背光系統(tǒng)設(shè)計

1、基于NCP5623的和單片機的背光系統(tǒng)設(shè)計一、 課程設(shè)計題目:基于NCP5623的和單片機的背光系統(tǒng)設(shè)計二、任務(wù)和要求（1）收集資料和熟悉相關(guān)內(nèi)容包括單片機最小系統(tǒng)設(shè)計，I2C總線協(xié)議，用RGB三原色LED實現(xiàn)背光的概念，單片機c語言編程和開發(fā)環(huán)境。（2）連接調(diào)試STC89C52單片機最小系統(tǒng)，可以運行簡單的程序。焊接和連接NCP5623，并將其最小系統(tǒng)一起連接。（3）進一步熟悉開發(fā)環(huán)境，編寫程序，調(diào)試整個系統(tǒng)，實現(xiàn)資料上所列的幾個功能，也就是使三種顏色的燈組合成不同的顏色來變化，同時形成不同的花色。（4）撰寫課程設(shè)計報告要遵守一定的規(guī)范和要求，即課程設(shè)計報告書寫工整、語句通順、數(shù)據(jù)準確、圖表

2、清晰。三、總體方案的選擇軟硬結(jié)合模塊化研究方法硬件部分：根據(jù)設(shè)計的電路圖，再面包板上連接好電路，得到完整的電路系統(tǒng)。軟件部分：在軟件Keil uVision2環(huán)境下調(diào)試程序，最終實現(xiàn)I2C協(xié)議及LED控制部分。模塊化分3部分：MAX232EJE電路、STC89C52電路以及NCP5623電路?？偟脑O(shè)計系統(tǒng)如下圖：MAX232NCP5623STC89C52設(shè)計電路圖焊接芯片連接各模塊電路導入程序檢測電路在Keil uVision2環(huán)境下編程調(diào)試并修改I2C協(xié)議不同花色燈LED控制部分四、單元電路的設(shè)計4.1 MAX232EJE電路經(jīng)過設(shè)計與計算得到所需要的器件如下：6個100pf電容、MAX23

3、2EJE一個、數(shù)據(jù)傳輸端口、USB端口電路圖如下：4.2 STC89C52電路經(jīng)過設(shè)計與計算得到所需要的器件如下：晶振一個、2個30pf電容、8.2電阻一個、STC89C52一個、10uf電容電路圖如下：4.3 NCP5623電路經(jīng)過設(shè)計與計算得到所需要的器件如下：2個1uf/6.3V電容、紅綠藍三個燈62電阻一個、NCP5623一個電路圖如下：五、畫總體電路圖根據(jù)各部分之間的關(guān)系得到總的電路圖如下：六、軟件部分6.1 I2C協(xié)議I2C協(xié)議的總程序程序圖如下：寫控制字起動總線函數(shù)結(jié)束總線函數(shù) 字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)I2C協(xié)議（1）起動總線函數(shù)與結(jié)束總線函數(shù) 在I2C總線上每傳輸一位數(shù)據(jù)，都有一個時鐘

4、脈沖相對應(yīng)，其邏輯“0”和“1”的信號電平取決于該點的正端電源VDD的電壓。I2C總線數(shù)據(jù)傳輸時，在時鐘線高電平期間數(shù)據(jù)線上必須保持有穩(wěn)定的邏輯電平狀態(tài)，高電平為數(shù)據(jù)1，低電平為數(shù)據(jù)0。只有在時鐘線為低電平時，才允許數(shù)據(jù)線上的電平變化。I2C總線數(shù)據(jù)傳送時有兩種時序狀態(tài)被分別定義為起始信號和終止信號。起始信號：在時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線在由高電平到低電平變化時啟動I2C總線，為I2C總線的起始信號（SDA置1，SCL置1，然后SDA置0，產(chǎn)生下降沿觸發(fā)總線起動）。終止信號：在時鐘線保持高電平期間，數(shù)據(jù)線在由低電平到高電平變化時將停止I2C總線的數(shù)據(jù)傳送，為I2C總線的終止信號。（SDA置0

5、，SCL置1，然后SDA置1，從而觸發(fā)總線停止）起始信號和終止信號都是由主控制器產(chǎn)生?？偩€上帶有I2C總線接口的器件很容易檢測到這些信號。但是對于不具備這些硬件接口的單片機來說，為了能準確地檢測到這些信號，必須保證在總線的一個時鐘周期內(nèi)對數(shù)據(jù)線至少進行兩次采樣。v（2）字節(jié)數(shù)據(jù)發(fā)送函數(shù)在沒有時鐘信號時，數(shù)據(jù)傳送將停止進行，接口的線與特征將使SCL在低電平時鉗住總線。這種情況可以用于當接收器接收到一個字節(jié)數(shù)據(jù)后要進行一些其他工作而無法立即接收下一個數(shù)據(jù)時，迫使總線進入等待狀態(tài)，直到接收器準備好接收新數(shù)據(jù)時再釋放時鐘線使數(shù)據(jù)傳送得以繼續(xù)正常進行。例如，當接收器接收完主控制器的一個字節(jié)數(shù)據(jù)后，產(chǎn)生中

