.2 通電調(diào)試9</p><p>　　3.3 故障分析與排除9</p><p&

6、gt;<b>　　4 軟件設(shè)計(jì)10</b></p><p>　　4.1 程序設(shè)計(jì)10</p><p>　　4.2 程序功能模塊的劃分10</p><p>　　4.3 程序框架圖10</p><p>　　4.4 軟件程序：10</p><p>　　4.4 程序調(diào)試13</p>

7、;<p>　　4.5 系統(tǒng)仿真13</p><p>　　4.6 設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)價(jià)14</p><p><b>　　5 結(jié)語14</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)16</b></p><p><b>　　附錄:17</b></p>&

8、lt;p><b>　　致謝18</b></p><p>　　基于AT89S52單片機(jī)的簡(jiǎn)易循環(huán)彩燈控制設(shè)計(jì)</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　在當(dāng)代生活里，人們對(duì)生活燈飾品的要求越來越高，這樣無疑使得各種彩燈成為了最日常生活中不可缺少的裝飾品，它不僅能美化都市環(huán)境，渲染生活氣氛，還可

9、將其用于各種娛樂場(chǎng)所和電子玩具中。現(xiàn)以本畢業(yè)設(shè)計(jì)為例進(jìn)行分析與設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易的可編程的循環(huán)彩燈控制電路很多，其組合的方式和運(yùn)用的集成塊的種類及數(shù)目更是多種多樣，而且還有專門的可編程[9]循的各種復(fù)雜程度的循環(huán)彩燈控制電路模塊。市場(chǎng)上及大多數(shù)的彩燈都是運(yùn)用各種數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)的，但本畢業(yè)設(shè)計(jì)在考慮到制作簡(jiǎn)易程度及成本的前提下， 由于單片機(jī)具有集成度高、功耗低、運(yùn)行可靠性強(qiáng)、體積并不大、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn) , 所以特意地運(yùn)用了單片機(jī)、LED等優(yōu)點(diǎn)及技術(shù)

10、，來實(shí)現(xiàn)對(duì)各種形式不一的各色彩燈的自動(dòng)簡(jiǎn)易控制。</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)以AT89S52單片機(jī)[2] 為主要的控制核心，各電路都采用模塊化的設(shè)計(jì)方法，運(yùn)用各色LED彩燈、普通按鍵等組成主要電路，運(yùn)用可編程循軟件在按鍵的控制下實(shí)現(xiàn)對(duì)彩燈循環(huán)點(diǎn)亮花樣及模式進(jìn)行選擇，從而達(dá)到每個(gè)不同需求的人對(duì)設(shè)計(jì)出來的成品的要求。本畢業(yè)設(shè)計(jì)具有體積小、電子元器件少、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易及操作方便等優(yōu)點(diǎn)。</p><

11、p>　　關(guān)鍵詞：AT89S52單片機(jī)；數(shù)字電路[4]；循環(huán)燈； LED</p><p>　　Simple cycle lights AT89S52 microcontroller-based control designs</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In modern life, peopl

12、e living lights jewelry have become increasingly demanding, this would no doubt make a variety of lights has become the most indispensable everyday decorations, it can not only beautify the urban environment, rendering t

13、he atmosphere of life, but also to for a variety of entertainment and electronic toys. The graduation project is now an example to analyze and design simple programmable loop control circuit Lantern many combinations of

14、types and numbers of the manifold ways </p><p>　　The graduation project AT89S52 microcontroller as the main control center, all circuits are designed using a modular approach, the use of colored LED lights,

15、buttons and other components common main circuit, the use of programmable through software implementation cycle under the control of the lantern keys lighting patterns and mode selection, to achieve the different needs o

16、f each person, the finished design requirements. The graduation design has a small, small electronic components, circuit s</p><p>　　Key words: AT89S52 machines；Digital circuits；Lights； LED</p><p&g

17、t;<b>　　緒 論</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種主要由AT89S52單片機(jī)組成的簡(jiǎn)易的可編程的循環(huán)彩燈控制設(shè)計(jì)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)LED彩燈發(fā)亮模式及花樣的控制。本畢業(yè)設(shè)計(jì)是將單片機(jī)[1] P0口和P2口作為16路LED彩燈的輸出端口（提供+5V工作電源），且主控單片機(jī)是AT89S52單片機(jī)（提供+5V工作電源），在主控電路模塊上還包含振蕩電路和復(fù)位電路。本畢業(yè)設(shè)計(jì)的整個(gè)控制模塊

18、由軟件控制，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)者可以通過主控模塊（單片機(jī)）上P3口的按鍵對(duì)正在工作的已編寫好的若干種亮燈模式的LED彩燈進(jìn)行花樣控制。</p><p>　　該畢業(yè)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)[2]原理比較簡(jiǎn)易, 其主要設(shè)計(jì)原由是利用單片機(jī)的可編程控制原理, 由硬軟件兩大部分組成。其硬件包括主控CPU-AT89S52 單片機(jī)、I/ O 接口及其擴(kuò)展、EPROM及其擴(kuò)展、各色小功率LED彩燈等幾個(gè)部分。軟件部分由主程序及各子程序構(gòu)成

19、。</p><p>　　由于軟件控制程序存儲(chǔ)在AT89S52單片機(jī)中的可進(jìn)行電擦除的Flash閃存EPROM中，如果設(shè)計(jì)者需要改變LED彩燈發(fā)亮的花樣，不需要更改已設(shè)計(jì)好的硬件電路[5]，只需修改存儲(chǔ)在主控芯片中AT89S52單片機(jī)中的程序即可，是一種及有發(fā)展前景的可編程的循環(huán)彩燈控制裝置。</p><p><b>　　1 項(xiàng)目分析</b></p>&l

