可控流水燈單片機課程設計報告

1、<p><b>　　課程設計報告</b></p><p><b>　　課程名稱： </b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 引言1</b></p><p><b>　　2 課題綜述1

2、</b></p><p>　　2.1 課題的來源1</p><p>　　2.2 課題的意義1</p><p>　　2.3 預期的目標1</p><p>　　2.4 面對的問題1</p><p>　　2.5 課題的技術(shù)2</p><p><b>　　3 系統(tǒng)分析2

3、</b></p><p>　　3.1 涉及的基礎知識2</p><p>　　3.2 80C51單片機引腳圖及引腳功能介紹2</p><p>　　3.3 解決問題的基本思路3</p><p>　　3.4 總體方案3</p><p><b>　　4 系統(tǒng)設計4</b></p

4、><p>　　4.1 硬件設計4</p><p>　　4.2 軟件設計4</p><p>　　4.3 元件清單4</p><p>　　4.4 硬件原理圖5</p><p>　　4.5 硬件焊接圖5</p><p>　　4.6 設計主要功能6</p><p><

5、;b>　　5 代碼編寫6</b></p><p><b>　　6 程序調(diào)試9</b></p><p><b>　　結(jié) 論10</b></p><p><b>　　致 謝11</b></p><p><b>　　參考文獻12</b&

6、gt;</p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　單片機課程設計主要是為了讓我們增進對單片機芯片電路的感性認識，加深對理論方面的理解。了解軟硬件的有關知識，并掌握軟硬件設計過程、方法及實現(xiàn)，為以后設計和實現(xiàn)應用系統(tǒng)打下良好基礎。另外，通過簡單課題的設計練習，使我們了解必須提交的各項工程文件，達到鞏固、充實和綜合運用所學知識解決實際問題的目的。&

7、lt;/p><p><b>　　2 課題綜述</b></p><p><b>　　2.1 課題的來源</b></p><p>　　當今社會，隨著科學技術(shù)的進步和電子產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，這種由單片機芯片控制各種硬件工作的技術(shù)也日益成熟，并普及在交通、化工、機械等各個領域。而流水燈這項技術(shù)在生活中的應用更是廣泛，較為貼近生活。而流水燈

8、控制的設計所需要的知識也正好吻合了我們本學期對于單片機這門課程的學習，所以設計流水燈控制的這個課題讓我們對知識的學習和鞏固都有了進一步的加深。</p><p><b>　　2.2 課題的意義</b></p><p>　　這次單片機課程設計是為了通過對單片機編程設計控制LED燈流水閃亮的設計加強學生團隊配合的能力和創(chuàng)造力；綜合運用專業(yè)及基礎知識，解決實際工程技術(shù)問題的能

9、力。能夠讓學生深入真是的體會到所學的理論知識和實踐相結(jié)合的過程，并融入的所學知識的海洋里，從中找出自身的不足并加以改正。</p><p><b>　　2.3 預期的目標</b></p><p>　　對8個LED燈設計5種流水燈顯示方式，用一個按鍵進行方式選擇，并用一個數(shù)碼管顯示方式編號；另用兩個鍵來控制流水燈流動的速度。</p><p><

10、;b>　　2.4 面對的問題</b></p><p>　　這次課程設計是通過80C51單片機實現(xiàn)。但面對的問題卻是兩方面的：一個是軟件的設計，也就是實現(xiàn)流水燈控制功能的程序編輯；另一個是硬件的設計，需要我們自己連接、焊接電路板；而更為嚴峻的就是設計的最后還要將軟硬件相結(jié)合。首先我們需要通過PROTEUS軟件將設計的實物的電路圖仿真出來，再根據(jù)電路圖運用所學的單片機匯編語言通過VW軟件完成程序編輯

11、，并達到預期效果，最后是連接實物電路完成焊接。</p><p><b>　　2.5 課題的技術(shù)</b></p><p>　　通過編程達到LED燈的顯示方式、模式切換按鈕的控制、亮燈速度的按鍵控制等技術(shù)。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)分析</b></p><p>　　3.1 涉及的基礎知識&l

12、t;/p><p>　　電路焊接：制造電子產(chǎn)品的重要手段。</p><p>　　80C51單片機指令系統(tǒng)：規(guī)定80C51單片機內(nèi)操作的語句或命令。</p><p>　　八段數(shù)碼管的顯示：向數(shù)碼的顯示送數(shù)，控制系統(tǒng)的顯示部分。</p><p>　　3.2 80C51單片機引腳圖及引腳功能介紹</p><p>　　本次實習的目的

13、在于加深80C51單片機的理解，首先來簡單認識一下，它的引腳如圖3-1所示：</p><p>　　圖3.1 80C51的引腳圖</p><p>　　80C51有40條引腳，共分為端口線、電源線和控制線三類。</p><p>　　1.端口線（4×8 = 32條）:</p><p>　　I/O端口：P0、P1、P2、P3口，共32個引腳

