單片機課程設(shè)計-- 彩燈控制器的設(shè)計

1、<p><b>　　單片機課程設(shè)計報告</b></p><p>　　題 目： 彩燈控制器的設(shè)計</p><p>　　專 業(yè)： 電氣工程及其自動化</p><p>　　班 級： 電氣081 </p><p>　　學 號： &l

2、t;/p><p>　　學生姓名： </p><p>　　指導老師： </p><p><b>　　2010年秋季學期</b></p><p>　　起止時間：2011年1月10日至2011年1月14日</p><p><b>　　彩燈控制器設(shè)計&l

3、t;/b></p><p><b>　　系統(tǒng)功能及要求分析</b></p><p>　　用8盞LED燈實現(xiàn)至四種以上的彩燈燈光效果。</p><p>　　通過輸入按鈕實現(xiàn)彩燈燈光效果的切換。</p><p>　　通過輸入按鈕實現(xiàn)暫停彩燈效果。在暫停期間小燈全亮。</p><p><b&

4、gt;　　使用定時器實現(xiàn) </b></p><p>　　通過89C51芯片控制LED。使其顯示出四種彩燈效果：自動先從上到下再從下到上。自動分為從上到下和從上到下。閃爍，先亮一.三.五.七，再亮二.四.六.八。交替亮.，暫停時，小燈全亮。</p><p><b>　　方案設(shè)計及其說明</b></p><p>　　以AT-89C51單

5、片機作為主要控制器，與按鍵.顯示器等硬件相結(jié)合.利用軟件實現(xiàn)對LED彩燈進行控制.該系統(tǒng)特點有極小，硬件少，電路結(jié)構(gòu)簡單及容易操作等優(yōu)點。</p><p>　　我們在實驗中采用了一種基于AT-89C51單片機的彩燈控制方案。本方案以AT-89C51單片機作為控制核心，與顯示.驅(qū)動等模塊組成主要控制模塊，在主控模塊上沒有五個按鍵和8位LED顯示器，根據(jù)用戶需要可以編寫若干種亮燈模式。利用其內(nèi)部定時器TD實現(xiàn)一個基本

6、時間的定時中斷，根據(jù)各種亮燈時間的不同需要，在不同的時刻輸出燈亮或者燈滅的控制信號，然后驅(qū)動各種顏色的燈亮或者燈滅，整個系統(tǒng)龔做由軟件控制運行，根據(jù)需要，用戶可以在LED彩燈工作時通過主控模塊上的按鍵來設(shè)定亮燈的時間和亮燈閃動的頻率。同時通過按鍵，可以實現(xiàn)工作模式切換的功能。</p><p><b>　　原理線路設(shè)計</b></p><p>　　1.）原理線路（見打印

7、圖）</p><p><b>　　2）工作原理說明</b></p><p>　　通電后，接通開關(guān)1，系統(tǒng)經(jīng)過初始化，會直接自動進入自動模式，即LED彩燈會自動順序亮燈，而在自動模式下，用戶根據(jù)自己需要選擇其他手動模式，并且可以改變每種模式下的時間和頻率的參數(shù)，本實驗設(shè)定的默認延遲200MS，當開關(guān)2接通后會進入手動模式，手動模式下，有兩種工作模式，當開關(guān)3斷開斷開時，

8、LED燈會按照從上往下的順序亮燈，最下方的燈亮后又會回到最上方的燈亮，當開關(guān)3接通時，LED燈則會按照從下到上的順序亮燈。當開關(guān)4接通時，系統(tǒng)會進入暫停狀態(tài)，此時所有的燈都會亮.斷開開關(guān)4，系統(tǒng)又會回到暫停前的狀態(tài)繼續(xù)亮燈。當開關(guān)5閉合時。系統(tǒng)會竟如閃爍狀態(tài)，即1,3,5,7和2,4,6，8輪流點亮。因此在LED彩燈上電工作后，用戶可以根據(jù)實際情況來通過開關(guān)選擇適合的模式來完成功能。</p><p>　　主要控制

9、模塊設(shè)計器件有89C51-LED顯示器，5個開關(guān)，通過軟件程序設(shè)計，使單片機和P0口作為LED驅(qū)動信號輸出口及移位時鐘CLOCK信號，P1口作為按鍵輸入口。</p><p><b>　　3）特點分析</b></p><p>　　在系統(tǒng)開機后默認進入自動工作狀態(tài)，LED彩燈控制器按照程序設(shè)定好的亮燈模式進行，從模塊一順序往下走，一直到最后一個模塊為一個亮燈周期，然后再回