20、t;p><b>　　1.1 需求分析</b></p><p>　　在經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速的21世紀(jì)里， 人們對(duì)周圍環(huán)境的要求也越來越高，渴望生活在一個(gè)燈光奪目的的環(huán)境中享受美好生活，使得人生不那么單調(diào)寂寞。各種循環(huán)彩燈（即各種霓虹燈）也因此產(chǎn)生了，人們運(yùn)用各種簡(jiǎn)易的可編程的循環(huán)彩燈來裝飾街道、房屋建筑和咖啡屋等已經(jīng)成為一種時(shí)尚。尤其是現(xiàn)在的90后為追求時(shí)尚，在他們的摩托車、自行車都安裝了各種彩

21、燈，給愛車裝上閃燈后時(shí)尚又拉風(fēng)。與此同時(shí)，各種手機(jī)裝飾燈、風(fēng)箏裝飾彩燈也成為了時(shí)尚，都是為了使自己的愛物更加光彩奪目。據(jù)此可知，“彩燈族”正風(fēng)靡社會(huì)生活各個(gè)角落，這樣使得LED彩燈市場(chǎng)需求正日益上升，極具競(jìng)爭(zhēng)力。各種簡(jiǎn)易的可編程[11]的循環(huán)彩燈在當(dāng)今生活中無處不在，從而給企業(yè)帶來了許多商業(yè)機(jī)遇。</p><p>　　LED彩燈由于其具有多種燈光色彩，價(jià)格低廉以及易于控制等特點(diǎn)而得到人們的廣泛青睞。目前，市場(chǎng)上絕

22、大多數(shù)的LED循環(huán)彩燈控制器都是由全硬件電路（即由多種模擬電子元器件組成的電路[3]）實(shí)現(xiàn)的。無疑，這樣的電路穩(wěn)定性不高、功耗大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且功能單一，制成成品后只能按照單一固定的模式運(yùn)行閃亮，無法滿足客戶根據(jù)不同場(chǎng)合或不同時(shí)間段的需要來調(diào)節(jié)彩燈發(fā)亮的時(shí)間、模式、閃爍頻率等基本要求。這種彩燈控制器結(jié)構(gòu)具有大功率芯片多、電路較為復(fù)雜、系統(tǒng)穩(wěn)定性不高等缺點(diǎn)。除此之外，從工作的功能及效果上看，亮燈模式少且花樣比較單調(diào)，用戶可操作幾乎沒有，無法達(dá)

23、到用戶所需要的效果。因此，需要我們對(duì)現(xiàn)有的霓虹燈控制器進(jìn)行必要的改進(jìn)。與大多數(shù)現(xiàn)有的LED彩燈相比，該種簡(jiǎn)易的可編程[12]的循環(huán)彩燈具有變化新穎的點(diǎn)亮花樣，性價(jià)比更高，與市面上的普通的全硬件控制的LED彩燈相比具有更好的裝飾效果和經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　1.2 功能模塊分析</p><p>　　1.2.1 系統(tǒng)模塊圖</p><p><b>　　

24、圖1.1 系統(tǒng)模塊</b></p><p>　　1.2.2 外部時(shí)鐘電路</p><p>　　XTAL2（即18）引腳和XTAL1（即19）引腳接外部時(shí)鐘電路，XTAL1（即19）引腳接外部晶振及電容的一個(gè)腳， XTAL2（即18）引腳接外部晶振及電容的另一端。</p><p>　　外部時(shí)鐘電路是在XTAL1和XTAL2引腳之間接入晶振及2個(gè)諧振電容并于

25、片內(nèi)時(shí)鐘電路一起構(gòu)成振動(dòng)電路。這里我們一般選用12MHZ的晶振作為內(nèi)部時(shí)鐘電路的振蕩頻率，諧振電容我們一般采用22—30pF的陶瓷片電容，此畢業(yè)設(shè)計(jì)我們選用的是30pF。時(shí)鐘電路圖如下圖1.2所示：</p><p><b>　　圖1.2時(shí)鐘電路</b></p><p>　　1.2.3 復(fù)位電路</p><p>　　RST（即9）引腳為單片機(jī)主控

26、系統(tǒng)復(fù)位輸入端，接上電容、電阻及開關(guān)后夠上電復(fù)位電路，VCC(即40)引腳為電源端（接+5V），GND（即20）引腳為接地端。復(fù)位電路實(shí)際上是對(duì)單片機(jī)的進(jìn)行初始化操作，從而使片內(nèi)部各寄存器都處于初始狀態(tài)。復(fù)位電路有兩種方式：一種是上電復(fù)位，另一種是按鍵電平復(fù)位，本畢業(yè)設(shè)計(jì)采用的是按鍵電平復(fù)位（即手動(dòng)復(fù)位）的方式。所選復(fù)位電路如下圖1.3所示：</p><p><b>　　圖1.3復(fù)位電路</b&g

27、t;</p><p>　　1.2.4 LED驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　LED驅(qū)動(dòng)電路由16個(gè)電阻、16個(gè)LED和一個(gè)電源組成。LED驅(qū)動(dòng)電路是本畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要展示部分，系統(tǒng)的重要功能及效果都有此模塊展示出來。由于單片機(jī)的吸電能力比輸出能力強(qiáng)，所以我選擇的是LED彩燈共陽極的接法。其模塊電路圖如下圖1.4所示：</p><p>　　圖1.4 LED驅(qū)動(dòng)電路<

