單片機彩燈控制課程設計

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

2、#183;···························2</p><p>　　1.1 彩燈的設計背景及意義··&#

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

4、········2</p><p>　　1.2 系統(tǒng)設計功能概述······················

5、83;···························2</p><p>　　二 彩燈設計內容簡要···&#

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

7、···2</p><p>　　2.1 彩燈設計要求····························

8、;···························2</p><p>　　2.2 彩燈設計原理···

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 硬件電路設計································

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

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

15、183;··3</p><p>　　3.2 80C51單片機硬件結構···························&

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

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

18、.四 系統(tǒng)的軟件設計···································

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

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

21、83;·6</p><p>　　.五 設計體會······························

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

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

24、;··9</p><p><b>　　彩燈控制器設計</b></p><p><b>　　一.概述</b></p><p>　　1.1彩燈的設計背景及意義</p><p>　　彩燈是人們日常生活中的一種裝飾用品，它美觀大方，尤其在節(jié)日期間，倍增節(jié)日氣氛。它蘊涵著豐富的文化底蘊，被

25、廣泛地應用于各種店面的裝飾。變換無窮的彩燈樣式，給城市增添活力，吸引著人們的注意力，深受人民的喜愛。在日常生活中，人們還將彩燈擺放成各種圖案，增添美感。隨著電子技術的發(fā)展，應用系統(tǒng)向著小型化、快速化、大容量、重量輕的方向發(fā)展?？茖W技術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)設計功能概述</p><p>　　本設計是以80C51單片機為基礎的彩燈控制方

26、案，來實現(xiàn)對LED彩燈的控制。以80C51單片機作為主控核心，與鍵盤、顯示、驅動等模塊組成核心主控制模塊。在lab6000試驗箱上根據(jù)上位機發(fā)出信號和從機的外部中斷來控制彩燈的花型及其變化的快慢。</p><p>　　二.彩燈設計內容簡要：</p><p>　　2.1彩燈設計要求：</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設的花型進行變換；</p><p>　　3.可用鍵控制分別用快/慢兩種節(jié)拍實現(xiàn)花型變換。</p><p>　　本機地址為00H，當接到上位機發(fā)的00H時，則回發(fā)00H</p><p>　　當接到上位機發(fā)的AAH時，則將預設花型代號發(fā)出</p><p>　　當收到55

28、H時，則后面的數(shù)據(jù)為新的花型</p><p>　　2.2彩燈設計原理：</p><p>　　主要在lab6000試驗箱上進行控制。通過軟件設計，使上位機單片機P0口作為三色LED驅動信號輸出口，P1口為8個按鍵輸入口。下位機P1口與八個發(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．硬件電路設計：</b></p><p><b>　　3.1硬件組成</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單片機屬于MCS-51系列單片機，由Intel公司開發(fā)，其結構是8048的延伸，改進了8048的缺點，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)運算等指令，以及串行通信能力和5個中斷源。采用40引腳雙列直插式DIP（Dual In Line Package），內有128個RAM單元及4K的ROM。80C51有兩個16位定時計數(shù)器，兩個外中斷，兩個定時計數(shù)中斷，及一個串行中斷，并有4個8位并行輸入口。80C51內部有時鐘電路，但需要石英晶體和微調電容外接，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、復位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機</p><p>　　80C51單片機硬件結構：</p><p>　　80C51外形及引腳排列如圖所示： </p><p><b>　　管腳說明： </b></p><p>　　RST：復位輸入信號，高電平有效。在振蕩器工作時，在

32、RST上作用兩個機器周期以上的高電平，將器件復位。</p><p>　　P0口：8位、漏極開路的雙向I/O口當使用片外存儲器（ROM及RAM）時，作低八位地址和數(shù)據(jù)總線分時復用。P0口（作為總線時）能驅動 8個 LSTTL負載。</p><p>　　P1口：8位、準雙向I/O 口。在編程/校驗期間，用做輸入低位字節(jié)地址。P1口可以驅動 4個 LSTTL負載。</p><

33、;p>　　P2口：8位、準雙向I/O口。當使用片外存儲器（ROM及RAM）時，輸出高8位地址。在編程/校驗期間，接收高位字節(jié)地址。P2口可以驅動4個LSTTL負載。</p><p>　　P3口：8位、準雙向I/O口，具有內部上拉電路。P3提供各種替代功能。P3口可以輸入/輸出4個LSTTL負載。</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——片外程序存儲器訪問允許信號，低電平有效。EA=1，選擇片內程序存儲器(80C51為4KB，80C52為8KB) ；EA=0，則程序存儲器全部在片外而不管片內是否有程序存儲器。</p><p>　　ALE/PROG——地址

35、鎖存允許信號，輸出。在訪問片外存儲器或I/O時，用于鎖存低八位地址，以實現(xiàn)低八位地址與數(shù)據(jù)的隔離。 </p><p>　　PSEN ——片外程序存儲器讀選通信號，低電平有效。在從片外程序存儲器取指期間，在每個機器周期中，當有效時，程序存儲器的內容被送上 P0口（數(shù)據(jù)總線）?？梢则寗?8個LSTTL負載。</p><p>　　電源和晶振：·Vcc——運行和程序校驗時接電源正端。&#

