課程設(shè)計存儲花樣燈

1、課 程 設(shè) 計 課 程 科研實踐 題 目 24c02存儲花樣燈 二級學(xué)院 延陵學(xué)院 班 級 09電y2 姓 名 劉全 學(xué) 號 09121014 指導(dǎo)教師 范力旻 設(shè)計時間 2012.12.31-2013.1.11常州工學(xué)院單片機原理及應(yīng)用科研實踐任務(wù)書二級學(xué)院：延陵學(xué)院 專業(yè)：電氣工程及其自動化 班級：09電y2學(xué)生姓名劉全 盧青指導(dǎo)老師 范力旻職 稱副教授 課題名稱基于51單片機24c02存儲花樣燈 課題工作內(nèi)容 “存儲花樣燈”的硬件電路主要由單片機控制電路、eeprom存儲電路、按鍵控制電路。 實現(xiàn)：通過i2c協(xié)議與24c02通信來存儲數(shù)據(jù)，控制花樣燈顯示。 指標要求花樣燈顯示花樣不少于3

2、6種且能切換花樣燈顯示 進程安排第 一 天：下達任務(wù)、理解課題要求、收集和消化相關(guān)資料； 第 二 天 ：方案論證和制定，元器件采購； 第三四天： 硬件制作、調(diào)試 第五八天： 軟件設(shè)計、調(diào)試 第 九 天：根據(jù)設(shè)計內(nèi)容，撰寫設(shè)計報告 第 十 天：作品演示、答辯考核主要參考文獻單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù) 張齊著 電子工業(yè)出版社 單片機原理及應(yīng)用技術(shù) 范力旻 電子工業(yè)出版社 例說8051 謝亮、陳敵北、 張義和 人民郵電出版社 單片機c語言應(yīng)用100例 王東鋒 王會良 電子工業(yè)出版社 51系列單片機設(shè)計實例 樓然苗 李光飛 北航出版社 地點秋白樓起止日期2012.12.31-2013.1.10 目 錄目

3、錄3第一章 摘 要4第二章 硬件設(shè)計52.1 最小系統(tǒng)52.1.1 單片機52.1.2 晶振電路52.1.3 復(fù)位電路62.2 電源電路72.3 存儲電路72.4 顯示電路92.5 按鍵電路10第三章 軟件設(shè)計113.1軟件設(shè)計流程圖11第四章 硬件調(diào)試12第五章 操作說明14第六章 參考文獻15第七章 小 結(jié)16第八章 附 錄17第一章 摘 要自人類發(fā)明計算機以來，單片機技術(shù)在社會各領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。在流水燈控制系統(tǒng)中，單片機的作用更是發(fā)揮的淋漓盡致，成為此系統(tǒng)中的核心部分。利用單片機的可編程功能，軟硬件結(jié)合，來控制led的燈的開通關(guān)斷，通過豐富多彩的花樣變化，給人以不同的視覺效果，更

4、是成為現(xiàn)代商業(yè)社會不可或缺少吸引消費者的普遍手段。本設(shè)計采用24c02存儲芯片與單片機連接，實現(xiàn)多種花樣燈的控制。主要包括其軟件程序的編寫、硬件電路的搭接、器件的選擇，以及通過proteus的仿真等。第二章 硬件設(shè)計2.1 最小系統(tǒng)2.1.1 單片機本次設(shè)計使用的單片機芯片型號為：89c52，管腳圖見圖2-2。圖2-1 89c52管腳圖2.1.2 晶振電路本次設(shè)計采用的是12mhz的晶振，電路圖如下圖2-3所示： 圖2-3 晶振電路兩只電容在20pf100pf之間取值，其取值在60pf70pf時振蕩器頻率穩(wěn)定性較高，按照一般經(jīng)驗，外接晶體時兩個電容的取值為30pf；外接陶瓷振蕩器是兩電容的典型

5、值是47pf。2.1.3 復(fù)位電路在時鐘電路工作后，只要在單片機的rst引腳上出現(xiàn)24個時鐘振蕩脈沖（2個機器周期）以上的高電平，單片機便可實現(xiàn)初始化狀態(tài)服務(wù)。為保證應(yīng)用系統(tǒng)可靠的復(fù)位在設(shè)計復(fù)位電路時，通常使rst引腳保持4ms以上的高電平，只要rst保持高電平，stc89c52單片機就會循環(huán)復(fù)位；當rst從高電平變?yōu)榈碗娖綍r，單片機就從0000h地址開始執(zhí)行程序，在單片機復(fù)位的有效期間，ale、psen引腳輸出高電平。圖2-4 復(fù)位電路因為，。對于用12mhz晶振的系統(tǒng)來說，使其復(fù)位的時間t應(yīng)滿足條件：電容兩端暫態(tài)電流和電壓的關(guān)系如下：因為，；可得到。若rst處電壓為，則，所以。當時，t=0