28、/p><p>　　1.2.5 最小系統(tǒng)電路</p><p>　　單片機(jī)主控模塊外圍電路的最小系統(tǒng)實(shí)際上是由外部時(shí)鐘振蕩電路和外部復(fù)位電路以及提供能量的電源組成。它是保證單片機(jī)能夠正常工作的最小組成單位，其模塊組成電路圖如下圖1.5所示：</p><p>　　圖1.5 單片機(jī)最小系統(tǒng)</p><p><b>　　1.3 方案設(shè)計(jì)</

29、b></p><p>　　1.3.1 設(shè)計(jì)方案比較及選擇</p><p>　　在設(shè)計(jì)之初，我準(zhǔn)備了兩套設(shè)計(jì)方案：第一，是以MSP430單片機(jī)為主控模塊設(shè)計(jì)一個(gè)由音樂和按鍵兩種獨(dú)立方式分別來控制彩燈閃爍模式并通過LCD12864顯示發(fā)光彩燈個(gè)數(shù)的較為復(fù)雜的循環(huán)彩燈控制方案；第二，是以AT89S52單片機(jī)為主控模塊設(shè)計(jì)一個(gè)只有按鍵獨(dú)立彩燈閃爍模式且不帶LCD12864顯示模塊的簡(jiǎn)易循環(huán)彩

30、燈控制方案。但在最終確定設(shè)計(jì)方案的時(shí)候，我在綜合到所懂的知識(shí)深度和設(shè)計(jì)成本的條件下，我最終選擇了第二套方案。</p><p>　　1.3.2 可行性分析</p><p>　　本設(shè)計(jì)的基本要求是要實(shí)現(xiàn)LED彩燈的工作方式具有多種循環(huán)模式的功能，所以要想能夠達(dá)到此種功能就必須運(yùn)用單片機(jī)的簡(jiǎn)易控制來實(shí)現(xiàn)。本畢業(yè)設(shè)計(jì)選用AT89S52單片機(jī)作為主控模塊，通過按鍵來選擇彩燈循環(huán)模式來實(shí)現(xiàn)彩燈的簡(jiǎn)易循

31、環(huán)控制。在本次設(shè)計(jì)中，我只用到單片機(jī)的最小系統(tǒng)模塊（外部時(shí)鐘電路、手動(dòng)復(fù)位電路和供電模塊），LED彩燈供電驅(qū)動(dòng)模塊以及一個(gè)按鍵來設(shè)計(jì)一個(gè)最為簡(jiǎn)易的可控型彩燈循環(huán)系統(tǒng)。由于此系統(tǒng)較為簡(jiǎn)易，所以在電路設(shè)計(jì)及布線的問題上應(yīng)該不會(huì)存在太大的問題，所以我堅(jiān)信此次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定會(huì)去得圓滿成功！</p><p>　　1.3.3 難點(diǎn)分析及解決方法</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)的幾大模塊都較為簡(jiǎn)單，但為使

32、LED彩燈的循環(huán)工作模式比較新穎獨(dú)特，這就需要設(shè)計(jì)者在編寫程序環(huán)節(jié)上下功夫。所以在編寫程序之前，我先對(duì)彩燈工作模式做了設(shè)計(jì)，然后根據(jù)各種模式編寫相應(yīng)的模式程序。在這里，我在編寫程序是出了各種細(xì)節(jié)性的問題，比如參數(shù)變量和子模塊程序聲明方面總要或多或少的出現(xiàn)錯(cuò)誤，從而使得在編譯預(yù)處理的時(shí)候總是出現(xiàn)警告和錯(cuò)誤，但這一問題在經(jīng)過多次修改與調(diào)試最終得到解決；另一問題是，有2中程序編寫的模式與預(yù)想設(shè)計(jì)的模式不一致，但經(jīng)過多次的編寫修改與測(cè)試最終也得

33、到有效的解決，從而達(dá)到了我預(yù)先構(gòu)想設(shè)計(jì)的循環(huán)工作模式。</p><p>　　1.4 技術(shù)性能指標(biāo)</p><p>　　1.4.1 基本要求：</p><p>　　a. 每個(gè)LED彩燈都能正常發(fā)亮；</p><p>　　b. 能按照多種方式正常運(yùn)行；</p><p>　　c. 按鍵按下后能及時(shí)改變彩燈顯示方式；</

34、p><p>　　d. 完整版系統(tǒng)能穩(wěn)定工作；</p><p>　　e. 焊接時(shí)要注意焊接點(diǎn)的美觀。</p><p>　　1.4.2 彩燈閃爍花型</p><p>　　花型1：?jiǎn)蝹€(gè)右移、左移。</p><p>　　花型2：16路彩燈先從左至右逐路點(diǎn)亮，到全亮后再?gòu)挠抑磷笾鹇废纾h(huán)演示。</p><p&

35、gt;　　花型3： 16路彩燈同時(shí)亮滅,亮、滅節(jié)拍交替進(jìn)行。</p><p><b>　　花型4：兩兩右移。</b></p><p>　　花型5：16路彩燈每次8路燈亮，8路燈滅，且亮、滅相間，交替亮滅。</p><p>　　花型6: 16彩燈分成左、右8路，兩兩向外擴(kuò)散。</p><p>　　花型7：16路彩燈分成左、

