單片機(jī)課程設(shè)計(jì)8個(gè)LED燈來回點(diǎn)亮

1、目錄第一章 緒論-3第二章 設(shè)計(jì)目的及要求-51.1 設(shè)計(jì)目的-51.2 設(shè)計(jì)要求-5第三章 設(shè)計(jì)電路原理- -73.1 控制部分的設(shè)計(jì)與選擇-73.2 LED顯示方案-8第四章 硬件系統(tǒng)-94.1 原件清單-94.2 單片機(jī)AT89C51-94.3 單片機(jī)時(shí)鐘電路-104.4 單片機(jī)復(fù)位電路-114.5 工作電路-12第五章 軟件設(shè)計(jì)-135.1 程序流程圖-135.2 編輯源程序-14第六章 系統(tǒng)調(diào)試與仿真結(jié)果-166.1系統(tǒng)調(diào)試-166.2仿真結(jié)果-16 總結(jié)- 19 參考文獻(xiàn)-20第一章 緒論課題簡(jiǎn)介當(dāng)今社會(huì)，隨著人們物質(zhì)生活的不斷提高，電子產(chǎn)品已經(jīng)走進(jìn)了家家戶戶，無論是生活或?qū)W習(xí)，還

2、是娛樂和消遣幾乎樣樣都離不開電子產(chǎn)品。而電子LED燈已跨入了我們生活的眾多電子領(lǐng)域。在眾多場(chǎng)合隨處可見的閃光燈，流水燈不僅大方美觀而且十分節(jié)能。然而控制它們的單片機(jī)卻是一個(gè)不能被忽視的角色。單片機(jī)簡(jiǎn)介目前的單片機(jī)分通用型和專用型兩種。MCS-51系列單片機(jī)是屬于通用型的單片機(jī)，通用型的單片機(jī)把開發(fā)資源全部公開，用戶可以根據(jù)自己的應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，適用面廣，應(yīng)用靈活。制造單片機(jī)的材料也從TTL材料發(fā)展到CMOS材料，通常工作電壓是5V，如5V±5%或5V±10%，也有3V/3.3V電壓的產(chǎn)品，更低的可在1.5V工作?，F(xiàn)在單片機(jī)又出現(xiàn)了寬電壓范圍型，在2.56.5V內(nèi)都可正常工

3、作。低功耗是單片機(jī)所追求的一個(gè)指標(biāo)，目前低功耗單片機(jī)的靜態(tài)電流可以低至A或nA級(jí)。有的單片機(jī)還有等待、關(guān)斷、睡眠等多種工作模式以降低功耗。單片機(jī)的低功耗在智能化儀表中有重要的應(yīng)用。在工業(yè)控制中的控制器，可以應(yīng)用軟件的方法，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制過程，改變控制算法方便。有豐富的邏輯判斷和位操作指令，可以在開關(guān)量控制、順序控制、邏輯控制中發(fā)揮作用。目前，在加熱控制、電機(jī)控制、鍋爐控制、汽車電器、數(shù)控機(jī)床等各個(gè)領(lǐng)域，單片機(jī)得到了廣泛的使用，并取得了很好的效果。單片機(jī)由于其微小的體積和極低的成本，廣泛的應(yīng)用于家用電器、工業(yè)控制等領(lǐng)域中。單片微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。本設(shè)計(jì)就是

4、利用單片機(jī)AT89C51為控制器來實(shí)現(xiàn)8個(gè)LED左右來回點(diǎn)亮的實(shí)驗(yàn)。第二章 設(shè)計(jì)目的及要求2.1 設(shè)計(jì)目的通過本次課題設(shè)計(jì)，應(yīng)用單片機(jī)原理及應(yīng)用等所學(xué)相關(guān)知識(shí)及查閱資料，完成簡(jiǎn)易計(jì)算器的設(shè)計(jì)，以達(dá)到理論與實(shí)踐更好的結(jié)合、進(jìn)一步提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和設(shè)計(jì)的能力的目的。通過本次設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，可以使我在基本思路和基本方法上對(duì)基于89C51單片機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)有一個(gè)比較感性的認(rèn)識(shí)，并具備一定程度的設(shè)計(jì)能力。培養(yǎng)實(shí)踐技能，提高分析和解決實(shí)際問題的能力。2.2設(shè)計(jì)要求（1）認(rèn)真研究設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)要求、條件、內(nèi)容和步驟；復(fù)習(xí)課程有關(guān)內(nèi)容，熟悉有關(guān)單元電路的設(shè)計(jì)方法和步驟；搜集、分析、消化相關(guān)資料、軟件等；掌

