基于單片機的彩燈控制器設(shè)計

單片機課程設(shè)計報告書彩燈控制器設(shè)計設(shè)計目的通過課程設(shè)計的教學(xué)實踐，將課本所學(xué)應(yīng)用于實際中，縮小理論與實際的差距，進(jìn)一步學(xué)習(xí)、掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)的有關(guān)知識，加深了解單片機的工作原理。初步掌握簡單單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計、制作、調(diào)試的方法。使自己的設(shè)計水平和對所學(xué)的知識的應(yīng)用能力以及分析問題解決問題的能力得到全面提高。二、設(shè)計要求

本課題以單片機為核心，利用其中斷器和8個LED，設(shè)計一個彩燈控制器。要求有以下功能：1.花型種類不少于四種，花型自擬；2.可用鍵控制彩燈按預(yù)設(shè)的花型進(jìn)行變換；3.可用鍵控制分別用快/慢兩種節(jié)拍實現(xiàn)花型變換。三、硬件電路設(shè)計

1、單片機總體設(shè)計原理LED彩燈系統(tǒng)包括5大部分，即閃爍系統(tǒng)、脈沖震蕩系統(tǒng)、核心控件（89C52主控模塊）、復(fù)位電路。主控模塊，具有控制功能，閃爍系統(tǒng)是受控模塊，上面焊有八個白色LED燈及八個大小為1k的電阻。脈沖震蕩系統(tǒng)是由一個12MHz的晶振及兩個12pf的電容組成。核心控件主要由89C52芯片組成，是整個彩燈循環(huán)系統(tǒng)的核心是控制彩燈循環(huán)閃爍等等一切功能的部件。復(fù)位開關(guān)連接控制器的RST端，實現(xiàn)復(fù)位控制。基于89C52單片機的彩燈控制方案，實現(xiàn)對LED彩燈的控制。本方案以89C52單片機作為主控核心，與驅(qū)動等模塊組成核心主控制模塊。在主控模塊上設(shè)有晶振電路和8個LED顯示二極管，根據(jù)用戶需要可以編寫若干種亮燈模式，利用其兩個外部中斷實現(xiàn)花型的切換及快慢的切換，在不同時刻輸出燈亮或燈滅的控制信號，硬件主電路圖如圖1所示。圖1硬件主電路圖2、閃爍系統(tǒng)發(fā)光二極管顯示器簡稱LED。這種燈具有線路簡單、耗電少、成本低、壽命長等優(yōu)點，本系統(tǒng)輸出結(jié)果選用8個LED。LED有共陰共陽之分，本系統(tǒng)采用共陽型LED，其原理圖如圖2所示，每端有8個發(fā)光二極管，公共端由8個發(fā)光二極管的陽極并接而成，正常顯示時公共端接高電平，各發(fā)光二極管是否點亮取決于各引腳上是否是低電平。彩燈閃爍由+5V電源和八個LED發(fā)光二極管，八個限壓電阻組成如下圖所示是彩燈閃爍系統(tǒng)的主要的外部可視部件。LED顯示器有兩種不同的形式：一種是8個發(fā)光二極管的陽極都連在一起的，稱之為共陽極LED顯示器；另一種是8個發(fā)光二極管的陰極都連在一起的，稱之為共陰極LED顯示器。由于系統(tǒng)要顯示的容比較簡單，顯示量不多，所以選用LED既方便又經(jīng)濟(jì)如圖2所示。圖2、LED連接方法3、脈沖震蕩系統(tǒng)為彩燈循環(huán)系統(tǒng)提供穩(wěn)定頻率波在由多片單片機組成的系統(tǒng)中，為了各單片機之間時鐘信號的同步，引入唯一的外部脈沖信號作為各單片機的振蕩脈沖。這時外部的脈沖信號是經(jīng)單片機89C52的XTAL2引腳注入的；如圖3所示圖3、震蕩電路4、核心控件89C52單片機是整個彩燈循環(huán)系統(tǒng)的核心是控制彩燈循環(huán)閃爍等等一切功能的部件；其中部有ROM、有RAM、有并行I/O口等，在52單片機部有一個CPU用來運算、控制，有四個并行I/O口，分別是P0、P1、P2、P3，有ROM，用來存放程序，有RAM，用來存放中間結(jié)果，此外還有定時/計數(shù)器，串行I/O口，中斷系統(tǒng)，以及一個部的時鐘電路。P1接口(P1.0~P1.7)；8位準(zhǔn)雙向I/O接口,占1~8腳.準(zhǔn)雙向接口是指該接口部有上拉電阻,能驅(qū)動4個LSTTL(低功耗肖脫基晶體管邏輯電路)負(fù)載.P1接口一般作通用I/O接口線使用.P2接口(P2..~P2.7);8位準(zhǔn)雙向I/O接口,占21~28腳.能驅(qū)使動個LSTTL負(fù)載.如果系統(tǒng)接有外部存儲器,則CPU訪問外邊存儲器時,該口作高8位地址線使用.P3接口(P3.0~P3.7);8位準(zhǔn)雙向I/O接口,占10~17腳.能驅(qū)動4個LSTTL負(fù)載.P3借口同時也是多功能接口,除可作通用I/O接口線使用外,其每一引腳還有第二功能。89C52單片機最小系統(tǒng)是指單片機要工作所必須保證的最低配置如圖4所示。圖4單片機最小系統(tǒng)連接圖5、復(fù)位電路復(fù)位是單片機的初始化操作，其主要功能是把PC初始化為0000H，使單片機從0000H單元開始執(zhí)行程序。除PC之外，復(fù)位操作還對其它一些專用寄存器有影響，它們的復(fù)位狀態(tài)如表1所示：表1PC0000HTCON00HACC00HTL000HPSW00HTH000HSP07HTL100HDPTR0000HTH100HP0～P30FFHSCON00HIPXX000000BSBUF不定IE0X000000BPCON0XXX0000BTMOD00H單片機的RST管腳為主機提供了一個外部復(fù)位信號輸入口。