6、.357rc。滿足時，系統(tǒng)才會復(fù)位，即當時。采用，符合要求。得到復(fù)位時間2.2 電源電路本次設(shè)計電源部分采用7805集成穩(wěn)壓器濾波。7805集成穩(wěn)壓器是常用的固定輸出為5v電壓的集成穩(wěn)壓器。它的內(nèi)部含有過流、過熱及調(diào)整管的保護電路，采用了噪聲低，溫度漂移小的基準電壓源，工作穩(wěn)定可靠，而且價格便宜。7805集成穩(wěn)壓器為三端器件，其管腳1為輸入端，管腳2為接地端，管腳3為輸出端，使用十分方便。本次設(shè)計選用9v電池電源，將直流9v經(jīng)過穩(wěn)壓器使輸出電壓為直流5v。電路如圖2-5所示。圖2-5 7805整流濾波電路2.3 存儲電路1、存儲芯片有很多種，本次設(shè)計的存儲部分選用24c02，是因為其內(nèi)部采用的

7、是i2c通信協(xié)議，此通信協(xié)議具體以下特點：（1）i2c是一種多向控制總線，也就是說多個芯片可以連接到同一總線結(jié)構(gòu)下，同時每個芯片都可以作為實施數(shù)據(jù)傳輸?shù)目刂圃础＿@種方式簡化了信號傳輸總線（2）i2c串行總線可實現(xiàn)多主機系統(tǒng)所需的裁決和高低速設(shè)備同步等功能。因此，這是一種高性能的串行總線，采用串行線可大大簡化系統(tǒng)的硬件設(shè)計。（3）i2c總線是各種總線中使用信號線最少，并具有自動尋址、多主機時鐘同步和仲裁等功能的總線。因此，使用i2c總線設(shè)計計算機系統(tǒng)十分方便靈活，體積也小，因而在各類實際應(yīng)用中得到廣泛應(yīng)用。2、24c02的特點：24c02是電可擦除prom，采用256*8-bit的組織結(jié)構(gòu)以及兩

8、線串行接口。電壓可允許低至1.8v，待機電流和工作分別為1ua和1ma。2線串行接口，完全兼容i2c總線。i2c時鐘頻率為1mhz(5v),400khz(1.8v,2.5v,2.7v)。3、引腳說明：如下圖所示：圖2-6 24c02引腳圖1號腳：a0：地址輸入2號腳：a1：地址輸入3號腳：a2：地址輸入5號腳：sda：串行地址和數(shù)據(jù)輸入/輸出。sda是雙向串行數(shù)據(jù)傳輸引腳，漏極開路，需外接上拉電阻vcc（典型值10k）。6號腳：scl：串行時鐘輸入。scl同步數(shù)據(jù)傳輸，上升沿數(shù)據(jù)寫入，下降沿數(shù)據(jù)讀出。7號腳：wp：寫保護。wp引腳提供硬件數(shù)據(jù)保護。當wp接地時，允許數(shù)據(jù)正常讀寫操作；當wp接v

9、cc時，寫保護，只讀。4號腳：gnd：地8號腳：vcc：正電源。本設(shè)計24c02與單片機連接圖如下圖所示：圖2-7 存儲電路2.4 顯示電路本設(shè)計為8位流水燈顯示，8個led接在p0口，需接電阻來保護led，避免燒壞，顯示電路圖如圖2-8所示。因為led的額定電流為=（10ma20ma），啟動電壓為=1.8v，所以可得電阻兩端的電壓為=5v-1.8v=3.2v由，得，r的范圍是160320。本設(shè)計選擇r=200。圖2-8 顯示電路2.5 按鍵電路本次設(shè)計按鍵電路接在p3.2口，實現(xiàn)切換花樣。所選按鍵的類型為sw-ds。圖2-9 按鍵電路第三章 軟件設(shè)計3.1軟件設(shè)計流程圖本設(shè)計為24c02存儲

10、花樣燈，程序內(nèi)存放好段碼地址，當存儲芯片24c02寫信號有效時，由單片機把數(shù)據(jù)寫入24c02內(nèi)，并存儲，24c02讀信號有效，釋放數(shù)據(jù)，并由單片機顯示數(shù)據(jù)。圖3-1 程序流程圖第四章 硬件調(diào)試1、打開仿真軟件proteus 7 professinal中的2、找出所有原理圖中所用到的原件，按照原理圖連接，如圖所示：圖4-1 仿真原理圖3、雙擊單片機，彈出輸入仿真程序框，如圖所示：圖4-2 仿真程序輸入框4、找到編譯好的程序，單機按鈕ok5、在主界面左下角有開始仿真按鈕，開始仿真。6、觀察p0口的輸出狀態(tài)。如下圖所示： 圖4-3 仿真顯示結(jié)果7、調(diào)試結(jié)束。第五章 操作說明1、按照原理圖連接好電路，

11、使單片機得到5v穩(wěn)壓電源。2、流水燈開始工作，按下花樣選擇開關(guān)，可更換不同花樣顯示，本設(shè)計可產(chǎn)生36中不同花樣的流水燈。3、按下復(fù)位按鈕，花樣燈重新開始工作。第六章 參考文獻【1】單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù) 張齊著 電子工業(yè)出版社 【2】單片機原理及應(yīng)用技術(shù) 范力旻 電子工業(yè)出版社 【3】例說8051 謝亮、陳敵北、 張義和 人民郵電出版社 【4】單片機c語言應(yīng)用100例 王東鋒 王會良 電子工業(yè)出版社 【5】51系列單片機設(shè)計實例 樓然苗 李光飛 北航出版社第七章 小 結(jié)通過這次課程設(shè)計，我覺得自己學(xué)到了很多東西，基于51單片機課程設(shè)計是對我大學(xué)專業(yè)學(xué)習(xí)的考察，也是對我在大學(xué)里學(xué)習(xí)的知識進行一次