5、握微型計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方法；準(zhǔn)備好設(shè)計(jì)需要的圖書、資料和工具；擬定設(shè)計(jì)計(jì)劃等（2）系統(tǒng)總體及功能設(shè)計(jì)，制定總體方案及元器件的選擇；（3）硬件設(shè)計(jì)，完成硬件結(jié)構(gòu)圖設(shè)計(jì)、系統(tǒng)電路圖設(shè)計(jì)和繪制及電路模塊的連接；（4）軟件設(shè)計(jì)，完成軟件流程圖的設(shè)計(jì)、程序設(shè)計(jì)；（5）使用Proteus與Keil軟件仿真運(yùn)行；（6）寫出設(shè)計(jì)報(bào)告）第三章 設(shè)計(jì)電路原理3.1 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)AT89C51系列的I/O腳的設(shè)置和使用非常簡(jiǎn)單，當(dāng)該腳作輸入腳使用時(shí)，只須將該腳設(shè)置為高電平（復(fù)位時(shí)，各 I/O口均置高電平）。當(dāng)該腳作輸出腳使用時(shí)，則為高電平或低電平均可。低電平時(shí)，吸入電流可達(dá)20mA，具有一定的驅(qū)動(dòng)能力；而為

6、高電平時(shí)，輸出電流僅 數(shù)十A甚至更?。娏鲗?shí)際上是由腳的上拉電流形成的），基本上沒有驅(qū)動(dòng)能力。其原因是高電平時(shí)該腳也同時(shí)作輸入腳使用，而輸入腳必須具有高的輸入阻抗，因而上拉的電流必須很小才行。作輸出腳使用，欲進(jìn)行高電平驅(qū)動(dòng)時(shí)，得利用外電路來實(shí)現(xiàn)，如上拉電阻，I/O腳不通，電流經(jīng)R驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光；低電平時(shí)，I/O腳導(dǎo)通，電流由該腳入地，LED滅（I/O腳導(dǎo)通時(shí)對(duì)地的電壓降小于1V，LED的域值1.51.8V）所以在本設(shè)計(jì)中將使用AT89C51為控制器，可將8個(gè)有著四種顏色的LED與AT89C51的8個(gè)P2（p2.0p2.7）接口相連。3.2 LED的顯示由于LED 具有亮度高、發(fā)光均勻、可靠性好

7、、接線簡(jiǎn)單、拼裝方便等優(yōu)點(diǎn)。它被廣泛應(yīng)用于大型LED 智能顯示屏、智能儀器儀表和機(jī)電一體化設(shè)備的顯示單元中,取得了較好的效果。由于它經(jīng)濟(jì)、小型的顯示系統(tǒng),同時(shí)要求使用方便靈活，方便地組成了由多塊大屏幕LED 顯示器構(gòu)成的顯示系統(tǒng),該系統(tǒng)可廣泛用于商場(chǎng)、車站、碼頭及其它公共場(chǎng)合。對(duì)于8個(gè)LED的點(diǎn)亮有很多種方案，可以同時(shí)點(diǎn)亮，同時(shí)熄滅，不同個(gè)數(shù)的LED來回交替。本設(shè)計(jì)由于LED的個(gè)數(shù)和顏色相對(duì)較多可以讓8個(gè)LED從左到右然后再?gòu)挠业阶髞砘攸c(diǎn)亮。第四章 硬件原理4.1元件清單原件名稱型號(hào)參數(shù)數(shù)量單片機(jī)AT89C5112MHz1LED燈LED2.2V10mA8晶體振蕩器CRYSTAL12MHz1電容

