十位流水燈課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p>　　課程名稱 微機(jī)原理與應(yīng)用 </p><p>　　課題名稱 十位流水燈設(shè)計(jì) </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　班 級(jí)

2、 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　任務(wù)書下達(dá)日期 2011 年 06 月 13 日</p><p>　　設(shè) 計(jì) 完成日期 2011 年 06 月 24 日</p><p><b>　　摘要</b></p

3、><p>　　單片機(jī)是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術(shù)，把具有數(shù)據(jù)處理能力的微處理器、隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、只讀程序存儲(chǔ)器、輸入輸出電路、可能還包括定時(shí)計(jì)數(shù)器、串口通信口、顯示驅(qū)動(dòng)電路，脈寬調(diào)制電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器及A/D轉(zhuǎn)換器等電路集成到一塊芯片上，構(gòu)成一個(gè)最小而完善的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。這些電路在軟件的控制下準(zhǔn)確、迅速、高效地完成程序設(shè)計(jì)者事先規(guī)定的任務(wù)。對(duì)可控流水燈設(shè)計(jì)通過(guò)C語(yǔ)言編寫代碼實(shí)現(xiàn)10個(gè)LED燈4種流水燈顯示

4、方式。在設(shè)計(jì)中主要采用AT89C51這款芯片作為控制主體，用發(fā)光二極管來(lái)作為顯示燈，系統(tǒng)通過(guò)P1口外接8個(gè)發(fā)光二極管，P0口接2個(gè)發(fā)光二極管；流水燈的放光二極管經(jīng)過(guò)排阻接在P0和P1口上。設(shè)計(jì)中輔以簡(jiǎn)單的設(shè)備和必要的震蕩電路，設(shè)計(jì)了一款流水燈，最終達(dá)到預(yù)期的目的。</p><p>　　關(guān)鍵詞 單片機(jī)AT89C51 發(fā)光二極管 流水燈 </p><p><b>　　目錄&

5、lt;/b></p><p><b>　　1 引言1</b></p><p><b>　　2 課題綜述1</b></p><p>　　2.1課題來(lái)源與意義1</p><p>　　2.2面臨的問(wèn)題1</p><p><b>　　3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)1&l

6、t;/b></p><p><b>　　3.1總體設(shè)計(jì)1</b></p><p><b>　　3.2模塊設(shè)計(jì)2</b></p><p><b>　　3.3硬件設(shè)計(jì)5</b></p><p><b>　　4 代碼編寫6</b></p&g

7、t;<p><b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試8</b></p><p>　　6 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果與分析8</p><p><b>　　7 結(jié) 論9</b></p><p>　　8 參 考 文 獻(xiàn)10</p><p><b>　　1 引言</b></p&

8、gt;<p>　　單片機(jī)控制系統(tǒng)能夠取代以前利用復(fù)雜電子線路或者數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，可以軟件控制來(lái)實(shí)現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化。現(xiàn)在的單片機(jī)的控制范疇無(wú)所不在，例如通信產(chǎn)品、家用電器、智能儀器儀表、過(guò)程控制和專用控制裝置等等，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域越來(lái)越廣泛。</p><p><b>　　2 課題綜述</b></p><p>　　2.1課題來(lái)源與意義</

9、p><p>　　隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、科技的突飛猛進(jìn)，芯片業(yè)得到了迅速的發(fā)展，是單片機(jī)技術(shù)在各種民用和工業(yè)控制等領(lǐng)域得到更廣泛的應(yīng)用。單片機(jī)憑借其低成本、高性能的不可代替優(yōu)勢(shì)已經(jīng)成為了微電腦 控制的主力軍。學(xué)習(xí)單片機(jī)的有效方法是將理論與實(shí)踐并重，因此通過(guò)對(duì)單片機(jī)可控流水燈的設(shè)計(jì)和研究，鼓勵(lì)學(xué)生在熟悉基本原理的前提下，與實(shí)際應(yīng)用相聯(lián)系，提出自己的方案，來(lái)完善設(shè)計(jì)，使得我們更好的掌握單片機(jī)的應(yīng)用。</p><