14、。</p><p>　　P3口還具有第二功能，用于特殊信號輸入輸出和控制信號（屬控制總線）。</p><p>　　2.電源線（2條）:</p><p>　　VCC為+5V電源線，VSS為接地線。</p><p>　　3.控制線（6條）:</p><p>　?。?）ALE/PROG：地址鎖存允許/編程線</p>

15、;<p>　　ALE功能：用來鎖存P0口送出的低8位地址</p><p>　　PROG功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖。</p><p>　?。?） PSEN:外ROM讀選通信號。</p><p>　　（3）RST/VPD:復位/備用電源。</p><p>　　RST（Reset）功能：復位

16、信號輸入端。</p><p>　　VPD功能：在Vcc掉電情況下，接備用電源。</p><p>　　（4）EA/Vpp:內(nèi)外ROM選擇/片內(nèi)EPROM編程電源。</p><p>　　EA功能：內(nèi)外ROM選擇端。</p><p>　　Vpp功能：片內(nèi)有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，施加編程電源Vpp。</p><p

17、><b>　　4.I/O線</b></p><p>　　（5）XTAL1、XTAL2 ：晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。</p><p>　　3.3 解決問題的基本思路</p><p>　　因為選定用循環(huán)移位法來實現(xiàn)亮燈程序的，所以在一種設計好一種亮燈方式的前提下編程實現(xiàn)一個循環(huán)結(jié)構(gòu)體，分別來實現(xiàn)五種不同的亮燈方式。另外再編一個實現(xiàn)延時控

18、制的調(diào)用程序，來提供亮燈速度的控制。</p><p><b>　　3.4 總體方案</b></p><p>　　在做本次課程設計之前將小組內(nèi)人員分為兩小組：一組分負責硬件設計，另一組負責軟件編程。硬件小組負責實物的連接和焊接，并進行硬件測試；軟件小組負責實現(xiàn)流水燈的各部分程序設計，并進行軟件的仿真測試。最后將完成的軟硬件相結(jié)合，從而達到實現(xiàn)課程設計的效果。</p

19、><p><b>　　4 系統(tǒng)設計</b></p><p><b>　　4.1 硬件設計</b></p><p>　　按照單片機系統(tǒng)擴展與系統(tǒng)配置狀況，單片機應用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等。80C51單片機是本次課程設計運用的主要原件。流水燈控制設計是用一個帶有八個發(fā)光二極管的單片機最小應用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二

20、極管、晶振、復位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機。</p><p><b>　　4.2 軟件設計</b></p><p>　　單片機的應用系統(tǒng)由硬件和軟件組成，在硬件原理圖搭建完成上電之后，我們還不能看到流水燈循環(huán)點亮的現(xiàn)象，我們還需要編寫程序控制單片機管腳電平的高低變化，來實現(xiàn)發(fā)光二極管的一亮一滅。軟件編程是單片機應用系統(tǒng)中的一個重要的組成部分，也是本次課程

21、設計的重點和難點。我們編程實現(xiàn)流水燈的方法是循環(huán)移位法，下面我們就來簡述一下循環(huán)移位法的工作原理。</p><p>　　循環(huán)移位法是采用循環(huán)程序結(jié)構(gòu)進行編程。我們在程序一開始就給P1口送一個數(shù)，這個數(shù)本身就讓P1.0先低，其他位為高，然后延時一段時間，再讓這個數(shù)據(jù)向高位移動，然后再輸出至P1口，這樣就實現(xiàn)“流水”效果了。另外，由于80C51系列單片機的指令中只有對累加器ACC中數(shù)據(jù)左移或右移的指令，因此實際編程中

22、我們應把需移動的數(shù)據(jù)先放到ACC中，讓其移動，然后將ACC移動后的數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)送到P1口，這樣也可以實現(xiàn)“流水”效果。</p><p><b>　　4.3 元件清單</b></p><p><b>　　表4-1 元件清單</b></p><p><b>　　4.4 硬件原理圖</b></p>

23、<p>　　圖 4-1硬件原理圖</p><p><b>　　4.5 硬件焊接圖</b></p><p>　　圖 4-2硬件焊接圖</p><p>　　4.6 設計主要功能</p><p>　　打開電路開關，按下第一個模式控制鍵，8個LED燈會從右向左一個接著一個亮燈，LED顯示器會顯示數(shù)字“1”來表示當前的

