節(jié)日彩燈控制器設計說明

1、下載可編輯2013 級單片機接口設計課程設計鐵道大學四方學院集中實踐報告書課題名稱節(jié)日彩燈控制器設計姓名吳春慧學號20137762系、部電氣工程系專業(yè)班級方 1353-2指導教師牛曉燕2016 年7月6日.專業(yè) .整理 .下載可編輯一、設計任務及要求：設計任務：設計一個節(jié)日彩燈控制器，通過按鈕控制彩燈的各種變化。設計要求：1. 設計 4 個按鍵 S0、S1、 S2、S3,S0開始按此鍵則燈開始流動( 由上而下 ) ；S1停止，按此鍵則停止流動，所有燈為暗；S2上，按此鍵則燈由上向下流動；S3下，按此鍵則燈由下向上流動。2. 由按鍵控制功能的流水燈， 其中的 LED采取共陽極接法， 通過依次向連

2、接 LED 的 I/O 口送出低電平，可實現(xiàn)題目要求的功能。3. 要求做出實物。二、指導教師評語：三、成績指導教師簽名：年月日.專業(yè) .整理 .下載可編輯目錄第 1 章設計目的 ······························2第 2章設計要求 ···

3、83;··························2第 3章硬件電路設計 ·····················

4、83;······23.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 · ···························23.2STC89C52單片機 ···········

5、;···············33.3總電路圖 · ·····························4第 4章軟件設計 ·

6、83;····························54.1主程序設計 · ··················

7、3;·········54.2LED燈子程序設計 ··························74.2延時子程序設計 · ·········&

8、#183;················74.3源程序 · ······························8第 5

9、章結(jié)論 ·······························11參考文獻·················&#

10、183;···············12.專業(yè) .整理 .下載可編輯第1章設計目的1、掌握單片機實際系統(tǒng)的開發(fā)步驟。2、熟悉節(jié)日彩燈控制器的工作原理。3、加深對單片機匯編語言的認識和理解，并會編程。第2章設計要求1、設計 4 個按鍵 S0、S1、 S2、S3,S0開始按此鍵則燈開始流動( 由上而下 ) ；S1停止，按此鍵則停止流動，所有燈為暗；S2上，按此鍵則燈由上向下流動；S3下，按此鍵則燈由下向上流動。2、由按鍵控制功能的流水燈， 其中的

11、LED采取共陽極接法， 通過依次向連接LED的 I/O 口送出低電平，可實現(xiàn)題目要求的功能。3、要求做出實物。第 3 章硬件電路設計3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖節(jié)日彩燈控制系統(tǒng)主要由單片機、 LED顯示器、開關及電源組成。其結(jié)構(gòu)框圖如圖 3-1 所示。八個 LED 燈顯示器開關單片機最小系統(tǒng)5V 電源圖 3-1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖.專業(yè) .整理 .下載可編輯3.2STC89C52單片機89C52 本質(zhì)是一種低耗高性能的微控制器。它的主要特性是擁有8K 字節(jié)的程序存儲空間； 512 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲空間；帶4K 字節(jié)的 EEPROM存儲空間和可直接使用串行口下載。此外，它還是增強型的80C51單片機，有 6 時鐘

12、/ 機器周期和 12 時鐘 / 機器周期可以任意選擇， 同時它的指令代碼完全兼容傳統(tǒng) 80C51單片機。89C52 共有四個八位的并行雙向口，即有 32 根輸入輸出口線。各口的每一位均由鎖存器、輸出驅(qū)動器和輸入緩沖器組成。 STC89C52芯片有 40 個引腳，引腳圖如圖 3-2 所示，各引腳功能介紹如下：圖 3-2 STC89C52 引腳圖VCC(40引腳 ) ：電源電壓。VSS(20引腳 ) ：接地。P1 端口 (P1.0P1.7 ，18 引腳 ) ：P1 口是一個帶部上拉電阻的8 位雙向 I/O口。 P1 的輸出緩沖器可驅(qū)動4 個 TTL 負載。對端口寫入1 時，通過部的上拉電阻把端口拉

13、到高電位，這是可用作輸入口。P1 口作輸入口使用時，因為有部上.專業(yè) .整理 .下載可編輯拉電阻，那些被外部拉低的引腳會輸出一個電流。 P1 口特點是輸出鎖存器，輸出時沒有條件。輸入緩沖，輸入時有條件，即需要先將該口設為輸入狀態(tài)，先輸出 1。此外， P1.0 和 P1.1 是多功能的。 P1.0 還可以作為定時器 / 計數(shù)器 2 的外部輸入端 T2。P1.1 還可以作為定時器 / 計數(shù)器 2 的外部控制端 T2EX。P3 端口 (P3.0P3.7 ，1017 引腳 ) ：P3 是一個帶部上拉電阻的8 位雙向 I/O端口。 P3 的輸出緩沖器可驅(qū)動4 個 TTL 負載。對端口寫入1 時，通過部的

14、上拉電阻把端口拉到高電位，這時可用作輸入口。P3 做輸入口使用時，因為有部的上拉電阻，那些被外部信號拉低的引腳會輸入一個電流。P3 口除作為一般 I/O口外，還有其他一些復用功能如下：P3.0-RXD ，串行輸入口。P3.1-TXD ，串行輸出口。P3.2-INT0，外部中斷 0 的請求。P3.3-INT1，外部中斷 1 的請求。P3.4-T0，定時器 / 計數(shù)器 0 外部計數(shù)脈沖。P3.5-T1，定時器 / 計數(shù)器 ,1 外部計數(shù)脈沖。P3.6-WR, 外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通。P3.7-RD, 外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通。RST(9 引腳 ) ：復位輸入。當輸入連續(xù)兩個機器周期以上高電平時為有效，用