6、斷信號并進行中斷處理，中斷處理完畢后才能接收下一個字節(jié)數(shù)據(jù)，這時接收器在中斷處理時鉗住SCL為低電平直到中斷處理完畢才釋放SCL。（3）寫控制字主控器發(fā)送起始信號后，立即發(fā)送尋址字節(jié)，這時，總線上的所有器件都將尋址字節(jié)中的7位地址與自己器件地址相比較，如兩者相同，則該器件認為被主控器尋址，并根據(jù)讀寫位確定是被控發(fā)送器或被控接收器。6.2 LED控制部分NCP5623中每個燈的控制地址如下表：總流程圖如下：燈滅主函數(shù)寫地址(0x3f)寫入各燈狀態(tài)地址延時程序如下#include<reg52.h> /頭文件#define _NOP()/空指令sbit SCL=P21;sbit SDA=

7、P20;void delay1(unsigned int t)unsigned char i;for(;t>0;t-) for(i=6425;i>0;i-);void delay(void) /定義延時函數(shù)_NOP();_NOP();_NOP();_NOP();_NOP();void I2C_Start(void) /定義I2C起始函數(shù)SDA=1;/SCL為高電平時，SDA由高電平變?yōu)榈碗娖綍r為開始delay();SCL=1;delay();SDA=0;delay();SCL=0;delay();void I2C_STOP(void)/定義I2C終止函數(shù)SDA=0;delay();

8、 /SCL為高電平時，SDA有高電平變?yōu)榈碗娖綍r為終止SCL=1;delay();SDA=1;delay(); void ack(void) /響應(yīng)函數(shù)unsigned char i;SCL=1;delay();while(SDA=1)&&(i<200)i+;SCL=0;delay();void Send_byte(unsigned char zdata)unsigned char j; SCL=0; for(j=0;j<8;j+) /在SCL=0時，發(fā)送8位數(shù)據(jù) if(zdata&0x80) /判斷第一位是否為高SDA=1; / 第一位為高，SDA=1el

9、seSDA=0; / 第一位為低，SDA=0zdata=zdata<<1; /發(fā)送第二位數(shù)據(jù)delay();SCL=1;delay();SCL=0; /數(shù)據(jù)只有在SCL由1變?yōu)?時才改變delay();SDA=1;delay();void init(void) SDA=1;SCL=1;void write_byte(unsigned char dat)init();I2C_Start();Send_byte(0x70);ack();Send_byte(dat);ack();I2C_STOP();void mie()write_byte(0x40);write_byte(0x60);

10、write_byte(0x80);void main(void)unsigned char i;while(1)write_byte(0x3f);mie();for(i=0x60;i<0x7f;i+)write_byte(i); /綠燈逐漸變亮delay1(1000); delay1(5000); for(i=0x5f;i>0x40;i-) /三燈漸滅 write_byte(i);write_byte(i+0x20);write_byte(i+0x40);delay1(1000); for(i=0x80;i<0x9f;i+) /藍燈逐漸變亮write_byte(i);dela

11、y1(1000); mie();delay1(5000); for(i=0x40;i<0x5f;i+) /三燈漸亮 write_byte(i);write_byte(i+0x20);write_byte(i+0x40);delay1(1000); mie();delay1(2000);for(i=0x7f;i>0x60;i-) /綠燈逐漸變暗write_byte(i);delay1(1000); mie();delay1(2000); for(i=0x9f;i>0x80;i-)/藍燈逐漸變暗write_byte(i);delay1(1000); mie();delay1(50

12、00); for(i=0x40;i<0x5f;i+) /紅綠燈漸亮 write_byte(i);write_byte(i+0x20);delay1(1000); delay1(5000); for(i=0x5f;i>0x40;i-) /紅綠燈漸滅 write_byte(i);write_byte(i+0x20); delay1(1000); delay1(2000); 七、設(shè)計過程中發(fā)生的問題及解決的方法7.1 NCP5623焊接問題由于芯片管腳非常小，需要用比較尖的烙鐵頭對著每個引腳焊接，對電烙鐵的要求較高，而且焊接速度慢，還有可能虛焊和粘焊。對于一些粘在一起的錫球，我們用拉焊的

