單片機課程設計—8個按鍵控制8個LED自動設定控制流水燈

1、東北石油大學實習總結報告實習類型 生產(chǎn)實習 實習單位 東北石油大學實習基地 實習起止時間 2018年7月7日至2018年7月16日指導教師 劉東明、孫鑒 所在院（系） 電子科學學院 班 級 電子科學與技術15-2 學生姓名 學 號 1509012402 2018年 7月 16日目 錄第1章 按鍵控制流水燈設計11.1 實習目的11.2 實習要求2第2章 電路工作原理22.1 STC89C52單片機工作原理22.2 LED工作原理32.3按鍵工作原理32.4整體電路圖52.5 本章小結6第3章 C程序設計73.1 程序設計流程圖73.2實驗結果83.3 本章小結9總結及體會10參考文獻11附錄1

2、2第1章 按鍵控制流水燈設計1.1 實習目的本次實習以STC89C52單片機為控制核心。通過它實現(xiàn)對八盞LED燈的亮滅進行設定，并在設定完成之后能夠按照之前的設定實現(xiàn)流水燈效果。外部電路為按鍵控制流水燈。P0口控制八盞燈，P1口控制矩陣鍵盤，P2口控制獨立按鍵，程序利用單片機內部計時器中斷實現(xiàn)流水效果。要求流水燈能夠自行設定、暫停、復位，工作穩(wěn)定，可靠性高。生產(chǎn)實習的主要目的是培養(yǎng)理論聯(lián)系實際的能力，提高實際動手操作能力。本專業(yè)的生產(chǎn)實習旨在廣泛了解實際單片機電子產(chǎn)品工作的全過程，熟悉電子產(chǎn)品的主要技術管理模式，并在實習的操作過程中學習掌握電子產(chǎn)品的焊接安裝調試的實際操作技能。鞏固和加深理解所

3、學的理論，開闊眼界，提高潛力，為培養(yǎng)高素質大學本科人才打下必要的基礎。透過學習，是理論與實際相結合，能夠使學生加深對所學知識的理解，并為后續(xù)專業(yè)課的學習帶給必要的感性知識，同時直接了解本業(yè)的生產(chǎn)過程和生產(chǎn)資料，為將來走上工作崗位帶給必要的實際生產(chǎn)知識。1.2 實習要求1深入學習單片機開發(fā)軟件Keil的使用，熟悉單片機電路設計，根據(jù)實際應用電路對程序進行調試。2熟悉單片機硬件開發(fā)平臺的應用，掌握單片機編程器、仿真器的使用，能檢查和分析軟硬件故障。3體會單片機內部資源的功能使用，以單片機開發(fā)板現(xiàn)有資源進行應用性設計。掌握單片機常用外圍器件的使用。4對去年生產(chǎn)實習焊接的51開發(fā)板的程序有更深入的了解

4、。第2章 電路工作原理2.1 STC89C52單片機工作原理單片機（Microcontrollers）是一種集成電路芯片，是采用超大規(guī)模集成電路技術把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU、隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、多種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計數(shù)器等功能（可能還包括顯示驅動電路、脈寬調制電路、模擬多路轉換器、A/D轉換器等電路）集成到一塊硅片上構成的一個小而完善的微型計算機系統(tǒng)。例如STC89C52單片機是通過32個輸入輸出口的高低電平變化來實現(xiàn)對外部電路的控制，痛過相應的程序實現(xiàn)對32個輸入輸出口的控制，這就是單片機工作的最基本原理。如圖2-1所示為STC89C52單片機工作的最

5、小系統(tǒng)電路圖。圖2-1 STC89C52最小工作系統(tǒng)整個電路使用5V直流電源供電，其中復位電路能夠使單片機復位；晶振電路相當于單片機的心臟，為單片機提供12MHz的高頻脈沖使單片機正常工作；MAX232是將單片機輸出的TTL電平轉換成PC機能接收的232電平或將PC機輸出的232電平轉換成單片機能接收的TTL電平，實現(xiàn)單片機與PC機之間的通信，以便于下載程序。2.2 LED工作原理LED（light-emitting diode），即發(fā)光二極管，俗稱LED小燈，51開發(fā)板使用的是普通貼片發(fā)光二極管。這種二極管通常的正向導通電壓是1.82.2V之間，工作電流一般在120mA之間。其中當電流在15

6、mA之間變化時，隨著通過LED的電流越來越大，肉眼會感覺到這個燈越來越亮，而當電流從520mA變化時，看到的發(fā)光二極管的亮度變化不明顯了。當電流超過20mA時，LED就有燒壞的危險。所以在51開發(fā)板的使用中需要根據(jù)相應的電流參數(shù)設計一個與LED串聯(lián)的限流電阻。如圖2-2所示為單片機I/O口控制LED的電路原理圖。圖2-2 單片機控制LED電路圖圖中PR2為排阻，在電路中起到限流作用，防止LED被燒毀。因為單片機是可以編程控制的，即P00P07的高低電平也是能夠控制的，所以對應的8個LED的亮滅狀態(tài)也是能夠控制的，這就達到了單片機控制LED的目的。2.3 按鍵工作原理2.3.1 獨立按鍵工作原理

