基于單片機(jī)的LED設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)自動(dòng)化學(xué)生姓名張兆雄學(xué)號(hào)0903010413設(shè)計(jì)題目基于單片機(jī)的led燈光控制器的設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求：根據(jù)單片機(jī)原理應(yīng)用相關(guān)器件搭建電路實(shí)現(xiàn)led燈光控制功能。進(jìn)度安排：第1天：1. 布置課程設(shè)計(jì)題目及任務(wù)。2. 查找文獻(xiàn)、資料，確立設(shè)計(jì)方案。第23天：1. 根據(jù)實(shí)際情況確定所需硬件電路的設(shè)計(jì)方案。第45天：1. 根據(jù)硬件電路設(shè)計(jì)的要求查找相關(guān)型號(hào)的單片機(jī)、芯片等器件的接線(xiàn)方法及實(shí)際參數(shù)的設(shè)置方法。2. 在此基礎(chǔ)上用proteus軟件搭建仿真電路并進(jìn)行相關(guān)仿真，驗(yàn)證元器件是否符合設(shè)計(jì)要求。第67天：1. 根據(jù)所搭建的硬件電路編制程序（c語(yǔ)言），并將其keil與p

2、roteus兩個(gè)軟件進(jìn)行聯(lián)機(jī)調(diào)試仿真。2. 課程設(shè)計(jì)結(jié)果驗(yàn)收，針對(duì)課程設(shè)計(jì)題目進(jìn)行答辯。3. 完成課程設(shè)計(jì)報(bào)告。指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日分院院長(zhǎng)（簽字）：年 月 日摘 要單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱(chēng)單片機(jī)，又稱(chēng)為微控制器（mcu），它的出現(xiàn)是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的一個(gè)重要里程碑，它以體積小、功能全、性?xún)r(jià)比高等諸多優(yōu)點(diǎn)而獨(dú)具特色。隨著社會(huì)的發(fā)展、科技的進(jìn)步，各種方便于生活的自動(dòng)控制系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入了人們的生活，以單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)就是其中之一。本論文著重闡述了led燈光控制器的設(shè)計(jì)方法，以at89c52單片機(jī)作為主控核心，按鍵、數(shù)碼管等較少的輔助硬件電路相結(jié)合，采用模塊設(shè)計(jì)，利用軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)led燈進(jìn)行控制

3、。本系統(tǒng)具有體積小、硬件少、電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、軟件功能完善，控制系統(tǒng)可靠，性?xún)r(jià)比較高等優(yōu)點(diǎn)。論文主要論述了基于單片機(jī)的led燈光控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程。主要工作如下：重點(diǎn)論證了系統(tǒng)方案的選擇及其實(shí)現(xiàn)方法；全文詳細(xì)論述了系統(tǒng)的軟、硬件電路，其中硬件部分重點(diǎn)介紹了單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和各引腳以及晶振電路、復(fù)位電路的工作原理，軟件部分重點(diǎn)敘述主程序和子程序的c語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)；硬件、軟件電路調(diào)試過(guò)程；所有源程序均采用c語(yǔ)言編譯，并在keil uvision2軟件里編譯、調(diào)試；在proteus環(huán)境下實(shí)現(xiàn)軟、硬件電路仿真。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了設(shè)計(jì)方案的正確性與可行性，以此為理論基礎(chǔ)，對(duì)我們?cè)O(shè)計(jì)led燈電路具有很強(qiáng)的使用和參考價(jià)值。

4、關(guān)鍵詞：led燈；at89c52單片機(jī)；燈光控制器；模塊設(shè)計(jì) 目錄1.概述11.1課程設(shè)計(jì)的目的11.2課程設(shè)計(jì)的要求11.3基本原理12 系統(tǒng)設(shè)計(jì)22.1 系統(tǒng)功能22.2仿真軟件proteus的使用22.3仿真圖設(shè)計(jì)43 程序設(shè)計(jì)53.1 keil c51編程軟件的使用及調(diào)試方法53.2 本次設(shè)計(jì)調(diào)試實(shí)現(xiàn)的功能73.2程序流程圖83.2.1主函數(shù)程序流程圖83.2.2 程序1流程圖93.2.3 程序2流程圖103.3 c語(yǔ)言源程序114 系統(tǒng)調(diào)試174.1 proteus和keil軟件的聯(lián)調(diào)174.2 仿真效果圖175 課程總結(jié)體會(huì)186 參考文獻(xiàn)191. 概述1.1課程設(shè)計(jì)的目的單片計(jì)算

