單片機課程設(shè)計-- 廣告燈的設(shè)計

1、<p><b>　　信息與電氣工程學(xué)院</b></p><p><b>　　單片機課程設(shè)計</b></p><p>　　題 目 廣告燈的設(shè)計 </p><p>　　學(xué) 院 信息與電氣工程學(xué)院 </p><p>　　專 業(yè)

2、 電氣工程及其自動化 </p><p>　　年 級 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　學(xué) 號 </p><p>　　指導(dǎo)教師

3、 </p><p>　　時 間 </p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第一章 引言...........................................03</p><

4、p>　　第二章 總體設(shè)計方案...................................04</p><p>　　一：設(shè)計要求..........................................04</p><p>　　二：硬件設(shè)計方案......................................04</p><p>　

5、　三：軟件設(shè)計程序......................................08</p><p>　　第三章 調(diào)試及結(jié)果分析.................................14</p><p>　　一：調(diào)試及結(jié)析結(jié)果分析................................14</p><p>　　二：設(shè)計總結(jié).....

6、.....................................15</p><p>　　參考文獻..............................................15</p><p>　　附錄（一）............................................16</p><p>　　附錄（二）....

7、..........................................</p><p><b>　　引言：</b></p><p>　　單片機具有體積小，可靠性高，功能強，靈活方便等許多優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個領(lǐng)域。單片機的應(yīng)用，從根本上改變了傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)設(shè)計思想和設(shè)計方法，以前由模擬電路和數(shù)字電路實現(xiàn)的大部分電路，現(xiàn)在都能用單片機通過軟件方法來

8、實現(xiàn)。</p><p>　　單片機在工業(yè)控制中的應(yīng)用，特別是在實時監(jiān)測和自動控制的單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機往往是作為一個核心部件來使用，僅單片機方面的知識是不夠的，還應(yīng)根據(jù)具體硬件結(jié)構(gòu)，以及針對具體應(yīng)用對象特點的軟件結(jié)合，加以完善。廣告燈控制的出現(xiàn)，對廣告夜景的美化和視覺享受，起到了十分重要的作用，也為一個城市商務(wù)區(qū)增添了一道亮麗的風(fēng)景線。</p><p>　　STC89C52RC單片機簡

9、要介紹單片機應(yīng)用系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。硬件系統(tǒng)是指單片機以及擴展的存儲器、I\O接口、外圍擴展的功能芯片以及接口電路。軟件系統(tǒng)包括監(jiān)控程序和各種應(yīng)用程序。在單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，單片機是整個系統(tǒng)的核心，對整個系統(tǒng)的信息輸入、處理、信息輸出進行控制。</p><p>　　本系統(tǒng)采用單片機為中心器件來設(shè)計廣告燈，單片機系統(tǒng)實用性強，操作簡單，擴展性好，靈活多變?？梢岳闷浞奖憧旖莸倪M行實驗。在單片機應(yīng)用系統(tǒng)

10、在其中配置的鍵盤可以是獨立鍵盤，也可能是矩陣鍵盤。顯示器也為LED數(shù)碼管。但在此次實驗中運用的是矩陣鍵盤。來控制不同的發(fā)光二極管使之呈現(xiàn)出理想的效果，從而達到預(yù)期的目標(biāo)</p><p>　　第二章 總體設(shè)計方案</p><p><b>　　一、設(shè)計要求</b></p><p>　　鍵盤輸入使8個led發(fā)光二極管作16種不同的變幻，控制矩陣鍵盤

11、。即用硬件設(shè)計和軟件設(shè)計相結(jié)合的方式，來進行此功能的實現(xiàn)。其中硬件的設(shè)計主要包括：電路的設(shè)計、選取元器件、編輯元器件，元器件的屬性設(shè)置、連插件，連接電路和檢測。軟件的設(shè)計主要包括：添加源程序，編輯源程序，生成目標(biāo)代碼文件（擴展名為.HEX）。最后兩種設(shè)計相結(jié)合，在單片機上體現(xiàn)出這種功能的實現(xiàn)。</p><p>　　二、硬件電路的設(shè)計方案</p><p>　　按照設(shè)計要求，確定硬件電路的總體

12、設(shè)計方案，以8052單片機為核心的控制電路，包括復(fù)位電路、定時電路，4*4矩陣鍵盤和二極管控制電路。</p><p>　　2.1 復(fù)位電路設(shè)計</p><p>　　單片機在可靠的復(fù)位之后，才會從0000H地址開始有序的執(zhí)行應(yīng)用程序。同時，復(fù)位電路也是容易受到外部噪聲干擾的敏感部分之一。因此，復(fù)位電路應(yīng)該具有兩個主要的功能：1.必須保證系統(tǒng)可靠的進行復(fù)位；2必須具有一定的抗干擾的能力。<

