單片機(jī)LED課程設(shè)計(jì)

1、摘要家人和其他人帶來美的享受。本系統(tǒng)采用單片機(jī)AT89C51為中心器件來設(shè)計(jì)彩燈控制器，并用發(fā)光二極管作為被控制部件來顯示。系統(tǒng)實(shí)用性強(qiáng)、操作簡單、擴(kuò)展性強(qiáng)。彩燈控制器在我門日常生活中有重要的運(yùn)用，如廣告牌的設(shè)計(jì)和節(jié)日彩燈的設(shè)計(jì)都能運(yùn)用到它的原理。關(guān)鍵詞：AT89C51； 節(jié)日彩燈控制器；發(fā)光二極管目 錄摘要.1設(shè)計(jì)任務(wù)11.1功能及技術(shù)指標(biāo)要求.11.2設(shè)計(jì)內(nèi)容.11.3設(shè)計(jì)思路及關(guān)鍵技術(shù).12彩燈燈的設(shè)計(jì)程序框圖.23彩燈程序的主程序.34系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì).124.1 時(shí)鐘源. 124.2 周期控制 . 124.3方向控制電路 .134.4執(zhí)行電路 134.5電路仿真 145原理圖.14

2、6檢測與調(diào)試.156.1硬件調(diào)試156.2軟件調(diào)試157總結(jié)與體會(huì).168參考文獻(xiàn).169致謝.161.設(shè)計(jì)任務(wù)1.1功能及技術(shù)指標(biāo)要求設(shè)計(jì)節(jié)日彩燈的基本要求：設(shè)計(jì)一個(gè)節(jié)日彩燈，要應(yīng)用DVCC實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。1.2、設(shè)計(jì)內(nèi)容按設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行節(jié)日彩燈的硬件和軟件設(shè)計(jì)。1.3設(shè)計(jì)思路及關(guān)鍵技術(shù)一個(gè)完整的節(jié)日彩燈相當(dāng)于一個(gè)簡單的單片機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)有彩燈設(shè)置電路、單片機(jī)、顯示電路等構(gòu)成。單片機(jī)是集成的IC芯片，只需根據(jù)實(shí)際要求選型。其他部分都需要根據(jù)應(yīng)用要求和性能指標(biāo)自行設(shè)計(jì)。基于單片機(jī)的節(jié)日彩燈設(shè)計(jì)時(shí)要充分的認(rèn)識(shí)以下幾個(gè)問題：1.3.1因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)是彩燈控制實(shí)驗(yàn)，所以要先了解所設(shè)計(jì)的彩燈變化規(guī)律，我們設(shè)計(jì)

3、的為可以循環(huán)移動(dòng)的彩燈控制電路，燈總數(shù)為16盞，一個(gè)紅燈一個(gè)綠燈間隔的排在一起，其工作規(guī)律是先紅燈1、5亮，其余滅，右移三次后全滅；4 、8亮，其余滅，左移三次后全滅 ；4 、5亮，其余滅，各向兩邊移三次后全滅 ；1、8亮，其余滅，各向中間移三次后全滅 ，燈移動(dòng)間隔為1s，然后為全亮，1s后全滅。然后換為綠燈1、5亮，其余滅，右移三次后全滅；4 、8亮，其余滅，左移三次后全滅；4、5 亮，其余滅，各向兩邊移三次后全滅 ；1、8亮，其余滅，各向中間移三次后全滅 ，燈移動(dòng)間隔為 1s，然后為全亮，1s后全滅，然后紅綠燈全亮，1s后全滅，然后再紅燈1、5亮.依次循環(huán)。1.3.2雙色燈是由8個(gè)紅色發(fā)光

