十位流水燈課程設計

1、<p>　　課 程 設 計</p><p>　　課程名稱 微機原理與應用 </p><p>　　課題名稱 十位流水燈設計 </p><p>　　專 業(yè) 電氣工程及其自動化 </p><p>　　班 級

2、 </p><p>　　學 號 </p><p>　　任務書下達日期 2011 年 06 月 13 日</p><p>　　設 計 完成日期 2011 年 06 月 24 日</p><p><b>　　摘要</b></p

3、><p>　　單片機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、隨機存取數(shù)據(jù)存儲器、只讀程序存儲器、輸入輸出電路、可能還包括定時計數(shù)器、串口通信口、顯示驅(qū)動電路，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)成一個最小而完善的計算機系統(tǒng)。這些電路在軟件的控制下準確、迅速、高效地完成程序設計者事先規(guī)定的任務。對可控流水燈設計通過C語言編寫代碼實現(xiàn)10個LED燈4種流水燈顯示

4、方式。在設計中主要采用AT89C51這款芯片作為控制主體，用發(fā)光二極管來作為顯示燈，系統(tǒng)通過P1口外接8個發(fā)光二極管，P0口接2個發(fā)光二極管；流水燈的放光二極管經(jīng)過排阻接在P0和P1口上。設計中輔以簡單的設備和必要的震蕩電路，設計了一款流水燈，最終達到預期的目的。</p><p>　　關(guān)鍵詞 單片機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課題來源與意義1</p><p>　　2.2面臨的問題1</p><p><b>　　3 系統(tǒng)設計1&l

6、t;/b></p><p><b>　　3.1總體設計1</b></p><p><b>　　3.2模塊設計2</b></p><p><b>　　3.3硬件設計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)運行結(jié)果與分析8</p><p><b>　　7 結(jié) 論9</b></p><p>　　8 參 考 文 獻10</p><p><b>　　1 引言</b></p&

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

9、p><p>　　隨著經(jīng)濟的發(fā)展、科技的突飛猛進，芯片業(yè)得到了迅速的發(fā)展，是單片機技術(shù)在各種民用和工業(yè)控制等領(lǐng)域得到更廣泛的應用。單片機憑借其低成本、高性能的不可代替優(yōu)勢已經(jīng)成為了微電腦 控制的主力軍。學習單片機的有效方法是將理論與實踐并重，因此通過對單片機可控流水燈的設計和研究，鼓勵學生在熟悉基本原理的前提下，與實際應用相聯(lián)系，提出自己的方案，來完善設計，使得我們更好的掌握單片機的應用。</p><

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

11、;</p><p><b>　　3.1總體設計</b></p><p>　　實現(xiàn)這個課題我們使用AT89C51作為控制主體，使用十個發(fā)光二極管作為LED顯示流水燈，外接一個晶振來提供外接時鐘脈沖。</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模塊設計</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個數(shù)碼管經(jīng)過上拉電阻接在AT89C51的P0口的P00和P01上，另外8個發(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時鐘模塊</b></p><p>　　時鐘電路用于產(chǎn)生單片機工作時所需的時鐘信號，在芯片的外部通過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。當其內(nèi)部有一定電流通過時，就是發(fā)光。發(fā)光二極管具有功耗低、體積小、可靠性高、壽命長和相應快等優(yōu)點。</p><p>　　流水燈模塊采用10個LED發(fā)光二極管，通過代碼的編寫，實現(xiàn)四種流水移動，其中電阻的作用是保護二極管，向它提供較小的電流，防止二極管因為電流過大而燒毀。</p><p>　　設計中，發(fā)光二極管是共陽極接法的，我們只需要將其低

16、電平不斷的改變就會看到LED的被點亮，也就實現(xiàn)了流水燈的功能。剛剛開始的時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 復位模塊</p><p>　　單片機必須在時鐘的驅(qū)動下才能工作。在單片機內(nèi)部有一個時鐘震蕩電路，只要外接一個震蕩源就能產(chǎn)生一定的時鐘信號送到單片機內(nèi)部的各個單元，決定單片機的工作速度。復位模塊由一個電容和一個開關(guān)構(gòu)成。</p><p><b>　　圖3-6硬件連接圖</b></p><p><b>　　3.3硬件設計<

