微電腦彩燈控制課程設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、設(shè)計(jì)目的 …………………………………………………1</p><p>　　二、設(shè)計(jì)要求 …………………………………………………1</p><p>　　三、總體設(shè)計(jì) …………………………………………………1</p><p>　　3.1 總體框圖 ……………

2、……………………………………1</p><p>　　3.2 工作原理 …………………………………………………2  </p><p>　　3.3 主程序框圖 ………………………………………………2</p><p>　　各部分電路設(shè)計(jì) …………………………………………3</p><p>　　4.1 放大電路 ……………………………………

3、……………3</p><p>　　4.2 LED彩燈電路………………………………………………4</p><p>　　五、整體電路圖 ………………………………………………5</p><p>　　六、仿真及調(diào)試 ………………………………………………6</p><p>　　七、設(shè)計(jì)總結(jié) …………………………………………………7</p>

4、<p>　　八、參考文獻(xiàn) …………………………………………………8</p><p>　　九、附錄 ………………………………………………………8</p><p><b>　　一、設(shè)計(jì)目的</b></p><p>　　1、增進(jìn)對(duì)單片機(jī)的感性認(rèn)識(shí)，加深對(duì)單片機(jī)理論方面的理解；</p><p>　　2、使學(xué)生掌握單片

5、機(jī)的內(nèi)部功能模塊的應(yīng)用，如定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷、片內(nèi)外存貯器、I/O口、A/D、D/A、串行口通訊等；</p><p>　　3、使學(xué)生了解和掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)過程、方法及實(shí)現(xiàn)，為以后設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)要求 </b></p><p>　　1、用單片機(jī)控制，采用矩陣式輸出，使單片

6、機(jī)的15根口線可以控制56路彩燈；</p><p>　　本控制在電路不變的條件下，通過改變軟件， 能及方便地實(shí)現(xiàn)各種不同的花樣控制。</p><p><b>　　三、總體設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1總體框圖</b></p><p><b>　　圖1 總體框圖</b

7、></p><p><b>　　3.2工作原理</b></p><p><b>　　方案一：</b></p><p>　　取單片機(jī)P0口，8根口線都串接一個(gè)500歐電阻，每個(gè)電阻的另一端接7個(gè)LED的負(fù)極,即8列LED燈負(fù)極串聯(lián)。再將7行每行8個(gè)LED的正極合串聯(lián)一起接到一個(gè)PNP型三極管的集電極，三極管的發(fā)射極接正

8、電源端，三極管的基極串接一個(gè)電阻到單片機(jī)P2口，當(dāng)單機(jī)P0口與P2口均為低電平時(shí)，即LED正極為高電平，負(fù)極為低電平，則LED行列交叉處被點(diǎn)亮，通過編寫程序賦予單片機(jī)P0與P0口為高或者低電平，以及高低電平的持續(xù)時(shí)間來控制LED彩燈花樣，實(shí)現(xiàn)微電腦彩燈控制的設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　方案二：</b></p><p>　　采用譯碼器驅(qū)動(dòng)電路，要想控制56個(gè)LE

9、D彩燈，且讓所有彩燈排列為七行八列，使用單片機(jī)15個(gè)口，需要3個(gè)4-16線譯碼器和1個(gè)3-8線譯碼器，這樣剛好有15個(gè)輸入端口，56個(gè)輸出端口，通過參照譯碼器真值表用單片機(jī)編寫程序?qū)ψg碼器的控制，間接控制LED的點(diǎn)亮還是熄滅，可以實(shí)現(xiàn)課程要求，達(dá)到LED彩燈花樣變化。</p><p>　　經(jīng)過兩方案的對(duì)比，均能實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)的要求，但從實(shí)際問題考慮，方案二電路連接繁瑣，程序編寫冗長(zhǎng)，可控性相比于方案一略差，總體來看

10、方案一很多方面都比方案二簡(jiǎn)便、易操作，所以采用方案一來實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)。</p><p><b>　　3.3主程序框圖</b></p><p><b>　　圖2 主程序框圖</b></p><p><b>　　四、各部分電路設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1、放

11、大電路</b></p><p>　　由七個(gè)S8550，PNP型三極管與七個(gè)510歐電阻組成，將7行每行8個(gè)LED的正極合串聯(lián)一起接到一個(gè)PNP型三極管的集電極，三極管的發(fā)射極接正電源端，三極管的基極串接一個(gè)電阻到單片機(jī)P2口，其作用是放大電流以為彩燈電路提供足夠大的電流，保障LED燈都能正常發(fā)光,電路圖如圖3所示。</p><p>　　關(guān)于晶體三極管，是最常用的基本元器件之一，