10、到模塊一循環(huán)工作，整個工作周期看作一個大周期，其中每一個花樣工作模式時間為200MS，對于沒一個工作模式編寫一個獨立工作的子程序，若燈亮則對應顯示位“1“，熄燈則不顯示，對系統(tǒng)工作狀態(tài)起到了很好的監(jiān)控作業(yè)。</p><p>　　LED彩燈系統(tǒng)包括2大部分，即LED彩燈控制器（89C51主控模塊），主要是用來控制按鍵功能，LED彩燈管（管內(nèi)LED板膜塊），主要是受控制的模塊。</p><p>

11、;<b>　　程序設(shè)計</b></p><p>　　1）程序結(jié)構(gòu)及流程圖（見打印頁）</p><p>　　結(jié)構(gòu)：1.當開關(guān)1接通時，P1.4由高電平進入低電平時，主程序就跳到自動的子函數(shù)執(zhí)行，這樣就實現(xiàn)了閃亮。</p><p>　　2.當開關(guān)2接通時，P1.5由高電平進入低電平時，主程序自動跳到手動自上到下的子函數(shù)。</p>&l

12、t;p>　　3.當開關(guān)3接通時，P1.6由高電平進入低電平時，主程序就跳到手動由下到上的子函數(shù)上。</p><p>　　4.當開關(guān)4接通時，P1.7由高電平進入低電平時，主程序就跳到暫停狀態(tài)，此時燈全亮。</p><p>　　5.當按鍵5接通時，P1.3由高電平進入低電平時，主程序就跳到閃爍的狀態(tài)。</p><p><b>　　2)程序算法分析<

13、;/b></p><p>　　系統(tǒng)中的軟件可以分為主程序和中斷服務(wù)子程序，整個系統(tǒng)軟件由主程序，各個模塊子程序，終端服務(wù)子程序，除了中斷會定時進行以外，程序其他的時間都在進行查詢和LED顯示延時，在每次定時終斷服務(wù)子程序里，需要對各個時間寄存器和模式進行加減。為主程序查詢作準備，同時查詢是否已到時間，并進行相應的子程序處理。</p><p>　　主程序除了調(diào)用各種模式的子程序和延時子

14、程序外。還一直保持查詢是否有功能鍵按下。</p><p><b>　　3）關(guān)鍵程序段說明</b></p><p><b>　　ORG 00H</b></p><p>　　START : MOV A, #0FFH</p><p><b>　　CLR C</b></p&g

15、t;<p>　　MOV R1,#8</p><p>　　SB1: MOV P0, #OOFH</p><p>　　JB P1.4, SB1</p><p>　　JNB P1.3, FLASH</p><p>　　SB2: JB P1.5, AUTO</p><p>　　JB

16、 P1.6 . LEFT\</p><p>　　JMP RIGHT</p><p>　　該模塊是主控模塊。主要用來調(diào)用模塊的處理數(shù)據(jù)，根據(jù)各功能模塊對應的程序決定。</p><p><b>　　源程序（見附頁）</b></p><p>　　五 .調(diào)試結(jié)果及分析</p><p>　　首

17、先通過仿真軟件來調(diào)試讓系統(tǒng)工作最穩(wěn)定的各個硬件參數(shù)，然后在KEIL下進行編譯導入PROTECUS進行調(diào)試。</p><p>　　1實驗剛開始程序試時，有一個錯誤，顯示錯誤是RIGHT沒有被定義，檢查程序之后發(fā)現(xiàn)子程序中的RIGHT上面的重復導致程序出錯，再將子程序中的RIGHT改為RIGHT2之后重新導入程序，運行，程序無錯誤。</p><p>　　2.在運行程序之后，發(fā)現(xiàn)彩燈無法進行模式

18、之間的轉(zhuǎn)換在中斷中執(zhí)行彩燈模式的死循環(huán)模式，再后來中斷響應臺哦出循環(huán)執(zhí)行下一個模式，這樣不斷的通過中斷進入死循環(huán)，不停的中斷套中斷，觀察程序發(fā)現(xiàn)一個中斷不能不停的嵌套一個中斷，員的討論及對老師的咨詢時候我們對程序進行了修改，再次運行程序時，可以實現(xiàn)各種模式之間的轉(zhuǎn)換，問題得到解決。</p><p>　　4在程序基本完成之后我們找老師初步驗收，老師發(fā)現(xiàn)我們的功能太簡單，不夠?qū)嵱?，于是我們加入了閃爍功能，可以打到更好

19、的視覺效果，當進入閃爍模式的時候，一.三.五.七和二.四.六.八燈交替以達到閃爍功能。程序添加如下</p><p>　　MOV P0, #55H;</p><p>　　MOV PO,#AAH</p><p><b>　　六．運行結(jié)果及分析</b></p><p>　　結(jié)果：當開關(guān)一即總開關(guān)閉合時，系統(tǒng)進入默認的自動模式，