13、;/p><p>　　系統(tǒng)選用6MHz晶振，則一個機器周期為2us，那么復(fù)位脈沖寬度最小應(yīng)為4us。在實際應(yīng)用系統(tǒng)中，考慮到電源的穩(wěn)定時間，參數(shù)漂移，晶振穩(wěn)定時間以及復(fù)位的可靠性等因素，必須有足夠的余量。</p><p>　　單片機在啟動時都需要復(fù)位，以使CPU及系統(tǒng)各部件處于確定的初始狀態(tài)，并從初態(tài)開始工作。8052系列單片機的復(fù)位信號是從RST引腳輸入到芯片內(nèi)的施密特觸發(fā)器中的。當(dāng)系統(tǒng)處于正

14、常工作狀態(tài)時，且振蕩器穩(wěn)定后，如果RST引腳上有一個高電平并維持2個機器周期(24個振蕩周期)以上，則CPU就可以響應(yīng)并將系統(tǒng)復(fù)位。</p><p>　　2.2 定時電路設(shè)計</p><p>　　CPU就是通過復(fù)雜的時序電路完成不同的指令功能的。時鐘信號可以由兩種方式產(chǎn)生：一種是內(nèi)部方式，利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，產(chǎn)生時鐘信號；另一種為外部方式，時鐘信號由外部引入。本實驗中用到的是內(nèi)部定時電

15、路。從而實現(xiàn)對二極管開關(guān)的的時間長短，延時的長短進行控制，因此具有重要的意義。</p><p><b>　　電路圖如下所示：</b></p><p>　　2.3、4*4矩陣鍵盤的設(shè)計</p><p>　　矩陣式鍵盤乃是當(dāng)今使用最為廣泛的鍵盤模式，該系統(tǒng)以N個端口連接控制N*N個按鍵顯示在LED數(shù)碼管上。用單片機的并行口P3連接4×4

16、矩陣鍵盤，并以單片機的P3.0－P3.3各管腳作輸入線，以單片機的P3.4－P3.7各管腳作輸出線。</p><p>　　4*4矩陣鍵盤是用4條I/O線作為行線4條I/O線作為列線在行線和列線的交叉點上設(shè)置一個按鍵每個按鍵有它的行值和列值。開始先對第一列進行掃描，如果沒有按鍵，再對第二列、第三列、第四列分別進行掃描，如果沒有返回到開始。如果第一列有按鍵，分別對第一行、第二行、第三行、第四行進行掃描，判斷是哪

17、一個按鍵被按下。</p><p>　　用AT89C51單片機對4*4矩陣鍵盤進行動態(tài)掃描，當(dāng)按鍵盤的鍵時，可以產(chǎn)生相應(yīng)的二極管亮滅的變化并實時顯示出來。</p><p><b>　　矩陣鍵盤電路圖：</b></p><p>　　2.4二極管控制電路</p><p>　　二極管控制電路是整個實驗的重要部分，也是展示的主要部

18、分。芯片的并行口P2與二極管相連。通過編寫不同的延時程序，來實現(xiàn)不同的”shanshuo”子程序。并與矩陣鍵盤相連接，通過矩陣鍵盤的控制，來顯示相應(yīng)的效果。</p><p><b>　　電路圖如下：</b></p><p>　　Protel原理圖設(shè)計：</p><p>　　在此次課程設(shè)計中，主要使用Protel 99SE來進行電路的設(shè)計Prot

19、el為設(shè)計者提供了一個集成的電路設(shè)計環(huán)境，包括原理圖設(shè)計和PCB布線工具、電路仿真和集成的設(shè)計文檔管理。而本次課程設(shè)計主要應(yīng)用其繪制電路原理圖。</p><p>　　硬件設(shè)計原理圖見附錄一。</p><p><b>　　三、軟件設(shè)計程序</b></p><p><b>　　C語言程序代碼：</b></p>&

20、lt;p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#include<intrins.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　uchar num,temp;<

21、;/p><p>　　void delay(uint x) //延時子程序</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint i,j;</b></p><p>　　for(i=x;i>0;i--)</p><p>　　for(j=100;j>

