單片機(jī)彩燈控制課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　.一 概述··························&

2、#183;···························2</p><p>　　1.1 彩燈的設(shè)計(jì)背景及意義··&#

3、183;····································

4、········2</p><p>　　1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能概述······················

5、83;···························2</p><p>　　二 彩燈設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)要···&#

6、183;····································

7、···2</p><p>　　2.1 彩燈設(shè)計(jì)要求····························

8、;···························2</p><p>　　2.2 彩燈設(shè)計(jì)原理···

9、3;····································&#

10、183;··············2</p><p>　　2.3 彩燈總體控制框圖················

11、;···································3</p&g

12、t;<p>　　.三 硬件電路設(shè)計(jì)································

13、83;·············3</p><p>　　3.1 硬件組成·················

14、3;····································&#

15、183;··3</p><p>　　3.2 80C51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)···························&

16、#183;·················4</p><p>　　3.3 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能············&#

17、183;································5</p><p>　　

18、.四 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)···································

19、;··········5</p><p>　　軟件程序······················

20、;····································

21、83;·6</p><p>　　.五 設(shè)計(jì)體會(huì)······························

22、;····················8</p><p>　　.六 參考文獻(xiàn)···········&

23、#183;····································

24、;··9</p><p><b>　　彩燈控制器設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　一.概述</b></p><p>　　1.1彩燈的設(shè)計(jì)背景及意義</p><p>　　彩燈是人們?nèi)粘Ｉ钪械囊环N裝飾用品，它美觀大方，尤其在節(jié)日期間，倍增節(jié)日氣氛。它蘊(yùn)涵著豐富的文化底蘊(yùn)，被

25、廣泛地應(yīng)用于各種店面的裝飾。變換無(wú)窮的彩燈樣式，給城市增添活力，吸引著人們的注意力，深受人民的喜愛(ài)。在日常生活中，人們還將彩燈擺放成各種圖案，增添美感。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用系統(tǒng)向著小型化、快速化、大容量、重量輕的方向發(fā)展?？茖W(xué)技術(shù)更加貼近人們的生活，向著滿足人們需求的方向發(fā)展。</p><p>　　1.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能概述</p><p>　　本設(shè)計(jì)是以80C51單片機(jī)為基礎(chǔ)的彩燈控制方

26、案，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)LED彩燈的控制。以80C51單片機(jī)作為主控核心，與鍵盤、顯示、驅(qū)動(dòng)等模塊組成核心主控制模塊。在lab6000試驗(yàn)箱上根據(jù)上位機(jī)發(fā)出信號(hào)和從機(jī)的外部中斷來(lái)控制彩燈的花型及其變化的快慢。</p><p>　　二.彩燈設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)要：</p><p>　　2.1彩燈設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　1.花型種類不少于四種，花型自擬（可用數(shù)碼管的各段及發(fā)光二極管做

27、彩燈）； </p><p>　　2.可用鍵控制彩燈按預(yù)設(shè)的花型進(jìn)行變換；</p><p>　　3.可用鍵控制分別用快/慢兩種節(jié)拍實(shí)現(xiàn)花型變換。</p><p>　　本機(jī)地址為00H，當(dāng)接到上位機(jī)發(fā)的00H時(shí)，則回發(fā)00H</p><p>　　當(dāng)接到上位機(jī)發(fā)的AAH時(shí)，則將預(yù)設(shè)花型代號(hào)發(fā)出</p><p>　　當(dāng)收到55

28、H時(shí)，則后面的數(shù)據(jù)為新的花型</p><p>　　2.2彩燈設(shè)計(jì)原理：</p><p>　　主要在lab6000試驗(yàn)箱上進(jìn)行控制。通過(guò)軟件設(shè)計(jì)，使上位機(jī)單片機(jī)P0口作為三色LED驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出口，P1口為8個(gè)按鍵輸入口。下位機(jī)P1口與八個(gè)發(fā)光二極管相接作為輸出口、P0口與8位七段碼LED相接作為顯示器的輸出口。</p><p>　　2.3彩燈總體控制框圖：</p

29、><p><b>　　三．硬件電路設(shè)計(jì)：</b></p><p><b>　　3.1硬件組成</b></p><p>　　按照單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)展與系統(tǒng)配置狀況，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等. 80C51單片機(jī)屬于MCS-51系列單片機(jī)，由Intel公司開(kāi)發(fā)，其結(jié)構(gòu)是8048的延伸，改進(jìn)了8048的缺點(diǎn)，增