10、;p><b>　　2.2面臨的問(wèn)題</b></p><p>　　本次課程設(shè)計(jì)的要求是對(duì)10個(gè)LED燈設(shè)計(jì)4種流水燈顯示方式。</p><p>　　所要解決的軟件問(wèn)題有流水燈顯示方式的編碼設(shè)計(jì)，LED燈的驅(qū)動(dòng)以及需要一個(gè)可以自激震蕩的電路問(wèn)題，下面將對(duì)各個(gè)問(wèn)題展開論述。</p><p><b>　　3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b>

11、;</p><p><b>　　3.1總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　實(shí)現(xiàn)這個(gè)課題我們使用AT89C51作為控制主體，使用十個(gè)發(fā)光二極管作為L(zhǎng)ED顯示流水燈，外接一個(gè)晶振來(lái)提供外接時(shí)鐘脈沖。</p><p><b>　　模塊圖如下：</b></p><p>　　圖3-1 系統(tǒng)模塊圖</p

12、><p><b>　　流程圖如下：</b></p><p><b>　　圖3-2系統(tǒng)流程圖</b></p><p><b>　　3.2模塊設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.2.1主體控制模塊</p><p>　　芯片AT89C51是核心，P0、P1、P2

13、、P3口均可以作為I/O口使用。其中2個(gè)數(shù)碼管經(jīng)過(guò)上拉電阻接在AT89C51的P0口的P00和P01上，另外8個(gè)發(fā)光二極管接在P1口的P10-P17上。</p><p>　　圖3-3主體控制模塊圖</p><p><b>　　3.2.2時(shí)鐘模塊</b></p><p>　　時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作時(shí)所需的時(shí)鐘信號(hào)，在芯片的外部通過(guò)18腳、19

14、腳接晶體振蕩器和微調(diào)電容，形成反饋電路，構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器。電路中的C1、C2取100Pf左右，二晶體振蕩器的頻率范圍通常是1.2-12MHZ，晶體振蕩器的越高，振蕩頻率越高。</p><p><b>　　圖3-4時(shí)鐘模塊圖</b></p><p>　　3.2.3流水燈模塊</p><p>　　發(fā)光二極管就是LED，是一種由磷化鎵等半導(dǎo)體

15、材料制成的、能直接將電能轉(zhuǎn)換成光能的發(fā)光顯示器件。當(dāng)其內(nèi)部有一定電流通過(guò)時(shí)，就是發(fā)光。發(fā)光二極管具有功耗低、體積小、可靠性高、壽命長(zhǎng)和相應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　流水燈模塊采用10個(gè)LED發(fā)光二極管，通過(guò)代碼的編寫，實(shí)現(xiàn)四種流水移動(dòng)，其中電阻的作用是保護(hù)二極管，向它提供較小的電流，防止二極管因?yàn)殡娏鬟^(guò)大而燒毀。</p><p>　　設(shè)計(jì)中，發(fā)光二極管是共陽(yáng)極接法的，我們只需要將其低

16、電平不斷的改變就會(huì)看到LED的被點(diǎn)亮，也就實(shí)現(xiàn)了流水燈的功能。剛剛開始的時(shí)候讓所有的燈全部熄滅。即賦給初值 P0=0xff;</p><p><b>　　P1=0xff;</b></p><p>　　delay(100);// 剛開始熄滅所有燈</p><p>　　圖3-5流水燈模塊圖</p><p>　　3

17、.2.4 復(fù)位模塊</p><p>　　單片機(jī)必須在時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)下才能工作。在單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)時(shí)鐘震蕩電路，只要外接一個(gè)震蕩源就能產(chǎn)生一定的時(shí)鐘信號(hào)送到單片機(jī)內(nèi)部的各個(gè)單元，決定單片機(jī)的工作速度。復(fù)位模塊由一個(gè)電容和一個(gè)開關(guān)構(gòu)成。</p><p><b>　　圖3-6硬件連接圖</b></p><p><b>　　3.3硬件設(shè)計(jì)<