15、來完成單片機單片機的復位初始化操作。ALE(30 引腳 ) ：地址鎖存控制信號 (ALE) 是訪問外部程序存儲器時， 鎖存低 8位地址的輸出脈沖。XTAL1(19引腳 ) ）：振蕩器反相放大器和部時鐘發(fā)生電路的輸入端。XTAL2(18引腳 ) ：振蕩器反相放大器的輸入端。3.3總電路圖在總電路圖中， 復位電路與晶振電路是單片機最小系統(tǒng)中包括的電路， 復位連在 AT89C52的 9 引腳，而晶振電路的兩條接線分別與 18、19 引腳相連。對于本次設計，還需要將 8 個 LED燈接入電阻中， 并且分別與 8 個限流電阻相連保護發(fā)光二極管，與單片機的 P1 口相連。 4 個按鍵 S0、S1、S2、S

16、3 分別連單片機的P3.4 、P3.5 、P3.3 和 P3.1 由這四個按鍵來控制燈的啟動、停止、由上而下、由下而上。由按鍵控制功能的LED工作的方式， 其中的 LED采取共陽極接法， 通過依次向連接 LED的 I/O 口送出低電平 , 可實現(xiàn)題目要求的功能。.專業(yè) .整理 .下載可編輯節(jié)日彩燈控制器的總電路圖如圖3-5 所示。圖 3-3 總電路圖第4章 軟件設計4.1主程序設計節(jié)日彩燈控制器設計的功能是：當在沒有任何按鍵按下時，8 個 LED燈均呈現(xiàn)滅燈的狀態(tài)，并一直在等待按鍵的按下。當按下開始鍵S0 鍵后， 8 個 LED燈自上而下循環(huán)流動，檢測有沒有按下停止鍵即 S1，若按下停止鍵 S

17、1 則立即停止流動，否則檢測是否按下按鍵 S2或者按鍵 S3，若都沒有按下則燈繼續(xù)保持原先的狀態(tài)流動。當按鍵 S3 被按下，燈自下而上流動，同樣也要檢測是否按下停止鍵 S1，按下則停止，否則燈將繼續(xù)自下而上流動。同理，當按鍵 S2 被按下時，燈自上而下流動，如果按下停止鍵 S1，按下則停止，否則燈將繼續(xù)自上而下流動。當既按下 S2 又按下 S3 時，燈將先自上而下流動，后自下而上流動。通過四個鍵 S1、S2、S3、S4 的控制，實現(xiàn)彩燈的亮、滅和彩燈的流動顯示，以及在不同情況下的彩燈的流動變換。這是整個節(jié)日彩燈的完整控制與流動過程。.專業(yè) .整理 .下載可編輯節(jié)日彩燈控制器的主程序流程圖如圖4

18、-1 所示開始N鍵 1接下？Y調(diào)用 san 子程序N鍵 2接下？Y燈滅N鍵 3接下？Y調(diào)用 san子程序鍵 4接下？Y調(diào)用 wu 子程序圖 4-1主程序流程圖.專業(yè) .整理 .下載可編輯4.2LED燈子程序設計在本設計中的 LED燈的流動有兩個方向， 分別為自上而下和自下而上，無論是哪種方式，其LED燈的子程序都是一樣的過程。首先賦初值，取表中的數(shù)，將數(shù)值給P1 口，然后判斷 LED燈是否循環(huán)完了8 次。如果循環(huán)完8 次則對應 LED燈亮，并延時輸出。如果沒有循環(huán)完8 次，將返回原處重新開始。因而得到流程圖為圖4-2 所示。開始初始化8 次是否循環(huán)完？給 P1 賦值對應燈亮延時返回圖 4-2

19、LED燈子程序流程圖4.2延時子程序設計對于 LED燈循環(huán)顯示程序來說， 由于單片機運行速度非?？?， 以至于當燈亮時人眼看不見，不方便檢測與監(jiān)控， 因此在程序中需要添加延時子程序。同時延時子程序還可以有效的防止抖動。 延時子程序運用了兩個 for 循環(huán)嵌套，外循環(huán)執(zhí)行一次，循環(huán)執(zhí)行 z 次，因此延時時間為 100z。.專業(yè) .整理 .下載可編輯延時子程序的流程圖如圖4-3 所示。開始定義無符號整型數(shù)x、 y給 x 賦初值為 100x>0?給 y 賦初值為zy>0?x 自減一y 自減一結(jié)束圖 4-3子程序流程圖4.3源程序#include<reg52.h>#define

20、uint unsigned int#define uchar unsigned charvoid san();void wu();void delay(uint);.專業(yè) .整理 .下載可編輯sbit key2=P35;/關閉彩燈的開關sbit key1=P34;/啟動彩燈的開關sbit key3=P33;/控制彩燈右移的開關sbit key4=P31;/控制彩燈左移的開關uchar temp;/定義一個無符號字符型數(shù)據(jù)變量uchar temp1;/定義一個無符號字符型數(shù)據(jù)變量uchar temp2;/定義一個無符號字符型數(shù)據(jù)變量uint a;int c;void main()/主程序while(1)/判斷哪個開關被按下if(key1=0)san();if(key2=0)P1=0xff;if(key3=0)san();if(key4=0)wu();void san()uchar table=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f;/定義一個數(shù)組for(a=0;a<8;a+).專業(yè) .整理 .下載可編輯temp=tablea;/將數(shù)組賦值給變量 temp.專業(yè) .整理 .下載可編輯P1=temp;delay(300);/延時void delay(uint z)/延時程序uint x,y;for(x=100;x>0;x