遼寧工業(yè)大學彩燈控制器課設(shè).doc

1、遼遼 寧寧 工工 業(yè)業(yè) 大大 學學單片機原理及接口技術(shù)單片機原理及接口技術(shù)課程設(shè)計課程設(shè)計( (論文論文) ) 題目：題目：彩燈控制器設(shè)計彩燈控制器設(shè)計院院( (系）：系）： 電氣工程學院電氣工程學院 專業(yè)班級：專業(yè)班級： 測控測控093093 學學 號：號： 090301062090301062 學生姓名：學生姓名： 于佳嵩于佳嵩 指導教師：指導教師： 起止時間：起止時間：2012.62012.6。18-2012.618-2012.6。2929課程設(shè)計（論文）任務及評語課程設(shè)計（論文）任務及評語注：成績:平時20 論文質(zhì)量60% 答辯20 以百分制計算學 號090301062學生姓名于佳嵩

2、專業(yè)班級測控093課程設(shè)計題目彩燈控制器設(shè)計彩燈控制器設(shè)計 課程設(shè)計（論文）任務設(shè)計可對戶外裝飾用彩燈進行控制的控制器，具有以下功能： 燈光快慢顯示可以用四個開關(guān)控制，即控制四級快慢顯示，如當 s1 合上時，燈光亮閃最慢,當 s4 合上時，燈光亮閃最快： 燈光快慢顯示還可采用兩個按鍵（“+”鍵和“”鍵）的方式控制燈光快慢亮閃顯示，控制十級速度(19)，每按一下 “+”鍵，級數(shù)加 1，燈光流動速度逐級加快；每按一下“-” 鍵，級數(shù)減 1，燈光流動速度逐級減慢。 可工作于自編的燈光顯示方式，按下相應編碼，彩燈以對應的顯示方式顯示； 自編的燈光顯示方式可存儲，掉電不丟失設(shè)計要求設(shè)計要求1. 設(shè)計內(nèi)容

3、:單片機最小系統(tǒng)、鍵盤顯示電路、彩燈控制電路、數(shù)據(jù)存儲電路等硬件電路及相應的軟件設(shè)計;2. 硬件電路圖應采用繪圖軟件繪制，所用器件型號、參數(shù)標注完整；3. 對各功能電路的設(shè)計說明應指出所選器件型號、本設(shè)計中引腳的連接方法、芯片(端口）地址、外圍器件參數(shù)，并說明工作過程；4. 軟件設(shè)計上應按照系統(tǒng)軟、硬件功能的劃分說明系統(tǒng)軟件的功能、主程序流程圖及工作過程說明、主要程序模塊流程圖等，要求程序結(jié)構(gòu)完整，應有變量及端口地址定義，應編譯通過全部或部分程序模塊.技術(shù)參數(shù)技術(shù)參數(shù)1. 彩燈數(shù)量：24；2. 彩燈工作電壓：DC5V 彩燈工作電流：530mA進度計劃1. 查閱資料,確定設(shè)計方案、繪制系統(tǒng)總體結(jié)

4、構(gòu)圖、劃分軟硬件功能（2 天）2. 設(shè)計單片機最小系統(tǒng)、鍵盤顯示電路（1 天）3. 設(shè)計彩燈控制電路、數(shù)據(jù)存儲電路（2 天）4. 完成系統(tǒng)硬件整體電路圖繪制（1 天）5. 編寫、調(diào)試系統(tǒng)程序（3 天）6. 修改設(shè)計說明書、準備答辯（1 天）指導教師評語及成績平時: 論文質(zhì)量： 答辯： 總成績: 指導教師簽字： 年 月 日摘 要本設(shè)計是一種基于 AT89C51 單片機的彩燈控制方案,實現(xiàn)對 LED 彩燈的控制。隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展尤其是數(shù)字技術(shù)的突飛猛進，多功能彩燈憑著堅毅，高效，穩(wěn)定特點得到普遍的應用，有各種娛樂場所,店鋪門面裝飾、駕馭裝潢、城市墻壁更是隨處可見，于此合同時，還有一些城市采用

5、不同的彩燈打造屬于自己的城市文明,塑造自己的城市魅力。目前,多功能彩燈的種類有很多種，所以多共嫩才多呢該控制器的設(shè)計具有相當?shù)拇硇?本設(shè)計是一種基于 AT89C51 單片機的彩燈控制方案，實現(xiàn)對 LED 彩燈的控制。以 AT89C51 單片機作為主控核心,與按鍵、顯示器等較少的輔助硬件電路相結(jié)合，利用軟件實現(xiàn)對 24 個 LED 彩燈進行控制，根據(jù)用戶需要可以編寫若干種亮燈模式.本系統(tǒng)具有體積小、硬件少、電路結(jié)構(gòu)簡單及容易操作等優(yōu)點。關(guān)鍵詞：LED 彩燈；彩燈控制器；模塊設(shè)計；目 錄第 1 章 緒論 .11。1 概述.11.2 系統(tǒng)設(shè)計功能概述 .1第 2 章 課程設(shè)計的方案 .22。1 設(shè)