22、0;j--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void liushuideng(uchar q,uint p)//流水燈控制子程序</p><p><b>　　{</b></p><p>　　uchar aa,i;</p><p><b&g

23、t;　　aa=0xfe;</b></p><p>　　for(i=8;i>0;i--)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P2=aa;</b></p><p><b>　　delay(p);</b></p>&l

24、t;p>　　aa=_crol_(aa,q);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void shanshuo1(uint w) //奇數(shù)燈和偶數(shù)燈交替閃爍子程序</p><p><b>　　{</b>&

25、lt;/p><p><b>　　P2=0x55;</b></p><p><b>　　delay(w);</b></p><p><b>　　P2=0xaa;</b></p><p>　　delay(w); </p><p><b>　　}&l

26、t;/b></p><p>　　void shanshuo2(uint e) //后四個燈和前四個燈交替閃爍子程序</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P2=0xf0;</b></p><p><b>　　delay(e);</b>

27、</p><p><b>　　P2=0x0f;</b></p><p>　　delay(e); </p><p><b>　　}</b></p><p>　　void keys() //檢測4*4矩陣鍵盤哪個按下子程序</p><p><b>　　{<

28、/b></p><p>　　P3=0xfe; //判斷有無按鍵按下，進行第一列掃描</p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0; //取行狀態(tài)，對列狀態(tài)進行屏蔽</p><p>　　if(temp!=0xf0)//如果有按鍵按下，計算其編碼

29、值</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10); //消除抖動</p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;//排除普通機械抖動造成的影響</p><p>　　if(

30、temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　switch(temp)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0xee: //

31、按鍵0按下，其編碼值給num</p><p><b>　　num=0;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0xde: // 按鍵1按下，其編碼值給num</p><p><b>　　num=1;</b></p>

32、<p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0xbe: //按鍵2按下，其編碼值給num</p><p><b>　　num=2;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0x7e:

33、 //按鍵3按下，其編碼值給num</p><p><b>　　num=3;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>

34、;<b>　　}</b></p><p>　　P3=0xfd; //進行第二列掃描</p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><

35、;b>　　{</b></p><p>　　delay(10);</p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b

36、></p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　switch(temp)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0xed:</p><p><b>　　num=4;</b></p&

37、gt;<p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0xdd:</p><p><b>　　num=5;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0xbd:</p><p

38、><b>　　num=6;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0x7d:</p><p><b>　　num=7;</b></p><p><b>　　break;</b></p>

39、<p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　P3=0xfb; //進行第三列掃描</p><p><b>　　temp=P3;</b></p>

40、<p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　delay(10);</p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　tem

41、p=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　switch(temp)</p><p><b>　　{</b

42、></p><p>　　case 0xeb:</p><p><b>　　num=8;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0xdb:</p><p><b>　　num=9;</b></p

43、><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0xbb:</p><p><b>　　num=10;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0x7b:</p><

44、;p><b>　　num=11;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p>

45、;<p>　　P3=0xf7; //進行第四列掃描</p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p>&l

46、t;p>　　delay(10);</p><p><b>　　temp=P3;</b></p><p>　　temp=temp&0xf0;</p><p>　　if(temp!=0xf0)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>

47、;　　temp=P3;</b></p><p>　　switch(temp)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0xe7:</p><p><b>　　num=12;</b></p><p><b>　　break;&

48、lt;/b></p><p>　　case 0xd7:</p><p><b>　　num=13;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0xb7:</p><p><b>　　num=14;</b>

49、;</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 0x77:</p><p><b>　　num=15;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b&g

50、t;</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void xiaoguo()</p><p><b>　　{</b></p>

51、;<p>　　switch(num)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0: //當(dāng)編碼值為0時，二極管亮后四個燈</p><p><b>　　P2=0xf0;</b></p><p><b>　　break;</b><

52、;/p><p>　　case 1: //當(dāng)編碼值為1時，二極管亮第一三五七個燈</p><p><b>　　P2=0x55;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 2: //當(dāng)編碼值為2時，二極管亮兩邊兩個燈</p><p>

53、;<b>　　P2=0x7e;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 3: //當(dāng)編碼值為3時，亮第二個第七個燈</p><p><b>　　P2=0xbd;</b></p><p><b>　　break;<

54、;/b></p><p>　　case 4: //當(dāng)編碼值4時，二極管亮前四個燈</p><p><b>　　P2=0x0f;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 5: //當(dāng)編碼值為5時，兩第二四六八個燈</p><