12、晶體三極管的作用主要是電流放大，他是電子電路的核心元件，現(xiàn)在的大規(guī)模集成電路的基本組成部分也就是晶體三極管。</p><p>　　三極管基本機(jī)構(gòu)是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個(gè)相距很近的PN結(jié)，兩個(gè)PN結(jié)把正塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種， 從三個(gè)區(qū)引出相應(yīng)的電極，分別為基極b發(fā)射極e和集電極c。發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫發(fā)射結(jié)，集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫集

13、電極?；鶇^(qū)很薄，而發(fā)射區(qū)較厚，雜質(zhì)濃度大，PNP型三極管發(fā)射區(qū)"發(fā)射"的是空穴，其移動(dòng)方向與電流方向一致，故發(fā)射極箭頭向里；NPN型三極管發(fā)射區(qū)"發(fā)射"的是自由電子，其移動(dòng)方向與電流方向相反，故發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭指向也是PN結(jié)在正向電壓下的導(dǎo)通方向。硅晶體三極管和鍺晶體三極管都有PNP型和NPN型兩種類型。 　　三極管是一種控制元件，三極管的作用非常的大，可以說沒有三極管的

14、發(fā)明就沒有現(xiàn)代信息社會(huì)的如此多樣化，電子管是他的前身，但是電子管體積大耗電量巨大，現(xiàn)在已經(jīng)被淘汰。三極管主要用來控制電流的大小，以共發(fā)射極接法為例（信號(hào)從基極輸入，從集電極輸出，發(fā)射極接地），當(dāng)基極電壓UB有一個(gè)微小的變化時(shí)，基極電流IB也會(huì)隨之有一小的變化，受基極電流IB的控制，集電極電流IC會(huì)有一個(gè)很大的變化</p><p>　　剛才說了電流放大是晶體三極管的作用，其實(shí)質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來控制

15、集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。我們將ΔIc/ΔIb的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù)，用符號(hào)“β”表示。電流放大倍數(shù)對(duì)于某一只三極管來說是一個(gè)定值，但隨著三極管工作時(shí)基極電流的變化也會(huì)有一定的改變。根據(jù)三極管的作用我們分析它可以把微弱的電信號(hào)變成一定強(qiáng)度的信號(hào)，當(dāng)然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒，它只是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號(hào)的能量罷了。三極管有一個(gè)重要參數(shù)就是電流放大系數(shù)β。當(dāng)三極管的基極上加一個(gè)微小的電流時(shí)，在集

16、電極上可以得到一個(gè)是注入電流β倍的電流，即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就是三極管的放大作用。三極管的作用還有電子開關(guān)，配合其它元件還可以構(gòu)成振蕩器，此外三極管還有穩(wěn)壓的作用。</p><p>　　圖3 三極管放大電路</p><p><b>　　LED彩燈電路</b></p><

17、;p>　　由七行八列共56個(gè)led燈和8個(gè)510歐電阻組成，每一行LED彩燈的陽極串聯(lián)分別接放大電路中的7個(gè)三極管集電極，每一列LED燈串聯(lián)分別接8個(gè)510歐電阻，由此組成彩燈電路，電路圖如圖4所示。</p><p>　　關(guān)于LED，LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，主要由支架、銀膠、晶片、金線、環(huán)氧樹脂五種物料所組成。</p><p>　　LED是一種

18、能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為光能的半導(dǎo)體 ，可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附著 在一個(gè)支架上，是負(fù)極，另一端連接電源的正極，整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子

19、的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)決定光的顏色，是由形成P-N結(jié)材料決定的。</p><p>　　圖4 LED彩燈電路</p><p><b>　　整體電路圖</b></p><p><b>　　圖5 整體電路圖</b></p><p><b>　　仿真及調(diào)試</b&

20、gt;</p><p><b>　　圖6 電路仿真圖</b></p><p><b>　　圖7 實(shí)物圖</b></p><p><b>　　設(shè)計(jì)總結(jié)</b></p><p>　　經(jīng)過這幾天的課程設(shè)計(jì)，收獲還是非常豐富的,讓我從最初無處下手，到后來通過查閱相關(guān)的資料，對(duì)我所選的微

21、電腦彩燈控制這個(gè)課題的認(rèn)識(shí)一步步加深，對(duì)電路中所用到的器件進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)器件的性能以及功能有了詳細(xì)的了解，經(jīng)過一周的努力，終于做出了自己一手設(shè)計(jì)的彩燈控制實(shí)物。我從中學(xué)到了許多許多，對(duì)單片機(jī)這門課有了更深入的了解。并深刻體會(huì)到實(shí)際操作與我們課本上所學(xué)的理論知識(shí)的差異和聯(lián)系，學(xué)到了很多書本上學(xué)不到的小技巧，比如說如果不加三極管驅(qū)動(dòng)LED彩燈點(diǎn)亮效果會(huì)很差。但是我同時(shí)認(rèn)識(shí)到，理論知識(shí)又是必不可少的，沒有足夠的理論知識(shí)，根本無法去談?wù)搶?shí)踐，理論