6、計思路及總體方案.2第 3 章硬件設(shè)計 .33.1 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計.33。2 按鍵電路設(shè)計 .43.3 彩燈控制電路設(shè)計 .53.4 數(shù)據(jù)儲存電路設(shè)計 .53。5 LED 顯示電路設(shè)計 .6第 4 章 軟件設(shè)計 .74.1 控制彩燈設(shè)計軟件流程圖.7第五章 課程設(shè)計總結(jié) .8參考文獻 .9附錄 I .10附錄 II .11第 1 章 緒論1.1 概述彩燈是人們?nèi)粘Ｉ钪械囊环N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

7、，增添美感。隨著電子技術(shù)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.科學技術(shù)更加貼近人們的生活,向著滿足人們需求的方向發(fā)展.節(jié)日彩燈的設(shè)計與制作工藝也一步一步的走向成熟.1.2 系統(tǒng)設(shè)計功能概述本設(shè)計是以 AT89C51 單片機為基礎(chǔ)的彩燈控制方案，來實現(xiàn)對 LED 彩燈的控制。以 AT89C51 單片機作為主控核心，與鍵盤、顯示、驅(qū)動等模塊組成核心主控制模塊.在主控模塊上設(shè)有 5 個按鍵和 24 位 LED 狀態(tài)顯示器，根據(jù)實驗要求編寫若干種亮燈模式，利用其內(nèi)部定時器 T0 實現(xiàn)一個基本單位時間為 5 ms 的定時中斷，根據(jù)各種亮燈時間的不同需要，在不同時刻輸出燈亮或燈滅的

8、控制信號，然后驅(qū)動各種顏色的燈亮或滅。課程設(shè)計的方案第 2 章 課程設(shè)計的方案2。1 設(shè)計思路及總體方案 首先由于 AT89C51 單片機的系統(tǒng)包含：電源端(Vcc，GND）內(nèi)部已連接好；時鐘信號，通過晶振，電容與單片機的 XTAL1 和 XTAL2 相連，與單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)共同組成時鐘信號源，晶振的頻率決定了該系統(tǒng)的頻率，該系統(tǒng)選擇晶振頻率 12MHz；復位電路，只要一摁下復位鍵，就會回到程序的起始地址重新開始執(zhí)行程序。所以首先將這些電路連接好,使單片機可以正常工作起來。然后分析我們的題目要求，要求自動手動選擇、速度,所以，我們采用按鍵電路與單片機的 P1 口連接來做彩燈的控制電路,通過檢測按

9、鍵接口電平的高低來判斷開關(guān)是否閉合，從而控制彩燈的速度與不同模式間的切換。此外還必須有LED 顯示電路，我們采用 P1 口作為輸出，連接 3 個 74LS573 以及二十四個小燈進行控制。硬件連接模塊如下圖: LED 顯示顯示電路電路時鐘電路時鐘電路復位電路復位電路按鍵電路按鍵電路AT89C51單片機單片機圖 2。1 總體方案框圖第 3 章硬件設(shè)計3。1 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計單片機最小系統(tǒng),或者稱為最小應用系統(tǒng),是指用最少的元件組成的單片機可以工作的系統(tǒng).對 51 系列單片機來說,最小系統(tǒng)一般應該包括：單片機、時鐘電路、復位電路。 圖3。1。1時鐘電路圖3。1.2 復位電路整個復位電路包括芯片內(nèi)

10、、外兩部分。外部電路產(chǎn)生的復位信號（RST）送至施密特觸發(fā)器,再由片內(nèi)復位電路在每個機器周期的 S5P2 時刻對施密特觸發(fā)器的輸出進行采樣，然后才得到內(nèi)部復位操作所需要的信號。復位操作有上電自動復位相按鍵手動復位兩種方式。上電自動復位是通過外部復位電路的電容充電來實現(xiàn)的，其電路如圖3.4（a）所示。這佯，只要電源 Vcc 的上升時間不超過 1ms，就可以實現(xiàn)自動上電復位，即接通電源就成了系統(tǒng)的復位初始化。按鍵手動復位有電平方式和脈沖方式兩種。其中,按鍵電平復位是通過使復位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通而實現(xiàn)的，圖 3。2 單片機最小系統(tǒng)整提結(jié)構(gòu)電路外部時鐘電路，給單片機提供工作時鐘源；外部復位電路，

