單片機(jī)LED燈設(shè)計(jì)說明書(共24頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)題目：基于單片機(jī)的LED燈控制器的設(shè)計(jì)學(xué) 院：xxx專 業(yè)：車輛工程設(shè) 計(jì) 者：xxx學(xué) 號(hào)：xxxxxxx指導(dǎo)老師：xxx設(shè)計(jì)時(shí)間：2015年11月9日2015年11月28日專心-專注-專業(yè)單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書一、 目的意義單片機(jī)原理及應(yīng)用是高校工程專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，該門課程具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。通過課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)習(xí)掌握基本概念、基本理論和基礎(chǔ)技能，為今后從事相應(yīng)的生產(chǎn)設(shè)計(jì)和科研工作打下一定的基礎(chǔ)。因此，除課程的理論教學(xué)和試驗(yàn)教學(xué)外，課程設(shè)計(jì)也是一個(gè)必要和重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的

2、能力，學(xué)會(huì)正確地分析工程實(shí)際問題，善于查閱參考文獻(xiàn)，準(zhǔn)確地選擇相應(yīng)的數(shù)據(jù)、參數(shù)，具備全面地解決實(shí)際問題的素質(zhì)，同時(shí)課程設(shè)計(jì)也為今后畢業(yè)設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。二、 設(shè)計(jì)時(shí)間、地點(diǎn)、班級(jí)時(shí)間：第12、13周（二周）地點(diǎn)： 三教433、426班級(jí)： 13車輛3班 30人三、 設(shè)計(jì)內(nèi)容 （9）基于單片機(jī)的LED燈控制器的設(shè)計(jì)1、功能描述 以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)一個(gè)LED燈控制器:（P1口可選，也可用其他I/O口，16燈） P1.2開始，按此鍵則燈開始流動(dòng)（由上而下）； P1.3停止，按此鍵則停止流動(dòng)，所有燈為暗； P1.4閃爍，按此鍵則全部燈閃爍； P1.5下，按此鍵則燈由下向上流動(dòng)。本題目本質(zhì)上是由按鍵控制功

3、能的流水燈，LED工作的方式通過鍵盤的掃描實(shí)現(xiàn)。其中的LED可采取共陽極接法，通過依次向連接LED的I/O口送出低電平，可實(shí)現(xiàn)題目要求的功能。目 錄單片機(jī)系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書1摘要3 1總體設(shè)計(jì)方案31.1 設(shè)計(jì)原理及相關(guān)說明31.2 總體設(shè)計(jì)框圖32 各芯片設(shè)計(jì)及對(duì)其的調(diào)用32.1 AT90C51單片機(jī)主控模塊32.2 LED燈模塊52.3 鍵盤接口63 系統(tǒng)軟件程序63.1 LED燈控制器程序64 調(diào)試94.1 調(diào)試步驟94.2 性能分析94.2.1 按下P1.2開始，燈開始流動(dòng)（從上到下）94.2.2 按下P1.3開始，燈全滅104.2.1 按下P1.4開始，燈全亮，開

4、始閃爍114.2.1 按下P1.4開始，燈開始流動(dòng)（從下到上）12結(jié)論13附錄114附錄215附錄318附錄419附錄522基于單片機(jī)的LED燈控制器的設(shè)計(jì)作者：邢浩男 指導(dǎo)老師：吳敏（安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)工學(xué)院 車輛工程 ）摘要：該設(shè)計(jì)是基于AT89C51單片機(jī)系統(tǒng)，采用共陽極接法，通過一依次向連接LED的I/O口輸出低電平，能實(shí)現(xiàn)流水燈開始或停止的功能，具有調(diào)壓，穩(wěn)壓，檢測故障等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：單片機(jī) LED燈 控制器1.總體設(shè)計(jì)方案1.1設(shè)計(jì)原理及相關(guān)說明1.2總體設(shè)計(jì)框圖LED燈控制器設(shè)計(jì)框圖如圖1所示：電源電路1、單片機(jī)多路LED燈復(fù)位電路晶振電路控制按鍵圖1 LED燈控制器設(shè)計(jì)框圖2.各芯片

5、的設(shè)計(jì)及其調(diào)用2.1 AT90C51單片機(jī)主控模塊單片機(jī)（SCM）是單片微型計(jì)算機(jī)（Single Chip Microcomputer）的簡稱。它是把中央處理器CPU、隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM、只讀存儲(chǔ)器ROM、I/O接口電路、定時(shí)/計(jì)數(shù)器以及輸入輸出適配器都集成在一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)完整的微型計(jì)算機(jī)。隨著SCM在技術(shù)上、體系上不斷擴(kuò)展其控制功能，國際上已經(jīng)采用MCU（MicroControllerUnit）代替單片機(jī)的名詞。它的最大優(yōu)點(diǎn)是體積小，可放在儀表內(nèi)部。但存儲(chǔ)量小，輸入輸出適配器簡單，功能較低。目前，單片機(jī)在民用和工業(yè)測控領(lǐng)域得到最廣泛的應(yīng)用，早已深深地融入人們的生活中。近年來，AT89C5