30、加了如乘（MUL）、除（DIV）、減（SUBB）、比較（PUSH）、16位數(shù)據(jù)指針、布爾代數(shù)運(yùn)算等指令，以及串行通信能力和5個(gè)中斷源。采用40引腳雙列直插式DIP（Dual In Line Package），內(nèi)有128個(gè)RAM單元及4K的ROM。80C51有兩個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，兩個(gè)外中斷，兩個(gè)定時(shí)計(jì)數(shù)中斷，及一個(gè)串行中斷，并有4個(gè)8位并行輸入口。80C51內(nèi)部有時(shí)鐘電路，但需要石英晶體和微調(diào)電容外接，本系統(tǒng)中采用12MHz的晶振頻率。

31、因此，彩燈控制器為由發(fā)光二極管、數(shù)碼管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個(gè)單片機(jī)</p><p>　　80C51單片機(jī)硬件結(jié)構(gòu)：</p><p>　　80C51外形及引腳排列如圖所示： </p><p><b>　　管腳說(shuō)明： </b></p><p>　　RST：復(fù)位輸入信號(hào)，高電平有效。在振蕩器工作時(shí)，在

32、RST上作用兩個(gè)機(jī)器周期以上的高電平，將器件復(fù)位。</p><p>　　P0口：8位、漏極開(kāi)路的雙向I/O口當(dāng)使用片外存儲(chǔ)器（ROM及RAM）時(shí)，作低八位地址和數(shù)據(jù)總線分時(shí)復(fù)用。P0口（作為總線時(shí)）能驅(qū)動(dòng) 8個(gè) LSTTL負(fù)載。</p><p>　　P1口：8位、準(zhǔn)雙向I/O 口。在編程/校驗(yàn)期間，用做輸入低位字節(jié)地址。P1口可以驅(qū)動(dòng) 4個(gè) LSTTL負(fù)載。</p><

33、;p>　　P2口：8位、準(zhǔn)雙向I/O口。當(dāng)使用片外存儲(chǔ)器（ROM及RAM）時(shí)，輸出高8位地址。在編程/校驗(yàn)期間，接收高位字節(jié)地址。P2口可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)LSTTL負(fù)載。</p><p>　　P3口：8位、準(zhǔn)雙向I/O口，具有內(nèi)部上拉電路。P3提供各種替代功能。P3口可以輸入/輸出4個(gè)LSTTL負(fù)載。</p><p>　　串行口： P3．0——RXD 串行輸入口。P3．1——TXD

34、串行輸出口。</p><p>　　中斷：P3．2—— 外部中斷0輸入。P3．3—— 外部中斷1輸入。</p><p>　　EA /Vpp——片外程序存儲(chǔ)器訪問(wèn)允許信號(hào)，低電平有效。EA=1，選擇片內(nèi)程序存儲(chǔ)器(80C51為4KB，80C52為8KB) ；EA=0，則程序存儲(chǔ)器全部在片外而不管片內(nèi)是否有程序存儲(chǔ)器。</p><p>　　ALE/PROG——地址

35、鎖存允許信號(hào)，輸出。在訪問(wèn)片外存儲(chǔ)器或I/O時(shí)，用于鎖存低八位地址，以實(shí)現(xiàn)低八位地址與數(shù)據(jù)的隔離。 </p><p>　　PSEN ——片外程序存儲(chǔ)器讀選通信號(hào)，低電平有效。在從片外程序存儲(chǔ)器取指期間，在每個(gè)機(jī)器周期中，當(dāng)有效時(shí)，程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容被送上 P0口（數(shù)據(jù)總線）?？梢则?qū)動(dòng) 8個(gè)LSTTL負(fù)載。</p><p>　　電源和晶振：·Vcc——運(yùn)行和程序校驗(yàn)時(shí)接電源正端。&#

36、183;Vss——接地。</p><p>　　XTAL1——輸入到單片微機(jī)內(nèi)部振蕩器的反相放大器。</p><p>　　XTAL2——反相放大器的輸出，輸入到內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器。</p><p>　　3．3系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能描述：</p><p>　　控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)電路圖如圖所示：</p><p><b>　

37、　上位機(jī)硬件控制電路</b></p><p><b>　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)電路圖</b></p><p><b>　　功能描述：</b></p><p>　　上位機(jī)硬件設(shè)計(jì)電路主要由四部分組成：按鍵復(fù)位電路、時(shí)鐘振蕩電路、按鍵電路、LED顯示電路。</p><p>　　按鍵復(fù)位電路：復(fù)位是單

