流水燈課程設(shè)計

1、單片微機原理與接口技術(shù)課題 簡單流水燈控制 專業(yè)名稱 年級學(xué)號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)老師 課程設(shè)計報告目錄1.引言31.1設(shè)計任務(wù)31.2 設(shè)計要求32.課題綜述32.1 課題的來源32.2 面對的問題43.系統(tǒng)分析44.系統(tǒng)設(shè)計64.1 硬件設(shè)計64.2 軟件設(shè)計94.3 硬件原理圖104.4 元件清單104.5 代碼編寫115.心得體會126.致謝137.參考文獻141.引言 單片機課程設(shè)計主要是為了讓我們增進對 89C51單片機電路的感性認識，加深對理論方面的理解。了解軟硬件的有關(guān)知識，并掌握軟硬件設(shè)計過程、方法及實現(xiàn)，為以后設(shè)計和實現(xiàn)應(yīng)用系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。另外，通過簡單課題的設(shè)計練習(xí)，使我們

2、了解必須提交的各項工程文件，達到鞏固、充實和綜合運用所學(xué)知識解決實際問題的目的。1.1設(shè)計任務(wù) 設(shè)計一個單片機控制的流水燈系統(tǒng)。1.2 設(shè)計要求 (1)至少 8 個燈; (2)可實現(xiàn)不同的亮燈(如左循環(huán)，右循環(huán)，間隔閃等)。2.課題綜述2.1 課題的來源當今社會，這種由單片機芯片控制各種硬件工作的技術(shù)也日益成熟，并普及在交通、化工、機械等各個領(lǐng)域。而流水燈這項技術(shù)在生 活中的應(yīng)用更是廣泛，較為貼近生活。而流水燈控制的設(shè)計所需要的知識也正好吻合了我們本學(xué)期對于單片機這門課程的學(xué)習(xí)， 所以設(shè)計流水燈控制的這個課題讓我們對知識的學(xué)習(xí)和鞏固都有了進一步的加深。 2.2 面對的問題 這次課程設(shè)計是通過

3、89C51 位單片機實現(xiàn)。但面對的問題卻是兩方面的：一個是軟件的設(shè)計，也就是實現(xiàn)流水燈控制功能的程序編。另一個是硬件的設(shè)計，我們需要通過 protel 將設(shè)計的實物的電路圖畫出來。3.系統(tǒng)分析 89C52 單片機引腳圖及引腳功能介紹 本次設(shè)計的目的在于加深 89C52 單片機的理解，首先來簡單認 識一下，它的引腳如圖所示： 單片機的引腳大致可分為 4 類：電源、時鐘、控制和 I/O 引腳。 1.電源: （1）VCC：芯片電源，接+5V； （2）VSS：接地端；2.時鐘: XTAL1、XTAL2 ：晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。 3.控制線:控制線共有 4 根 （1）ALE/PROG：地址鎖存

4、允許/片內(nèi) EPROM 編程脈沖 ALE 功能：用來鎖存 P0 口送出的低 8 位地址 PROG 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳 輸入編程脈沖。 （2） PSEN:外 ROM 讀選通信號。 （3）RST/VPD:復(fù)位/備用電源。 RST（Reset）功能：復(fù)位信號輸入端。 VPD 功能：在 Vcc 掉電情況下，接備用電源。 （4）EA/Vpp:內(nèi)外 ROM 選擇/片內(nèi) EPROM 編程電源。 EA 功能：內(nèi)外 ROM 選擇端。 Vpp 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，施加編程 電源 Vpp。 4.I/O 線 89C52 共有 4

5、個 8 位并行 I/O 端口：P0、P1、P2、P3 口，共 32 個引腳。P3 口還具有第二功能， 用于特殊信號輸入輸出和控制信號 （屬控制總 線）。 4.系統(tǒng)設(shè)計 4.1 硬件設(shè)計 硬件框圖STC 89C51流水燈電路復(fù)位電路震蕩電路按照單片機系統(tǒng)擴展與系統(tǒng)配置狀況，單片機應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等。89C51單片機是本次課程設(shè)計運用的主要原件。流水燈控制設(shè)計是用一個帶有八個發(fā)光二極管的單片機最小應(yīng)用系統(tǒng)，即為由發(fā)光二極管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機。從原理圖中可以看出，如果要讓接在 P2.0 口的 LED1 亮起來，那么只要把 P2.0 口的

6、電平變?yōu)榈碗娖骄涂梢粤?；相反，如果要接?P2.0 口的 LED1 熄滅，就要把 P1.0 口的電平變?yōu)楦唠娖剑煌?，接?P2.1P2.7 口的其他 7 個LED 的點亮和熄滅的方法同LED1。因此，要實現(xiàn)流水燈功能，我們只要將發(fā)光 二極管 LED1LED8 依次點亮、熄滅，8 只 LED 燈便會一亮一暗的做流水燈了。在此我們還應(yīng)注意一點，由于人眼的視覺暫留效應(yīng)以及單片機執(zhí)行每條指令的時間很短，我們在控制二極管亮滅的時候應(yīng)該延時一段時間，否則我們就看不到“流水”效果了。 硬件詳細設(shè)計 (1)復(fù)位電路部分 如圖所示，當要對晶片重置時，只要按此開關(guān)就能完成 LED 和開關(guān)的重置。 (2)晶振部分