36、右8路，左8路從左至右逐路點(diǎn)亮、右8路從右至左逐路點(diǎn)亮，到全亮后，左8路從右至左逐路熄滅，右8路從左至右逐路熄滅，循環(huán)演示。</p><p>　　花型8：左、右8路，兩邊三個(gè)燈依次右移點(diǎn)亮，再左移點(diǎn)亮。</p><p><b>　　2 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1 總體電路圖</b></p&g

37、t;<p>　　圖2.1 系統(tǒng)整體電路圖</p><p>　　2.2 電路的工作原理</p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)的電路原理并不難，它是一個(gè)以AT89S52單片機(jī)為主控芯片來控制彩燈的工作循環(huán)模式，所以只需在單片機(jī)最小系統(tǒng)的條件下加上一個(gè)彩燈驅(qū)動(dòng)模塊和一個(gè)控制按鍵在通電的情況下就可以實(shí)現(xiàn)。在這里我選用P0和P2端口作為16個(gè)LED彩燈的控制端口來控制彩燈的亮與滅；P3.7口

38、作為按鍵的輸入端口來選擇彩燈的工作模式；單片機(jī)的最小系統(tǒng)選用的是最常用的（但在這里我選用的是手動(dòng)高電平復(fù)位而非自動(dòng)復(fù)位）；電源我采用的是由USB通過數(shù)據(jù)傳輸線直接從電腦引入5V的電壓，但為了確定引入的電壓正常，我特意用一個(gè)LED彩燈亮亮與滅來指示，所以從整體上分析我認(rèn)為這一電路原理是可行的。</p><p>　　2.3 元器件及其參數(shù)選擇</p><p>　　在本節(jié)主要介紹系統(tǒng)的硬件元器件

39、的簡(jiǎn)易介紹與選擇及其參數(shù)的確定等。</p><p>　　2.3.1主控芯片的選擇及引腳簡(jiǎn)介</p><p>　　市場(chǎng)上單片機(jī)的種類繁多，但由于AT89S52單片機(jī)的功耗、性能穩(wěn)定、價(jià)格相對(duì)便宜且能夠完全滿足本畢業(yè)設(shè)計(jì)的參數(shù)要求，所以本畢業(yè)設(shè)計(jì)選用了此款單片機(jī)。AT89S52單片機(jī)芯片實(shí)物圖如圖2.2所示：</p><p>　　圖2.2 AT89S52單片機(jī)</

40、p><p>　　I/O口作為輸入口時(shí)的工作方式有兩種也就是讀端口和讀引腳。在讀端口時(shí)并不是從外部直接讀入數(shù)據(jù)，而是先把端口鎖存器的數(shù)據(jù)讀入內(nèi)部總線，然后經(jīng)過運(yùn)算或變換后再將數(shù)據(jù)寫回到端口鎖存器。由于I/O端口在進(jìn)行輸入操作時(shí)要進(jìn)行一個(gè)附加準(zhǔn)備動(dòng)作，所以稱為準(zhǔn)雙向口。其芯片引腳圖如下圖2.3：</p><p>　　圖2.3 AT89S52引腳圖</p><p>　　能量輸

41、入引腳：VCC（即40）（供電+5V）、GND（即20）（接地）</p><p>　　復(fù)位引腳：RST∕VPD（即9）在振蕩器運(yùn)行時(shí)，只有在此引腳上出現(xiàn)兩個(gè)以上的機(jī)器周期（即24個(gè)振蕩周期）的高電平時(shí)，才能使單片機(jī)復(fù)位，當(dāng)這個(gè)引腳一直處于高電平時(shí)，AT89S52芯片將一直保持循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。復(fù)位后四組8位I/O均被置1，此時(shí)的程序計(jì)數(shù)器及特殊功能寄存器（SFR）均被清零。復(fù)位后對(duì)存儲(chǔ)在芯片內(nèi)部的RAM的程序沒有影響

42、；</p><p>　　心臟引腳：XTAL1（即19）反向振蕩放大器的輸入引腳以及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入引腳；</p><p>　　XTAL2（即20）反向振蕩放大器的輸出引腳。（晶振引腳，提供時(shí)序、脈沖）。</p><p>　　2.3.2 LED發(fā)光二極管的選擇</p><p>　　LED發(fā)光二極管：?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦?，只有電流從正極流過時(shí)才能發(fā)

43、光。其正常發(fā)光時(shí)功耗低，且此時(shí)的額定電壓為2V左右，額定電流約10mA左右。其工作壽命長(zhǎng)且可靠性高；發(fā)出的光的強(qiáng)弱可以很方便地通過控制電流的強(qiáng)弱來調(diào)節(jié)，本畢業(yè)設(shè)計(jì)在考慮到功耗和成本的條件下選用了各色功耗較低的小型LED。</p><p>　　注：要使LED正常工作須遵守兩個(gè)原則：一是要按正確的順序進(jìn)行引腳連接，二是工作時(shí)須接上拉電阻。由于本課題設(shè)計(jì)的是簡(jiǎn)易循環(huán)彩燈，故選擇LED。</p><p

44、>　　圖2.4 LED彩燈</p><p>　　2.3.3 電阻器的選擇</p><p>　　220Ω的16個(gè)、10KΩ的9個(gè)，根據(jù)電路特性（R=5V/10mA=500Ω）計(jì)算出電阻大小約為500Ω，而市場(chǎng)上的電阻的實(shí)際阻值為：470Ω、510Ω、570Ω?？紤]到LED的額定電流一般為10mA且其亮度于通過其電流成正比，所以我們選擇220Ω。</p><p>