18、/b></p><p><b>　　圖3-7硬件連接圖</b></p><p><b>　　4.代碼編寫</b></p><p>　　#include<reg52.h></p><p>　　#define uchar unsigned char</p><p&g

19、t;　　#define uint unsigned int</p><p>　　sbit P01=P0^1;</p><p>　　sbit P00=P0^0;</p><p><b>　　//延時(shí)</b></p><p>　　void delay(uint z)</p><p>　　{

20、 uint x,y;</p><p>　　for(x=z;x>0;x--)</p><p>　　for(y=110;y>0;y--);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　void main()</p><p>　　{ uint temp;</p>

21、;<p><b>　　uchar n;</b></p><p><b>　　while(1)</b></p><p>　　{ P0=0xff;</p><p><b>　　P1=0xff;</b></p><p>　　delay(100);// 剛開

22、始熄滅所有燈</p><p>　　//（1）依次單獨(dú)點(diǎn)亮。</p><p>　　temp=0x01; //給初始值</p><p>　　for(n=0;n<10;n++)</p><p><b>　　{</b></p><p><b>　　P1=~temp;</b>

23、;</p><p>　　P0=~(temp>>8);</p><p>　　delay(100);</p><p><b>　　temp<<=1;</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　//（2）5個(gè)亮5個(gè)不亮循環(huán)4次。&l

24、t;/p><p>　　for(n=0;n<4;n++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　P1=0x55; P00=0; P01=1; //第1，3，5，7，9,燈亮。 delay(100);</p><p>　　P1=0xaa; P00=1; P01=0;//第2，4，

25、6，8，10個(gè)燈不亮。 delay(100);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//（3）兩邊各5個(gè)，輪流亮，循環(huán)4次。</p><p>　　for(n=0;n<8;n+=2)</p><p>　　{ P1=0xe0; P00=1; P01=1;

26、 //第1，2，3，4，5個(gè)燈亮。第6，7，8，9，10個(gè)燈不亮。</p><p>　　delay(100);</p><p>　　P1=0x1f; P00=0; P01=0; //第1，2，3，4，5個(gè)燈亮。第6，7，8，9，10個(gè)燈不亮。</p><p>　　delay(100);</p><p><b>　　}&

27、lt;/b></p><p>　　//(4)滅三個(gè)亮兩個(gè)，亮兩個(gè)滅三個(gè)，循環(huán)四次。 for(n=0;n<4;n++)</p><p>　　{ P1=0xe7;P00=0;P01=0; //第1，2，3，6，7，8燈不亮。第4，5，9，10個(gè)燈亮。</p><p>　　delay(100);</p>

28、;<p>　　P1=0x18;P00=1;P01=1; //第1，2，3，6，7，8燈亮。第4，5，9，10不亮。</p><p>　　delay(100);</p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b&g

29、t;　　}</b></p><p><b>　　5 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　通過(guò)對(duì)編寫好的代碼用keil進(jìn)行編譯后，因?yàn)榫帉懙臅r(shí)候中英文輸入的切換，導(dǎo)致空格是全角符號(hào)，編譯有錯(cuò)誤。在語(yǔ)句中，字母的大小寫也會(huì)出錯(cuò)。數(shù)值代碼的錯(cuò)誤導(dǎo)致二極管的顯示方式出現(xiàn)了不該亮的亮了，該亮的沒有亮，即沒有和預(yù)先寫的語(yǔ)句達(dá)到一致的顯示效果。通過(guò)不斷的修改程序調(diào)試

30、最終實(shí)現(xiàn)了流水燈的顯示方式與預(yù)先的結(jié)果達(dá)到一致。</p><p>　　6 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果與分析</p><p>　　通過(guò)USB線接通提供電源后led燈能正常顯示，四種編碼方式不停的在循環(huán)顯示流水效果，由于延時(shí)的問(wèn)題，四種顯示方式人眼看來(lái)不能很好的分辨這四種顯示方式，于是我們采用了幀進(jìn)的方法進(jìn)行了實(shí)際仿真。</p><p><b>　　結(jié) 論</b&