38、片機(jī)的初始化操作，其作用是使CPU中的各個(gè)部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。在接電瞬間RST端的電位與Vcc相同，隨著電容充電電流的減小，+5V立即加到了RST/VPD端，RST的電位逐漸下降 時(shí)鐘振蕩電路：在80C51的外部，XTAL1和XTAL2之間跨越晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器，形成時(shí)鐘振蕩電路。時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過(guò)觸發(fā)器二分頻后，形成單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。</p>

39、<p>　　按鍵電路：用P1.0~P1.7八個(gè)I/O口作為輸入口，按鍵輸入均采用高電平有效。圖中P1口的按鍵，工作時(shí)可以發(fā)出控制從機(jī)的信號(hào)，即控制整個(gè)系統(tǒng)。</p><p>　　LED顯示電路：與單片機(jī)的P0口相連接，其電路圖如圖所示。 可以顯示主機(jī)發(fā)出的信號(hào)，也可以顯示從機(jī)反饋回來(lái)的信號(hào)。</p><p>　　下位機(jī)硬件接卸控制電路</p><p>&l

40、t;b>　　功能描述：</b></p><p>　　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)電路主要由四部分組成：按鍵復(fù)位電路、時(shí)鐘振蕩電路、外部中斷、發(fā)光二極管顯示、LED顯示電路。</p><p>　　按鍵復(fù)位電路：復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作，其作用是使CPU中的各個(gè)部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。在接電瞬間RST端的電位與Vcc相同，隨著電容充電電流的減小，+5V立即加到了R

41、ST/VPD端，RST的電位逐漸下降。 時(shí)鐘振蕩電路：在80C51的外部，XTAL1和XTAL2之間跨越晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器，形成時(shí)鐘振蕩電路。時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過(guò)觸發(fā)器二分頻后，形成單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。</p><p>　　發(fā)光二極管顯示電路：用P0.0~P0.7八個(gè)I/O口作為輸出口，用來(lái)顯示不同的花型.高電平有效。</p><p>　　LED顯

42、示電路：與單片機(jī)的P1口相連接，其電路圖如圖所示。有來(lái)顯示接收到的主機(jī)信號(hào)。</p><p>　　外部中斷電路：P3．2—— 外部中斷0輸入用來(lái)控制花型的變化實(shí)現(xiàn)出現(xiàn)不同花型。P3．3—— 外部中斷1輸入用來(lái)控制花型變化的快慢。</p><p>　　四．系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) </p><p><b>　　程序如下：</b></p>

43、;<p>　　ORG 0000H</p><p>　　AJMP START ;指向主程序</p><p>　　ORG 0010H</p><p>　　MAIN:MOV P1,#0FFH ;設(shè)置P1口為輸入口</p><p>　　START: MOV P0,#

44、0FFH ;初始狀態(tài)，選擇場(chǎng)景控制開(kāi)關(guān)</p><p>　　JNB P0.0,KEY0</p><p>　　SJMP START</p><p>　　KEY0: JNB P0.1, KEY1 </p><p>　　JNB P0.2, KEY2 </p>

45、<p>　　JNB P0.3, KEY3 </p><p>　　JNB P0.4, KEY4 </p><p>　　SJMP START</p><p>　　START1: MOV P0, #0FFH </p><p>　　ACALL DELA

46、Y</p><p>　　MOV A, P1 ;送顯示初值</p><p>　　JNB ACC.1, KEY1 ;ACC.1=0?若為0則P1.1對(duì)應(yīng)的鍵按下，轉(zhuǎn)KEY1</p><p>　　JNB ACC.2, KEY2 ;ACC.2=0?若為0則P1.2對(duì)應(yīng)的鍵按下，轉(zhuǎn)KEY2&

47、lt;/p><p>　　JNB ACC.3, KEY3 ;ACC.3=0?若為0則P1.3對(duì)應(yīng)的鍵按下，轉(zhuǎn)KEY3</p><p>　　JNB ACC.4, KEY4 ;ACC.1=0?若為0則P1.4對(duì)應(yīng)的鍵按下，轉(zhuǎn)KEY4</p><p>　　SJMP START1 </p><p>　　

48、KEY1:MOVR2,#08H</p><p>　　MOVR5,#0FEH</p><p>　　NEXT0:MOVA,P0</p><p>　　JNB ACC.3,KEY4</p><p>　　JNB ACC.4,KEY3</p><p>　　JB ACC.0,MAIN</p&g

49、t;<p><b>　　MOVA,R5</b></p><p>　　MOVP1,A ;點(diǎn)亮燈</p><p>　　ACALLDELAY</p><p>　　MOVA,R5 </p><p>　　RL A

50、 ;左移，下一個(gè)燈亮 </p><p><b>　　MOVR5,A</b></p><p>　　DJNZR2,NEXT0</p><p><b>　　SJMPKEY1</b></p><p>　　KEY2: MOV A,P0