45、　　2.3.4 電容器的選擇</p><p>　　一個(gè)10uF的電解電容：有正負(fù)極之分，接在復(fù)位引腳上，且其正極應(yīng)與電源電壓的正極相連，陰極與電源電壓的負(fù)極相連接，否則會(huì)損壞電容器。</p><p>　　兩個(gè)30pF的陶瓷片電容：沒有正負(fù)極之分，接在晶振引腳上。</p><p><b>　　2.3.5電源供電</b></p>&l

46、t;p>　　單片機(jī)8051工作電壓是5V。測(cè)試中電壓在4.5～5.5都可以。</p><p>　　補(bǔ)充：這里介紹三種電源供電方式</p><p>　　a 電腦USB接口；</p><p>　　b 普通手機(jī)或MP3的充電器（5.5V）；</p><p><b>　　c 三節(jié)5號(hào)電池。</b></p>&

47、lt;p>　　2.3.6 其他器件</p><p>　　a 芯片插座：便于芯片的固定與取放；</p><p>　　b 晶振：本課題選用頻率為12M的晶振；</p><p>　　c按鍵：獨(dú)立按鍵便于手動(dòng)選擇所要的彩燈顯示花樣。</p><p>　　2.4 PCB板的制作</p><p>　　在焊接前需要通過DXP2

48、004[8] 進(jìn)行排版分布和PCB板設(shè)計(jì)。其具體步驟見《Protel 2004》肖玲妮.清華大學(xué)出版社P182-P188。PCB設(shè)計(jì)流程如下圖2.4所示</p><p>　　圖2.4 PCB設(shè)計(jì)流程</p><p><b>　　2.5 焊接組裝</b></p><p>　　在準(zhǔn)備焊接之前首先應(yīng)列出電路所需的元器件清單并依次排在桌子上。仔細(xì)查是

49、否有損壞的元器件，以免在調(diào)試時(shí)出現(xiàn)不必要的麻煩。查閱相關(guān)器件的引腳圖，了解各引腳的功能和焊接方法。然后根據(jù)實(shí)物和PCB原理圖在萬能面板上做好規(guī)劃，插的時(shí)候一定要固定住，以免在焊接時(shí)接觸不緊或出現(xiàn)虛焊。焊接的同時(shí)把導(dǎo)線理順，走線要明了，以免出現(xiàn)短路不方便后期的檢查調(diào)試。</p><p>　　注：經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間使用電烙鐵會(huì)使其頭部生成一層氧化物，從而使得烙鐵不易吃錫，這時(shí)需要操作者用小刀刮掉其頭部的氧化層或?qū)岬睦予F插入

50、松香，涂上焊錫便可繼續(xù)使用。</p><p>　　2.5.1 電路組裝步驟</p><p>　　第一步：先用Keil uVision3 軟件編寫能達(dá)到設(shè)計(jì)者要求的程序，并編譯生成AT89S52單片機(jī)可以執(zhí)行的十六進(jìn)制文件（即.hex文件）；</p><p>　　第二步：根據(jù)電路原理圖焊接硬件電路板；</p><p>　　第三步：利用AT89S

51、52對(duì)應(yīng)的下載軟件和下載器將編譯好的.hex文件下載到單片機(jī)中；</p><p>　　第四步：將下載有程序的單片機(jī)插在焊接好的IC插座上，然后調(diào)試硬件電路板。</p><p><b>　　3 電路調(diào)試</b></p><p><b>　　3.1 靜態(tài)調(diào)試</b></p><p>　　第一步：為是在調(diào)

52、試時(shí)避免致命的錯(cuò)誤，在系統(tǒng)正式調(diào)試[7]之前應(yīng)按電路原理圖對(duì)實(shí)際焊接線路進(jìn)行核對(duì)檢查，檢查所焊接的電路是否出現(xiàn)多接、少接或錯(cuò)接等，尤其是要注意電源的走線；檢查每個(gè)焊接處是否良好，以防止焊接處出現(xiàn)虛焊或脫焊等現(xiàn)象；元器件引腳之間有無短路，焊點(diǎn)處有無接觸松動(dòng)，二極管、電解電容的極性是否正確；電源極性是否接反以及是否出現(xiàn)短路現(xiàn)象、信號(hào)源接入方法是否正確；</p><p>　　第二步：在加電之前，固定好所有的元器件（單片

53、機(jī)除外）。當(dāng)一切都檢查好后，然后加電觀察所有電子元器件有無異?，F(xiàn)象（如元器件發(fā)燙、冒煙、異常氣味、電源短路等現(xiàn)象）。如出現(xiàn)上述異?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)立即切斷電源并排除故障直至系統(tǒng)元器件都正常，然后測(cè)量各電子元器件的直流電壓是否安全，如有器件的電壓不符正常電壓，則應(yīng)及時(shí)調(diào)整電源電壓或更換元器件；</p><p>　　第三步： 在單片機(jī)沒有插入IC插座前，應(yīng)先測(cè)量IC插座上的各引腳的電位，然后根據(jù)硬件電路原理圖來判斷各引腳的