4、二極管管芯和8個(gè)綠色發(fā)光二極管管芯封裝在一起，紅燈和綠燈各共用一個(gè)負(fù)端。當(dāng)紅色正端加高電平，綠色正端加低電平時(shí)，紅燈亮；紅色正端加低電平，綠色正端加高點(diǎn)平時(shí)，綠燈亮，兩端都加高點(diǎn)平時(shí)，紅色和綠色燈全部亮。 2、節(jié)日彩燈的設(shè)計(jì)程序序構(gòu)圖 開始 紅燈1、5 亮，其余滅，右移三次后全滅 紅燈4 、 8 亮，其余滅，左移三次后全滅 紅燈4 、 5 亮，其余滅，各向兩邊移三次后全滅 紅燈1、,8 亮，其余滅，各向中間移三次后全滅 紅燈全亮，1s后全滅綠燈1、5 亮，其余滅，右移三次后全滅 綠燈4 、 8 亮，其余滅，左移三次后全滅 綠燈4 、 5 亮，其余滅，各向兩邊移三次后全滅 綠燈1、,8 亮，其余

5、滅，各向中間移三次后全滅 綠燈全亮，1s后全滅紅綠燈全亮 燈移動(dòng)間隔為 1S 3節(jié)日彩燈設(shè)計(jì)的主程序 程序如下：LED 一次為紅燈LED1-LED8，一次為綠燈LED1-LED8狀態(tài)1：紅燈1、5亮，其余滅，右移三次后全滅狀態(tài)2：紅燈4 、 8 亮，其余滅，左移三次后全滅狀態(tài)3：紅燈4 、 5 亮，其余滅，各向兩邊移三次后全滅 狀態(tài)4：紅燈1、,8 亮，其余滅，各向中間移三次后全滅 狀態(tài)5： 紅燈全亮，1s后全滅狀態(tài)6：綠燈1、5 亮，其余滅，右移三次后全滅 狀態(tài)7： 綠燈4 、 8 亮，其余滅，左移三次后全滅 狀態(tài)8：綠燈4 、 5 亮，其余滅，各向兩邊移三次后全滅 狀態(tài)9： 綠燈1、,8

6、亮，其余滅，各向中間移三次后全滅 狀態(tài)10： 綠燈全亮，1s后全滅狀態(tài)11：紅綠燈全亮設(shè)用P1.0作供電控制，P1.1-P1.8分別控制8只LED，“1”亮，“0”滅。MOV P1,#0；置燈全暗 紅色燈JNB P1.0,$；P1.0=0時(shí)則等待通電 STA:SETB P1.1；STA:SETB P1.5；點(diǎn)亮1和5號(hào)LED(開始狀態(tài)1) LCALL LLL1；延時(shí)1秒鐘CLR P1.1；CLR P1.5；滅1和5號(hào)LED SETB P1.2；SETB P1.6；點(diǎn)亮2和6號(hào)LED LCALL LLL1；延時(shí)1秒鐘CLR P1.2；CLR P1.6；滅2和6號(hào)LED SETB P1.3；SET

7、B P1.7；亮3和7號(hào)LEDLCALL LLL1；延時(shí)1秒鐘 CLR P1.3；CLR P1.7；滅3和7號(hào)LEDSETB P1.4；SETB P1.8；點(diǎn)亮4和8號(hào)LED LCALL LLL1；延時(shí)1秒鐘 CLR P1.4；CLR P1.8；滅4和8號(hào)LED SETB P1.4；SETB P1.8；再次點(diǎn)亮4和8號(hào)LED(開始狀態(tài)2)LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.4；CLR P1.8；滅4和8號(hào)LED SETB P1.3； SETB P1.7；點(diǎn)亮3和7號(hào)LED LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.3；CLR P1.7；滅3和7號(hào)LED SETB P1.2；SET

8、B P1.6；亮2和6號(hào)LEDLCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.2；CLR P1.6；滅2和6號(hào)LEDSTA:SETB P1.1；STA:SETB P1.5；點(diǎn)亮1和5號(hào)LEDLCALL LLL1；延時(shí)1秒鐘CLR P1.1；CLR P1.5；滅1和5號(hào)LED SETB P1.4； SETB P1.5；點(diǎn)亮4和5號(hào)LED(開始狀態(tài)3) LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.4； CLR P1.5；滅4和5號(hào)LED SETB P1.3； SETB P1.6；點(diǎn)亮3和6號(hào)LED LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.3；CLR P1.6；滅3和6號(hào)LED SETB P1