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</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）依次單獨點亮。</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個亮5個不亮循環(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個燈不亮。 delay(100);</p><p><b>　　}</b></p><p>　　//（3）兩邊各5個，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個燈亮。第6，7，8，9，10個燈不亮。</p><p>　　delay(100);</p><p>　　P1=0x1f; P00=0; P01=0; //第1，2，3，4，5個燈亮。第6，7，8，9，10個燈不亮。</p><p>　　delay(100);</p><p><b>　　}&

27、lt;/b></p><p>　　//(4)滅三個亮兩個，亮兩個滅三個，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>　　通過對編寫好的代碼用keil進行編譯后，因為編寫的時候中英文輸入的切換，導致空格是全角符號，編譯有錯誤。在語句中，字母的大小寫也會出錯。數(shù)值代碼的錯誤導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，即沒有和預先寫的語句達到一致的顯示效果。通過不斷的修改程序調(diào)試

30、最終實現(xiàn)了流水燈的顯示方式與預先的結(jié)果達到一致。</p><p>　　6 系統(tǒng)運行結(jié)果與分析</p><p>　　通過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，由于延時的問題，四種顯示方式人眼看來不能很好的分辨這四種顯示方式，于是我們采用了幀進的方法進行了實際仿真。</p><p><b>　　結(jié) 論</b&

31、gt;</p><p>　　通過這次的課程設計,讓我學習到了很多知識以及認識到了很多問題。同時我意識到了一個很重要的問題，那就是課程設計之前的準備工作也是很重要的，包括提前預習設計的題目，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，否則在一個新穎的題目面前，你將無從下手。通過準備工作，這樣可以保正在設計的時候，有了充足的準備，使得自己不會在真正要開始課程設計的時候，對著題目發(fā)呆，沒有什么進展。因此，

32、我覺得這個也是對待學習的一種好的態(tài)度，以后在學習中，也要一直以這種好的態(tài)度對待。</p><p>　　除此之外，讓我發(fā)現(xiàn)這次的可控流水燈設計，對于我以前的學習如數(shù)碼管顯示、led燈等的知識，不僅是一次很好的運用，而且讓我再次花心思去復習了以前學習的知識點，運用之初相互結(jié)合知識點，使得知識點可以聯(lián)系起來，對我的學習有了很大的好處。</p><p>　　在程序設計的過程中，也遇到了好多的問題，

33、剛開始在代碼調(diào)試的時候，一直會存在錯誤，也有過很失望的時候，在通過老師的幫助后，經(jīng)過很多次的修改以后，終于把程序代碼改好。但是在代碼燒入芯片中，以及數(shù)碼管的顯示等問題上面，我們還是花費了好多時間，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行了修改，才得以完成了可控流水燈基本功能。</p><p>　　總的來說，這次設計獲益勝多。因為本次課程設計是一個團隊的合作，所以，不僅使得我們團結(jié)合作，學習到

34、了知識，還讓我們更加的學會溝通。不僅培養(yǎng)了實踐能力，還培養(yǎng)了設計思維，同時也鍛煉了動手實際操作能力，在摸索該如何設計電路使之實現(xiàn)所需功能的過程中，鍛煉了運用所學知識的靈活性，加深了對知識的理解及提高了解決問題的能力。在體會到設計電路的艱辛的同時，更能體會到成功喜悅和快樂。</p><p>　　在這次的設計中，我學習了很多，也享受到了其中的樂趣。從這次課程設計中我了解到流水燈的設計還是很好玩的，以前在路上夜景中的流

35、水燈看上去很復雜，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</b></p><p>　　1 康華光.電子技術(shù)基礎數(shù)字部分（第五版）.高等教育出版社，2006</p><p>　　2 嚴天峰.單片機應用系統(tǒng)設計與仿真調(diào)試.北京:北京航空航天大學出版社,2005