5、機(jī)即單片微型計(jì)算機(jī)。（single-chip microcomputer ）,是 集cpu ,ram ,rom ,定時(shí)，計(jì)數(shù)和多種接口于一體的微控制器。他體積小，成本低，功能強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于智能產(chǎn)品和工業(yè)自動(dòng)化上。而52單片機(jī)是各單片機(jī)中最為典型和最有代表性的一種。通過(guò)本課程設(shè)計(jì)，能獨(dú)立地完成一個(gè)典型單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試任務(wù)，深刻地領(lǐng)會(huì)和掌握單片機(jī)原理及應(yīng)用課程中講述的基本理論和基本技能，在單片機(jī)原理及應(yīng)用課程的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析與設(shè)計(jì)能力和動(dòng)手能力，為后續(xù)課程學(xué)習(xí)和今后從事電子信息系統(tǒng)及相關(guān)領(lǐng)域的實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1.2 課程設(shè)計(jì)的要求主要內(nèi)容包括理論設(shè)計(jì)、軟件調(diào)試及

6、報(bào)告等幾大部分。軟件設(shè)計(jì)利用keil c51 軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用c或匯編語(yǔ)言進(jìn)行軟件程序編寫(xiě)，并在keil上運(yùn)行檢測(cè)正確與否。在protues軟件上畫(huà)圖，檢查無(wú)誤后與keil寫(xiě)好的程序進(jìn)行聯(lián)調(diào)，仿真，運(yùn)行無(wú)誤后，寫(xiě)設(shè)計(jì)報(bào)告。1.3 基本原理本課題用到的是89c52單片機(jī)，led數(shù)碼管，led燈，鍵盤(pán)，光敏電阻，蜂鳴器等。89c52是一個(gè)低電壓，高性能cmos 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的flash只讀程序存儲(chǔ)器和256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram），器件采用atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)mcs-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和fl

7、ash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的89c52單片機(jī)可提供許多較復(fù)雜系統(tǒng)控制應(yīng)用場(chǎng)合。89c52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（i/o）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫(xiě)口線(xiàn)， 89c52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程,但不可以在線(xiàn)編程。通過(guò)鍵盤(pán)s3,s1是否按下可以判斷p1.5和p3.0的電平的高低，從而啟動(dòng)不同的程序。在程序一中，通過(guò)鍵盤(pán)s3,s4是否按下可以判斷p1.5,p1.6的高低電平，從而啟動(dòng)和復(fù)位程序一。led數(shù)碼管是動(dòng)態(tài)的。碼選通過(guò)p3口的高四位，低電平選通，p0口送字段碼。led燈為共陽(yáng)極接法，其陰極分別接p2口的八個(gè)輸出。p2口各

8、位送低電平，對(duì)應(yīng)各口的led燈亮。蜂鳴器有p1.7口控制，低電平時(shí)響，高電平時(shí)不響。光敏電阻的特性是無(wú)光照射時(shí)電阻阻值較大，有光時(shí)較小，其與可調(diào)電阻r23共同作用可調(diào)節(jié)p1.1的高低電平，從而控制程序二中l(wèi)ed燈的亮滅和蜂鳴器的聲音。有光時(shí)光敏電阻阻值較小。p1.1為低電平，程序使led燈和蜂鳴器不工作。無(wú)光或暗光時(shí)p1.1為高電平，程序使led燈和蜂鳴器工作。2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)功能根據(jù)所學(xué)的單片微型計(jì)算機(jī)與接口技術(shù)以及數(shù)字電路、模擬電路的相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的電子屏最小系統(tǒng)，要求能顯示漢字，能夠循環(huán)顯示不同的漢字，并盡量實(shí)現(xiàn)其動(dòng)態(tài)顯示功能，根據(jù)具體情況可以適當(dāng)改進(jìn)創(chuàng)新。2.2仿真