9、.2；SETB P1.7；亮2和7號(hào)LED LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.2；CLR P1.7；滅2和7號(hào)LEDSETB P1.1；SETB P1.8；點(diǎn)亮1和8號(hào)LEDLCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.1；CLR P1.8；滅1和8號(hào)LED SETB P1.1；SETB P1.8；再次點(diǎn)亮1和8號(hào)LED（開始狀態(tài)4）LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.1；CLR P1.8；滅1和8號(hào)LED SETB P1.2；SETB P1.7；亮2和7號(hào)LED LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.2；CLR P1.7；滅2和7號(hào)LEDSETB P1.3； S

10、ETB P1.6；點(diǎn)亮3和6號(hào)LED LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.3；CLR P1.6；滅3和6號(hào)LED SETB P1.4； SETB P1.5；點(diǎn)亮4和5號(hào)LEDLCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.4； CLR P1.5；滅4和5號(hào)LED SETB P1.1.1.8 點(diǎn)亮所有紅燈(開始狀態(tài)5)CLR P1.1.1.8滅所有燈 綠燈STA:SETB P1.1；STA:SETB P1.5；點(diǎn)亮1和5號(hào)LED(開始狀態(tài)6) LCALL LLL1；延時(shí)1秒鐘CLR P1.1；CLR P1.5；滅1和5號(hào)LED SETB P1.2；SETB P1.6；點(diǎn)亮2和6號(hào)LED

11、LCALL LLL1；延時(shí)1秒鐘CLR P1.2；CLR P1.6；滅2和6號(hào)LED SETB P1.3；SETB P1.7；亮3和7號(hào)LEDLCALL LLL1；延時(shí)1秒鐘 CLR P1.3；CLR P1.7；滅3和7號(hào)LEDSETB P1.4；SETB P1.8；點(diǎn)亮4和8號(hào)LED LCALL LLL1；延時(shí)1秒鐘 CLR P1.4；CLR P1.8；滅4和8號(hào)LED SETB P1.4；SETB P1.8；再次點(diǎn)亮4和8號(hào)LED(開始狀態(tài)7)LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.4；CLR P1.8；滅4和8號(hào)LED SETB P1.3； SETB P1.7；點(diǎn)亮3和7號(hào)LED

12、LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.3；CLR P1.7；滅3和7號(hào)LED SETB P1.2；SETB P1.6；亮2和6號(hào)LEDLCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.2；CLR P1.6；滅2和6號(hào)LEDSTA:SETB P1.1；STA:SETB P1.5；點(diǎn)亮1和5號(hào)LEDLCALL LLL1；延時(shí)1秒鐘CLR P1.1；CLR P1.5；滅1和5號(hào)LED SETB P1.4； SETB P1.5；點(diǎn)亮4和5號(hào)LED(開始狀態(tài)8) LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.4； CLR P1.5；滅4和5號(hào)LED SETB P1.3； SETB P1.6；點(diǎn)亮3和

13、6號(hào)LED LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.3；CLR P1.6；滅3和6號(hào)LED SETB P1.2；SETB P1.7；亮2和7號(hào)LED LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.2；CLR P1.7；滅2和7號(hào)LEDSETB P1.1；SETB P1.8；點(diǎn)亮1和8號(hào)LEDLCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.1；CLR P1.8；滅1和8號(hào)LED SETB P1.1；SETB P1.8；再次點(diǎn)亮1和8號(hào)LED（開始狀態(tài)9）LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.1；CLR P1.8；滅1和8號(hào)LED SETB P1.2；SETB P1.7；亮2和7號(hào)LE