24、亮燈方式是模式1。在8個LED燈停止亮后再次按下第一個模式控制鍵，8個LED燈會從左向右2個一組的一次亮燈，同時LED顯示器會顯示數(shù)字“2”來表示當前的亮燈方式是模式2。以此類推，一共有5種顯示模式。而第2、3個按鍵分別控制亮燈速度的快慢。</p><p><b>　　5 代碼編寫</b></p><p>　　ORG 000H ;設置主程序開

25、始地址</p><p>　　CLR P3.4 ;這里可以使小喇叭發(fā)出嗒、嗒聲</p><p>　　LJMP START</p><p>　　START: MOV SP, #80H</p><p>　　MOV R5, #00H</p><p><b>　　CLR

26、 C</b></p><p>　　MOV P1, #0FFH</p><p>　　MAIN: MOV C,P1.4 ;選中p1.4 數(shù)碼管使能</p><p>　　JC MAIN</p><p>　　ACALL DELAY1</p><p><b>

27、　　INC R5</b></p><p>　　BEGIN: CJNE R5, #5,X1</p><p><b>　　AJMP C5</b></p><p>　　X1: CJNE R5, #4, X2</p><p><b>　　AJMP C4</b>&l

28、t;/p><p>　　X2: CJNE R5, #3, X3</p><p><b>　　AJMP C3</b></p><p>　　X3: CJNE R5, #2,X4</p><p><b>　　AJMP C2</b></p><p>　　X4

29、: CJNE R5, #1,X5</p><p><b>　　AJMP C1</b></p><p>　　X5: MOV R5, #1H</p><p>　　LJMP BEGIN</p><p>　　C1: MOV P0, #06H ;把06H送p0口

30、,數(shù)碼管顯示1</p><p>　　LCALL DELAY ;數(shù)碼管亮后的緩沖</p><p>　　M1: MOV A, #01H ;賦值</p><p>　　MOV R2, #8</p><p>　　MOV R4, #10</p><p>　　LOO

31、P1: MOV P2,A ;值給LED燈</p><p>　　RL A ;左移</p><p>　　SETB P3.4</p><p>　　CALL V ;調(diào)用延時子程序</p><p>　　CLR P3.4</p>

32、<p>　　DJNZ R2, LOOP1</p><p>　　MOV R2, #8</p><p>　　DJNZ R4, LOOP1</p><p>　　AJMP MAIN ;進入循環(huán)</p><p>　　C2: MOV R4, #10</p><

33、p>　　MOV P0, #05BH ;數(shù)碼管顯示2</p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　M2: MOV R2, #08H</p><p>　　MOV A, #0C0H</p><p>　　LOOP2: MOV P2, A</p><p&

34、gt;<b>　　RR A</b></p><p>　　SETB P3.4</p><p><b>　　ACALL V</b></p><p>　　CLR P3.4</p><p>　　DJNZ R2, LOOP2</p><p>　　DJNZ

35、 R4,M2</p><p>　　AJMP MAIN</p><p>　　C3: MOV P0, #4FH ;數(shù)碼管顯示3</p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　MOV R4, #10</p><p>　　M3: MOV R2, #

36、07H</p><p>　　MOV R3, #08H</p><p>　　MOV A, #55H</p><p>　　LOOP3: MOV P2, A</p><p>　　RL A</p><p>　　SETB P3.4</p><p><b>

37、　　ACALL V</b></p><p>　　CLR P3.4</p><p>　　DJNZ R2, LOOP3</p><p>　　LP1: RR A</p><p>　　SETB P3.4</p><p><b>　　ACALL V</b&g

38、t;</p><p>　　CLR P3.4</p><p>　　MOV P2, A</p><p>　　DJNZ R3, LP1</p><p>　　DJNZ R4, M3</p><p>　　AJMP MAIN</p><p>　　C4: MOV

39、 P0,#66H ;數(shù)碼管顯示4</p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　MOV R4, #10</p><p>　　M4: MOV R2, #08H</p><p>　　MOV A, #05H</p><p>　　LOOP4: MOV P2

40、, A</p><p><b>　　RR A</b></p><p>　　SETB P3.4</p><p><b>　　ACALL V</b></p><p>　　CLR P3.4</p><p>　　DJNZ R2, LOOP4</

41、p><p>　　DJNZ R4, M4</p><p>　　AJMP MAIN</p><p>　　C5: MOV P0,#6DH ;數(shù)碼管顯示5</p><p>　　LCALL DELAY</p><p>　　MOV R4, #5</p><p&g

42、t;　　M5: MOV R2, #08H</p><p>　　MOV A, #03H</p><p>　　LP51: MOV P2, A</p><p><b>　　RL A</b></p><p>　　SETB P3.4</p><p><b&

43、gt;　　ACALL V</b></p><p>　　CLR P3.4</p><p>　　DJNZ R2, LP51</p><p>　　MOV R2, #8H</p><p>　　MOV A, #11H</p><p>　　LP52: MOV P2, A</