54、電位是否正常，如果各電位正常則將單片機(jī)插入IC插座上，然后再重新測(cè)量一次單片機(jī)各引腳的電位。</p><p>　　然后用仿真器與系統(tǒng)電路相連，從而為聯(lián)機(jī)調(diào)試做好準(zhǔn)備。</p><p><b>　　3.2 通電調(diào)試</b></p><p>　　在接好仿真器后接通電源，然后觀察系統(tǒng)能否達(dá)到設(shè)計(jì)者所要達(dá)到的預(yù)期效果。如果無法達(dá)到預(yù)期效果，則單步運(yùn)行仿

55、真器，觀察單步運(yùn)行的效果并進(jìn)行整理和修改以達(dá)到設(shè)計(jì)者的預(yù)期效果。 </p><p>　　3.3 故障分析與排除</p><p>　　在本次成品調(diào)試的過程中一開始有3個(gè)LED燈沒有亮，在這樣情況下我先對(duì)用手搖了這3個(gè)彩燈，這時(shí)我發(fā)現(xiàn)在搖的時(shí)候有一個(gè)彩燈一閃一閃的，而另外2個(gè)沒反應(yīng)。我首先換了那個(gè)偶爾一閃一閃的彩燈，然后對(duì)通電的每個(gè)單片機(jī)引腳用萬用表一一測(cè)量它的電壓并經(jīng)過對(duì)比結(jié)果發(fā)現(xiàn)每個(gè)引腳的

56、電壓都正常，所以我又對(duì)每個(gè)LED彩燈的正極電壓進(jìn)行了測(cè)量與對(duì)比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中的一個(gè)彩燈正極的電壓明顯出現(xiàn)異常，這時(shí)我分析認(rèn)為是因?yàn)槠湎蘖麟娮鑹牧?，而另一個(gè)有可能是LED彩燈壞了，然后我對(duì)對(duì)應(yīng)的器件進(jìn)行了更換，奇跡的發(fā)現(xiàn)更換之后兩個(gè)彩燈也正常的亮了，所以我比較順利的解決了調(diào)試時(shí)所出現(xiàn)的故障。</p><p><b>　　4 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p><b&

57、gt;　　4.1 程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　程序設(shè)計(jì)(Programming)是指設(shè)計(jì)、編譯、調(diào)試程序的方法和過程。在進(jìn)行自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，除了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)外，其余的工作就是如何根據(jù)每個(gè)設(shè)計(jì)者的設(shè)想要求來設(shè)計(jì)出相應(yīng)的應(yīng)用程序。因此，軟件設(shè)計(jì)在自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中居于核心地位。在本畢業(yè)設(shè)計(jì)中，軟件程序的設(shè)計(jì)也極為重要。</p><p>　　為了順利的完成設(shè)計(jì)者的要求

58、，在進(jìn)行軟件程序設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)將整體程序分成若干個(gè)部分，每一部分叫做一個(gè)子模塊程序。把多個(gè)具有特定功能的子程序模塊分別進(jìn)行編制、調(diào)試后再把它們連接在一起形成一個(gè)完整的功能齊全的程序，這樣的程序設(shè)計(jì)方法稱為模塊化程序設(shè)計(jì)法。所謂“模塊”，實(shí)質(zhì)上就是能夠獨(dú)立完成某項(xiàng)特定功能的程序段。本畢業(yè)設(shè)計(jì)就是采用的模塊程序設(shè)計(jì)法。</p><p>　　程序模塊化設(shè)計(jì)具有如下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　a 單個(gè)

59、模塊比起一個(gè)完整的程序易編寫、調(diào)試及修改；</p><p>　　b 程序的易讀性好；</p><p>　　c 程序的修改可局部化；</p><p>　　d 模塊可以重復(fù)多次運(yùn)用，一個(gè)模塊可以在不同條件下被多個(gè)任務(wù)調(diào)用；</p><p>　　e 各子模塊程序可以很好的讓設(shè)計(jì)者進(jìn)行分割任務(wù)和利用已有子模塊程序，從而為設(shè)計(jì)者提供了很多方便。<

60、/p><p>　　4.2 程序功能模塊的劃分</p><p>　　由于子程序的可讀性強(qiáng)且程序易于修改，所以一般情況下一個(gè)好的程序不是由一個(gè)主程序組成而是由多個(gè)子程序和一個(gè)主程序組合而成。在本畢業(yè)設(shè)計(jì)中的程序由一個(gè)延時(shí)子程序、一個(gè)按鍵確認(rèn)子程序、多個(gè)I/O口輸出控制數(shù)組程序和一個(gè)主程序組合而成。這樣延時(shí)程序可以很好地用來控制LED彩燈的工作循環(huán)速度，按鍵確認(rèn)程序可以準(zhǔn)確的確認(rèn)按鍵的動(dòng)作，數(shù)組程序

61、也可以很好地實(shí)現(xiàn)彩燈的工作模式，從而使得C程序[9]的可讀性極強(qiáng)。</p><p><b>　　4.3 程序框架圖</b></p><p>　　圖4.1 程序框架圖</p><p><b>　　4.4 軟件程序：</b></p><p>　　#include<reg51.h>

62、 //51系列單片機(jī)定義文件</p><p>　　#define uchar unsigned char //定義無符號(hào)字符</p><p>　　#define uint unsigned int //定義無符號(hào)整數(shù)</p><p>　　sbit key=P3^0;</

63、p><p><b>　　uint n=0;</b></p><p>　　void DelayMS(uint x) //聲明延時(shí)函數(shù)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uchar t;</b></p>

64、<p>　　while(x--) for(t=0;t<120;t++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void keyscan()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　if(key==0)