55、;p><b>　　P2=0xaa;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 6: //當(dāng)編碼值為6時，亮第三個燈和第五個燈</p><p><b>　　P2=0xdb;</b></p><p><b>　　br

56、eak;</b></p><p>　　case 7: //當(dāng)編碼值為7時，亮第四個和第五個燈</p><p><b>　　P2=0xe7;</b></p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 8: //當(dāng)編碼值為8時，前四個燈和我后四個燈慢

57、速交替閃爍</p><p>　　shanshuo2(2000);</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 9: //當(dāng)編碼值為9時，奇數(shù)燈和偶數(shù)燈慢速交替閃爍</p><p>　　shanshuo1(2000);</p><p><b>　　

58、break;</b></p><p>　　case 10: //當(dāng)編碼值為10時，燈從最右邊向左每隔一個慢速流水閃</p><p>　　liushuideng(2,1500);</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 11: //當(dāng)編碼值為11時，燈從最右邊

59、慢速先做流水閃</p><p>　　liushuideng(1,1500);</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 12: //當(dāng)編碼值為12時，前四個燈和后四個燈快速交替閃爍</p><p>　　shanshuo2(800); </p><p&

60、gt;<b>　　break;</b></p><p>　　case 13: //當(dāng)編碼值為13時，奇數(shù)燈和偶數(shù)燈快速閃爍</p><p>　　shanshuo1(800); </p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 14: //當(dāng)編碼值為14時

61、，燈從最右邊向左每隔一個快速流水閃</p><p>　　liushuideng(2,500);</p><p><b>　　break;</b></p><p>　　case 15: //當(dāng)編碼值為15時，燈從最右邊以此向左快速流水閃</p><p>　　liushuideng(1,500);</p>

62、<p><b>　　break;</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p><b>　　{ </b></p><p&

63、gt;　　while(1) //主程序 ，無條件循環(huán)以下環(huán)節(jié)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　keys(); //判斷是哪個按鍵按下子程序</p><p>　　xiaoguo();//在二極管上顯示對應(yīng)的按鍵效果</p><p><b>　　}</b></p&g

64、t;<p><b>　　}</b></p><p>　　第三章 調(diào)試及結(jié)果分析</p><p><b>　　一、調(diào)試及結(jié)果分析</b></p><p>　　矩陣鍵盤掃描所對應(yīng)的編碼，為按鍵的序列號，通過調(diào)試，其最終結(jié)果為：</p><p>　　當(dāng)按下為0鍵時，二極管亮后四個燈</

65、p><p>　　當(dāng)按下為2鍵時，二極管亮第一三五七個燈</p><p>　　當(dāng)按下為2鍵時，二極管亮兩邊兩個燈</p><p>　　當(dāng)按下為3鍵時，亮第二個第七個燈</p><p>　　當(dāng)按下為4鍵時，二極管亮前四個燈</p><p>　　當(dāng)按下為5鍵時，亮第二四六八個燈</p><p>　　當(dāng)按下

66、為6鍵時，亮第三個燈和第五個燈</p><p>　　當(dāng)按下為7鍵時，亮第四個和第五個燈</p><p>　　當(dāng)按下為8鍵時，前四個燈和后四個燈慢速交替閃爍</p><p>　　當(dāng)按下為9鍵時，奇數(shù)燈和偶數(shù)燈慢速交替閃爍</p><p>　　當(dāng)按下為10鍵時，燈從最右邊向左每隔一個慢速流水閃</p><p>　　當(dāng)按下為

67、11鍵時，燈從最右邊慢速先做流水閃</p><p>　　當(dāng)按下為12鍵時，前四個燈和后四個燈快速交替閃爍</p><p>　　當(dāng)按下為13鍵時，奇數(shù)燈和偶數(shù)燈快速閃爍</p><p>　　當(dāng)按下為14鍵時，燈從最右邊向左每隔一個快速流水閃</p><p>　　當(dāng)按下為15鍵時，燈從最右邊以此向左快速流水閃</p><p&g

68、t;<b>　　二、設(shè)計總計</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計，我得到了一次用專業(yè)知識專業(yè)技能分析和解決問題全面系統(tǒng)的鍛煉。使我對單片機有了一個較高層次的認(rèn)識，使我在單片機的基本原理，單片機應(yīng)用系統(tǒng)的基本原理，單片機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)過程，以及在常用編程設(shè)計思路技巧的掌握方面都能向前邁了一大步。獲得豐富理論知識的同時，極大地提高了實踐能力，動手能力。把知識與實際相結(jié)合，對今后單片機進一