14、D LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.2；CLR P1.7；滅2和7號(hào)LEDSETB P1.3； SETB P1.6；點(diǎn)亮3和6號(hào)LED LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.3；CLR P1.6；滅3和6號(hào)LED SETB P1.4； SETB P1.5；點(diǎn)亮4和5號(hào)LEDLCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.4； CLR P1.5；滅4和5號(hào)LED SETB P1.1.1.8 點(diǎn)亮所有綠燈(開始狀態(tài)10)CLR P1.1.1.8滅所有綠燈 SETB P1.1.1.8 點(diǎn)亮所有紅燈、綠燈(開始狀態(tài)11)LCALL LLL1；延時(shí)1S CLR P1.1.1.8滅所有

15、紅燈和綠燈 SJMP STA；轉(zhuǎn)入狀態(tài)1 ORG 00H SJMP MAIN ORG 40H MAIN:MOV SP,#05FH MOV P1,#0FFH ；按鍵輸入 ,從P1.0-P1.8 分別代表狀態(tài)1-8，低電平有效 MOV P0,#0FFH ；LED輸出,p1.1-p1.8 分別是LED1-LED8高電平為LED點(diǎn)亮，低電平為LED息滅 LOOP:LCALL DO SJMP LOOP DO:JB P1.0,LP1 MOV B,P1 LCALL DO1 LP1:JB P1.1,LP2 MOV B,P1 LCALL DO2 LP2:JB P1.2,LP3 MOV B,P1 LCALL DO

16、3 LP3:JB P1.3,LP4 MOV B,P1 LCALL DO4 LP4:MOV P0,#0FFH；無按鍵不等任何事RETDO1:MOV P0,#0FFH ；狀態(tài)1 CLR P0.0 LCALL DELAY LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.1 LCALL DELAY LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.2 LCALL DELAY LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.3 LCALL DELAY LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.4 LCALL DELAY LCALL DE

17、LAY MOV P0,#0FFH CLR P0.5 LCALL DELAY LCALL DELAY RET DO2:MOV P0,#0FFH ;狀態(tài)2 CLR P0.0 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.2 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.4 LCALL DELAY RET DO3:MOV P0,#0FFH ;狀態(tài)3 CLR P0.1 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.3 LCALL DELAY MOV P0,#0FFH CLR P0.5 LCALL DELAY RET DO4:LCALL DO1 ;狀

18、態(tài)4 LCALL DO2 LCALL DO3 RET DELAY:MOV R5,#48 ;延時(shí)1SL1:MOV R6,#0FAH L2:MOV R7,#0FAH L3:MOV A,P1 CJNE A,B,L4 DJNZ R7,L3 DJNZ R6,L2 DJNZ R5,L1 L4:RET END 4系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)十六盞燈可分為二組、每組只有八個(gè)紅燈和八個(gè)綠燈，紅燈和綠燈的移動(dòng)方向各有二種，即左移或右移、組與組之間只有一種亮燈模式為全亮。 單元電路設(shè)計(jì) 4.1 時(shí)鐘源 時(shí)鐘源主要是由一個(gè) 32kHz 晶體振蕩器產(chǎn)生，再由一個(gè)分頻器 4060 進(jìn)行分頻即可得到多種不同頻率的時(shí)鐘信號(hào)。 4.2

19、周期控制 這里選用計(jì)數(shù)器 74LS163 和非門 74LS04 對(duì)所輸入的時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行 5 分頻，用于控制每一組的八盞燈依次點(diǎn)亮后再熄滅的一輪循環(huán)的周期 4 .3方向控制電路 圖所示的方向控制電路，單獨(dú)對(duì)于每一組來說，移動(dòng)的方向只有兩種，即左移或右移。 因此，這里用一個(gè) D 觸發(fā)器 74LS74 將周期控制信號(hào)再一次分頻，這樣在每一個(gè)周期控制信號(hào)的周期里，方向控制輸出不是 0 就是 1 ，正好用于表示左移和右移。 4.4執(zhí)行電路 這個(gè)模塊比較簡單，用發(fā)光二極管 LED 將移位寄存器的輸出信號(hào)顯示出來，可以感受到漂亮的彩燈流動(dòng)的感覺。 這里需要注意的就是要給每一盞 LED 串一個(gè)限流電阻，因?yàn)橐?/p>