65、 //檢測(cè)有鍵按下</p><p><b>　　{</b></p><p>　　DelayMS(10);</p><p>　　if(key==0) //確認(rèn)鍵被按下</p><p><b>　　{</b></p><p>　　

66、while(key==0); //等待鍵釋放</p><p><b>　　++n;</b></p><p>　　if(n==3) n=0;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>&l

67、t;p><b>　　}</b></p><p>　　uchar code Pattern_P0[]=</p><p><b>　　{</b></p><p>　　0xfc,0xf9,0xf3,0xe7,0xcf,0x9f,0x3f,0x7f,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xf

68、f,</p><p>　　0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xff,0xe7,0xc3,0x81,0x00,0x81,0xc3,0xe7,0xff,</p><p>　　0xaa,0x55,0x18,0xff,0xf0,0x0f,0x00,0xff,0xf8,0xf1,0xe3,0xc7,0x8f,0x1f,0x3f,0x7f,</p>

69、<p>　　0x7f,0x3f,0x1f,0x8f,0xc7,0xe3,0xf1,0xf8,0xff,0x00,0x00,0xff,0xff,0x0f,0xf0,0xff,</p><p>　　0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,</p><p>　　0xf

70、f,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,</p><p>　　0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,</p><p>　　0x00,0x00,0x00,0x

71、00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0xc0,0xe0,0xf0,0xf8,0xfc,0xfe,</p><p>　　0x00,0xff,0x00,0xff,0x00,0xff,0x00,0xff</p><p><b>　　};</b></p><p>　　uchar code Pattern_P2[]=<

72、/p><p><b>　　{</b></p><p>　　0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfc,0xf9,0xf3,0xe7,0xcf,0x9f,0x3f,0xff,</p><p>　　0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xff,0xe7,0xc3,0x81,

73、0x00,0x81,0xc3,0xe7,0xff,</p><p>　　0xaa,0x55,0x18,0xff,0xf0,0x0f,0x00,0xff,0xf8,0xf1,0xe3,0xc7,0x8f,0x1f,0x3f,0x7f,</p><p>　　0x7f,0x3f,0x1f,0x8f,0xc7,0xe3,0xf1,0xf8,0xff,0x00,0x00,0xff,0xff,0x0f

74、,0x0f,0xff,</p><p>　　0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f,</p><p>　　0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,<

75、;/p><p>　　0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00,</p><p>　　0x00,0x80,0xc0,0xe0,0xf0,0xf8,0xfc,0xfe,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,</p><p

76、>　　0x00,0xff,0x00,0xff,0x00,0xff,0x00,0xff</p><p><b>　　};</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar i=0;</p><p>

77、<b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　keyscan();</p><p><b>　　if(n)</b></p><p><b>　　{</b></p><p><

78、b>　　if(n==1)</b></p><p><b>　　{</b></p><p>　　P0=Pattern_P0[i];</p><p>　　P2=Pattern_P2[i];</p><p>　　DelayMS(100);</p><p><b>　　i++;

79、</b></p><p>　　if(i==136)</p><p><b>　　i=0;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　if(n==2)</b></p><p><b>　　{</

80、b></p><p>　　P0=Pattern_P0[i];</p><p>　　P2=Pattern_P2[i];</p><p>　　DelayMS(100);</p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p>

81、;<p><b>　　else</b></p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P0=0xff;</b></p><p><b>　　P2=0xff;</b></p><p><b>　　}</b&

82、gt;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　4.4 程序調(diào)試</b></p><p>　　程序編寫完成后，然后運(yùn)用Keil uVision3 軟件對(duì)其進(jìn)行編譯保存以及生成單片機(jī)可執(zhí)行的文件（.hex文件），

83、直至編譯的提示為“0 error, 0 warning”即可。程序編譯成功界面如圖4.2所示：</p><p><b>　　圖4.2 編譯界面</b></p><p><b>　　4.5 系統(tǒng)仿真</b></p><p>　　在C程序編譯正確后，然后通過protuse仿真軟件虛擬的將C程序[10]燒錄到軟件中的單片機(jī)芯片中

84、再制作出系統(tǒng)電路，系統(tǒng)電路制作完成后進(jìn)行編譯處理，在編譯沒有出現(xiàn)錯(cuò)誤的情況下進(jìn)行系統(tǒng)仿真，從而測(cè)試所設(shè)計(jì)的電路及程序能否達(dá)到所需的要求。其仿真圖如下圖4.3所示：</p><p><b>　　圖4.3 系統(tǒng)仿真</b></p><p>　　4.6 設(shè)計(jì)結(jié)果評(píng)價(jià)</p><p>　　設(shè)計(jì)好的系統(tǒng)接上電源后，硬件設(shè)計(jì)的各部分電路及功能均能達(dá)到設(shè)計(jì)者

85、的要求。當(dāng)按下按鍵后，主程序能跳到相應(yīng)的子程序中來控制彩燈閃亮方式和時(shí)間，從而軟硬件配合能達(dá)到設(shè)計(jì)者的預(yù)期效果。由于整個(gè)程序是由若干個(gè)子程序組成，所以設(shè)計(jì)者可以很容易的改寫程序以實(shí)現(xiàn)彩燈的各種變換花樣。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)果成功地證明了我這種設(shè)計(jì)思路的正確性，同時(shí)也證明了單片機(jī)能夠很好的控制一些小的控制系統(tǒng)來解決日常生活中的一些自動(dòng)控制問題，從而符合實(shí)際生活中的需要，運(yùn)用單片機(jī)控制LED彩燈系統(tǒng)就