13、方法解決，需要的工具都很一般，特別是電烙鐵，在焊接過程中烙鐵頭并沒有接觸焊盤而是焊錫球。由于焊錫球的張力，各個引腳上的焊錫很均勻且不多，很美觀！速度嘛，熟練以后相對來說拖焊要快一點。此方法可謂是一種簡捷可靠而又廉價的焊接方法！同時用電焊焊接芯片時，常感覺芯片補電焊搞得很燙。但焊好后如果沒有其它問題，電路正常工作，也就是說芯片沒有被燙壞。7.2 電路連接問題首先是設(shè)計好電路總圖，這是連接好電路的基本保障。同時把面包版的正負極連接好，從而使整個板子正極相同、負極相通，并用萬用表檢測。其次是對每一個模塊的連接。每一個模塊連接好后就要檢測，以保證電路的可行性。最后是總體連接好后檢測，基本也沒有什么問題

14、，就可以找個小程序先導入板子里面測試一下，看是否能導通。在這個過程中，出現(xiàn)了比較多的問題，特別是數(shù)據(jù)線把電腦和電路連接好后，一直不能載入程序，我們以為是.外在硬件導致，于是開始一點點的測試，發(fā)現(xiàn)沒問題之后依舊不行。擦除之后再從新看看，依舊如此，換個片子然后反復的檢測電路也基本沒有問題，最后在王老師和魏老師的共同努力下，發(fā)現(xiàn)問題主要出在數(shù)據(jù)線上，換了好的之后就可以了。7.3 程序問題程序可以說是本次實驗的關(guān)鍵。由于以前沒有接觸過單片機，所以我們首先得熟悉它的開發(fā)環(huán)境，也就是Keil uVision2。熟悉之后開始練習，本次的中心器件是NCP5623，因此得看它的有關(guān)資料，在這個過程中了解的東西相

15、對難些，而且資料基本都是外文資料，更需要我們細心的去研究，有很多不懂的必須問老師，也是在老師的講解下慢慢了解了它的功能以及怎么用它來實現(xiàn)所需要的功能。在有了基本概念之后剩下的就是慢慢編程了，編程部分首先是I2C協(xié)議，這是整個電路的核心連接部分。當然在這個過程中遇到的問題也比較多，主要就是控制LED燈部分，由于對文獻理解的出入，導致在寫程序時出現(xiàn)了不少的錯誤。我們開始也就是先實現(xiàn)一個簡單的功能，讓3個燈都亮，可最后編好之后就是有問題，不能一起亮，我們求助老師之后，發(fā)現(xiàn)是在每次寫進去之后，都用了延遲、接受，這與NCP5623的功能有些出入，我們再研究了它的功能之后，修改之后就可以了。依照上面的思路

16、，其他功能也實現(xiàn)的比較快。最后一個問題就是雖然實現(xiàn)了各個功能，但由于計算機本身運算快，導致我們看到的現(xiàn)象不明顯，這就要調(diào)節(jié)延遲函數(shù)，在經(jīng)過不斷的調(diào)試之后，總體現(xiàn)象還是比較好的。八、分析和總結(jié)此次課程設(shè)計，學到了很多課內(nèi)學不到的東西，比如獨立思考解決問題，出現(xiàn)差錯的隨機應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益非淺，今后的制作應(yīng)該更輕松，自己也都能扛的起并高質(zhì)量的完成項目。通過這次課程設(shè)計，加強了我們動手、思考和解決問題的能力。在整個設(shè)計過程中，我們通過這個方案包括設(shè)計了一套電路原理連接圖。在設(shè)計過程中，經(jīng)常會遇到這樣那樣的情況，就是心里想老著這樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現(xiàn)不了，因此耗費在

17、這上面的時間用去很多。我沉得做課程設(shè)計同時也是對課本知識的鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學習并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更多的認識。平時看課本時，有時問題老是弄不懂，做完課程設(shè)計，那些問題就迎刃而解了。而且還可以記住很多東西。比如一些芯片的功能，平時看課本，這次看了，下次就忘了，通過動手實踐讓我們對各個元件印象更加深刻。認識來源于實踐，實踐是認識的動力和最終目的，實踐是檢驗真理的唯一標準。所以這個期末測試之后的課程設(shè)計對我們的作用是非常大的。同時我認為我們的工作是一個團隊的

18、工作，團隊需要個人，個人也離不開團隊，必須發(fā)揚團結(jié)協(xié)作的精神。某個人的離群都可能導致整項工作的失敗。實習中只有一個人知道原理是遠遠不夠的，必須讓每個人都知道，否則一個人的錯誤，就有可能導致整個工作失敗。團結(jié)協(xié)作是我們實習成功的一項非常重要的保證。而這次實習也正好鍛煉我們這一點，這也是非常寶貴的。這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。 最后這次課程設(shè)計終于順利完成了，在設(shè)計中遇到了很多專業(yè)知識問題，在王老師的辛勤指導下，終于游逆而解。同時，在老師