44、p><p><b>　　RR A</b></p><p>　　SETB P3.4</p><p><b>　　ACALL V</b></p><p>　　CLR P3.4</p><p>　　DJNZ R2, LP52</p>&l

45、t;p>　　MOV R2, #07H</p><p>　　MOV R3, #08H</p><p>　　MOV A, #42H</p><p>　　LP53: MOV P2,A</p><p><b>　　RL A</b></p><p>　　SETB

46、 P3.4</p><p><b>　　ACALL V</b></p><p>　　CLR P3.4</p><p>　　DJNZ R2,LP53</p><p>　　LP2: RR A</p><p>　　SETB P3.4</p><

47、p><b>　　ACALL V</b></p><p>　　CLR P3.4</p><p>　　MOV P2,A</p><p>　　DJNZ R3,LP2</p><p>　　MOV R2,#08H</p><p>　　MOV A,#31H</p

48、><p>　　LP54: MOV P2,A</p><p>　　SETB P3.4</p><p><b>　　RR A</b></p><p>　　CLR P3.4</p><p><b>　　ACALL V</b></p>

49、<p>　　DJNZ R2,LP54</p><p>　　DJNZ R4,M5</p><p>　　AJMP MAIN</p><p>　　V: JNB P1.5,DELAY ;P1.5低電平時延時長，流水燈速度慢</p><p>　　JNB P1.6,DELAY2

50、;P1.6低電平時延時短，流水燈速度快</p><p>　　ACALL DELAY1</p><p>　　RET;子程序返回</p><p>　　DELAY: MOV R1,#25 ;延時1s</p><p>　　D1: ACALL DELAY2</p><p>　　DJ

51、NZ R1, D1 </p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY1: MOV R6,#250 ;延時0.1s</p><p>　　D2: MOV R7,#198</p><p><b>　　NOP</b>&l

52、t;/p><p>　　DJNZ R7,$</p><p>　　DJNZ R6, D2</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DELAY2: MOV R6,#250 ;延時0.05s</p><p>　　DL3: MOV R7

53、,#18</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　DJNZ R7,$</p><p>　　DJNZ R6,DL3</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　END ;程序結(jié)束

54、</p><p><b>　　6 程序調(diào)試</b></p><p>　　本程序運行過程中沒有錯誤。當沒有按鍵按下時，數(shù)碼管顯示8。將電路板用數(shù)據(jù)線連接，打開開關，按鈕用來切換模式，一共有五種流動方式，每按一次按鈕就會有一種方式，并在LED顯示器上面顯示出該模式的序號。按鈕用來加速或減速鍵按下時，LED燈的轉(zhuǎn)換就會加快或減慢。</p><p>&

55、lt;b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　由于本次課程設計含括了軟件和硬件知識，所以在完成課程設計的同時也讓我們了解到了我們在軟硬件設計和制作方面的不足。通過分工完成課程的設計，是每個組員在自己所負責的領域?qū)W到了很多知識，并通過認真的交流將自己所學到的知識傳達給每一個組員，增加了我們之間的配合與溝通。</p><p>　　在軟件方面，我們組組員通過自己的認真學習

56、和組員間的探討，最終圓滿編輯完成并達到任務要求。對于我們來說，設計實現(xiàn)的功能是我們學習單片機的一個不小收獲。</p><p>　　對于電路板各元器件的連接和焊接工作，雖然看似簡單，但做起來卻是一個細致的工作，尤其是對于三極管以及雙電阻并聯(lián)的焊接工作，更是要細中再細，因為這些元器件的引腳距離都是比較近的，一旦將不該連接的引腳焊接到了一起，該元器件就會失它原來的工作效果，還很有可能將整個電路短路。</p>

57、<p>　　當軟件和硬件都完成之后，接下來就是將軟件的控制程序?qū)懭氲接布锩?，從而實現(xiàn)軟硬結(jié)合的過程，來實現(xiàn)設計要求。在這個環(huán)節(jié)中我們還是遇到了或多或少的問題，例如蜂鳴器啞聲以及LED顯示器不工作等問題都讓我們困惑了很久，最后還是通過不斷的完善代碼來實現(xiàn)各個元器件的工作。</p><p>　　通過這次課程設計，我們知道了團隊的力量，只有互相團結(jié)，才能把事情做好，組員分工合作，每個人根據(jù)自己的能力范圍

58、負責不同的工作，達到事半功倍的效果。</p><p><b>　　參 考 文 獻</b></p><p>　　單片機原理及其接口技術(shù)/胡漢才編著.—3版.—北京：清華大學出版社，2010.5；</p><p>　　單片機原理與應用系統(tǒng)設計：基于C51的Proteus仿真實驗與解題指導/張齊編著.—北京：電子工業(yè)出版社,2010.2；</p