7、獨立式按鍵比較簡單，它們各自與獨立的輸入線相連接，如圖2-3所示。圖2-3 獨立式按鍵原理圖4條輸人線接到單片機的I/O口上，當按健K1按下時，+5V通過電阻然后再通過按鍵K1最終進人GND形成一條通路，這條線路的全部電壓都加到這個電阻上，P20這個引腳就是個低電平。當松開按健后，線路斷開，就不會有電值通過，P20和+5V就應該是等電位，是個高電平。我們就可以通過P20這個10口的高低電平來判斷是否有按鍵按下。 2.3.2 矩陣按鍵工作原理在某一個系統(tǒng)設計中，如果需要使用很多按鍵時，做成獨立按鍵會占用大量I/O口，因此引用了矩陣鍵盤的設計。如圖2-4所示為51開發(fā)板上的矩陣按鍵電路原理圖，使用

8、8個I/O口來實現(xiàn)16個按鍵。圖2-4 矩陣按鍵原理圖在程序設計中分別用四個I/O口掃描4行，另外4個掃描4列，確定了按鍵在哪行哪列也就確定了按鍵的具體位置。2.4 整體電路圖如圖2-5所示為鍵盤控制LED流水燈整體電路圖。圖2-5 總電路原理圖2.5 本章小結本章主要介紹了單片機最小系統(tǒng)、LED工作原理、按鍵工作原理。并從硬件電路的設計出發(fā)，簡單分析單片機控制LED的工作過程。理論分析基本完成，接下來就是具體的程序設計與調試，通過具體的程序來實現(xiàn)相應的功能，這也是單片機開發(fā)中最具技術含量的環(huán)節(jié)之一。第3章 C程序設計3.1 程序設計流程圖如圖3-1所示為主程序流程圖。開計時器中斷開始K1是否

9、按下掃描矩陣鍵盤選擇需要點亮的LEDK2是否按下保存選擇的數(shù)據(jù)擇需要點亮的LED計時器中斷程序選擇數(shù)據(jù)實現(xiàn)LED流水燈K3是否按下是否是否否是圖3-1 程序設計框圖主程序由3個獨立按鍵控制，K1，K2和K3。開始從主函數(shù)執(zhí)行程序語句，不斷循環(huán)掃描按鍵，當K1按下時，進入選擇狀態(tài)，程序會不斷地掃描矩陣鍵盤，通過矩陣鍵盤選擇需要點亮的LED；選擇結束后按下K2，程序會將選定后的數(shù)據(jù)送入中斷程序，中斷程序根據(jù)接收的數(shù)據(jù)選澤對應的LED實現(xiàn)流水燈效果；當按下K3后程序又會進入矩陣鍵盤掃描重新選擇LED。3.2 實驗結果如圖3-2所示，當按下K1后進入選擇定狀態(tài)。圖3-2 選擇LED如圖3-2，控制矩陣

10、鍵盤分別選擇了第1，6，8盞燈。再按下K2鍵，讓選擇的第1，6，8盞燈實現(xiàn)流水燈效果。如圖3-3所示。圖3-3 流水燈如圖3-3，按下K2之后，LED由之前第1，6，8盞燈亮變?yōu)榈?，2，7盞燈亮，實現(xiàn)了流水燈右移的效果。當按下K3鍵，實驗結果如圖3-4所示。圖3-4 回到初始狀態(tài)由圖3-4可知，當按下K3鍵之后，程序又回到了設定LED的狀態(tài)。3.3 本章小結由實驗結果可以看出，本次單片機課程設計已達到預期要求，電路工作穩(wěn)定，滿足設計要求。在整個設計過程中，程序設計與調試最為復雜，出現(xiàn)過按鍵燈不亮，沒有出現(xiàn)滾動流水等現(xiàn)象等一系列程序問題。但最終在不斷地檢查、調試之后，問題也逐漸得到解決。最終實

11、現(xiàn)按鍵控制流水燈的效果。總結及體會本次設計通過對單片機進行編程控制，進而控制外部電路，成功地設計了八個按鍵控制八盞燈亮滅實現(xiàn)流水燈的效果。深入了解到單片機開發(fā)軟件Keil的使用，熟悉單片機電路設計，根據(jù)實際應用電路對程序進行調試。熟悉單片機硬件開發(fā)平臺的應用，掌握了單片機編程器、仿真器的使用，能檢查和分析軟硬件故障。體會到單片機內部資源的功能使用，以單片機開發(fā)板現(xiàn)有資源進行應用性設計。通過這次實習使我進一步弄懂所學到的課本知識，鞏固和深化對單片機的結構、指令系統(tǒng)、中斷系統(tǒng)、鍵盤/顯示系統(tǒng)、接口技術、系統(tǒng)擴展、定時/控制、程序設計、應用開發(fā)、等基本理論知識的理解，提高單片機應用于技術的實踐操作技