7、 產(chǎn)生時鐘信號 4.2 軟件設(shè)計 單片機的應(yīng)用系統(tǒng)由硬件和軟件組成，在硬件原理圖搭建完成上電之后，我們還不能看到流水燈循環(huán)點亮的現(xiàn)象，我們還需要編寫程序控制單片機管腳電平的高低變化，來實現(xiàn)發(fā)光二極管的一亮一滅。我們編程實現(xiàn)流水燈的方法是循環(huán)移位法，下面我們就來簡述一下循環(huán)移位法的工作原理。 循環(huán)移位法是采用循環(huán)程序結(jié)構(gòu)進行編程。 我們在程序一開始就給 P2 口送一個數(shù)，這個數(shù)本身就讓 P2.0 先低，其他位為高，然后延 時一段時間，再讓這個數(shù)據(jù)向高位移動，然后再輸出至 P2 口，這樣 就實現(xiàn)“流水”效果了。另外，由于 89C52 系列單片機的指令中只 有對累加器 ACC 中數(shù)據(jù)左移或右移的指令

8、，因此實際編程中我們應(yīng) 把需移動的數(shù)據(jù)先放到 ACC 中，讓其移動，然后將 ACC 移動后的數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)送到 P2 口，這樣也可以實現(xiàn)“流水”效果。 4.3 硬件原理圖 4.4 元件清單 4.5 代碼編寫 ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0040H MAIN: MOV A,#11111110B MOV R1,#08HLOOP1: MOV P2,ARL A CALL DELAY DJNZ R1,LOOP1 MOV A,#1111111B MOV R1,#08H LOOP2: MOV P2,A RR A CALL DELAY DJNZ R1,LOOP2LJMP MAIN DELAY:

9、MOV R7,#250 MOV R6,#250 MOV R5,#3 DJNZ R5,$ DJNZ R6,$-4 1 DJNZ R7,$-8 RET END 5.心得體會 由于本次課程設(shè)計含括了軟件和硬件知識， 所以在完成課程設(shè)計 的同時也讓我們了解到了我們在軟硬件設(shè)計和制作方面的不足。在這次的設(shè)計過程中我所擔任的工作是對電路板各元器件的連接和焊接工作，雖然看似簡單，但做起來卻是一個細致的工作，尤其是對于一 些引腳的焊接工作，更是要細中再細，因為這些元器件的引腳距離都 是比較近的，一旦將不該連接的引腳焊接到了一起，該元器件就會失 它原來的工作效果，還很有可能將整個電路短路。 對于軟件方面，是由我

10、們小組的其他成員編輯完成的，負責硬件焊接的我在最初看到代碼的時候還是一頭霧水，經(jīng)過組內(nèi)成員的一起講解和討論，最后還是理解的如何運用左移法實現(xiàn)流水燈亮燈的工作原理。并對如何使用程序調(diào)用也有了一定的了解。 通過這次課程設(shè)計，我知道了團隊的力量，只有互相團結(jié)，才能把事情做好，組員分工合作，每個人根據(jù)自己的能力范圍負責不同的 工作，達到事半功倍的效果。而在這次的設(shè)計過程中讓我深深的了解了我在軟件、硬件方面的許多不足之處，對于今后的學(xué)習(xí)和工作都有了一次很好的借鑒經(jīng)驗。 6.致謝 首先我要感謝電子信息工程系能夠給我提供如此好的實踐機會。更要感謝指導(dǎo)老師，在我們的學(xué)習(xí)過程中他給了很大的幫助，幫助我們理解不懂的地方，使我們最終能夠完成這個課程設(shè)計。我還要感謝參考文獻的原作者。在此對給予我?guī)椭睦蠋煴硎旧钌畹馗兄x！同時對給予我?guī)椭?同學(xué)表示深深地感謝。我想說的是，在指導(dǎo)老師和同學(xué)們的幫助下我學(xué)到了很多東西，也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足之處，促使我在以后的學(xué)習(xí)中更加努力的學(xué)習(xí)。我們回顧這過去時間，我們會發(fā)現(xiàn)自己收獲了很多，也成長了很多，懂得了如何去學(xué)習(xí)以前未曾學(xué)過的新思維新方法，懂得了如何去多方位地查找資料，完善和創(chuàng)新一些舊的思維方式，懂得了如何同老師和同學(xué)交流和協(xié)作，尤其要說的是，王老師老師在此過程中對我們悉心的輔導(dǎo)，認真的講解，幫助我們解決問題，循循善誘，使我門受益匪