單片機彩燈控制課程設(shè)計

1、目 錄.一 概述2 1.1 彩燈的設(shè)計背景及意義2 1.2 系統(tǒng)設(shè)計功能概述2二 彩燈設(shè)計內(nèi)容簡要2 2.1 彩燈設(shè)計要求2 2.2 彩燈設(shè)計原理2 2.3 彩燈總體控制框圖3.三 硬件電路設(shè)計3 3.1 硬件組成3 3.2 80c51單片機硬件結(jié)構(gòu)4 3.3 系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能5.四 系統(tǒng)的軟件設(shè)計5軟件程序6.五 設(shè)計體會8.六 參考文獻9 彩燈控制器設(shè)計一.概述1.1彩燈的設(shè)計背景及意義彩燈是人們?nèi)粘Ｉ钪械囊环N裝飾用品，它美觀大方，尤其在節(jié)日期間，倍增節(jié)日氣氛。它蘊涵著豐富的文化底蘊，被廣泛地應(yīng)用于各種店面的裝飾。變換無窮的彩燈樣式，給城市增添活力，吸引著人們的注意力，深受人民的喜愛

2、。在日常生活中，人們還將彩燈擺放成各種圖案，增添美感。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用系統(tǒng)向著小型化、快速化、大容量、重量輕的方向發(fā)展?？茖W(xué)技術(shù)更加貼近人們的生活，向著滿足人們需求的方向發(fā)展。1.2系統(tǒng)設(shè)計功能概述本設(shè)計是以80c51單片機為基礎(chǔ)的彩燈控制方案，來實現(xiàn)對led彩燈的控制。以80c51單片機作為主控核心，與鍵盤、顯示、驅(qū)動等模塊組成核心主控制模塊。在lab6000試驗箱上根據(jù)上位機發(fā)出信號和從機的外部中斷來控制彩燈的花型及其變化的快慢。二.彩燈設(shè)計內(nèi)容簡要：2.1彩燈設(shè)計要求：1.花型種類不少于四種，花型自擬（可用數(shù)碼管的各段及發(fā)光二極管做彩燈）； 2.可用鍵控制彩燈按預(yù)設(shè)的花型進行變換

3、；3.可用鍵控制分別用快/慢兩種節(jié)拍實現(xiàn)花型變換。本機地址為00h，當接到上位機發(fā)的00h時，則回發(fā)00h當接到上位機發(fā)的aah時，則將預(yù)設(shè)花型代號發(fā)出當收到55h時，則后面的數(shù)據(jù)為新的花型2.2彩燈設(shè)計原理：主要在lab6000試驗箱上進行控制。通過軟件設(shè)計，使上位機單片機p0口作為三色led驅(qū)動信號輸出口，p1口為8個按鍵輸入口。下位機p1口與八個發(fā)光二極管相接作為輸出口、p0口與8位七段碼led相接作為顯示器的輸出口。2.3彩燈總體控制框圖：led顯示電路（給從機發(fā)出信號）接受從機發(fā)回信號復(fù)位電路按鍵電路（輸入控制信號）（上位機）80c51單片機八個發(fā)光二極管顯示花樣外部中斷復(fù)位電路接受

4、主機信號（從機）80c51單片機三硬件電路設(shè)計：3.1硬件組成按照單片機系統(tǒng)擴展與系統(tǒng)配置狀況，單片機應(yīng)用系統(tǒng)可分為最小系統(tǒng)、最小功耗系統(tǒng)及典型系統(tǒng)等. 80c51單片機屬于mcs-51系列單片機，由intel公司開發(fā)，其結(jié)構(gòu)是8048的延伸，改進了8048的缺點，增加了如乘（mul）、除（div）、減（subb）、比較（push）、16位數(shù)據(jù)指針、布爾代數(shù)運算等指令，以及串行通信能力和5個中斷源。采用40引腳雙列直插式dip（dual in line package），內(nèi)有128個ram單元及4k的rom。80c51有兩個16位定時計數(shù)器，兩個外中斷，兩個定時計數(shù)中斷，及一個串行中斷，并有4