86、是一個(gè)典型的應(yīng)用。</p><p><b>　　5 結(jié)語</b></p><p>　　這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的實(shí)踐極大的鍛煉了我的電路分析與設(shè)計(jì)能力，更加培養(yǎng)了自己獨(dú)立分析設(shè)計(jì)的能力，也是對(duì)我所學(xué)的專業(yè)知識(shí)的一次真實(shí)的檢驗(yàn)和鞏固，為以后走向工作崗位做好準(zhǔn)備。在這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，我花費(fèi)了大量的時(shí)間和精力解決在設(shè)計(jì)中所遇到的種種困難和挫折，學(xué)會(huì)了與他人合作交流，從而讓我真正體會(huì)到

87、這種學(xué)習(xí)的樂趣。</p><p>　　雖然我在大二暑假期間參加了省級(jí)電子設(shè)計(jì)大賽，我們學(xué)校也因此對(duì)我們進(jìn)行了系統(tǒng)培訓(xùn)，從而讓我對(duì)電路設(shè)計(jì)知識(shí)有了更深的認(rèn)識(shí)，但通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我清楚的認(rèn)識(shí)到自己在專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)方面還是存在很多不足，比如對(duì)復(fù)雜電路的分析還不是很熟練，對(duì)單片機(jī)指令系統(tǒng)的及AT89S52各引腳的第二功能等知識(shí)的理解還不夠到位，從而使得我在設(shè)計(jì)中遇到不懂的東西比較多，這就需要我不斷的運(yùn)用一切能夠用到的工具

88、查找資料或者請(qǐng)教老師同學(xué)，這不僅加深了我對(duì)單片機(jī)理論知識(shí)的認(rèn)識(shí)理解，同時(shí)也進(jìn)一步的鍛煉了我查找資料的能力。在整個(gè)電子電路的設(shè)計(jì)過程中，我花費(fèi)時(shí)間最多的是各個(gè)簡(jiǎn)易模塊電路的連接及電路細(xì)節(jié)上的分析與設(shè)計(jì)。在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中由于程序比較復(fù)雜，所以我進(jìn)行了多次調(diào)試和修改，在此過程中提高了我對(duì)單片機(jī)的應(yīng)用能力，分析問題和解決問題的能力。在與同學(xué)們交流的同時(shí)也讓我明白了做任何事情都要有團(tuán)結(jié)合作的精神，只有這樣才能更快更好的掌握好要學(xué)習(xí)的知識(shí)和完成應(yīng)該

89、完成的任務(wù)。</p><p>　　該畢業(yè)設(shè)計(jì)是以AT89S52單片機(jī)為主控芯片，與發(fā)光二極管、晶振電路、復(fù)位電路和電源電路組成，通過程序控制LED循環(huán)彩燈工作花樣。本設(shè)計(jì)所給程序?qū)崿F(xiàn)的功能比較簡(jiǎn)單，旨進(jìn)行簡(jiǎn)單的演示，所以要想花樣更多可以在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展成更復(fù)雜的彩燈控制，比如鍵盤控制流水花樣、控制流水燈顯示數(shù)字或圖案等等。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b>&

90、lt;/p><p>　　［1］ 何橋.《單片機(jī)原理及應(yīng)用》.中國(guó)鐵道出版社.2008</p><p>　?。?］ 何立民 .《MCS-51單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》.北京航空航天大學(xué)出版社.2007</p><p>　　［3］ 康華光.《電子技術(shù)基礎(chǔ)（模擬部分）》.高等教育出版社.2005 </p><p>　?。?］ 余孟嘗.《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教

91、程》.高等教育出版社.2005 </p><p>　?。?］ 李魏海.《電路分析基礎(chǔ)》.電子工業(yè)出版社.2004 </p><p>　?。?］ 蔡明生.《電子設(shè)計(jì)》.高等教育出版社.2001</p><p>　　［7］ 謝自美.《電子線路設(shè)計(jì)·實(shí)驗(yàn)·測(cè)試》.華中科技大學(xué)出版社.2004</p><p>　?。?］ 肖玲妮.

92、《Protel 2004》.清華大學(xué)出版社.2009</p><p>　?。?］ 譚浩強(qiáng).《C語言設(shè)計(jì)（第三版）》 .清華大學(xué)出版社.2005</p><p>　　［10］劉克成.《C語言程序設(shè)計(jì)》.中國(guó)鐵道出版社.2006</p><p>　　[11] 王思明.《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)》.高等教育出版社.2010</p><p>　　[12] 楊將

93、新.《單片機(jī)程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用從基礎(chǔ)到實(shí)踐》.電子工業(yè)出版社.2006</p><p><b>　　附錄:</b></p><p>　　本畢業(yè)設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，但其可以很好地控制LED彩燈的簡(jiǎn)易模式。成品實(shí)物如圖a、圖b所示：</p><p><b>　　圖a</b></p><p><b>　　

94、圖b</b></p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過大家的不懈努力，我終于按要求完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。在王老師及其他老師給我們?nèi)握n期間，傳授了我們?cè)S多終身受益的課本知識(shí)及為人處事的方面。但在這里我還是要特別感謝一下王春波老師，是她在我寫畢業(yè)論文和做畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)候一直指導(dǎo)我，沒有她的指導(dǎo)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)和畢業(yè)論文就不可能完成得這么順利，