8、CAP22p2CAP-ELEC10uf1電阻RES220810K14.2 單片機(jī)AT89C51該單片機(jī)功能強(qiáng)大，不僅能滿足設(shè)計(jì)的需要，也可以在設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上進(jìn)行一些擴(kuò)展。單片機(jī)的結(jié)構(gòu)如下：圖 1單片機(jī)引腳圖在使用時(shí)VCC接電源電壓，GND接地。P0，P1，P2，P3可作為輸入或輸出端口，RST是復(fù)位輸入，接復(fù)位電路。XTAL1和XTAL2接復(fù)位電路。這些可以在硬件設(shè)計(jì)部分體現(xiàn)出來4.3.單片機(jī)的時(shí)鐘電路單片機(jī)內(nèi)部有在一個(gè)振蕩器，本設(shè)計(jì)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，以12MHZ石英晶體振蕩器和兩個(gè)30PF的片電容組成外部電容的大小對(duì)振蕩頻率有微小影響，可起調(diào)節(jié)作用。振蕩器，如圖所示。片內(nèi)的高增益反向放大器

9、通過XTAL1和XTAL2外接，作為反饋元件的外部晶體振蕩器與電容組成的并聯(lián)諧振回路構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器，向內(nèi)部時(shí)鐘電路提供振蕩時(shí)鐘。如圖；4.4.單片機(jī)的復(fù)位電路AT89C51的RST引腳是復(fù)位端。當(dāng)單片機(jī)振蕩器工作時(shí)，該引腳上出現(xiàn)持續(xù)兩個(gè)機(jī)械周期的高電平，就可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)復(fù)位，使單片機(jī)快速回到初始狀態(tài)。如圖；4.5整體電路圖第五章 軟件設(shè)計(jì)5.1 程序流程圖 開始初始化設(shè)置LED點(diǎn)亮位置 最左端是循環(huán)體循環(huán)控制結(jié)束是否5.2 編輯源程序程序利用循環(huán)移位函數(shù)_crol_和_cror_形成來回滾動(dòng)的效果#include<reg51.h>#include<intrins.h>

10、#define uchar unsigned char#define uint unsigned int/延時(shí)void DelayMS(uint x)uchar i;while(x-)for(i=0;i<120;i+);/主程序void main()uchar i;P2=0x01;while(1)for(i=0;i<7;i+)P2=_crol_(P2,1); /P2 的值向左循環(huán)移動(dòng)DelayMS(150);for(i=0;i<7;i+)P2=_cror_(P2,1); /P2 的值向右循環(huán)移動(dòng)DelayMS(150);第六章 系統(tǒng)調(diào)試6.1系統(tǒng)調(diào)試1.編寫程序并查錯(cuò)2.在K

11、eil中輸入源程序，編譯并連接，及時(shí)發(fā)現(xiàn)程序中的錯(cuò)誤，改正，直至編譯連接無誤后保存并生成HEX文件。3.在Proteus中打開該電路對(duì)各器件及連線節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢查，其中單片機(jī)的頻率一定要與晶振頻率一致。4.在單片機(jī)屬性中找到program File中添加源程序生成的hex文件。如圖；單擊“確定”后即可進(jìn)行模擬仿真。6.2仿真結(jié)果； 結(jié)論與心得 通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很非常重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為己所用，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。我在設(shè)計(jì)的過程中遇到了許多問題的同時(shí)也發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，即對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，比如說不懂一些元器件的使用方法，對(duì)匯編語言掌握得不透徹。 還有，這次的設(shè)計(jì)讓我明白了“求人不如求己”，“自己動(dòng)手豐衣足食”的深刻寓意。雖然我們要講究合作愉快，但更重要的是自己，只有自己懂了，自己做了才不會(huì)在關(guān)鍵時(shí)刻掉鏈子。別人終究是一個(gè)陪襯，路總是要自己走的，屬于自己的任務(wù)就要自己搞定。所以我們必須要時(shí)刻強(qiáng)大自己。這個(gè)過程雖然不是很平坦但肯定會(huì)遇到各種各樣的問題，但一旦征服了它那它就是