51、 ;按鍵2，三色聯(lián)動(dòng)，</p><p>　　JB ACC.0,MAIN ；檢測(cè)開(kāi)關(guān)是否按下</p><p>　　JNB ACC.4, KEY3</p><p>　　JNB ACC.3, KEY4</p><p>　　MOV P1,#0DAH</p><p>　　

52、ACALL DELAY2</p><p>　　MOV P1,#0C7H</p><p>　　ACALL DELAY2</p><p>　　MOV P1,#06EH</p><p>　　ACALL DELAY2</p><p>　　AJMP KEY2</p><p>　　LP1: JBC

53、 TF1, LP2</p><p><b>　　SJMP LP1</b></p><p>　　LP2: MOV TH1, #0B1H</p><p>　　MOV TL1, #0E0H</p><p>　　DJNZ R3, LP1</p><p><b>　　RET</b>

54、;</p><p>　　KEY3: ACALL DELAY</p><p>　　MOV A,R6 ;循環(huán)點(diǎn)亮加速</p><p>　　ADD A,#3H</p><p><b>　　MOV R6,A</b></p><p>　　SJMP NEXT0<

55、;/p><p>　　KEY4 : ACALL DELAY ;循環(huán)點(diǎn)亮減速</p><p>　　MOV A,R6 </p><p>　　MOV A,#3H</p><p><b>　　MOV R6,A</b></p><p>　　SJMP NEXT0&l

56、t;/p><p>　　DELAY: MOV R3, #14H ;加速減速,延時(shí)程序</p><p>　　MOV TMOD, #10H</p><p>　　MOV TH1, #0B1H</p><p>　　MOV TL1, #0E0H</p><p><b>　　SETB TR1<

57、/b></p><p>　　DELAY2:CALLDELAY</p><p>　　CALL DELAY</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　五．設(shè)計(jì)體會(huì)：</b>&l

58、t;/p><p>　　歷時(shí)五個(gè)星期的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我從中受益匪淺。因?yàn)閷?duì)我而言學(xué)到的不僅是專業(yè)知識(shí)，而且是團(tuán)隊(duì)的合作精神。</p><p>　　在本次課程設(shè)計(jì)中，我主要感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的設(shè)計(jì)資料了。為了讓自己的設(shè)計(jì)更加完善，查閱這方面的設(shè)計(jì)資料是十分必要的，同時(shí)也是必不可少的。</p><p>　　作為一個(gè)團(tuán)隊(duì)，分工就顯得尤為重要，我主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)和最

59、終調(diào)試的任務(wù)，我和搭檔互相幫助，彼此勉勵(lì)，有問(wèn)題一起尋求解決之道。雖然一開(kāi)始我們就對(duì)方案的選擇發(fā)生分歧，但這絲毫不影響我們的交流、探討。因?yàn)榇蠹页踔允且粯拥?。開(kāi)始設(shè)計(jì)的功能不能全部實(shí)現(xiàn)出來(lái)，于是拿著程序反復(fù)分析和修改，在老師和同學(xué)的幫助指導(dǎo)下最終找出錯(cuò)誤所在。</p><p>　　經(jīng)過(guò)總結(jié)和分析，我和組員一致認(rèn)為要做好一個(gè)課程設(shè)計(jì)，就必須做到：在設(shè)計(jì)程序之前，對(duì)所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)

60、有哪些資源；要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的的軟件流程圖；在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個(gè)程序的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在設(shè)計(jì)課程過(guò)程中遇到問(wèn)題是很正常,但我們應(yīng)該將每次遇到的問(wèn)題記錄下來(lái)，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問(wèn)題。 </p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)使

61、我明白理論與實(shí)際相結(jié)合的重要，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。在接下來(lái)的復(fù)習(xí)中我會(huì)再接再厲，加深對(duì)單片機(jī)相關(guān)知識(shí)的理解。</p><p><b>　　六．參考文獻(xiàn)：</b></p><p>　　《單片機(jī)應(yīng)

62、用技術(shù)》張曄 王玉民 ·出版社：高等教育出版社 出版日期：2006.6</p><p>　　《跟我學(xué)用單片機(jī)》. 肖洪兵 北京航空航天大學(xué)出版社 出版日期：2002.8 </p><p>　　《單片機(jī)實(shí)踐應(yīng)用與技術(shù)》馬長(zhǎng)林、陳怡 北京大學(xué)出版社 出版日期：2008</p><p>　　《單片機(jī)高級(jí)教程第1版》 何立民 北京航空航天大學(xué)出