11、可以上電復位，還有當單片機在工作過程中，可以人為手動復位；3.2 按鍵電路設(shè)計本課程設(shè)計用的事獨立式鍵盤連接，共 6 個按鍵.燈光快慢顯示可以用四個開關(guān)控制，即控制四級快慢顯示,如當 s1 合上時，燈光亮閃最慢，當 s4 合上時，燈光亮閃最快：燈光快慢顯示還可采用兩個按鍵(“+鍵和“”鍵）的方式控制燈光快慢亮閃顯示，控制十級速度（19） ，每按一下 “+鍵,級數(shù)加 1，燈光流動速度逐級加快;每按一下“” 鍵，級數(shù)減 1，燈光流動速度逐級減慢。圖 3。3 按鍵電路3。3 彩燈控制電路設(shè)計圖 3.4 彩燈控制電路3。4 數(shù)據(jù)儲存電路設(shè)計數(shù)據(jù)儲存電路有 3 個 74LS573 組成，作為數(shù)字鎖存器。

12、圖 3。5 數(shù)據(jù)儲存電路3.5 LED 顯示電路設(shè)計LED 顯示電路由 24 個 LED 燈和 24 個電阻以及一個電源 VCC 構(gòu)成.對于點陣型 LED 顯示可以采用共陰極或共陽極，本系統(tǒng)采用共陽極，其硬件電路如圖采用掃描方式進行顯示時，每行有一個行驅(qū)動器，各行的同名列共用一個列驅(qū)動器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機的程序存儲器中，按 8 位一個字節(jié)的形式順序排放。顯示時要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應的列驅(qū)動器上去,這就存在一個顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。圖 3。6 LED 顯示電路第 4 章 軟件設(shè)計 4.1 控制彩燈設(shè)計軟件流程圖 N Y N Y N Y初始化有鍵按下？S1 按下？S4 按下？+按下

13、？按下？速度最慢速度最快速度加快速度減慢鍵按下相應編碼？自編的燈光顯示儲存第五章 課程設(shè)計總結(jié)經(jīng)過努力，我終于完成這次彩燈控制課程設(shè)計任務。我首先查閱了大量的書本資料，接著又上網(wǎng)搜集了許多有用信息。將方案的大致方向確定了下來。方案確定下來之后我便開始計算一些器件的參數(shù)。當最終的方案設(shè)計出來以后,我又請教了學院的老師，他們的一個小小指點就給我們很大啟示和靈感，不管是對我原理圖的設(shè)計還是程序方面都提出了許多有價值的建議，尤其是在端午節(jié)當天還親自到教研室輔導我們進行論文的修改與更正,讓我十分感動。由于每一步都是我自己親自做過的，所以通過這次課程設(shè)計，我增強了對單片機89C51,鎖存器，最小系統(tǒng)等單片

14、機知識的理解,；進一步提高分析解決實際問題的能力，創(chuàng)造一個動腦動手獨立開展電路實驗的機會，鍛煉分析解決程序編寫問題的實際本領(lǐng)，真正實現(xiàn)由課本知識向?qū)嶋H能力的轉(zhuǎn)化;通過典型程序的設(shè)計與制作，加深對基本原理的了解,增強了實踐能力。由于我的能力和水平有限，實驗經(jīng)驗尚淺,錯誤之處在所難免，懇請老師加以糾正，以后不斷學習改進！ 參考文獻1周國運.單片機原理及應用第二版. 北京：中國水利水電出版社,20092陳梓城.模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第五版. 北京:高等教育出版社，20093陳正義。單片機控制實習第二版. 北京：人民郵電出版社，20064 姚富安等。實用電子實際基礎(chǔ)第四版 。 北京：理工大出版社，20085

15、 梅麗鳳等。單片原理及接口技術(shù)第三版.北京：北京交通大學出版社，2009附錄 I附錄 IIORG 0000HAJMP MAINORG 000BHSJMP I_T0ORG 001BHI_T1： AJMP MAIN1RETI;* T0 中斷服務 *ORG 0030HI_T0: PUSH ACCPUSH PSW MOV TH0,#0DCH ；0。01s 時間，常數(shù)因子為 DC00H；MOV TL0，#00H CLR CMOV A,TMSBINSUBB A,#01HMOV TMSBIN,AMOV R3，TT0 DJNZ R3,I_T01 ;中斷次數(shù)100（每次中斷 0.01S),轉(zhuǎn)出CPL KEYPR