復(fù)位信號是高電平有效，高電平有效的持續(xù)時間為2個機器周期以上。單片機的復(fù)位方式可由手動復(fù)位方式完成。復(fù)位電路如圖5所示：圖5系統(tǒng)復(fù)位電路四、使用說明1、花型選擇按鈕，每按一次切換一次花型，循環(huán)切換4種花型。2、復(fù)位開關(guān)，返回第一種花型及慢速狀態(tài)。3、快慢控制按鈕，用于快/慢兩種節(jié)拍的切換。開始結(jié)束中斷初始化開始結(jié)束中斷初始化是否=花型1是否=花型2是否=花型3是否=花型4跳轉(zhuǎn)圖6、主程序流程圖調(diào)用花型1調(diào)用花型2調(diào)用花型3調(diào)用花型4NNNN開始返回點亮一個燈移位是否=8是否=1是否=1NNNYY圖7、花型1流程圖開始返回Y開始返回YN中間開始兩燈亮是否=4圖10、花型4流程圖開始返回間隔燈亮另外的燈間隔亮是否=3YN圖9、花型3流程圖開始返回點亮兩個燈是否=2左移YN圖8、花型2流程圖程序設(shè)計如下：#include<reg52.h>unsignedcharkey=1;bitspeed=0;voiddelay(){ unsignedintj,k; if(speed==0) { for(k=0;k<1000;k++) for(j=0;j<100;j++); } else { for(k=0;k<1000;k++) for(j=0;j<20;j++); }}voidint_init(){ IT0 =1; IT1=1; EX1=1; EX0=1; EA=1;}voidshow1(void){ unsignedchari; while(1) { if(key!=1) break; for(i=0;i<8;i++) { if(key!=1) break; P1=~(1<<i); delay(); } }}voidshow2(void){ unsignedchari; while(1) { if(key!=2) break; for(i=0;i<8;i++) { if(i<7) P1=~(3<<i); else P1=~(0x81); delay(); if(key!=2) break; } }}voidshow3(void){ while(1) { if(key!=3) break; P1=0xaa; delay(); P1=0x55; delay(); }}voidshow4(void){ while(1) { if(key!=4) break; P1=~0x18; delay(); if(key!=4) break; P1=~0x24; delay(); if(key!=4) break; P1=~0x42; delay(); if(key!=4) break; P1=~0x81; delay(); }}main(){ //timer_init(); int_init(); while(1) { switch(key) { case1:show1();break; case2:show2();break; case3:show3();break; case4:show4();break; default:show1(); } }}voidinterrupt_int0()interrupt0{ speed=~speed; }voidinterrupt_int1()interrupt2{ key++; if(key==5) {key=1;} }七、設(shè)計總結(jié)：在這次設(shè)計中，我真誠地感老師和同學(xué)們的幫助，在他們的幫助下我順利的完成了此次設(shè)計也使我對單片機的一些相應(yīng)的周邊知識有了更進(jìn)一步的了解。 在做論文的過程中，老師又反復(fù)而耐心地給我指出問題的所在，并幫助我糾正了許多不妥之處。在做系統(tǒng)設(shè)計這一過程中，也給我提出了許多意見和建議，并交給我許多解決問題的技巧和方法。單片機是一門實踐性很強的課程，光光一個單片機并不能發(fā)揮什么作用，必須要和其它的芯片一起才能最大可能的發(fā)揮它的各種各樣的功能。為了做這個課程設(shè)計我查閱了不少單片機的資料，圖書館關(guān)于單片機的書基本上都被我們班同學(xué)借光了。上網(wǎng)查找相應(yīng)的資料和找老師指導(dǎo)；最后完成了這篇課程設(shè)計。在這次設(shè)計的過程中，軟件編程是比較難的環(huán)節(jié)，因為用的是匯編和C語言，匯編語言是低級語言，不像高級語言哪么直觀，算法的實現(xiàn)也比較困難，單片機課程設(shè)計重點就在于軟件算法的設(shè)計，需要有很巧妙的程序算法，才能實現(xiàn)LED燈的相應(yīng)的功能，在編程上需要花大量的時間在里面。還有在老師對我的系統(tǒng)提出了很多改進(jìn)的意見，對我的論文中的一些不足的地方也一一地指出。沒有他的幫助，我也不可能很好的完成這次設(shè)計。八、參考文獻(xiàn)：[1]高峰.單片微型計算機原理與接口技術(shù).科學(xué)，2007[2」武慶生，仇梅.單片機原理與應(yīng)用.電子科技大學(xué)出版，1998,12[3]朱定華.單片機原理與接口技術(shù).電子工業(yè)，2001,4[4]瑞新