基于單片機的彩燈循環(huán)電路

1、中北大學課程設計說明書2012/2013學年第 1 學期  學 院：電子與計算機科學技術學院 專 業(yè)：電子科學與技術 學 生 姓 名：豐曉寧學 號：1006044216課程設計題目：基于單片機的彩燈循環(huán)電路 起 迄 日 期：2013年1月 2日 -2013年1月15日課程設計地點：電子科學與技術專業(yè)實驗室指 導 教 師：文豐系主任：劉文怡    2013年1月 15日目 錄1、 引言2、 課程設計目的3、 課程設計內(nèi)容和要求4、 設計工作任務及工作量的要求5、 設計成果形式及要求6、 設計方案及過程1、 設計思路

2、2、用PROTUES繪制原理圖以及對其仿真3、用PROTEL對器件生成PCB版圖七、課程設計總結八、參考文獻1、 引言1、單片機單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的縮寫MCU表示單片機，它相當于一個微型的計算機，和計算機相比，單片機只缺少了I/O設備。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件?，F(xiàn)代人類生活中所用的幾乎每件電子和機械產(chǎn)品中都會集成有單片機。手機、電話、計算器、家用電器、電子玩具、掌上電腦以及鼠標等電腦配件中都配有1-2部單片機。 汽車上一般配備40多部

3、單片機，復雜的工業(yè)控制系統(tǒng)上甚至可能有數(shù)百臺單片機在同時工作！單片機的數(shù)量不僅遠超過PC機和其他計算的總和，甚至比人類的數(shù)量還要多。單片機的廣泛應用是電子技術發(fā)展的一個標志，也是電子產(chǎn)品向智能化方向發(fā)展的必然趨勢。所以作為一個電子技術從業(yè)人員，學好單片機是必備的基礎！2、 Protues Protues軟件是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換

4、到PCB設計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2010年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯，所以本次實驗采用Proteus仿真。3、 PROTELPROTEL是Altium公司在80年代末推出的EDA軟件，在電子行業(yè)的CAD軟件中，它當之無愧地排在眾多EDA軟件的前面，是電子設計者的首

5、選軟件，幾乎所有的電子公司都要用到它，許多大公司在招聘電子設計人才時在其條件欄上常會寫著要求會使用PROTEL，故此，本次試驗沒有采用proteus進行版圖繪制，而是采用了PROTEL.。4、 彩燈循環(huán)彩燈循環(huán)，顧名思義就是讓一組彩燈按照設置好的順序進行變化，應用非常廣，比如廣告牌，交通燈等，需要注意的是，循環(huán)時期間的間隔時間需要嚴格控制，這也是本次課設的重點所在，由于本次課程設計要求實現(xiàn)的彩燈相對簡單，所以我用學過的C語言編了一個簡易的程序，可以基本實現(xiàn)題目所給的要求。二、課程設計目的 1、掌握電子電路的一般設計方法和設計流程； 2、學習使用PROTEL軟件繪制電路原理圖及印刷板圖； 3、掌

6、握應用EWB對所設計的電路進行仿真，通過仿真結果驗證設計的正確性。 三、課程設計內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術參數(shù)、條件、設計要求等）：使用80C51單片計實現(xiàn)彩燈循環(huán)電路，彩燈個數(shù)為8個。(1)L1、L2、L8依次點亮；(2)L1、L2、L8依次熄滅；(3)L1、L2、L8全亮、全滅。各時序間隔為0.5秒。讓發(fā)光二極管按以上規(guī)律循環(huán)顯示下去。 (4)整理設計內(nèi)容，編寫設計說明書。四、設計工作任務及工作量的要求包括課程設計計算說明書(論文)、圖紙、實物樣品等：(1)課程設計說明書；(2)電路原理圖和印刷板圖(3)仿真圖形和仿真結果五、設計成果形式及要求(1)提交內(nèi)容：課程設計說明書、電路原理圖