6、1在我國非常流行，它最大的特點(diǎn)是內(nèi)部有可以多次重復(fù)編程的閃爍ROM,并且閃爍ROM可以直接用編程器來擦寫（電擦寫），使用起來比較方便。一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包含有兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的功能單元，如ROMRAMI/O口定時(shí)/記數(shù)器中斷系統(tǒng)等能量不能滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)，必須在片外進(jìn)行擴(kuò)展，選擇適當(dāng)?shù)男酒?，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。二是系統(tǒng)配置，既要按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設(shè)備，如鍵盤顯示器打印機(jī)A/DD/A轉(zhuǎn)換器等，又要設(shè)計(jì)合適的接口電路。具體連接圖如圖1.圖1 主控模塊2.2 LED燈模塊XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石

7、晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。具體LED燈接圖如圖2。2.2.1 AT89C51最小系統(tǒng) AT89C51最小系統(tǒng)中XTAL1、XTAL2端接上晶振及兩個(gè)諧振電容，在RESET端接上相應(yīng)的電阻、電容，如需要按鍵復(fù)位，加上按鍵即可組成一個(gè)最小系統(tǒng)，按要求通電后，系統(tǒng)就可以工作了。圖2 LED燈模塊2.3 鍵盤接口鍵盤接口電路如圖3，本次設(shè)計(jì)中，按鍵有4個(gè)，每個(gè)按鍵各占用一根I/O線，各按鍵相互獨(dú)立，彼此的工作狀態(tài)互不影響，STC單片機(jī)自帶上拉

8、電阻因此無需外接上拉電阻，用查詢法完成按鍵功能。圖3 鍵盤接口電路3.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)3.1 LED燈控制器程序 在單片機(jī)控制系統(tǒng)中，大體上可分為數(shù)據(jù)處理、過程控制兩個(gè)基本類型。數(shù)據(jù)處理包括：數(shù)據(jù)的采集、數(shù)字濾波、標(biāo)度變換等。過程控制程序主要是使單片機(jī)按一定的方法進(jìn)行計(jì)算，然后再輸出，以便控制生產(chǎn)。為了完成上述任務(wù)，在進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)時(shí)，通常把整個(gè)過程分成若干個(gè)部分，每一部分叫做一個(gè)模塊。把一個(gè)程序分成具有多個(gè)明確任務(wù)的程序模塊，分別編制、調(diào)試后再把它們連接在一起形成一個(gè)完整的程序，這樣的程序設(shè)計(jì)方法稱為模塊化程序設(shè)計(jì)。所謂“模塊”，實(shí)質(zhì)上就是能完成一定功能，并相對(duì)獨(dú)立的程序段，這種程序設(shè)計(jì)方法稱為模

9、塊程序設(shè)計(jì)法。模塊程序設(shè)計(jì)法的主要優(yōu)點(diǎn)是：(1)單個(gè)模塊比起一個(gè)完整的程序易編寫、調(diào)試及修改。(2)程序的易讀性好。(3)程序的修改可局部化。(4)模塊可以共存，一個(gè)模塊可以被多個(gè)任務(wù)在不同條件下調(diào)用。(5)模塊程序允許設(shè)計(jì)者分割任務(wù)和利用已有程序，為設(shè)計(jì)者提供方便。本系統(tǒng)軟件采用模塊化結(jié)構(gòu)，由主程序，正向流動(dòng)、反向流動(dòng)和延時(shí)等子程序構(gòu)成具體見圖4.NNNNY開 始長跳轉(zhuǎn)到StartP1.0=0?YYYP1.0=0?P1.0=0?P1.0=0?燈開始流動(dòng)（至上而下）停止燈由下而上流動(dòng)燈由上而下流動(dòng)圖4 LED燈程序流程圖 4 調(diào)試4.1 調(diào)試步驟調(diào)試分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。硬件調(diào)試主要是檢查硬