9、軟件proteus的使用proteus是一款專(zhuān)門(mén)的單片機(jī)系統(tǒng)仿真軟件，其所提供的單片機(jī)型號(hào)多，可便于用戶(hù)進(jìn)行各種單片機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真。另外，proteus提供了很多設(shè)計(jì)中常用的各種芯片如各種數(shù)字門(mén)電路、觸發(fā)器、移位寄存器和其他可編程邏輯芯片，方便用戶(hù)進(jìn)行各種設(shè)計(jì)電路的仿真。值得一提的是proteus提供的示波器、信號(hào)發(fā)生器、測(cè)量探針等虛擬儀器為用戶(hù)分析測(cè)試設(shè)計(jì)電路提供了理論依據(jù)，方便了用戶(hù)設(shè)計(jì)。雙擊桌面快捷方式打開(kāi)proteus原理圖設(shè)計(jì)軟件，界面如下所示：圖2.1 proteus的isis原理圖編輯界面單擊界面中的yes可以查看proteus軟件自帶的原理圖仿真實(shí)例，選擇no可以進(jìn)行電路原

10、理圖的設(shè)計(jì)。然后點(diǎn)擊軟件界面右面的 p可以放置所需要的元器件，界面如下圖所示：圖2.2 元器件放置界面找到設(shè)計(jì)電路所需要的元器件然后雙擊所需的元器件，這時(shí)就會(huì)在軟件右側(cè)的元器件列表中看到所選擇的元器件了。在此單擊鼠標(biāo)左鍵后就可將元件放到原理圖編輯界面中。按住鼠標(biāo)左鍵可以拖動(dòng)元器件，放好元器件后用導(dǎo)線(xiàn)將元器件連接起來(lái)。2.3仿真圖設(shè)計(jì)按照以上介紹的軟件使用方法繪制本課程設(shè)計(jì)的仿真原理圖，放置好at89c52、74sl373、數(shù)碼管、蜂鳴器、開(kāi)關(guān)，發(fā)光二級(jí)管（led）等件后，連接好后其效果圖如下圖所示：圖2.3 仿真連接圖3 程序設(shè)計(jì)3.1 keil c51編程軟件的使用及調(diào)試方法本設(shè)計(jì)的軟件設(shè)計(jì)

11、采用keil c51來(lái)編寫(xiě)，該軟件的使用方法介紹如下。雙擊桌面上的keil軟件的快捷啟動(dòng)方式 打開(kāi)軟件，打開(kāi)后的軟件界面如下圖所示：圖3.1 keil 軟件界面然后點(diǎn)擊projectnew project選擇新建工程，并保存到合適的位置，然后在芯片列表中選擇相應(yīng)的芯片，界面如下圖所示，然后點(diǎn)擊完成即可。圖3.2芯片選擇界面完成后點(diǎn)擊filenew新建一個(gè)程序編輯文件，然后保存即可在其中編輯所需要的程序了，然后點(diǎn)擊軟件上方的調(diào)試按鈕進(jìn)行糾錯(cuò)調(diào)試直至沒(méi)有錯(cuò)誤。3.2 本次設(shè)計(jì)調(diào)試實(shí)現(xiàn)的功能本作品為可光控和手控led顯示，可分為兩個(gè)功能即光控制led的顯示和手動(dòng)控制led的顯示。單片機(jī)上電后無(wú)動(dòng)作，

12、按下s1鍵后，進(jìn)入光控程序。在暗光或無(wú)光時(shí)led燈循環(huán)顯示同時(shí)蜂鳴器發(fā)聲。如有亮光照射是led燈熄滅同時(shí)蜂鳴器停止工作。單片機(jī)上電后，按下s3鍵后，進(jìn)入手控程序，同時(shí)led燈進(jìn)行四種不同的循環(huán)顯示，并伴隨蜂鳴器所發(fā)出的四種不同的聲音。當(dāng)四種循環(huán)結(jié)束一遍后led數(shù)碼管數(shù)字加一。數(shù)碼管數(shù)字滿(mǎn)16后進(jìn)一位。在這過(guò)程中如果按下s4鍵后，則程序復(fù)位，led燈熄滅，蜂鳴器停止工作，數(shù)碼管顯示0。如果s1再次按下后，則在次啟動(dòng)led燈、蜂鳴器和數(shù)碼管。3.2程序流程圖3.2.1主函數(shù)程序流程圖程序1手控判斷是那個(gè)鍵按下程序2光控p30p15開(kāi)始是否有鍵按下？否是圖3.3 主函數(shù)程序流程圖3.2.2 程序1流