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

37、　上位機硬件控制電路</b></p><p><b>　　系統(tǒng)硬件設計電路圖</b></p><p><b>　　功能描述：</b></p><p>　　上位機硬件設計電路主要由四部分組成：按鍵復位電路、時鐘振蕩電路、按鍵電路、LED顯示電路。</p><p>　　按鍵復位電路：復位是單

38、片機的初始化操作，其作用是使CPU中的各個部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。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電容，從而構成一個自激振蕩器，形成時鐘振蕩電路。時鐘電路產生的振蕩脈沖經過觸發(fā)器二分頻后，形成單片機的時鐘脈沖信號。</p>

39、<p>　　按鍵電路：用P1.0~P1.7八個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，工作時可以發(fā)出控制從機的信號，即控制整個系統(tǒng)。</p><p>　　LED顯示電路：與單片機的P0口相連接，其電路圖如圖所示。 可以顯示主機發(fā)出的信號，也可以顯示從機反饋回來的信號。</p><p>　　下位機硬件接卸控制電路</p><p>&l

40、t;b>　　功能描述：</b></p><p>　　系統(tǒng)硬件設計電路主要由四部分組成：按鍵復位電路、時鐘振蕩電路、外部中斷、發(fā)光二極管顯示、LED顯示電路。</p><p>　　按鍵復位電路：復位是單片機的初始化操作，其作用是使CPU中的各個部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。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電容，從而構成一個自激振蕩器，形成時鐘振蕩電路。時鐘電路產生的振蕩脈沖經過觸發(fā)器二分頻后，形成單片機的時鐘脈沖信號。</p><p>　　發(fā)光二極管顯示電路：用P0.0~P0.7八個I/O口作為輸出口，用來顯示不同的花型.高電平有效。</p><p>　　LED顯

42、示電路：與單片機的P1口相連接，其電路圖如圖所示。有來顯示接收到的主機信號。</p><p>　　外部中斷電路：P3．2—— 外部中斷0輸入用來控制花型的變化實現(xiàn)出現(xiàn)不同花型。P3．3—— 外部中斷1輸入用來控制花型變化的快慢。</p><p>　　四．系統(tǒng)的軟件設計 </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 ;設置P1口為輸入口</p><p>　　START: MOV P0,#

44、0FFH ;初始狀態(tài)，選擇場景控制開關</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對應的鍵按下，轉KEY1</p><p>　　JNB ACC.2, KEY2 ;ACC.2=0?若為0則P1.2對應的鍵按下，轉KEY2&

47、lt;/p><p>　　JNB ACC.3, KEY3 ;ACC.3=0?若為0則P1.3對應的鍵按下，轉KEY3</p><p>　　JNB ACC.4, KEY4 ;ACC.1=0?若為0則P1.4對應的鍵按下，轉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 ;點亮燈</p><p>　　ACALLDELAY</p><p>　　MOVA,R5 </p><p>　　RL A

50、 ;左移，下一個燈亮 </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，</p><p>　　JB ACC.0,MAIN ；檢測開關是否按下</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．設計體會：</b>&l

58、t;/p><p>　　歷時五個星期的單片機課程設計，我從中受益匪淺。因為對我而言學到的不僅是專業(yè)知識，而且是團隊的合作精神。</p><p>　　在本次課程設計中，我主要感觸最深的當屬查閱大量的設計資料了。為了讓自己的設計更加完善，查閱這方面的設計資料是十分必要的，同時也是必不可少的。</p><p>　　作為一個團隊，分工就顯得尤為重要，我主要負責系統(tǒng)硬件電路設計和最

59、終調試的任務，我和搭檔互相幫助，彼此勉勵，有問題一起尋求解決之道。雖然一開始我們就對方案的選擇發(fā)生分歧，但這絲毫不影響我們的交流、探討。因為大家初衷是一樣的。開始設計的功能不能全部實現(xiàn)出來，于是拿著程序反復分析和修改，在老師和同學的幫助指導下最終找出錯誤所在。</p><p>　　經過總結和分析，我和組員一致認為要做好一個課程設計，就必須做到：在設計程序之前，對所用單片機的內部結構有一個系統(tǒng)的了解，知道該單片機內

60、有哪些資源；要有一個清晰的思路和一個完整的的軟件流程圖；在設計程序時，不能妄想一次就將整個程序設計好，反復修改、不斷改進是程序設計的必經之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習慣，一個程序的完美與否不僅僅是實現(xiàn)功能，而應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；在設計課程過程中遇到問題是很正常,但我們應該將每次遇到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題。 </p><p>　　這次課程設計使

61、我明白理論與實際相結合的重要，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。同時在設計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。在接下來的復習中我會再接再厲，加深對單片機相關知識的理解。</p><p><b>　　六．參考文獻：</b></p><p>　　《單片機應

62、用技術》張曄 王玉民 ·出版社：高等教育出版社 出版日期：2006.6</p><p>　　《跟我學用單片機》. 肖洪兵 北京航空航天大學出版社 出版日期：2002.8 </p><p>　　《單片機實踐應用與技術》馬長林、陳怡 北京大學出版社 出版日期：2008</p><p>　　《單片機高級教程第1版》 何立民 北京航空航天大學出