20、彩燈按照從上往下的順序點亮，當閉合開關(guān)2則會進入手動模式，進入上到下點亮的循環(huán)模式，此時如果再閉合開關(guān)3，則是進入手動模式的從下往上點亮的循環(huán)模式，再閉合開關(guān)4，則會進入暫停模式，此刻所有的燈全亮，當再斷開開關(guān)4，則退出暫停模式，回到暫停之前的模式繼續(xù)工作，最后檢測開關(guān)5時候閉合，當開關(guān)5閉合的時候。會進入閃爍模式，一.三.五.七和二.四.六.八燈交替點亮。</p><p>　　結(jié)論：本實驗是根據(jù)AT—89C51

21、單片機的彩燈控制，實現(xiàn)對LED彩燈的控制，實現(xiàn)了多種彩燈燈光效果，即自動和手動模式下的LED彩燈從下到上和從上到下的流動，還有小燈的閃爍和暫停時的全亮狀態(tài)，可以通過按鍵實現(xiàn)彩燈工作模式的轉(zhuǎn)換，也可以通過按鍵進入暫停模式，每種狀態(tài)的工作時間由定時器決定，可以確定每種工作模式的工作時間，實驗結(jié)果與實驗要求基本相符合還有一定的創(chuàng)新功能，所以實驗基本成功。</p><p><b>　　七．設(shè)計體會</b&

22、gt;</p><p>　　課程設(shè)計剛開始，拿著選定的題目不知如何入手。畢竟課程設(shè)計不同于實驗課，電路圖都要自己設(shè)計。靜下心來，仔細分析題目，再加上指導老師的說明與提示，心中才有了譜。將整個系統(tǒng)根據(jù)不同的功能化分成模塊，再分別進行設(shè)計，逐個攻破，最后再將其整合即可。            

23、60;   本次課程實習我雖然用了一個星期的時間就全部做完，但整個過程我都認真的完成了，而且從中收獲很多。可以總結(jié)為以下的幾點：</p><p>　　單片機作為我們的主要專業(yè)課之一，雖然在大三開學初我對這門課并沒有什么興趣，覺得那些程序枯燥乏味，但在這次課程設(shè)計后我發(fā)現(xiàn)自己在一點一滴的努力中對單片機的興趣也在逐漸增加。這次單片機課程設(shè)計我們歷時一個星期，我們班里算是倒數(shù)幾組完成的吧，但經(jīng)過

24、這個星期的實踐和體驗下來，我們又怎么會去在乎那個先后問題呢，因為對我來說學到的不僅是那些知識，更多的是團隊和合作。現(xiàn)在想來，也許學校安排的課程設(shè)計有著它更深層的意義吧，它不僅僅讓我們綜合那些理論知識來運用到設(shè)計和創(chuàng)新，還讓我們知道了一個團隊凝聚在一起時所能發(fā)揮出的巨大潛能!一星期前我們4人還在為到底選哪個思路產(chǎn)生分歧，最后在老師的耐心分析和指導下完成了思路的選定，但是隨之而來的問題比我們想想的要困難的多。作為一個團隊，分工就顯得尤為

25、重要，在我們的討論下我得到了連接硬件電路的任務(wù)，不過沒想到這項看起來不需要多少技術(shù)的工作卻是非常需要耐心和精力，最后在我們組員的幫助下也算是很好的完成了這項任務(wù)，在其他組員紛紛完成了初步的工作后，我們自信滿滿的來到了實驗室準備調(diào)試，但第一次就給了我們致命的打擊，設(shè)計的功能不能全部實現(xiàn)出來，彩燈無法完成模式之間的轉(zhuǎn)</p><p>　　最后這次課程設(shè)計，使我受益頗多。了解到課程實習設(shè)計是開端，連接是關(guān)鍵，測試是必須

26、。既鞏固了課堂上學到的理論知識，又掌握了常用集成電路芯片的使用。在此基礎(chǔ)上學習了數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計的基本思想和方法，學會了科學地分析實際問題，通過查資料、分析資料及請教老師和同學等多種途徑，獨立解決問題。同時，也培養(yǎng)了我認真嚴謹?shù)膽B(tài)度。</p><p><b>　　八．參考文獻</b></p><p>　　1.MCS51原理及其應用</p><p>

27、　　2.單片機原理及應用實驗指導</p><p><b>　　九.打印圖</b></p><p><b>　　1.流程圖</b></p><p><b>　　主程序：</b></p><p><b>　　閃爍子程序：</b></p><