31、gt;</p><p>　　通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì),讓我學(xué)習(xí)到了很多知識(shí)以及認(rèn)識(shí)到了很多問(wèn)題。同時(shí)我意識(shí)到了一個(gè)很重要的問(wèn)題，那就是課程設(shè)計(jì)之前的準(zhǔn)備工作也是很重要的，包括提前預(yù)習(xí)設(shè)計(jì)的題目，上網(wǎng)和去圖書館查閱資料。我清楚的知道了，資料也是那么重要，否則在一個(gè)新穎的題目面前，你將無(wú)從下手。通過(guò)準(zhǔn)備工作，這樣可以保正在設(shè)計(jì)的時(shí)候，有了充足的準(zhǔn)備，使得自己不會(huì)在真正要開始課程設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)著題目發(fā)呆，沒有什么進(jìn)展。因此，

32、我覺得這個(gè)也是對(duì)待學(xué)習(xí)的一種好的態(tài)度，以后在學(xué)習(xí)中，也要一直以這種好的態(tài)度對(duì)待。</p><p>　　除此之外，讓我發(fā)現(xiàn)這次的可控流水燈設(shè)計(jì)，對(duì)于我以前的學(xué)習(xí)如數(shù)碼管顯示、led燈等的知識(shí)，不僅是一次很好的運(yùn)用，而且讓我再次花心思去復(fù)習(xí)了以前學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，運(yùn)用之初相互結(jié)合知識(shí)點(diǎn)，使得知識(shí)點(diǎn)可以聯(lián)系起來(lái)，對(duì)我的學(xué)習(xí)有了很大的好處。</p><p>　　在程序設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也遇到了好多的問(wèn)題，

33、剛開始在代碼調(diào)試的時(shí)候，一直會(huì)存在錯(cuò)誤，也有過(guò)很失望的時(shí)候，在通過(guò)老師的幫助后，經(jīng)過(guò)很多次的修改以后，終于把程序代碼改好。但是在代碼燒入芯片中，以及數(shù)碼管的顯示等問(wèn)題上面，我們還是花費(fèi)了好多時(shí)間，但是還是沒有頭緒。最終還是在他人的幫助下，以及幫我們把代碼進(jìn)行了修改，才得以完成了可控流水燈基本功能。</p><p>　　總的來(lái)說(shuō)，這次設(shè)計(jì)獲益勝多。因?yàn)楸敬握n程設(shè)計(jì)是一個(gè)團(tuán)隊(duì)的合作，所以，不僅使得我們團(tuán)結(jié)合作，學(xué)習(xí)到

34、了知識(shí)，還讓我們更加的學(xué)會(huì)溝通。不僅培養(yǎng)了實(shí)踐能力，還培養(yǎng)了設(shè)計(jì)思維，同時(shí)也鍛煉了動(dòng)手實(shí)際操作能力，在摸索該如何設(shè)計(jì)電路使之實(shí)現(xiàn)所需功能的過(guò)程中，鍛煉了運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的靈活性，加深了對(duì)知識(shí)的理解及提高了解決問(wèn)題的能力。在體會(huì)到設(shè)計(jì)電路的艱辛的同時(shí)，更能體會(huì)到成功喜悅和快樂。</p><p>　　在這次的設(shè)計(jì)中，我學(xué)習(xí)了很多，也享受到了其中的樂趣。從這次課程設(shè)計(jì)中我了解到流水燈的設(shè)計(jì)還是很好玩的，以前在路上夜景中的流

35、水燈看上去很復(fù)雜，現(xiàn)在自己編程以后，知道了原理，相信在器件的允許下，我們也是可以完成那種效果的。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　1 康華光.電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第五版）.高等教育出版社，2006</p><p>　　2 嚴(yán)天峰.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真調(diào)試.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2005