5、個8位并行輸入口。80c51內(nèi)部有時鐘電路，但需要石英晶體和微調(diào)電容外接，本系統(tǒng)中采用12mhz的晶振頻率。因此，彩燈控制器為由發(fā)光二極管、數(shù)碼管、晶振、復(fù)位、電源等電路和必要的軟件組成的單個單片機3.2 80c51單片機硬件結(jié)構(gòu)：80c51外形及引腳排列如圖所示： 管腳說明： rst：復(fù)位輸入信號，高電平有效。在振蕩器工作時，在rst上作用兩個機器周期以上的高電平，將器件復(fù)位。p0口：8位、漏極開路的雙向i/o口當使用片外存儲器（rom及ram）時，作低八位地址和數(shù)據(jù)總線分時復(fù)用。p0口（作為總線時）能驅(qū)動 8個 lsttl負載。p1口：8位、準雙向i/o 口。在編程/校驗期間，用做輸入低位

6、字節(jié)地址。p1口可以驅(qū)動 4個 lsttl負載。p2口：8位、準雙向i/o口。當使用片外存儲器（rom及ram）時，輸出高8位地址。在編程/校驗期間，接收高位字節(jié)地址。p2口可以驅(qū)動4個lsttl負載。 p3口：8位、準雙向i/o口，具有內(nèi)部上拉電路。p3提供各種替代功能。p3口可以輸入/輸出4個lsttl負載。串行口： p30rxd 串行輸入口。p31txd 串行輸出口。中斷：p32 外部中斷0輸入。p33 外部中斷1輸入。 ea /vpp片外程序存儲器訪問允許信號，低電平有效。ea=1，選擇片內(nèi)程序存儲器(80c51為4kb，80c52為8kb) ；ea=0，則程序存儲器全部在片外而不管片

7、內(nèi)是否有程序存儲器。ale/prog地址鎖存允許信號，輸出。在訪問片外存儲器或i/o時，用于鎖存低八位地址，以實現(xiàn)低八位地址與數(shù)據(jù)的隔離。 psen 片外程序存儲器讀選通信號，低電平有效。在從片外程序存儲器取指期間，在每個機器周期中，當有效時，程序存儲器的內(nèi)容被送上 p0口（數(shù)據(jù)總線）?？梢则?qū)動 8個lsttl負載。電源和晶振：vcc運行和程序校驗時接電源正端。vss接地。xtal1輸入到單片微機內(nèi)部振蕩器的反相放大器。xtal2反相放大器的輸出，輸入到內(nèi)部時鐘發(fā)生器。33系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及功能描述：控制系統(tǒng)硬件設(shè)計電路圖如圖所示：上位機硬件控制電路 系統(tǒng)硬件設(shè)計電路圖功能描述：上位機硬件設(shè)計電

8、路主要由四部分組成：按鍵復(fù)位電路、時鐘振蕩電路、按鍵電路、led顯示電路。按鍵復(fù)位電路：復(fù)位是單片機的初始化操作，其作用是使cpu中的各個部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。在接電瞬間rst端的電位與vcc相同，隨著電容充電電流的減小，+5v立即加到了rst/vpd端，rst的電位逐漸下降 時鐘振蕩電路：在80c51的外部，xtal1和xtal2之間跨越晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個自激振蕩器，形成時鐘振蕩電路。時鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器二分頻后，形成單片機的時鐘脈沖信號。按鍵電路：用p1.0p1.7八個i/o口作為輸入口，按鍵輸入均采用高電平有效。圖中p1口的按鍵，

9、工作時可以發(fā)出控制從機的信號，即控制整個系統(tǒng)。led顯示電路：與單片機的p0口相連接，其電路圖如圖所示。 可以顯示主機發(fā)出的信號，也可以顯示從機反饋回來的信號。下位機硬件接卸控制電路功能描述：系統(tǒng)硬件設(shè)計電路主要由四部分組成：按鍵復(fù)位電路、時鐘振蕩電路、外部中斷、發(fā)光二極管顯示、led顯示電路。按鍵復(fù)位電路：復(fù)位是單片機的初始化操作，其作用是使cpu中的各個部件都處于一個確定的初始狀態(tài)，并從這個狀態(tài)開始工作。在接電瞬間rst端的電位與vcc相同，隨著電容充電電流的減小，+5v立即加到了rst/vpd端，rst的電位逐漸下降。 時鐘振蕩電路：在80c51的外部，xtal1和xtal2之間跨越晶體