20、位寄存器的輸出信號(hào)為 TTL 電平，這個(gè)電平超過了 LED 的正常的正向偏置的電壓。 由于這里設(shè)計(jì)的是數(shù)字系統(tǒng)，用的都是 TTL 型的數(shù)字集成電路芯片，所以給這些器件供電的電壓為單電源 +5V 即可，這個(gè)電源可以由實(shí)驗(yàn)室里的穩(wěn)壓源提供。 4.5電路仿真 將各單元電路原理圖綜合后輸入到軟件中，紅燈和綠燈的閃亮情況一致，電路綜合后并聯(lián)設(shè)置一個(gè)開關(guān)，對(duì)其進(jìn)行時(shí)序仿真和功能仿真。時(shí)序仿真可反映每一路信號(hào)與時(shí)鐘信號(hào)之間的關(guān)系即不同路信號(hào)之間的關(guān)系。功能仿真可看出執(zhí)行模塊控制彩燈循環(huán)點(diǎn)亮的效果。5原理圖方向控制周期控制輸出驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘源 周期控制 執(zhí)行 電源 時(shí)鐘源： 周期性的方波信號(hào)，用于控制燈移動(dòng)的快慢。

21、 周期控制： 用于控制每組燈一輪移動(dòng)的時(shí)間。 方向控制： 用于控制燈移動(dòng)的方向 輸出驅(qū)動(dòng)： 接收上述各模塊的控制信號(hào)，將其變成需要執(zhí)行的輸出信號(hào)。 執(zhí)行 : 將輸出驅(qū)動(dòng)的輸出信號(hào)表現(xiàn)成循環(huán)點(diǎn)亮的形式。 電源： 給整個(gè)系統(tǒng)供電。6檢測與調(diào)試6.1硬件調(diào)試 是利用DVCC實(shí)驗(yàn)與開發(fā)系統(tǒng)、基本測試儀器（萬用表、示波器等），檢查用戶系統(tǒng)硬件中存在的故障。硬件調(diào)試可分為靜態(tài)調(diào)試與動(dòng)態(tài)調(diào)試兩步進(jìn)行。靜態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)未工作時(shí)的一種硬件檢測。第一步：目測。檢查外部的各種元件或者是電路是否有斷點(diǎn)。第二步：用萬用表測試。先用萬用表復(fù)核目測中有疑問的連接點(diǎn)，再檢測各種電源線與地線之間是否有短路現(xiàn)象。第三步：加電

22、檢測。檢查所有插座或是器件的電源端是否符合要求的值第四步：聯(lián)機(jī)檢查。因?yàn)橹挥杏脝纹瑱C(jī)開發(fā)系統(tǒng)才能完成對(duì)用戶系統(tǒng)的調(diào)試。動(dòng)態(tài)調(diào)試是在用戶系統(tǒng)工作的情況下發(fā)現(xiàn)和排除用戶系統(tǒng)硬件中存在的器件內(nèi)部故障、器件連接邏輯錯(cuò)誤等的一種硬件檢查。動(dòng)態(tài)調(diào)試的方法是由近及遠(yuǎn)、由分到合。由分到合是指首先按邏輯功能將用戶系統(tǒng)硬件電路分為若干塊，當(dāng)調(diào)試電路時(shí)與該元件無關(guān)的器件全部從用戶系統(tǒng)中去掉，這樣可以將故障范圍限定在某個(gè)局部的電路上。當(dāng)各塊電路無故障后，將各電路逐塊加入系統(tǒng)中，在對(duì)各塊電路功能及各電路間可能存在的相互聯(lián)系進(jìn)行調(diào)試。由分到合的調(diào)試即告完成。由近及遠(yuǎn)是將信號(hào)流經(jīng)的各器件按照距離單片機(jī)的邏輯距離進(jìn)行由近及遠(yuǎn)的分層，然后分層調(diào)試。調(diào)試時(shí)，仍采用去掉