10、件電路是否有短路、斷路和虛焊等，首先接上電源，電源的指示燈亮了之后，檢測一下單片機(jī)的電源腳有沒有電源輸入，如果有這說明焊接無誤，然后可以用萬用表檢查各個(gè)元器件的管腳之間的焊接，檢查過程中需要細(xì)心和耐心。硬件調(diào)試無誤后，進(jìn)行軟件調(diào)試。軟件調(diào)試可以針對(duì)子程序調(diào)試，測試其是否正常工作，例如流水燈，LED燈閃爍等，最后把所有的程序作為一個(gè)整體來測試。4.2 性能分析將程序燒入單片機(jī)后，在proteus軟件中進(jìn)行仿真。在這次LED燈控制器的設(shè)計(jì)中，LED燈能夠按照按鍵的控制進(jìn)行從上到下，停止，閃爍，從下到上，在程序。4.2.1按下P1.2開始燈開始流動(dòng)（從上到下）4.2.2按下P1.3燈全滅4.2.2按

11、下P1.4燈全亮，開始閃爍4.2.2按下P1.5燈開始流動(dòng)（從下到上）結(jié) 論在做這次課程設(shè)計(jì)的整個(gè)過程中，我明白了很多東西。也許我們理論知識(shí)學(xué)的還不錯(cuò)，但真正的動(dòng)起手來，卻常常力不從心，這就是我們常犯的眼高手低的毛病，但還是需要良好的理論知識(shí)做基礎(chǔ)。從剛開始的搜集資料，我就有點(diǎn)慌了，總覺得自己準(zhǔn)備的不夠好，無法順利完成任務(wù)，但在老師和同學(xué)的幫助下，慢慢的步入軌道。雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)將要接近尾聲，我也盡力的想要去做好畢業(yè)之前的最后一次實(shí)踐課，但由于某些原因，有些元器件沒能通過軟件正常工作，這次設(shè)計(jì)的電子萬年歷沒能達(dá)到我們預(yù)想的效果，只能顯示部分功能。這也證明了我以后要學(xué)習(xí)的東西還有很多，要繼續(xù)努力，不

12、斷地汲取新的知識(shí)并運(yùn)用到實(shí)際中，在實(shí)踐中鍛煉自己，全方位的提高自己。附錄1 系統(tǒng)電路原理圖附錄2 系統(tǒng)程序清單#include<reg52.h>#define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit Key1=P12;/按鍵14sbit Key2=P13;sbit Key3=P14;sbit Key4=P15;uchar flag; /標(biāo)號(hào)uchar num=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f; /開第18個(gè)燈/* 延時(shí) z 毫秒ms*/void Delay_ms(uint z

13、)uint x,y;for(x=z;x>0;x-)for(y=110;y>0;y-);/* 亮第 n 個(gè)燈*/void LED(uchar n)uchar x,y;n-; /n減1x=n/8; /第幾個(gè)鎖存器y=n%8; /第那個(gè)燈switch(x)/打開第一個(gè)鎖存器 關(guān)鎖存器 /開鎖存器 關(guān)所有燈 關(guān)鎖存器亮第num【y】個(gè)燈case 0: P2=0xff; P0=0xff; P2=0x00; P2=0x01; P0=numy; P2=0x00; break; /第0-個(gè)鎖存器case 1: P2=0xff; P0=0xff; P2=0x00; P2=0x02; P0=numy;

14、 P2=0x00;P0=0xff; break; /第1個(gè)鎖存器 /* 按鍵檢測*/void Key_Detection(void)if(Key3=0 |Key4=0 |Key1=0 | Key2=0) /按鍵1按下或者 按鍵2或者按鍵3或按鍵4Delay_ms(5); /消抖if(Key1=0)/按鍵1按下while(!Key1); /松手檢測flag=1;/標(biāo)號(hào)至1if(Key2=0) /按鍵2按下while(!Key2); /松手檢測flag=2;/標(biāo)號(hào)至2if(Key3=0) /按鍵3按下while(!Key3); /松手檢測flag=3; /標(biāo)號(hào)至3if(Key4=0) /按鍵按下w

15、hile(!Key4); /松手檢測flag=4; /標(biāo)號(hào)至4/* 主函數(shù)*/void main(void)uchar i;while(1)Key_Detection(); /按鍵檢測if(flag=1) /第一個(gè)鍵按下 正循環(huán)亮LED(i);/亮第i個(gè)燈i+;/i加1if(i=17) i=0;/如果 i等于17 清零Delay_ms(200);/延時(shí)200毫秒if(flag=2)/第二個(gè)鍵按下 停止P2=0xff; /開鎖存器P0=0xff; /把燈全滅P2=0x00; /關(guān)鎖存器if(flag=3) /第三個(gè)鍵按下 閃爍P2=0xff; /開鎖存器P0=0x00; /所有燈全亮P2=0x00; /關(guān)鎖存器Delay_ms(100);/延時(shí)100毫秒P2=0xff; /開鎖存器P0=0xff; /所有燈全滅P2=0x00;