7、和印刷板圖、仿真圖形和仿真結果。(2)基本要求：繪制出電路原理圖和印刷板圖，通過仿真驗證設計正確性。六、設計方案及過程 1、設計思路(1)本次設計采用8051單片機的P1口連接LED燈，中間串聯(lián)一個220歐姆的電阻來分壓，防止擊穿現(xiàn)象的發(fā)生。在最上面的LED燈上并聯(lián)一個電壓表來檢測LED燈的導通電壓降。運用循環(huán)函數(shù)可實現(xiàn)LED燈的依次點亮和熄滅，可是實現(xiàn)本次課程設計的目的。(2)時鐘周期，也稱為振蕩周期（時鐘周期就是單片機外接晶振的倒數(shù)，如12MHZ的晶振，它的時鐘周期就是1/12us）,它是單片機中最基本的，最小的時間單位。在一個時鐘周期內(nèi)，CPU僅完成一個最基本的動作。機器周期是單片機的基

8、本操作周期，在一個操作周期內(nèi)，單片機完成一項基本操作，如取指令，存儲器讀/寫等。它由12個時鐘周期組成。本設計中時鐘頻率為12MHZ，采用 for循環(huán)的方法可以實現(xiàn)delay1ms的基準延時程序，在程序中用dela1ms函數(shù)調(diào)用體現(xiàn)，每一個變化調(diào)用一次delay1ms函數(shù)，則可實現(xiàn)任意延時的功能。 （3）本次設計采用KEY1，KEY2，KEY3，KEY4，4個獨立按鍵來控制彩燈的循環(huán)模式,當按下KEY1按鍵的時候彩燈依次點亮，當按下KEY2按鍵的時候彩燈依次熄滅，當按下KEY3按鍵的時候彩燈全亮，當按下KEY4的時候彩燈全滅。很好的實現(xiàn)了設計的要求。 (4)設計的完整C語言程序如下： #inc

9、lude<reg51.h> #include<intrins.h> #define uchar unsigned char sbit key1=P30; sbit key2=P31; sbit key3=P32; sbit key4=P33; void delay1ms(unsigned int i) /1ms基準延時程序 unsigned char j; while(i-) for(j=0;j<115;j+) ; void main() int n; while(1) if(key1=0) delay1ms(10); if(key1=0) P1=0x7f;/01

10、11 1111 for(n=0;n<8;n+) P1=_crol_(P1,1); delay1ms(500); P1=0xff;/1111 1111 if(key2=0) delay1ms(10); if(key2=0) P1=0x80;/1000 0000 for(n=0;n<8;n+) P1=_crol_(P1,1); delay1ms(500); P1=0x00;/0000 0000 if(key3=0) delay1ms(10); if(key3=0) P1=0x00;/0000 0000 if(key4=0) delay1ms(10); if(key4=0) P1=0xf

11、f;/1111 1111 2、用Proteus繪制原理圖以及對其仿真(1)運用Proteus繪制原理圖 (2)運用PROTEUS仿真原理圖 圖（1） 彩燈依次點亮 圖（2） 彩燈依次熄滅 圖（3） 彩燈全部點亮3、用protel生成PCB版圖（1）用protel繪制原理圖 （2）、用protel生成PCB版圖 七、課程設計總結在本次課程設計，主要是基于單片機來實現(xiàn)，自己以前也接觸過一些單片機的知識，所以對單片機這一部分有一定的了解。但是對proteus軟件和protel軟件卻是零基礎，在運用的過程中遇到了好多的難題，自己通過上網(wǎng)查資料，去圖書館借書和請教同學才對這兩個軟件有了一點了解。要學好這兩個經(jīng)典軟件還要需要自己以后付出更多的努力來學習！同時我也明白了我們學到的知識要學以致用，需要和實踐相結合才能對知識有更好的掌握。在設計的過程中，調(diào)試程序，對原理圖進行仿真都不是一次性就可以成功，需要耐心的找出其中的錯誤，一步步修改，直到得到正確的結果。加強了自己獨立思考和解決問題的能力。八、參考文獻 (1) 童詩白模擬電子技術基礎北京：高等