16、EMOV R3，#100 ；中斷次數(shù)100 次，重新下一個計數(shù)MOV TMSBIN，#100CLR CMOV A，TSBIN ；秒計數(shù)器加 1SUBB A，01HMOV TSBIN，A；SUBB A,60 ;秒計數(shù)器59？ Y,秒計數(shù)器00JNC I_T01MOV A,TMBINADD A，THBINJNZ M1MOV OUT，11111101BCLR TR0MOV TSBIN，#00HSJMP I_T01 M1： MOV TSBIN，#59CLR CMOV A，TMBIN ；分計數(shù)器加 1SUBB A,#01HMOV TMBIN,AJNC I_T01MOV A,THBINJZ I_T01MO

17、V TMBIN,59CLR CMOV A,THBIN ;時計數(shù)器加 1SUBB A，01HMOV THBIN，A;SUBB A，#24 ;時計數(shù)器23? Y，時計數(shù)器00JNC I_T01MOV THBIN，#00H I_T01: MOV TT0，R3POP PSWPOP ACCRETIORG 00F0HMAIN： MOV P1，#0FFHMOV OUT，#11111110B ;P3.0 輸出低電平MOV P3,OUTMOV SP，#40H ；初始化堆棧指針 MOV TMOD,11H ;T0、T1 工作于 16 為定時器MOV TT0,100MOV TH0，0DCH ;T0 初值MOV TL0

18、,00HMOV TH1,#00H ；T1 初值MOV TL1,00HMOV TSBIN，59MOV TMBIN,#59MOV THBIN，23CLR EX0CLR EX1CLR ESSETB ET0 ；開 T0、T1 中斷SETB ET1SETB TR0SETB TR1SETB EAMAIN1： MOV R6，80H ;主處理過程DISP： MOV KEYCODE，00HMOV TH1,00HMOV TL1，#00HACALL DISPLY ；調(diào)用顯示子程序DJNZ R6，DISPMOV DPTR，KEYMOV A,KEYCODE ；讀鍵盤值JMP A+DPTR ；按鍵值跳相應處理程序KEY：

19、 SJMP MAIN1SJMP KEY1 ;依次為:KEY 值+2，4,6,8,因為 SJMP 占 2 個字節(jié)SJMP KEY2 ;S1 的 KEYCODE=02H,S2: KEYCODE=04HSJMP KEY3 ;S3： KEYCODE=06H， S4: KEYCODE=08HSJMP KEY4KEY1： CLR TR0 ;時計數(shù)器加 1MOV A,THBINCLR CADDC A，#01HMOV THBIN,ASUBB A,24 ；24DJC KEY11MOV THBIN，#00HKEY11： SJMP MAIN1NOPKEY2: CLR TR0 ；分計數(shù)器加 1MOV A,TMBINC

20、LR C本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請勿用作商業(yè)用途文檔為個人收集整理，來源于網(wǎng)絡ADDC A，#01HMOV TMBIN,ASUBB A,60 ;60DJC KEY21MOV TMBIN，00HKEY21： SJMP MAIN1NOPKEY3: CLR TR0 ；秒計數(shù)器加 1MOV A，TSBINCLR CADDC A，#01HMOV TSBIN,ASUBB A，#60 ;60DJC KEY31MOV TSBIN，00HKEY31: SJMP MAIN1 NOPKEY4： MOV TH0，0DCH ;退出校時狀態(tài)MOV TL0，#00HSETB TR0SJMP MAIN1; * 顯示子程序 *ORG

21、 0200H DISPLY: MOV A,TSBIN ;秒計數(shù)器調(diào)入 AMOV B,0AHDIV AB ；秒計數(shù)值10 （結(jié)果十位存于 A,個位存于 B） SWAP AORL A,07H ；顯示秒的十位MOV P1,AMOV A,#DPS1ANL A,OUTMOV P3，AACALL DSPDEL ；延時（顯示時）0.5msMOV C，P3。7 ；讀 S4 按鍵狀態(tài)MOV A，HIDEANL A，OUTMOV P3,AJC NP1MOV KEYCODE,#08H ;S4 按下,鍵盤值8 NP1: MOV P1，#0F7H ;消隱NOPNOPNOPMOV A，B ；顯示秒的個位SWAP AORL A，#07HMOV P1,AMOV A，#DPS0ANL A,OUTMOV P3,AACALL DSPDELMOV A，HIDEANL A，OUTMOV P3,ANOPNOPNOPMOV A，TMBIN ;MOV B，#0AHDIV AB ；SWAP A ；顯示分的十位ORL A，#07HMOV P1,AMOV A，#DPM1ANL A，OUTMOV P3,AACALL DSPDELMOV C,P3.7 ；檢測 S2 是否按下MOV A,HIDEANL A，OUTMOV P3，A