12、系統(tǒng)化的梳理、總結(jié)，對以前所學(xué)的過單片機理論知識起到了回顧作用，并對其加以進一步的消化和鞏固，真正做到學(xué)以致用，理論聯(lián)系實際。這次課程設(shè)計包括硬件設(shè)備的選型，軟件方面的設(shè)計與調(diào)試，更使我的實踐能力得到了進一步提高，在制作過程中積累了一些經(jīng)驗，解決問題的能力得到鍛煉。課程設(shè)計培養(yǎng)了我們嚴肅認真和實事求是的嚴謹?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度，而且培養(yǎng)了吃苦耐勞的精神以及相對應(yīng)的實踐意識。團隊合作的意識和能力也體現(xiàn)出來，值得我們思考與進步。第八章 附 錄1、元器件清單：序號名稱代號型號數(shù)量1電阻r110k12電阻r2，r31k93電容c2，c330pf24電解電容c4220uf15電容c6，c70.01uf26電解電容

13、c5100uf17電池9v18按鈕sw-ds29穩(wěn)壓器78057805110晶振x112mhz111單片機89c5212、實物展示：3、整體原理圖：4、程序：main程序：#include unsigned char code seg236= 0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f, 0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,0xff, 0xfe,0xfc,0xf8,0xf0,0xe0,0xc0,0x80,0x00, 0x80,0xc0,0xe0,0xf0,0xf8,0xfc,0xfe,0xff, 0xfc,0xf9,0xf3

14、,0xe7,0xcf,0x9f,0x3f, 0x9f,0xcf,0xe7,0xf3,0xf9,0xfc,0xff, 0xe7,0xdb,0xbd,0x7e,0xbd,0xdb,0xe7,0xff, 0xe7,0xc3,0x81,0x00,0x81,0xc3,0xe7,0xff, 0xaa,0x55,0x18,0xff,0xf0,0x0f, 0x00,0xff,0x00,0xff ; bit flag;void delay(unsigned int t);main() unsigned char i; ea=1; ex0=1; while(1) for(i=0;i36;i+) delay(200

15、00); p0=segflagi; void delay(unsigned int t) while(-t);void int0() interrupt 0flag=!flag;i2c程序：#ifndef _i2c_h_#define _i2c_h_ #include #include #define _nop() _nop_() void delayus2x(unsigned char t);void delayms(unsigned char t);void start_i2c();void stop_i2c();void sendbyte(unsigned char c);unsigne

16、d char rcvbyte();void ack_i2c(void);void noack_i2c(void);bit isendbyte(unsigned char sla,unsigned char c);bit isendstr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned char *s,unsigned char no);bit ircvbyte(unsigned char sla,unsigned char *c);bit ircvstr(unsigned char sla,unsigned char suba,unsigned ch

17、ar *s,unsigned char no);#endif#include i2c.h#define _nop() _nop_() bit ack; sbit sda=p21;sbit scl=p20;void delayus2x(unsigned char t) while(-t);void delayms(unsigned char t) while(t-) delayus2x(245); delayus2x(245); void start_i2c() sda=1; _nop(); scl=1; _nop(); _nop(); _nop(); _nop(); _nop(); sda=0

18、; _nop(); _nop(); _nop(); _nop(); _nop(); scl=0; _nop(); _nop();void stop_i2c() sda=0; _nop(); scl=1; _nop(); _nop(); _nop(); _nop(); _nop(); sda=1; _nop(); _nop(); _nop(); _nop();void sendbyte(unsigned char c) unsigned char bitcnt; for(bitcnt=0;bitcnt8;bitcnt+) if(cbitcnt)&0x80)sda=1; else sda=0; _

19、nop(); scl=1; _nop(); _nop(); _nop(); _nop(); _nop(); scl=0; _nop(); _nop(); sda=1; _nop(); _nop(); scl=1; _nop(); _nop(); _nop(); if(sda=1)ack=0; else ack=1; scl=0; _nop(); _nop();unsigned char rcvbyte() unsigned char retc; unsigned char bitcnt; retc=0; sda=1; for(bitcnt=0;bitcnt8;bitcnt+) _nop();

20、scl=0; _nop(); _nop(); _nop(); _nop(); _nop(); scl=1; _nop(); _nop(); retc=retc1; if(sda=1)retc=retc+1; _nop(); _nop(); scl=0; _nop(); _nop(); return(retc);void ack_i2c(void) sda=0; _nop(); _nop(); _nop(); scl=1; _nop(); _nop(); _nop(); _nop(); _nop(); scl=0; _nop(); _nop(); void noack_i2c(void) sda=1; _nop(); _nop(); _nop(); scl=1; _nop