22、知識(shí)就是一個(gè)基礎(chǔ)，而實(shí)踐則是建筑物，只有擁有堅(jiān)固強(qiáng)大的基礎(chǔ)，才能建出摩天大樓。</p><p>　　同時(shí)，我也體會(huì)到了我們以前所學(xué)的知識(shí)的聯(lián)系性，我們這次做的是單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，但是也大量用到了以前學(xué)過的知識(shí)，這次設(shè)計(jì)的系統(tǒng)功能更加強(qiáng)大，實(shí)用性更強(qiáng)，讓我體會(huì)到單片機(jī)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的重要性。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)對(duì)我的影響十分深刻，讓我什么體會(huì)到我們所學(xué)的每門課程都是很重要的，因

23、此在以后的學(xué)習(xí)中我要更加認(rèn)真，并且盡量多動(dòng)手實(shí)踐，這樣才能對(duì)學(xué)到的知識(shí)認(rèn)識(shí)更加深刻清楚，我一定會(huì)不斷的努力下去的！</p><p><b>　　八、參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]《單片機(jī)原理及應(yīng)用》，楊恢先、黃輝先，人民郵電出版社，2007.1</p><p>　　[2]《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》閻石，高等教育出版社，第五版</p

24、><p>　　[3]《LED及電子產(chǎn)品制作》陳永秘</p><p>　　[4]《LED結(jié)構(gòu)原理及應(yīng)用技術(shù)》李春茂</p><p>　　[5]《雙色圖文詳解三極管及應(yīng)用電路》胡斌，人民郵電出版社， 2009年07月</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　程序&l

25、t;/b></p><p>　　#include <reg52.H></p><p>　　#include<intrins.h></p><p>　　#define uint unsigned int</p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p&g

26、t;　　Unsignedcharcode tabP2[]={0x7F,0xbf,0xDF,0xEF,0xF7,0xFB,0xFD,0xFE};//hang</p><p>　　unsigned char code tabP02[]={0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,</p><p>　　0xff,0xc3,0xfb,0xe3,0xfb,0

27、xc3,0xff,0xff,</p><p>　　0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff}; //3</p><p>　　unsigned char code tabP03[]={0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,</p><p>　　0xff,0xc3,0xfb,0xc3,0x

28、df,0xc3,0xff,0xff,</p><p>　　0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff}; //2</p><p>　　unsigned char code tabP04[]={0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,</p><p>　　0xff,0xff,0xee,0xc0

29、,0xfe,0xff,0xff,0xff,</p><p>　　0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff}; //1</p><p>　　unsigned char code tabP05[]={0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,</p><p>　　0xff,0xff,0xe3,0

30、xdd,0xdd,0xe3,0xff,0xff,</p><p>　　0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff}; //0</p><p>　　Unsignedcharcode tabP01[]={0xff,0xff,0x93,0x01,0x01,0x83,0xc7,0xef};//實(shí)心(大)</p><p>　　Unsig

31、nedcharcode tabP06[]={0xff,0xff,0xff,0x93,0x83,0xc7,0xef,0xff};//實(shí)心(小)</p><p>　　/********************************************************************</p><p>　　* 名稱 : Delay_1ms()

32、 *</p><p>　　* 功能 : 延時(shí)子程序，延時(shí)時(shí)間為 1ms * x *</p><p>　　* 輸入 : x (延時(shí)一毫秒的個(gè)數(shù)) *</p><p>　　* 輸出 : 無 *&l

33、t;/p><p>　　********************************************************************/</p><p>　　void Delay_1ms(uint i) //延時(shí)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　uint

34、x,j;</b></p><p>　　for(j=0;j<i;j++)</p><p>　　for(x=0;x<=245;x++);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　/**************************************************

35、*****************</p><p>　　* 名稱 :全亮() *</p><p>　　********************************************************************/</p><p>　　void quanliang (void)

36、</p><p><b>　　{</b></p><p>　　{ P0=0x00;</p><p><b>　　P2=0x00;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　Delay_1ms(500);</p>

37、<p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************************************************************</p><p>　　* 名稱 :上移數(shù)字3() *</p><p>　　******

38、**************************************************************/</p><p>　　void upmove(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int i,n,t;</p><p><b>　　{ </b&