13、程圖進(jìn)入led循環(huán)函數(shù)，調(diào)用顯示函數(shù)開(kāi)始調(diào)用中斷，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管顯示led循環(huán)，調(diào)用蜂鳴器程序p16是否按下？是否led數(shù)碼管復(fù)位，燈滅，蜂鳴器停止，判斷p15是否按下蜂鳴器發(fā)聲，進(jìn)入下一led循環(huán)是否是否循環(huán)四次？否是結(jié)束圖3.4 程序1流程圖3.2.3 程序2流程圖開(kāi)始判斷有無(wú)光照射？無(wú)有調(diào)用判光程序le循環(huán)，調(diào)用蜂鳴器聲音程序，判有無(wú)光照射？無(wú)有結(jié)束圖3.5 程序2流程圖3.3 c語(yǔ)言源程序#include#defineuchar unsigned charvoid display();void circle(void);void light(void) reentrant;uchar ch

14、oose(void);void reset(void);void inittimer();sbit p11=p11;sbit p15=p15; /啟動(dòng)led燈及數(shù)碼管循環(huán)顯示程序sbit p16=p16; /復(fù)位led燈及數(shù)碼管循環(huán)顯示程序sbit p17=p17;sbit p30=p30; /啟動(dòng)光控程序int a;uchar e;/共陽(yáng)極數(shù)碼管位碼/unsigned char code po4=0xe0,0xd0,0xb0,0x70;/共陽(yáng)極數(shù)碼管段碼/unsigned char code value18=0xc0,0xf9,0xa4,0xb0,0x99,0x92,0x82,0xf8, 0

15、x80, 0x90,0x88,0x83, 0xc6,0xa1,0x86,0x8e, 0x00,0xff;/延時(shí)void delay(int i) int j; for(j=0;ji;j+) /蜂鳴器聲音函數(shù)void speak1() reset(); p17=0;delay(200);p17=1;void speak2() reset();p17=0;delay(2000);p17=1; void speak3() reset();delay(10000);p17=0;delay(20000);p17=1;void speak4() reset();p17=1;delay(1000);p17=

16、0;delay(10000); /主函數(shù)void main(void) uchar i; while(1) if(p15=0) delay(20); /選擇程序1 if(p15=0) i=1; break; /選擇程序2 if(p30=0) delay(20); if(p30=0) i=2;break; switch(i) case 1:circle();break; case 2:light();break; /led燈循環(huán)函數(shù)void circle(void) char i,j,m,n,k,l; while(1) display(); p2=0xff;for(i=0;i8;i+)/led循

17、環(huán)1 speak1(); p2=p21;delay(6666); p2=0xff; /led循環(huán)2for(j=0;j1; delay(6666); m=0xf0;n=0x0f; for(k=0;k4;k+) /led循環(huán)3 speak3(); delay(6666); m=m1; p2=m|n; m=0xf0;n=0x0f; for(l=0;l4;l+) /led循環(huán)4 speak4(); delay(6666); m=m1; p2=(m|n); delay(6666);delay(6666); a+ ; void light(void) reentrant /光控顯示函數(shù) uchar i,j

18、,b,temp,temp1;int k; e=0; e=choose(); switch(e) case 2: for(k=0;k65535;k+) b=0xff; for(i=0;i8;i+) temp=0xff; temp=temp; temp=tempi; p2=b&temp; for(j=0;j(8-i);j+) if(p11=0) light();delay(30000);delay(30000); /判斷有無(wú)光照射 speak2(); p2=p21;delay(30000); delay(50000);temp1=0xff;for(a=0;a8;a+) if(p11=0) ligh

19、t();delay(30000);delay(30000); speak2();p2=temp1(7-a);delay(30000); if(k=65535) k=0; ;break; case1: p2=0xff;p17=1;light();delay(30000);delay(30000);break; uchar choose(void) /選擇有無(wú)光照射 while(1) if(p11=0) e=1;delay(30000);delay(30000);break; else e=2;break;return e; void display()inittimer();void initt

20、imer() /t1中斷 tmod = 0x10; th1 = 0xdc;tl1 = 0x00; ea = 1; et1 = 1; tr1 = 1;void timer1() interrupt 3 /數(shù)碼管顯示static unsigned char b=0;th1 = 0xdc;switch(b)case 0:p0=value17;p3=po3;p0=valuea/4096;break;case 1:p0=value17;p3=po2;p0=value(a%4096)/256;break;case 2:p0=value17;p3=po1;p0=value(a%256)/16;break;case 3:p0=value17;p3=po0;p0=valuea%16;break;b+;if(b=4) b=0