10、振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個自激振蕩器，形成時鐘振蕩電路。時鐘電路產(chǎn)生的振蕩脈沖經(jīng)過觸發(fā)器二分頻后，形成單片機的時鐘脈沖信號。發(fā)光二極管顯示電路：用p0.0p0.7八個i/o口作為輸出口，用來顯示不同的花型.高電平有效。led顯示電路：與單片機的p1口相連接，其電路圖如圖所示。有來顯示接收到的主機信號。外部中斷電路：p32 外部中斷0輸入用來控制花型的變化實現(xiàn)出現(xiàn)不同花型。p33 外部中斷1輸入用來控制花型變化的快慢。四系統(tǒng)的軟件設(shè)計 程序如下：org 0000h ajmp start ;指向主程序 org 0010hmain:mov p1,#0ffh ;設(shè)置p1口為輸入口start: mo

11、v p0,#0ffh ;初始狀態(tài)，選擇場景控制開關(guān) jnb p0.0,key0 sjmp startkey0: jnb p0.1, key1 jnb p0.2, key2 jnb p0.3, key3 jnb p0.4, key4 sjmp startstart1: mov p0, #0ffh acall delay mov a, p1 ;送顯示初值 jnb acc.1, key1 ;acc.1=0?若為0則p1.1對應(yīng)的鍵按下，轉(zhuǎn)key1 jnb acc.2, key2 ;acc.2=0?若為0則p1.2對應(yīng)的鍵按下，轉(zhuǎn)key2 jnb acc.3, key3 ;acc.3=0?若為0則p1

12、.3對應(yīng)的鍵按下，轉(zhuǎn)key3 jnb acc.4, key4 ;acc.1=0?若為0則p1.4對應(yīng)的鍵按下，轉(zhuǎn)key4 sjmp start1 key1:movr2,#08h movr5,#0fehnext0:mova,p0 jnb acc.3,key4 jnb acc.4,key3 jb acc.0,main mova,r5 movp1,a ;點亮燈 acalldelay mova,r5 rl a ;左移，下一個燈亮 movr5,a djnzr2,next0 sjmpkey1key2: mov a,p0 ;按鍵2，三色聯(lián)動，jb acc.0,main ；檢測開關(guān)是否按下 jnb acc.4

13、, key3 jnb acc.3, key4 mov p1,#0dah acall delay2 mov p1,#0c7h acall delay2 mov p1,#06eh acall delay2 ajmp key2lp1: jbc tf1, lp2 sjmp lp1lp2: mov th1, #0b1h mov tl1, #0e0h djnz r3, lp1 retkey3: acall delay mov a,r6 ;循環(huán)點亮加速 add a,#3h mov r6,a sjmp next0key4 : acall delay ;循環(huán)點亮減速 mov a,r6 mov a,#3h mov

14、 r6,a sjmp next0delay: mov r3, #14h ;加速減速,延時程序 mov tmod, #10h mov th1, #0b1h mov tl1, #0e0h setb tr1delay2:calldelay call delay ret end五設(shè)計體會：歷時五個星期的單片機課程設(shè)計，我從中受益匪淺。因為對我而言學(xué)到的不僅是專業(yè)知識，而且是團隊的合作精神。在本次課程設(shè)計中，我主要感觸最深的當屬查閱大量的設(shè)計資料了。為了讓自己的設(shè)計更加完善，查閱這方面的設(shè)計資料是十分必要的，同時也是必不可少的。作為一個團隊，分工就顯得尤為重要，我主要負責系統(tǒng)硬件電路設(shè)計和最終調(diào)試的任務(wù)

15、，我和搭檔互相幫助，彼此勉勵，有問題一起尋求解決之道。雖然一開始我們就對方案的選擇發(fā)生分歧，但這絲毫不影響我們的交流、探討。因為大家初衷是一樣的。開始設(shè)計的功能不能全部實現(xiàn)出來，于是拿著程序反復(fù)分析和修改，在老師和同學(xué)的幫助指導(dǎo)下最終找出錯誤所在。經(jīng)過總結(jié)和分析，我和組員一致認為要做好一個課程設(shè)計，就必須做到：在設(shè)計程序之前，對所用單片機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個系統(tǒng)的了解，知道該單片機內(nèi)有哪些資源；要有一個清晰的思路和一個完整的的軟件流程圖；在設(shè)計程序時，不能妄想一次就將整個程序設(shè)計好，反復(fù)修改、不斷改進是程序設(shè)計的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習慣，一個程序的完美與否不僅僅是實現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在設(shè)計課程過程中遇到問題是很正常,但我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題。 這次課程設(shè)計使我明白理論與實際相結(jié)合的重要，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從而提高自己的實際動手能力和獨立思考的能力。同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。在接