39、gt;</p><p>　　for(n=0;n<15;n++) </p><p>　　{for(t=0;t<15;t++) //控制速度</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++) </p><p><b>　　{&

40、lt;/b></p><p>　　P0=tabP02[i+n];</p><p>　　P2=tabP2[i];</p><p>　　Delay_1ms(1);</p><p>　　P0=0xff; //對(duì)字線清影</p><p><b>　　}</b></p><

41、;p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/***********************************

42、********************************</p><p>　　* 名稱 :下移數(shù)字2() *</p><p>　　********************************************************************/</p><p&g

43、t;　　void downmove(void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int i,n,t;</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(n=15;n>0;n--) </p><p><b>　　{&

44、lt;/b></p><p>　　for(t=0;t<15;t++) //控制速度</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=8;i>0;i--)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P2=tabP2[i

45、-1]; //掃描順序</p><p>　　P0=tabP03[i+n]; </p><p>　　Delay_1ms(1);</p><p>　　P0=0xff; //對(duì)字線清影</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b>&l

46、t;/p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*******************************************************************

47、*</p><p>　　* 名稱 :左移數(shù)字1() *</p><p>　　********************************************************************/</p><p>　　void leftmove (void)</p><p

48、><b>　　{</b></p><p>　　int i,n,t;</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　for(n=0;n<15;n++) </p><p>　　{for(t=0;t<15;t++) //控制速度</p><p>

49、<b>　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P0=tabP2[i];</p><p>　　P2=tabP04[i+n];</p><p>　　Delay_1ms(1);<

50、/p><p>　　P2=0xff; //對(duì)字線清影</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　} </b><

51、/p><p><b>　　}</b></p><p>　　/******************************************************************* 名稱 :右移數(shù)字0() *</p><p>　　************************

52、********************************************/</p><p>　　void rightmove (void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int i,n,t;</p><p><b>　　{</b></p>

53、<p>　　for(n=0;n<15;n++) </p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(t=0;t<15;t++) //控制速度</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++)</p>

54、<p><b>　　{</b></p><p>　　P0=tabP2[7-i]; //掃描順序</p><p>　　P2=tabP05[i+n]; </p><p>　　Delay_1ms(1);</p><p>　　P2=0xff; //對(duì)字線清影</p><p>&

55、lt;b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/*

56、******************************************************************* 名稱 :閃爍心性() *</p><p>　　********************************************************************/</p><

57、;p>　　void shanshuo (void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int i,j,p;</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(j=0;j<1;j++) //閃爍次數(shù)</p><p>&

58、lt;b>　　{</b></p><p>　　for(p =0; p<50;p++)//控制閃爍速度</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++)//選擇數(shù)組的數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{</b></p&

59、gt;<p>　　P0=tabP01[i];</p><p>　　P2=tabP2[i];</p><p>　　Delay_1ms(1); //亮的時(shí)間，人眼暫留效應(yīng)</p><p><b>　　}</b></p><p>　　P0 = 0xff; </p><

60、p><b>　　}</b></p><p>　　Delay_1ms(150);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　vo

61、id shanshuo1 (void)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　int i,j,p;</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(j=0;j<1;j++) //閃爍次數(shù)</p><p><b>　

62、　{</b></p><p>　　for(p =0; p<50;p++)//控制閃爍</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=0;i<8;i++)//選擇數(shù)組的數(shù)據(jù)</p><p><b>　　{</b></p><p&

63、gt;　　P0=tabP06[i];</p><p>　　P2=tabP2[i];</p><p>　　Delay_1ms(1); //亮的時(shí)間，人眼暫留效應(yīng)</p><p><b>　　}</b></p><p>　　P0 = 0xff; </p><p><b&g

64、t;　　}</b></p><p>　　Delay_1ms(200);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　/**************

65、*****************************************************</p><p>　　* 名稱 :主函數(shù)() *</p><p>　　********************************************************************/&l

66、t;/p><p>　　void main()</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　int m;</b></p><p><b>　　P0=0;</b></p><p><b>　　P2=0xff;</b>

67、</p><p><b>　　while(1)</b></p><p><b>　　{ </b></p><p>　　for( m=0 ; m<7; m++ )</p><p><b>　　{ </b></p><p>　　switch (m)&

68、lt;/p><p><b>　　{</b></p><p>　　case 0: quanliang(); </p><p>　　case 1: upmove(); </p><p>　　case 2: downmove(); </p><p>　　case 3: le

69、ftmove(); </p><p>　　case 4: rightmove(); </p><p>　　case 5: shanshuo(); </p><p>　　case 6: shanshuo1(); </p><p>　　default : shanshuo(); </p><p><