12、能，掌握單片機應用系統(tǒng)設計、研制的方法，培養(yǎng)利用單片機進行科技革新、開發(fā)和創(chuàng)新的基本能力，為畢業(yè)后從事與單片機相關的工作打下一定的基礎。參考文獻1 童詩白，華成英.模擬電子技術基礎(第四版)M.北京：高等教育出版社，2006.2 閻石.數(shù)字電子技術基礎(第五版)M.北京：高等教育出版社，2006.3 韓建，全星慧，周圍.電子技術課程設計指導M.哈爾濱：哈爾濱工程大學出版社，2014.4 黎小桃.數(shù)字電子電路分析與應用M.北京： 北京理工大學出版社，2014.5 高吉祥. 電子技術基礎實驗與課程設計M.北京：電子工業(yè)出版社，2002.6 陳明義. 電子技術課程設計實用教程(第3版) M. 長沙：

13、中南大學出版社，2010.7 程春雨. 模擬電子技術實驗與課程設計M. 北京：電子工業(yè)出版社，2016.8 宋雪松，李東明，崔長勝. 手把手教你學51單片機（C語言版）M. 北京：清華大學出版社，2014.附錄：#include <reg52.h>#include <intrins.h>#define KEY P1sbit k1=P20;sbit k2=P21;sbit k3=P22;sbit k4=P23;unsigned char LED=0x00,LED1=0x00;unsigned char x=0;unsigned char KeyValue;unsigned

14、 char A1=0x00,A2=0x00,A3=0x00,A4=0x00,A5=0x00,A6=0x00,A7=0x00,A8=0x00;void Delay10ms(unsigned int c); void KeyDown(); /矩陣鍵盤檢測void kongzhil();void kongzhi2();void main(void) TMOD=0x01; /定時器工作狀態(tài)為1 TH0=(65536-50000)/256; TL0=(65536-50000)%6; EA=1; /開總中斷 ET0=1; /開定時器中斷TR0=1; /開啟定時器 while(1) int n=0; if(

15、k1=0) Delay10ms(1); if(k1=0) n=1; if(k3=0) Delay10ms(1); if(k3=0) n=3; if(k4=0) Delay10ms(1); if(k4=0) n=4; switch(n) case 1:KeyDown();break; case 3:kongzhil();break; case 4:kongzhi2();break; default:break; void KeyDown(void) int k=1;while(k)char a=0;KEY=0x0f;if(KEY!=0x0f)Delay10ms(1); /延時消抖if(KEY!=

16、0x0f)KEY=0X0F;switch(KEY) /掃描行case(0X07):KeyValue=0;break;case(0X0b):KeyValue=4;break;case(0X0d): KeyValue=8;break;case(0X0e):KeyValue=12;break;KEY=0XF0;switch(KEY) /掃描列case(0X70):KeyValue=KeyValue+3;break;case(0Xb0):KeyValue=KeyValue+2;break;case(0Xd0): KeyValue=KeyValue+1;break;case(0Xe0):KeyValue

17、=KeyValue;break;while(a<50) && (KEY!=0xf0) /松手檢測Delay10ms(1);a+;switch(KeyValue) /選擇需要亮的燈case(0):A1=A1;break;case(1):A2=A2;break;case(2):A3=A3;break;case(3):A4=A4;break;case(4):A5=A5;break;case(5):A6=A6;break;case(6):A7=A7;break;case(7):A8=A8;break;default:break; if (A1=0xff) /保存數(shù)據(jù) (LED1=

18、LED1|0x80);else if(A1=0x00)(LED1=LED1&0x7f);if (A2=0xff)(LED1=LED1|0x40);else if(A2=0x00)(LED1=LED1&0xbf);if (A3=0xff)(LED1=LED1|0x20);else if(A3=0x00)(LED1=LED1&0xdf);if (A4=0xff)(LED1=LED1|0x10);else if(A4=0x00)(LED1=LED1&0xef);if (A5=0xff)(LED1=LED1|0x08);else if(A5=0x00)(LED1=LED1&0xf7);if (A6=0xff)(LED1=LED1|0x04);else if(A6=0x00)(LED1=LED1&0xfb);if (A7=0xff)(LED1=LED1|0x02);else if(A7=0x00)(LED1=LED1&0xfd);if (A8=0xff)(LED1=LED